Reingeblickt
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Deep Dive hinter die Kulissen der RheinEnergie.

Smart zur Energiewende: Zehn Jahre Virtuelles Kraftwerk

Eugen
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Strom entsteht in Kraftwerken, das weiß jedes Kind. Dass Kraftwerke auch virtuell sein können, dabei aber realen Strom erzeugen, wissen nur die wenigsten. Seit rund zehn Jahren besteht auch bei der RheinEnergie ein sogenanntes Virtuelles Kraftwerk (VK). Dabei bündelt das VK erneuerbaren Strom aus Photovoltaik, Windkraft, Wasserkraft, aber auch erdgasbetriebenen BHKW. Das hilft, Strom aus diesen Anlagen in das Stromnetz zu integrieren und somit die Energiewende zu ermöglichen.

Ob wir bargeldlos bezahlen oder Menschen als Freunde haben, denen wir noch nie persönlich begegnet sind, vieles läuft mittlerweile virtuell ab. Auch ganze Kraftwerke können virtuell sein – nämlich dann, wenn viele dezentrale Erzeugungsanlagen wie Photovoltaik, Wind- oder Wasserkraft über ein gemeinsames Leitsystem zu einer großen Einheit zusammengeschaltet werden. Der Strom stammt dann zwar physisch aus vielen unterschiedlichen Quellen, für den Stromhandel ist es hingegen nur eine einzige Anlage, deshalb trägt das Ganze auch den Namen Virtuelles Kraftwerk (VK). Seit rund zehn Jahren betreibt die RheinEnergie ein solches Virtuelles Kraftwerk.

10 Jahre Virtuelles Kraftwerk

Im Jahr 2012 begann die Handelstochter der RheinEnergie, die RheinEnergie Trading (RET), mit der Direktvermarktung von erneuerbaren Anlagen. Dabei werden dezentrale Erzeugungsanlagen direkt an der Strombörse vermarktet. Steuerbare Anlagen wie Blockheizkraftwerke (BHKW) konnten dadurch von besonders hohen Strompreisen profitieren. Für Wind- und Photovoltaikanlagen hingegen kann ein Mehrwert durch Abschaltung bei negativen Strompreisen erzielt werden. Die gezielte Bündelung dieser Anlagen über ein gemeinsames Leitsystem zu einem Virtuellen Kraftwerk war der nächste logische Schritt und wurde im Jahr 2014 vollzogen.

Übrigens: Wie der Stromhandel generell funktioniert, erfahrt ihr hier.

Das VK ist zwar bei der RheinEnergie angesiedelt, wird allerdings dienstleistend von der RheinEnergie Trading betrieben. „Das Virtuelle Kraftwerk war und ist für uns ein wesentlicher Baustein zur Umsetzung der Energiewende“, betont Sven Mann, Abteilungsleiter Portfoliomanagement bei der RET, dessen Abteilung gemeinsam mit dem Energiehandel alle wesentlichen Wertschöpfungsstufen des Virtuellen Kraftwerks vom Vertragsabschluss mit den Anlagenbetreibern bis zum Kauf und Verkauf der erforderlichen Energiemengen abdeckt. In den vergangenen zehn Jahren hat sich das VK als wichtiges Geschäftsfeld der RheinEnergie fest etabliert.

Optimaler Einsatz bei schwankenden Marktbedingungen

Zu seinen Anfangszeiten waren im VK insgesamt 20 Anlagen mit einer Gesamtleistung von rund 100 Megawatt (MW) zusammengeschlossen. Die fernwirktechnische Anbindung der Anlagen erfolgte seinerzeit noch hausintern. Markus Bührle, Mattias Servos und ihre Kollegen der Abteilung Energiedienstleistungen haben dabei mit großem Aufwand und Einsatz Pionierarbeit in einem neuen Marktumfeld geleistet. Sie haben es geschafft, eine Vielzahl von Anlagen an das VK anzubinden. Aktuell sind rund 250 Anlagen mit einer Erzeugungsleistung von 350 MW gebündelt. Die Bündelung umfasst eine Vielzahl von Erzeugungsarten wie Photovoltaik, Windkraft oder Wasserkraft, aber auch erdgasbetriebene BHKW sind Teil des VK. In der Regel weisen die Anlagen eine installierte Leistung von mehr als 100 kW elektrisch auf. 

Herzstück des VKs ist die energiewirtschaftliche Optimierung. Damit gewährleisten die Kolleginnen und Kollegen der RET, dass der Strom, den die Anlagen ins Netz einspeisen, den besten Preis an der Strombörse erzielt. Das erreichen sie, indem sie die Fahrweisen der Anlagen an die sich stets verändernden Marktgegebenheiten anpassen. „Bei geringen oder auch negativen Preisen sollten Wind- und PV-Anlagen in der Regel abgeschaltet werden. Bei hohen Strompreisen können flexible Anlagen wie erdgasbetriebene BHKW eingeschaltet werden“ erläutert Dr. Dirk Franken, Leiter der mit der Bewirtschaftung des VKs betrauten Gruppe Steuerung und Modellierung. Dieser Einsatz steigert nicht nur den Gewinn für die Anlagenbetreiber, sondern wirkt sich auch positiv auf die Stabilität der Stromnetze aus.

Ein elementarer Software-Baustein des VK ist die Leittechnik der Firma energy & meteo systems, in der alle Anlagen fernwirktechnisch angebunden sind. Die Leittechnik empfängt kontinuierlich Erzeugungsdaten, um so rund um die Uhr zusammen mit Wetterprognosen Erzeugungsmengen belastbar zu prognostizieren und zu aktualisieren. Diese Erzeugungsprognosen werden dann in allen relevanten Energiemärkten vermarktet. Neben dem klassischen DayAhead-Stromhandel gewinnt dabei die kurzfristige Vermarktung von Flexibilität zunehmend an Bedeutung. Diese wird durch eine Handelssoftware (AlgoTrader) unterstützt, die basierend auf eigenentwickelten Algorithmen quasi sekündlich, automatisiert Mengen kauft und verkauft, um so Preisentwicklungen und -differenzen auszunutzen.

Einsatzoptimierung von BHKW und Regionalstrom

Neben der klassischen Direktvermarktung von EE-Anlagen bietet das VK auch die Einsatzoptimierung von erdgasbetriebenen BHKW oder die Regelenergievermarktung von Großkraftwerken an. Schließlich wird im VK auch noch ein Regionalstromprodukt für Endkunden gesteuert. Über diese Plattform können Kundinnen und Kunden Strom aus Erzeugungsanlagen ihrer Wahl in einem Umkreis von 50 Kilometern um deren Wohnort beziehen.

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