Video-Podcast mit Nils Kleefeld: Wie virtuelle Kraftwerke fossile Energien in Rente schicken

Was genau ist ein virtuelles Kraftwerk und wie funktioniert es technisch? 

Diese und weitere Fragen stehen im Mittelpunkt unseres Video-Podcasts mit Nils Kleefeld. Felix Dembski, bei sonnen zuständig für Energierecht und regulatorische Themen, erläutert im Gespräch, dass die Idee hinter einem virtuellen Kraftwerk darin besteht, viele kleine dezentrale Anlagen zu vernetzen. Solche dezentralen Anlagen können einzelne Stromspeicher wie die sonnenBatterie und diverse flexible Verbraucher wie eine Wärmepumpe oder ein E-Auto sein. Diese werden virtuell zu einer größeren Energieeinheit verbunden, um wichtige Netzdienstleistungen zu übernehmen oder gemeinsam an der Strombörse aktiv zu sein.

Warum brauchen wir virtuelle Kraftwerke? 

Die Antwort liegt in der Herausforderung, Energieverbrauch und -erzeugung zu jeder Zeit perfekt auszugleichen. Verbrauch und Erzeugung müssen in einem Stromnetz immer im Gleichgewicht sein, damit es stabil ist.  Denn wenn dieses Gleichgewicht zu stark gestört ist, kann es im schlimmsten Fall zu lokalen oder sogar landesweiten Stromausfällen kommen. In einem traditionellen Energiesystem, das hauptsächlich auf fossilen Brennstoffen basiert, ist dies bereits schwierig. Mit dem zunehmenden Einsatz erneuerbarer Energien wie Wind und Sonne wird die Herausforderung um ein Vielfaches größer. Hier kommen virtuelle Kraftwerke ins Spiel, die durch die Integration von dezentralen Heimspeichern und flexiblen Verbrauchern schnell einspringen können, wenn Strom im Netz fehlt oder zu viel Strom vorhanden ist, der zwischengespeichert werden muss.

Welchen Herausforderungen begegnet ein virtuelles Kraftwerk wie das sonnenVPP?

Die Flexibilität und Schnelligkeit der Reaktion sind entscheidende Faktoren bei der Effizienz virtueller Kraftwerke. Im Gegensatz zu herkömmlichen Kraftwerken können Batterien innerhalb von Sekunden reagieren, was sie zu wertvollen Akteuren in der Energiewende macht. Diese Flexibilität ermöglicht es virtuellen Kraftwerken, verschiedene Herausforderungen zu bewältigen, wie den kurzfristigen Ausgleich von Erzeugung und Verbrauch, die Steigerung vom Anteil erneuerbarer Energie im deutschen Strommix sowie die Vermeidung von Netzengpässen.

1. Kurzfristiger Ausgleich von Erzeugung und Verbrauch:

Das Netz muss ständig im Gleichgewicht gehalten werden. Ein VPP (Abkürzung für virtual power plant oder virtuelles Kraftwerk) kann hier helfen, indem es auf schwankende Stromnachfrage reagiert, indem es beispielsweise verfügbare Stromspeicher einsetzt, um die benötigte Leistung in Sekundenschnelle bereitzustellen.

Wie Felix Dembski das anhand von dem Beispiel einer Fußballweltmeisterschaft erklärt? Das erfahren Sie im vollständigen Video ab Minute 13:10 (siehe oben, Abschnitt „Lösung 1: Netzstabilisierung durch Frequenzausgleich”).

2. Integration von mehr erneuerbaren Energien: 

Der Anteil erneuerbarer Energien im Netz wächst, was zu volatileren Stromerzeugungsmustern führt. Ein VPP kann überschüssigen Strom speichern, wenn er günstig ist (z. B. bei viel Wind oder Sonne) und ihn bei Bedarf zu späteren Zeiten bereitstellen, was zur Reduzierung der Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen beiträgt – und letztlich zur Erreichung eines klimaneutralen Energiesystems insgesamt.

Im vollständigen Video ab Minute 16:53 diskutieren Nils und Felix über genau diesen Erfolgsfaktor der Energiewende (Video-Abschnitt „Lösung 2: Mehr erneuerbare Energie dank optimiertem Netzbezug“). Das erklärt übrigens auch, warum die sonnenBatterie als Teil des virtuellen Kraftwerks teilweise nachts beladen wird!

