Im Rahmen dieses Projektes wurden neue Geschäftsmodelle für Virtuelle Kraftwerke (VKWs) erarbeitet und evaluiert. Diese fokussierten sich primär auf die Vermarktung flexibler Technologien auf Haushaltsebene, die in einem räumlich begrenzten Abschnitt des Mittel- und Niederspannungsnetzes angesiedelt sind. Aufgrund des Regionalbezugs werden sie als Regionale Virtuelle Kraftwerke (RVKWs) bezeichnet.
Zunächst wurde ein gemeinsames Begriffsverständnis geschaffen und für die zentralen Konzepte unter allen Projektpartnern abgestimmte Definitionen entwickelt. Als Grundlage für die Identifikation von neuen, digitalen Geschäftsmodellen wurden dann bestehende Geschäftsmodelle, Märkte und die regulatorischen Rahmenbedingungen sowie Technologien, die für die Implementierung und den Betrieb eines RVKWs von Interesse sind, identifiziert und analysiert.
Auf Basis der Recherchen wurden insgesamt vier Geschäftsmodelle sowie deren zugehörige Aggregationskonzepte für den Einsatz eines RVKWs entwickelt. Im ‚Status Quo‘ wird der derzeitige Zustand im Netz ohne Aggregation abgebildet. Im Aggregationskonzept ‚Haushalte zuerst‘ aggregiert und optimiert jeder Haushalt seine eigenen Energieanlagen kostenoptimal. Überschussstrom wird über die Direktvermarktung abgesetzt. Der ‚Externe Aggregator‘ entspricht dem weitverbreiteten Bild eines VKWs, welches direkten Zugriff auf ausgewählte Anlagen im betrachteten Verteilnetzausschnitt hat und dieses Portfolio an den Großhandelsmärkten vermarktet. Im ‚Nachbarschaftskraftwerk‘ hingegen agieren die teilnehmenden Haushalte eigenständig als Aggregator und vereinen eine kostenoptimale Eigenversorgung aller beteiligten Haushalte mit einer gewinnorientierten Vermarktung der Überschüsse an den Großhandelsmärkten, ohne einen externen Aggregator.

Die Ergebnisse der Modellrechnungen zeigen, dass durch den externen Aggregator die größten Kosteneinsparungen gegenüber dem ‚Status Quo‘ erreicht werden können. Diese gehen allerdings durch die Mitnahme geringster Preisunterschiede an den Märkten mit hohen Lastspitzen und Zyklenzahlen der Technologien einher. Die Lastspitzen sorgen für Netzbelastungen, die zum Teil mehr als das Doppelte der Netzbelastungen im ‚Status quo‘ Szenario betragen und zu einer Netzüberlastung führen würden. Zudem durchlaufen die Speicher unwirtschaftlich hohe Zyklenzahlen innerhalb eines Jahres. Letzterer Effekt wird durch die Einführung von Speichernutzungskosten reduziert, wodurch sich allerdings auch der wirtschaftliche Vorteil dieses Geschäftsmodells verringert.
Darüber hinaus ist zu betonen, dass in der Kostenbetrachtung keine sonstigen Kostenbestandteile (bspw. Vertriebskosten, Marge, etc.) eingepreist sind. Diese sind jedoch in den Endkundenstrompreisen enthalten, die in den Untersuchungen im ‚Status quo‘-Szenario eine wichtige Vergleichsgröße darstellen.
Aus Sicht des lokalen Verteilnetzes ist das Geschäftsmodell ‚Haushalte zuerst‘ am geeignetsten, da dieses die geringsten Netzbelastungen aufweist. Trotzdem wäre auch bei diesem Geschäftsmodell ein Netzausbau nötig, sofern keine anderen Maßnahmen ergriffen werden. Das Geschäftsmodell des Nachbarschaftskraftwerks wurde in diesem Projekt nicht abschließend untersucht, da dieses eine
detaillierte Analyse von Präferenzen und Zahlungsbereitschaften der Endverbraucher erforderlich macht. Die Ergebnisse der Untersuchung führen zu dem Schluss, dass die unterschiedlichen Geschäftsmodelle ökonomisch tragfähig sein können.

Laufzeit

Juli 2017 – Juni 2021. Verlängerung bis 31.03.2022

Förderung durch

Europäischer Fond für regionale Entwicklung EFRE
Ministerium für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen

Projektpartner

• Energiewirtschaftliches Institut an der Universität zu Köln (ewi)
• TH Köln – Cologne Institute for Renewable Energy (CIRE)
• Forschungszentrum Jülich (IEK-3)
• Wuppertal Institut

Projektleiter

Dr. Johannes Wagner

Ergebnisse

• Abschlussbericht: Geschäftsmodelle für Regionale Virtuelle Kraftwerke

Kontakt

Arne Lilienkamp
Energiewirtschaftliches Institut an der Universität zu Köln (ewi)
E-Mail: arne.lilienkamp@ewi.uni-koeln.de