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Dunkelheit Straße RegelenergieFür eine regenerative Energiewende, welche den gesamten Endenergieverbrauch (Strom, Wärme, Kraftstoffe) mit einschließt, benötigen wir zunehmend auch erneuerbare Regelenergie. Der aktuelle Anteil von 25 Prozent erneuerbaren Energieträgern im Strommarkt zeigt, dass die Erneuerbaren an windstarken Sommertagen schon viel Verantwortung übernehmen können. Dieser Erfolg kann aber nur schwer darüber hinwegtrösten, dass wir uns an windarmen Wintertagen bisher kaum auf die Familie der Erneuerbaren verlassen können. Um bei einem weiteren Anstieg von Sonnen- und Windenergie nicht auf Versorgungslücken zuzusteuern, ist die Ergänzung durch erneuerbare Regelenergie unumgänglich. Biogas und aufbereitetes Biomethan sind speicherbare Energieträger, welche sich ideal für die Verwendung als grundlastsichernde Energiequelle eigenen.

Der folgende Text ist eine Mitteilung des BMU-Förderprogramms „Energetische Biomassenutzung“.

Die Möglichkeit Strom bedarfsgerecht bereit zu stellen, damit die Einspeisung von Wind und Sonne auszugleichen und somit einen Beitrag zur Sicherheit des Stromsystems zu leisten, ist die Zukunft von Biogas. Mit der Flexibilitätsprämie des EEG wurden erste Anreize für einen solchen Betrieb gesetzt. Das im BMU-Förderprogramm „Energetische Biomassenutzung“ neu gestartete Forschungsvorhaben „OptFlex Biogas“ des DBFZ und dem Stromhändler Next Kraftwerke widmet sich der Frage, welche technischen Eigenschaften einer Biogasanlage optimal für eine gewinnbringende Vermarktung am Strommarkt sind. Neben dem technisch-ökonomischen Optimum stehen die Treibhausgaseffekte, die durch die Verlagerung der Stromproduktion entstehen, im Fokus.

Aktuell produzieren mehr als 7.000 Biogasanlagen in Deutschland Strom. Die Einspeisung erfolgt vergleichsweise kontinuierlich, da der optimale Betrieb im Rahmen des festen Einspeisetarifs des EEG bei einer maximalen Auslastung der eingesetzten Betriebsmittel liegt. Viele Neuanlagen besitzen heute einen Auslastungsgrad von 90 % bis 95 % und zum Teil darüber. Die Erzeugung des Gesamtbestandes stellt somit eine vergleichsweise sichere Bereitstellung von Grundlaststrom dar. Aufgrund des steigenden Anteils der fluktuierenden Erneuerbaren Energien, wie Wind und Photovoltaik, wird Grundlaststrom zunehmend ein Problem werden, da diese ihre Produktion nicht verlagern und nur mit hohen Kosten zwischenspeichern können. Der Bedarf an flexiblen Kraftwerken mit geringeren Betriebsstunden wächst. Biogasanlagen können durch Erweiterung der installierten Leistung, bspw. durch die Installation eines weiteren Biogas-Blockheizkraftwerkes (BHKWs), und bei Bedarf einer Erhöhung der Gas- und Wärmespeicherkapazitäten eine bedarfsgerechtere Betriebsweise bereitstellen.

Die durch die Anlagenanpassung verursachten Kosten sollen durch die Erlöse, die im Rahmen der Direktvermarktung in Verbindung mit der Flexibilitätsprämie erzielt werden, ausgeglichen werden. Der Frage, welche Anlagenausstattung die höchst möglichen Gewinne bei einer optimierten Vermarktung des erzeugten Stroms an der Strombörse verspricht, gehen der Stromhändler Next Kraftwerke GmbH und das DBFZ im Rahmen des Verbundvorhabens „Ermittlung eines technisch-ökonomisch optimierten Betriebs von flexiblen Biogasanlagen“ nach. Zur Beantwortung dieser Frage werden verschiedene Praxisanlagen, die bereits die neuen Regelungen des EEG 2012 nutzen bzw. planen diese zu nutzen, detailliert untersucht. Der Betrieb der Anlagen wird über einen längeren Zeitraum betrachtet und auf mögliche technische Optimierungspotenziale analysiert. Darüber hinaus werden für die entsprechenden Anlagen unterschiedliche Vermarktungsstrategien entwickelt, um theoretische Erlöse bei veränderten Betriebsweisen zu ermitteln.

Neben der technisch-ökonomischen Optimierung werden im Rahmen des Vorhabens weiter die Treibhausgaseffekte, die durch die Verlagerung entstehen, betrachtet. Zum einen werden die an der Anlage selbst entstehenden Emissionen und zum anderen die durch den Ersatz fossiler Energieträger sowie die durch eine mögliche Reduzierung der Abregelung fluktuierender Erneuerbarer Energien eingesparten Emissionen bilanziert.

Die Ergebnisse des zwei Jahre laufenden Vorhabens (2012-2014) sollen Anlagenbetreibern praxisnah die Möglichkeiten und Chancen der bedarfsgerechten Strombereitstellung zeigen, sowie Hinweise für eine optimierte Erweiterung weiterer Anlagen geben. Ferner sollen für den Gesetzgeber Handlungsempfehlungen für eine weitere praxisgerechte Ausgestaltung des Förderrahmens der bedarfsgerechten Strombereitstellung aus Biogas gegeben werden.

Exkurs bedarfsgerechte Bereitstellung

Die bedarfsgerechte Bereitstellung beinhaltet eine entsprechend der täglichen Börsenpreise orientierte fahrplanmäßige Bereitstellung. Der Fahrplan für den Folgetag muss täglich jeweils bis 14:30 Uhr an den Netzbetreiber gemeldet werden. Die Prognosen für die Fahrplanerstellung von Wind- und PV-Strom haben sich dabei in der Vergangenheit wesentlich verbessert. Über einen bilateralen Handel können Marktteilnehmer mögliche Abweichungen ihrer Fahrpläne bis 15 min vor Bereitstellung oder Nachfrage abgleichen. Bestehen zum Bereitstellungszeitpunkt Angebots-Nachfrage-Differenzen werden diese zum Zwecke der Frequenzhaltung vom zuständigen Übertragungsnetzbetreiber durch den Abruf von positiver Regelenergie, bei einer erhöhten Nachfrage, und negativer Regelenergie, bei einem erhöhten Angebot, kurzfristig ausgeglichen.

Das Förderprogramm & das Vorhaben

Das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) hat im Rahmen der nationalen Klimaschutzinitiative das Programm „Förderung von Forschung und Entwicklung zur klimaeffizienten Optimierung der energetischen Biomassenutzung“ aufgelegt. Im Zuge dieses Programms wird das Verbundprojekt „OptFlex Biogas – Ermittlung eines technisch-ökonomisch optimierten Betriebs von flexiblen Biogasanlagen“ (FKZ: 03KB073) gefördert. Das DBFZ ist auch für die wissenschaftliche Begleitung des Förderprogramms zuständig. Mit der fachlichen und administrativen Koordination desselben hat das BMU den Projektträger Jülich (PtJ) beauftragt