Neben dem Ausbau erneuerbarer Energien stellt die Digitalisierung der Energiewirtschaft mit einer zunehmenden Vernetzung der Infrastruktur den beherrschenden Megatrend dar, der das Energiesystem und seine Akteure grundlegend verändern wird. Im Projekt C/sells soll die dezentrale Energiewende mit einem intelligenten Energiesystem erprobt werden. Drei Eigenschaften bilden dabei die Leitidee von C/sells: Zellularität, Partizipation und Vielfältigkeit.

Die FfE in C/sells

In C/sells beschäftigt sich die FfE mit den Chancen und Herausforderungen eines digitalisierten Energiesystems, insbesondere in den Forschungsthemen:

• Flexibilität
• Flex-Plattform
• Demonstration und Feldversuch des Altdorfer Flexmarktes – ALF
• Systemrückwirkungen
• Handlungsempfehlungen

Im Verbundprojekt C/sells – Großflächiges Schaufenster im Solarbogen Süddeutschland – haben sich mehr als 60 Partner aus Forschung, Energieversorgung, Netzbetrieb, Consulting & Technologie zusammengeschlossen, um in den Modellregionen Bayern, Baden-Württemberg und Hessen das Energiesystem der Zukunft zu demonstrieren. Während einer Projektlaufzeit von vier Jahren wird dabei gezeigt, wie die intelligente Energieversorgung funktionieren kann. In über 30 Demonstrationszellen werden sichtbare Pilotprojekte umgesetzt und intensive Bürgerbeteiligungen in weiteren 9 Partizipationszellen gezeigt.

Weiterführende Informationen zum Verbundprojekt finden Sie unter www.csells.net.

C/sells ist Teil des Förderprogramms „Schaufenster intelligente Energie – Digitale Agenda für die Energiewende“ (SINTEG) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie. Ziel ist es, in großflächigen „Schaufensterregionen“ skalierbare Musterlösungen für eine umweltfreundliche, sichere und bezahlbare Energieversorgung bei hohen Anteilen erneuerbarer Energien zu entwickeln und zu demonstrieren. Im Zentrum stehen dabei die intelligente Vernetzung von Erzeugung und Verbrauch sowie der Einsatz innovativer Netztechnologien und Betriebskonzepte. Die gefundenen Lösungen sollen als Modell für eine breite Umsetzung dienen.

Weitere Tätigkeiten der FfE in C/sells:

• Regionalkoordination Bayern
• Unterauftragnehmer im Projekt "Intelligente Wärme München" der Stadtwerke München

Motive & Zielsetzung

Aufgrund des Zubaus dezentraler erneuerbarer Energieerzeugung und einer steigenden Durchdringung von Elektrofahrzeugen und elektrischen Wärmeerzeugern kommt es zu einer zunehmenden Belastung der Stromnetze vor Ort. Eine Lösung dieses Problems bieten dezentrale Flexibilitätsoptionen (bspw. steuerbare Wärmepumpen, PV-Anlagen oder auch Elektrofahrzeuge), die ihre Leistung den Bedürfnissen des Stromnetzes anpassen können.

Zusätzlich soll durch eine Potenzialbestimmung und Methodenentwicklung zur Nutzung von Flexibilität im Systemkontext die Integration von erneuerbaren Energien optimiert werden. Hierzu wird eine Flexibilitätsplattform für die Projektregion Ostbayern konzipiert und implementiert.

Im Rahmen des Projekts erfolgt die Entwicklung methodischer Ansätze, mithilfe derer unter anderem folgende Leitfragen beantwortet werden können:

• Wie kann eine digitalisierte Infrastruktur als Chance für die erfolgreiche Umsetzung eines solar geprägten Energiesystems im Kontext der Energiewende genutzt werden?
• Wie kann Flexibilität zur Integration von erneuerbaren Energien erschlossen werden und welchen Wert hat diese gerade für Verteilnetzbetreiber?
• Welche Methoden und Konzepte bewähren sich im Praxistest und bieten eine Blaupause für die flächendeckende Umsetzung?

