[:de]Seit rund drei Jahren untersucht ADS-TEC mit sechs Partnern aus Wirtschaft und Wissenschaft im Forschungsprojekt „Flex4Energy“, wie Batteriespeichersysteme Engpässe aus volatiler Einspeisung im Netz vermeiden können, indem sie kurzfristig elektrische Leistung bereitstellen. Diese Flexibilität, die Lieferung oder der Bezug von Energie, kann auf einem im Rahmen des Projektes entwickelten Marktplatz gekauft oder verkauft werden. Diese Flexibilisierung ermöglicht eine zuverlässige Stromversorgung ohne aufwendigen Netzausbau. Als Puffer dient ein 100 kW/kWh Lithium-Ionen-Batteriespeicher von ADS-TEC, der nicht nur die Erzeugung der PV-Anlagen eines Wohngebietes zwischenspeichert, sondern darüber hinaus verfügbare Leistungsreserven als Flexibilitätspotentiale am neuen Marktplatz anbietet und so ein zusätzliches Einkommen erwirtschaftet. ADS-TEC führte während des Projekts Alterungstests am Batteriesystem durch mit dem Ergebnis, dass es keine signifikante zusätzliche Alterung durch die Zweitnutzung gab. Am 16. März 2018 wurden die Ergebnisse aller Projektteilnehmer an der Hochschule Darmstadt (h_da) veröffentlicht.

Eine zunehmend dezentrale Energieerzeugung durch Windräder und Photovoltaik-Anlagen sowie neue Verbraucher wie Elektromobilität führt die Stromnetze an ihre Grenzen. Dabei liegt das Problem nicht an einer generell zu knappen Kapazität. Die Herausforderungen ergeben sich durch zeitlich und örtlich begrenzte starke Leistungsspitzen sowohl bei Einspeisung als auch bei Entnahme aus dem Netz. Temporäre Engpässe und Spannungsprobleme können die Folge sein und die Versorgungssicherheit und -qualität gefährden. Ein flächendeckender Ausbau der Netzinfrastruktur zur Abdeckung von Spitzenbelastungen wäre teuer und würde die Strompreise über steigende Netzentgelte in die Höhe treiben.

„Flex4Energy“ suchte einen alternativen Ansatz: Die Nutzung sogenannter Flexibilitätspotenziale – die Möglichkeit, Energie zu speichern oder abzugeben. Lithium-Ionen-Batteriespeichersysteme sind hierfür besonders geeignet, da sie in beiden Richtungen einsetzbar sind. Durch die zunehmende Verbreitung von Batteriespeichersystemen und die bessere Steuerbarkeit von Anlagen im Zuge der Digitalisierung werden immer mehr Flexibilitätspotentiale an vielen Stellen im Netzgebiet entstehen.

Während technisch der Nutzung dieser Flexibilitätspotentiale nichts im Wege steht, existieren bisher keine Marktinstrumente, über die die beteiligten Akteure Nachfrage und Angebote unkompliziert und in Übereinstimmung mit den geltenden Rechtsvorschriften handeln können. Diese Lücke hat „Flex4Energy“ geschlossen:  Der Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik der Hochschule Darmstadt entwickelte im Rahmen des Projekts erstmals einen Marktplatz, der gezielt den Handel mit regionalen Flexibilitätspotentialen ermöglicht.

Prototypisch zum Einsatz kam der Marktplatz im Netzgebiet der ENTEGA in einem Neubaugebiet in Groß-Umstadt. Ein ADS-TEC Batteriespeichercontainer dient hier als sogenannter Quartierspeicher zur Pufferung der Energieerzeugung der Solaranlagen auf den Hausdächern. Der Speicher kann seine noch verfügbaren Leistungsreserven als Flexibilitätspotentiale auf dem Marktplatz anbieten und damit ein zusätzliches Einkommen erwirtschaften, was wiederum die Wirtschaftlichkeit der Investition erhöht.

Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg hat zusammen mit ADS-TEC untersucht, wie sich diese zusätzliche Nutzung auf die Lebensdauer der Batterie auswirkt. Diese zeigte über die Zeit deutlich weniger Alterung als erwartet. Untersucht und berechnet wurde die Alterung aufgrund von Dienstleistungen, beispielsweise für Fahrpläne von Bilanzkreismanagern oder für lokale Netzbetreiber, die bei vorhersehbarer Netzüberlastung eine Flexibilität anfordern können, damit sie zum Beispiel Windräder nicht abregeln müssen. Mithilfe dieser Zweitnutzung des Speichers war es über den Marktplatz möglich, zusätzliche Deckungsbeiträge zu erwirtschaften. Ein weiterer Vorteil des Marktplatzes ergibt sich für die Wirtschaftlichkeit verteilter Heimspeicher. Diese liegen im Winter bei geringer Sonneneinstrahlung phasenweise brach. Dadurch entsteht ein ungenutztes Flexibilitätspotential, das über einen solchen Marktplatz zur Verfügung gestellt werden kann. Eine zusätzliche Vermarktung bringt für alle Beteiligten mehr Wirtschaftlichkeit. Allerdings muss ein Speichersystem die technischen Voraussetzungen für eine solche Mehrfachnutzung erfüllen. Batteriesysteme von ADS-TEC sind darauf optimiert.

Das Fraunhofer-Institut für Experimentelles Software Engineering IESE hat die kritische Frage untersucht, inwieweit durch die Anbindung vieler dezentraler Anlagen an solche Marktplätze Probleme für einen sicheren Netzbetrieb entstehen könnten und wie geeignete Sicherheitskonzepte zu implementieren wären. Der Verein StoREgio Energiespeichersysteme e.V. leitete das Projekt und widmete sich der Frage, welche regulatorischen Hürden für den Betrieb eines Flex4Energy-Marktplatzes bestehen und ob sich die Nutzung des Marktplatzes für Betreiber und Nutzer wirtschaftlich lohnt.

Als Forschungsprojekt wurde es vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie mit rund drei Millionen Euro gefördert.

„Flex4Energy“ erhielt außerdem im November 2017 für seine eingereichte Projektskizze eine Auszeichnung, den Energy Cup im Start-Up Wettbewerb Science4Life. Der alljährlich ausgetragene Businessplan-Wettbewerb lädt Ideenträger aus ganz Deutschland ein, innovative Geschäftsideen aus den Bereichen Life Sciences, Chemie und Energie in Unternehmenserfolge umzusetzen. Damit ist er der bundesweit größte Businessplan-Wettbewerb in diesen wichtigen Zukunftsbranchen.

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