LoadShift: Lastverschiebung in Haushalt, Industrie, Gewerbe und kommunaler Infrastruktur – Potenzialanalyse für Smart Grids

01.03.2012 bis 31.05.2014

Problemstellung und Ausgangssituation

Das Themenfeld „Lastverschiebung“ gewinnt bei der Erreichung eines nachhaltigen Energiesystems der Zukunft vermehrt an Bedeutung. Dabei hat sich in den letzten Jahren die Ausgangssituation im Hinblick auf die technischen Möglichkeiten mit der Verbreitung von intelligenten Netzinfrastrukturen (Smart Grids) signifikant geändert. Erstmals ist es möglich mittels moderner Kommunikationseinrichtungen (IKT), Verbrauchs- und Produktionsmuster in Echtzeit aufeinander abzustimmen. Das sich hieraus ergebende Potential einer Lastverschiebung ist Gegenstand von LoadShift.

Seit längerem bestehen vergleichsweise statische Methoden der Lastverschiebung verschiedener Konsumentengruppen. So nutzen etwa österreichische Haushalte nach wie vor spezielle Tarifmodelle (z.B. für Nachtspeicherheizungen) um in Schwachlastzeiten die schwer speicherbare Energieform Elektrizität in thermische Energie umzuwandeln. Dieser Ansatz einer Umwandlung in eine geringerwertige Energieform, sowie weitere „statische“ Lastverschiebungsansätze sind in Zeiten intensiver Effizienzbestrebungen suboptimal. Das erklärte Ziel von LoadShift ist es daher Primärenergie-effiziente Ansätze der Lastverschiebung aufzuzeigen und anhand von Case Studies für die Sub-Sektoren Haushalte, Industrie, Gewerbe und kommunale Infrastrukturen zu evaluieren.

Dem interdisziplinären Ansatz dieses Projekts entsprechend werden diese Konsumenten- bzw. Produzentengruppen in Hinblick auf ihre technischen Potentiale für die Energieträger Elektrizität, Wärme, Kälte sowie dem umwelttechnikrelevanten Bereich Wasser/Abwasser evaluiert.

Eine Bewertung der Effizienz verschiedener Lastverschiebungsansätze, vor allem im Hinblick auf die Primärenergieträger-Effizienz ist essentiell.

Ziele und gewählte Methode

Das vorrangige Ziel dieser Studie ist die Schaffung einer zielgerichteten Daten- und Informationsbasis für Entscheidungsträger zur Bewertung von Lastverschiebung als Beitrag für die Erreichung energiepolitischer Ziele. Eine solche umfassende Daten- und Informationsbasis muss aus Autorensicht vier Analyseschritte abarbeiten, um tragfähige und verlässliche Ergebnisse zu liefern. Diese Schritte beinhalten die Beantwortung folgender Fragen:

  • Welche Ansätze zu einer effektiven Anregung der Lastverschiebung existieren?
  • Was sind die mengenmäßigen Potentiale von Lastverschiebungsansätzen innerhalb der Sub-Sektoren Industrie, Gewerbe, kommunale Infrastruktur, den Haushalten und
  • der E-Mobilität?
  • Wie können diese Potentiale aktiviert werden? Was sind die Barrieren? Wer sind
  • mögliche Forerunner? Lassen sich Business-Models ableiten?
  • Welcher Aufwand ist zur Aktivierung der Potentiale notwendig? Wie sieht die Cost
  • Curve für Österreich aus?
  • Welches Kosten/-Nutzenverhältnis ergibt sich für die untersuchten
  • Lastverschiebungssituationen?
  • Wie kann die Implementierung der Lastverschiebung aus rechtlicher Sicht forciert werden?

Als Methodik werden mehrere Ansätze interdisziplinärer Forschung verknüpft. Da das Thema der Lastverschiebung kein unmittelbar neues Thema in der Forschung ist, legen die Autoren großen Wert auf die größtmögliche Ausnutzung von Synergieeffekten mit vorangegangenen Forschungsvorhaben zu diesem Thema, um Ineffizienzen zu vermeiden. Dies ist vor allem im Bereich der Potentialanalysen von Industrie und Gewerbe möglich (siehe etwa das durch den KLIEN geförderte Projekt Demand Response – Shifting Electricity Loads, dessen Endbericht zum Beginn der hier beantragten Studie verfügbar sein wird). Diese Ergebnisse werden mit eigenen Daten der Autoren (e7 GmbH) auf Plausibilität geprüft und mit weiteren, vor allem auch europäischen Ergebnissen, verglichen, um ein vollständiges Bild der Forschung zum Thema Lastverschiebungspotentiale in Industrie und Gewerbe zu erhalten. Im Bereich der Haushalte werden ebenfalls auf Daten bestehender KLIEN geförderter Projekte (IRON und GAVE – Projektpartner Sonnenplatz Großschönau GmbH) zurückgegriffen. Allerdings sind die Daten hier regional geprägt, sodass diese Potentiale mit weiteren Daten der Antragsteller (1.000 Lastprofile von Haushalten aus ganz Oberösterreich) verknüpft werden, um bei der Potentialberechnung für Österreich keine regionalen Verzerrungen zu erhalten.

Im Bereich der Potentialberechnung für kommunale Infrastruktur, werden zwar erneut KLIEN geförderte Vorprojekte (etwa GAVE, siehe oben) in die Analyse miteinbezogen, jedoch erscheint hier die Datenbasis nicht tragfähig genug, ohne Teil-Potentiale neu zu berechnen. Hier sind vor allem Lastverschiebungspotentiale durch Schwimmbäder, Beheizung öffentlicher Gebäude (Schulen,...), oder Kläranlagen zu nennen.

Auch wenn heute noch in weniger hohem Umfang relevant, werden die Potentiale durch die Lastverschiebung in der E-Mobilität ebenfalls berücksichtigt. Auch wenn hier ebenfalls Teilpotentiale bereits erforscht    wurden, erscheint hier eine    grundlegende Neuerhebung/Berechnung auf Basis von Simulationen (IFEA) notwendig, da die E-Mobilität in ihrer Gesamtheit von technologischer Seite noch stark im Wandel ist.

Angestrebte Ergebnisse und Erkenntnisse

Diese Lastverschiebungsansätze werden auf Basis mehrerer Case Studies evaluiert und mittels integrativem Ansatz über vier Hauptkonsumentengruppen (Haushalte, Industrie, Gewerbe und kommunale Infrastrukturen) sowie verschiedene Energieformen (Elektrizität, Wärme, Kälte sowie den umwelttechnikrelevanten Wasser/Abwasser-Bereich) bewertet. Als wesentliches Ergebnis ergibt sich eine Entscheidungsmatrix, die alle Aspekte der Lastverschiebung in allen Sektoren miteinbezieht und aus der Handlungsempfehlungen abgeleitet werden können, um als Basis für Entscheidungsprozesse seitens der Politik, der Unternehmen, der privaten Konsumenten sowie Regulatoren dienen zu können.

Projektpartner

  • Energieinstitut an der Johannes Kepler Universität Linz GmbH
  • e7 Energie Markt Analyse GmbH
  • Technische Universität Graz – Institut für elektrische Anlagen
  • JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH
  • Stadtwerke Hartberg GmbH
  • E-Werke Stubenberg reg GenmbH
  • Sonnenplatz Großschönau GmbH


Dieses Projekt wird aus Mitteln des Klima- und Energiefonds gefördert und im Rahmen des Programms „KLIMA- und ENERGIEMODELL-REGIONEN" durchgeführt.