3. Vermeidung von Netzengpässen:

Der Ausbau erneuerbarer Energien und neuer Verbrauchseinrichtungen wie Wärmepumpen und Elektroautos stellt das Stromnetz vor Herausforderungen. Ein VPP kann helfen, Engpässe zu vermeiden, indem es die Stromnutzung digital orchestriert und beispielsweise den Verbrauch zeitlich verschiebt oder Speicher nutzt, um die lokale Netzkapazität optimal zu nutzen.

Weitere Details dazu im Video ab Minute 19:25 (Video-Abschnitt „Lösung 3: Vermeidung von Netzengpässen mit vernetzten Heimspeichern.“).

Warum werden virtuelle Kraftwerke zukünftig immer wichtiger?

Ein virtuelles Kraftwerk wie das sonnenVPP kann bisher ungenutzte Potenziale zum Vorteil aller einsetzen. In deutschen Haushalten steht inzwischen eine Vielzahl an Stromspeichern, die vorrangig für den Eigenverbrauch von Solarstrom genutzt werden. Diese Speicher haben eine enorme Kapazität, die der von mehreren Atomkraftwerken entspricht. Jedoch bleiben sie im Winter bzw. generell an weniger sonnigen Tagen oft ungenutzt, da die mögliche Solarstromerzeugung gering ist. Die Idee eines virtuellen Kraftwerks besteht darin, diese Speicher für sinnvolle Aufgaben in der Energiewende zu aktivieren, wenn sie gerade nicht für den Eigenverbrauch benötigt werden. Mit der nächsten Phase der Energiewende wird der Verbrauch voraussichtlich verdoppelt und die installierte Leistung der Erneuerbaren wird sich vervierfachen, was eine verstärkte Nutzung solcher Speicher erforderlich und möglich macht.

Insgesamt zeigt die Diskussion zwischen Nils Kleefeld und Felix Dembski, dass virtuelle Kraftwerke eine absolute Schlüsselrolle in der Energiewende spielen und dazu beitragen können, fossile Energien durch erneuerbare Alternativen zu ersetzen. Durch die Integration von Speichern und flexiblen Verbrauchern schaffen virtuelle Kraftwerke eine nachhaltige und zukunftsfähige Energieinfrastruktur, die auf Innovation, Gemeinschaft und Umweltbewusstsein basiert.

Welche weiteren Initiativen gibt es, um unser deutsches Stromnetz zukunftsfähig zu halten?

Neben virtuellen Kraftwerken wie dem sonnenVPP werden auch staatlich verschiedene Maßnahmen für die Zukunftsfähigkeit unseres Stromnetzes getroffen. Dazu zählt auch der neue Paragraf 14a des Energiewirtschaftsgesetzes, der am 01. Januar 2024 in Kraft getreten ist. Hierbei handelt es sich um eine Festlegung der Bundesnetzagentur (BNetzA), die einen großen Schritt Richtung Netzstabilität geht. Denn der § 14a EnWG erlaubt Netzbetreibern, im Falle einer Überlastung des Stromnetzes, Verbraucher wie Stromspeicher, Wallboxen und Wärmepumpen auf max. 4,2 kW zu dimmen. Haushalte werden hierfür bereits präventiv finanziell entschädigt – unabhängig davon, ob es tatsächlich zu einer Dimmung kommt oder nicht. Zusätzlich soll es eine weitere finanzielle Belohnung dafür geben, wenn sich Haushalte von sich aus netzdienlich verhalten, d.h. ihren Stromverbrauch in die Tageszeiten verlagern, in denen das Netz weniger belastet ist. Bei sonnen trifft bewährte Technologie auf vorausschauende Expertise. Auch diese neueste Regelung bedeutet garantiert keine Einschränkung, denn unsere Technik hat diesen Schritt bereits mitgedacht. Mit der sonnenBatterie bleiben Sie für die Zukunft bestens ausgestattet und erhalten einen weiteren Bonus von jährlich ca. 150 Euro extra.

Weitere Details finden Sie in unserem passenden Blog-Artikel zum neuen Paragraphen 14a EnWG.