Lastflexibilisierung in der Industrie – Metastudienanalyse zur Identifikation relevanter Aspekte bei der Potenzialermittlung

Industrie

Vortrag im Rahmen der IEWT Wien am 16. Februar 2017

Motivation und zentrale Fragestellung

Durch den steigenden Anteil Erneuerbarer Energien gewinnt die Lastflexibilisierung in der Industrie als Möglichkeit den Stromverbrauch an die Erzeugung anzupassen zunehmend an Bedeutung. Es existiert bereits eine Vielzahl an Studien, die entsprechende Potenziale verschiedener Branchen untersuchen. Allerdings werden hier teilweise erhebliche Streuungen bei den ausgewiesenen Potenzialen deutlich. Gründe hierfür sind die Anwendung unterschiedlicher Methoden sowie ein fehlendes übereinstimmendes Verständnis zentraler Potenzialbegriffe. Aufbauend auf einer Metastudienanalyse werden daher einheitliche Definitionen relevanter Begrifflichkeiten sowie eine transparente Methode zur Potenzialerhebung ausgearbeitet.

Methodische Vorgangsweise

Ziel dieser Studie ist die Identifizierung relevanter Problemfelder im Kontext der Erhebung von Flexibilitätspotenzialen in der Industrie und die anschließende Entwicklung einer transparenten Methodik. Zu diesem Zweck werden im Rahmen einer Metastudienanalyse die verwendeten Methoden zur Potenzialerhebung von ca. 30 Studien analysiert. Darauf aufbauend werden relevante Aspekte bestimmt, anhand derer die Methoden verglichen und Problemfelder identifiziert werden können. Die Auswahl dieser Aspekte basiert zum einen auf ihrer Relevanz für die Höhe der ausgewiesenen Potenziale. Zum anderen ergibt sie sich aus der Identifikation von Unterschieden und Widersprüchen zwischen den Methoden der untersuchten Studien. Diese Unterschiede umfassen ferner Unsicherheiten aufgrund von fehlender oder unzureichender Beschreibung der verwendeten Methode bzw. einzelner Teilschritte derselben. Letztendlich ergeben sich die folgenden acht Aspekte:

Tabelle 1: Übersicht über identifizierte Problemfelder und deren Entscheidende Fragestellungen

Problemfelder
 
Entscheidende Fragestellungen
Potenzialbegriffe  Welche Potenzialbegriffe werden verwendet?
Erhobene Parameter  Welche Parameter werden für die Bestimmung der verschiedenen Potenziale erhoben?
Art der Laständerung Wird zwischen Lastreduktion und -erhöhung unterschieden? Wird die Option „Produktionsausfall“ mit berücksichtigt oder wird die uneingeschränkte Wertschöpfung als Randbedingung gesetzt?
Betrachtungszeitraum  Werden Potenziale auf Basis der heute installierten Anlagen erhoben oder werden zukünftige Entwicklungen berücksichtigt?
Art und Bilanzraum der Datenerhebung  Werden Potenziale für gesamte Industrien oder separat für einzelne Prozesse erhoben?
Bilanzraum ausgewiesener Potenziale   Werden die erhobenen Potenziale für einzelne Prozesse oder gesamte Industrien ausgewiesen?
Berechnungsmethode    Erfolgt eine Hochrechnung der erhobenen Potenziale? Auf welcher Basis erfolgt diese?
Differenzierung Techno-ökonomisch Werden Potenziale auf Basis techno-ökonomischer Randbedingungen (bspw. für verschiedene Vermarktungsoptionen) separat erhoben?
Zeitlich Wird unterschieden, wann Potenziale zur Verfügung stehen?
Örtlich Werden Potenziale georeferenziert erhoben?

 

Ergebnisse und Schlussfolgerungen

Die Metastudienanalyse ergibt deutliche Unterschiede hinsichtlich der identifizierten Problemfelder. Gegenstand dieser Studie ist daher die Entwicklung einer transparenten und einheitlichen Methodik.

In einem ersten Schritt erfolgt die Auswahl von fünf relevanten Potenzialbegriffen, für die einheitliche Definitionen festgelegt werden. Abbildung 1 stellt dar wie sich die einzelnen Potenziale aus Schnittmengen bzw. Teilmengen übergeordneter Potenziale ergeben. Ferner werden diesen Begriffen jeweils Parameter zugeordnet, die für deren Ermittlung erhoben werden müssen.

 

Abbildung Abgrenzung der verschiedenen Potenzialbegriffe

Abbildung 1: Abgrenzung der verschiedenen Potenzialbegriffe

Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die klare Unterscheidung zwischen Lastreduktion und -erhöhung. Die reine Ausweisung eines Potenzials zur Lastflexibilisierung ist nicht ausreichend, da Reduktion und Erhöhung der Last in der Regel nicht in gleichem Maße möglich sind. Darüber hinaus muss ein möglicher Ausgleichsbedarf, der durch die Laständerung entsteht, berücksichtigt werden. Um eindeutig zwischen Flexibilitätspotenzialen, die bereits heute zur Verfügung stehen, und solchen, welche erst zukünftig gehoben werden können, abzugrenzen, werden die Begriffe Flexibilitätspotenziale und Flexibilitätsperspektiven eingeführt. Letztere bezeichnen Potenziale, die erst durch technische Eingriffe am Prozess umgesetzt werden können. Hierbei ist zu beachten, dass alle fünf Potenzialbegriffe unabhängig vom Zeithorizont definiert sind und daher sowohl für heutige Potenziale als auch für zukünftige Perspektiven erhoben werden können. Entscheidend ist schließlich auch, dass die Bilanzräume der Datenerhebung und der letztendlich ausgewiesenen Potenziale übereinstimmen. Wird das Potenzial eines Prozesses erhoben, kann dieses nicht auf eine gesamte Branche hochgerechnet werden.

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