Forschungsthemen

		Flexibilität
		(Basisdaten und Flexibilitätspotenzial)
		Die regionalisierte Quantifizierung von Flexibilität stellt ein wesentliches Forschungsfeld dar: Zum einen wird über Lastflussberechnungen im FfE-Tool Gridsim ermittelt, welcher Flexibilitätsbedarf gerade im Verteilnetz besteht. Zum anderen wird untersucht, in welchem Maße sog. Flexibilitätsoptionen einen Beitrag zur Optimierung des Netzbetriebs leisten können. Zu diesem Zweck wird deren Potenzial regionalisiert und schließlich visualisiert. Das an der FfE entwickelte regionalisierte Energiesystemmodell (FREM) wird um weitere, hoch aufgelöste Daten ergänzt, um gerade auch für die Verteilnetzebene die Datengrundlage für die Flexibilitätsverortung und -bewertung zu schaffen. Darüber hinaus werden die zusätzlichen Daten genutzt, um im Modell die Prognose- und Aggregationsmethoden zu verbessern.   Abbildung 1: Definition und Kategorisierung von Flexibilitäts-Begriffen
		Flex-Plattformen
		(zur Erschließung von netzdienlicher Flexibilität)
		Zur Erschließung der verschiedenen Flexibilitätsoptionen wird eine Flex-Plattform entwickelt und in der Projektregion Ostbayern implementiert. Ziel ist dabei, die verschiedenen Anbieter von Flexibilität über neue Marktmechanismen, insbesondere für den Einsatz zum Engpassmanagement, verfügbar zu machen. Neben der Konzipierung und Umsetzung einer Flexibilitätsplattform in Abstimmung mit entscheidenden Stakeholdern im Konsortium erfolgt eine Untersuchung der Anforderungskriterien unter techno-ökonomischen und rechtlich-regulatorischen Gesichtspunkten.   Abbildung 2: Flex-Plattformen in C/sells Weiterführende Informationen befinden sich im Konzeptpapier des Altdorfer Flexmarkts.   Abbildung 3: Konzeptpapier des Altdorfer Flexmarkts
		Demonstration und Feldversuch
		(des Altdorfer Flexmarkts (ALF) inkl. Probandenkonzept)
		Die wissenschaftliche Begleitung des Rollouts von Smart Grid-Komponenten in der Region Altdorf bei Landshut liefert Erkenntnisse über den Mehrwert einer intelligenten Versorgungsinfrastruktur. Darüber hinaus stellt das Modul die Basis für die Implementierung der entwickelten Flexibilitäts-Plattform dar. In dem von der FfE konzipierten und von Bayernwerk umgesetzten Altdorfer Flexibilitätsmarkt (ALF) sollen 30 – 60 Probanden aus Haushalten, öffentlichen Liegenschaften und Gewerbetreibenden die Möglichkeit gegeben werden, ihre flexiblen Anlagen dem Netzbetreiber für die Vermeidung von Netzengpässen anzubieten. Im Zuge des Feldversuchs werden zudem wissenschaftliche Analysen zur Bewertung der gesellschaftlichen Akzeptanz gegenüber einer Digitalisierung im Energiesystem vorgenommen. Dabei wird unter anderem der Einfluss einer aktiven Partizipation von Bürgern auf die Akzeptanz untersucht.   Abbildung 4: ALF-Flyer für den Feldversuch in Altdorf   Abbildung 5: Interview mit dem FfE C/sells-Team zum Feldversuch in Altdorf    Abbildung 6: Impressionen aus der Projektregion Altdorf bei Landshut
		Systemrückwirkungen
		(Auswirkungen auf das Energiesystem, z. B. Vermeidung von Netzengpässen, ganzheitliche Bewertung, z. B. Nachhaltigkeit der digitalisierten Energieinfrastruktur)
		Eine digitalisierte Infrastruktur und die damit einhergehenden Veränderungen ziehen grundlegende Auswirkungen auf das Energiesystem mit sich. In diesem Modul wird u.a. untersucht, wie sich sog. „Prosumerzellen“ (zur Modellierung von Flex-Plattformen) im Systemkontext verhalten. Hierbei kommt das an der FfE entwickelte Energiesystemmodell ISAaR zum Einsatz. Zusätzlich wird analysiert, welche Rückwirkungen die für das Plattformkonzept notwendige Smart Grid-Infrastruktur aufweist. Dabei sind u.a. Auswirkungen auf die Nachhaltigkeit, wie etwa auf ökologische Dimensionen aber auch die Resilienz des Energiesystems relevante Forschungsfelder. Abbildung 7: Zu untersuchende Marktdesigns
		Handlungsempfehlungen
		Um sicherzustellen, dass die Erkenntnisse aus C/sells bereits während der Projektlaufzeit von den verschiedenen Stakeholdern umgesetzt werden können, erfolgt die Erstellung verschiedener Stakeholder-spezifischer Leitfäden, welche die Herausforderungen der Digitalisierung adressieren und klare Handlungsempfehlungen auf dem Weg in eine digitalisierte und nachhaltige Energiezukunft geben. Abbildung 8: Veröffentlichung Smart Meter – Umwelt, Technik, Mehrwert   Abbildung: C/sells-internes Kochrezept zur Use-Case-Methodik

 Zusammenfassung:

Abbildung 10: Projektsteckbrief der FfE-Aktivitäten in C/sells

Förderung und Projektpartner

Die Bearbeitung der hier beschriebenen Inhalte erfolgt im Verbundprojekt C/sells durch die Forschungsstelle für Energiewirtschaft e.V. und die Forschungsgesellschaft für Energiewirtschaft mbH. Die FfE-Aktivitäten im Verbundprojekt C/sells werden im Rahmen des Förderprogramms „Schaufenster intelligente Energie – Digitale Agenda für die Energiewende“ (SINTEG) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert (Förderkennzeichen: 03SIN121).

Neben dem BMWi wird die FfE durch die Bayernwerk AG, Intel Deutschland GmbH und der Stadtwerke Augsburg Netze GmbH sowohl finanziell als auch mit Daten und individuellen, praxisnahen Erfahrungen unterstützt. Darüber hinaus werden die genannten Partner die Ergebnisse evaluieren und Umsetzungsmöglichkeiten im eigenen Versorgungsgebiet prüfen.

Anhänge:

Smart Meter - Umwelt, Technik, Mehrwert	985 kB
Konzeptpapier Altdorfer Flexmarkt	1609 kB
Projektsteckbrief FfE Csells	423 kB