Problemstellung: Ausgleich Leistungsbilanz der Stromnetze
Die ausreichende Stromversorgung ist ein zentraler Pfeiler der Energiestrategie des Bundes. Damit die Stromversorgung sichergestellt werden kann, muss die Leistungsbilanz von Verbrauch und Produktion jederzeit ausgeglichen werden, was insbesondere mit zunehmender fluktuierender Stromproduktion z.B. aus Sonne und Wind eine grosse Herausforderung sein wird. Dieser Lastausgleich kann durch verschiedene Massnahmen erfolgen:
- Lastverschiebung bei grösseren Stromverbrauchern wie Kläranlagen, Wasserversorgungen, Kehrichtverwertungsanlagen (KVA), Industrien, Wärmepumpen, Kühlhäusern etc. oder einer grossen Anzahl von Haushalten
- Kurzfristiges Zu- oder Abschalten von Kraftwerken insbesondere Pumpspeicherkraftwerken, KVA, Biomasskraftwerke oder Blockheizkraftwerke (BHKW)
- Verkauf oder Zukauf aus dem Ausland (heute v.a. Atom-, Kohle- Sonne- und Windstrom)
- Speicherung von zeitweise überschüssiger Stromproduktion u.a. mit Batterien
Grosses Potential der Kläranlagen, Wasserversorgungen und Kehrichtverwertungsanlagen
In der von Studie „Potential der Schweizer Infrastrukturanlagen zur Lastverschiebung“ konnte InfraWatt aufzeigen, dass Infrastrukturanlagen einen namhaften Beitrag zur Stabilisierung des Stromsystems leisten können. Untersuchungen an Fallbeispielen haben ergeben, dass die Kläranlagen vor allem durch das Zu-/und Abschalten der Klärgas-Blockheizkraftwerke, aber auch bei gewissen Verbrauchern Lastverschiebungen ohne Beeinträchtigung des Betriebes durchführen können. Bei Wasserversorgungen besteht die Möglichkeit der Lastverschiebung durch ein geschicktes zeitliches Management der grossen Pumpen und bei KVA hauptsächlich durch Drosselung der Stromproduktion. Die Hochrechnung ergab, dass die Kläranlagen, Wasserversorgungen und KVA in der Schweiz heute über ein Potential von insgesamt 140 MW positiver und 233 negativer Regelleistung für eine Stunde verfügen.
Ergebnisse des Leuchtturmprojektes “Regelpooling in Infrastrukturanlagen”
Im Rahmen des Leuchtturmprojektes wurde 2014 bis 2017 an 6 Wasserversorgungen und 5 Abwasserreinigungsanlagen die Option Regelpooling zum Lastausgleich des Stromnetzes geprüft. Mit der Präqualifikation von Swissgrid wurde erstmals der Nachweis erbracht, dass Wasserversorgungen Tertiärregelleistungen und Abwasserreinigungsanlagen (ARA) sogar auch Sekundärregelleistungen bereitstellen können. Seit Sommer 2017 liefern vier ARA rund 1 MW Flexibilität an einen Pool. Gemäss den Betreibern funktioniert das Regelpooling problemlos und ohne den ARA-Betrieb zu stören. Besonders interessant dabei ist, dass keine Energieverluste entstehen und es keine grösseren Investitionen braucht, da bestehende Installationen genutzt werden können. Die Betreiber profitieren von zusätzlichen Erlösen, ohne Pönalen befürchten zu müssen. Angesichts dieser positiven Ergebnisse wird nun im Markt eine Erweiterung des Pools auf 5 – 10 MW angestrebt, wozu sich v.a. Klärgas-Blockheizkraftwerke > 200kW eignen. Zudem zeigte sich, dass bei ARA und auch Wasserversorgungen Lastspitzen- und Stromkostenoptimierung wirtschaftlich interessant sind. Der vollständige Schlussbericht zu dem Projekt ist unter Dokumente downloadbar.
Dieses Forschungsprojekt wurde unter der Leitung von InfraWatt mit den Firmen Ryser Ingenieuren AG, Alpiq AG und weiteren Partnern durchgeführt. Die Bedeutung von diesem Projekt wird daran erkennbar, dass es vom Bundesamt für Energie BFE als “Leuchtturmprojekt” gefördert wurde.
Abwasserreinigungsanlagen mit Blockheizkraftwerken > 200kW können ihr Interesse an einer Teilnahme am Regelpool bei InfraWatt anmelden, wo auch gern weitere Auskünfte erteilt werden: info@infrawatt.ch
Weiterführende Links:
Alpiq AG: Laststeuerung- und management