Laut APVI wird die Begrenzung der Spitzennachfrage mit dem „Pipe“-Ansatz für Australien nicht funktionieren

Wenn der Strombedarf seinen Höhepunkt erreicht, müssen nicht nur Kraftwerke hochgefahren werden, um den Bedarf zu decken, sondern auch der Strompreis steigt. In den USA beispielsweise entfallen 10–20 % der Nettostromkosten auf die Kosten für die Deckung des Spitzenbedarfs im Netz, der nur 100 Stunden im Jahr auftritt (1,1 % der Nutzungszeit in einem Jahr)!

Vor diesem Hintergrund haben viele Länder eine Obergrenze für den Spitzenstromverbrauch eines Haushalts festgelegt (sogenannte Demand Cap oder „Pipe“). Die Idee basiert auf der Annahme, dass der Spitzenbedarf im Netz genau dann auftritt, wenn einzelne Haushalte ihren maximalen Bedarf haben. Während dieser Ansatz in einigen Ländern dazu beigetragen hat, die Spitzenlast im Netz zu reduzieren, gehen Forscher des Australian Photovoltaic Institute (APVI) davon aus, dass er in Australien möglicherweise nicht so gut funktioniert.

Basierend auf einer Studie über die Stromverbrauchsmuster von 361 Häusern in Australien haben Forscher herausgefunden, dass die Gesamtnachfragespitze (wenn die Nachfrage aller Häuser addiert wird) zwar im Sommer auftritt, aber weniger als ein Drittel der einzelnen Nachfragespitzen (Zeitpunkt). des Jahres, in dem einzelne Haushalte den maximalen Strom verbrauchen) liegt im Sommer. Tatsächlich fällt die Hälfte der einzelnen Nachfragespitzen im Winter an. Dies ist in den Kreisdiagrammen unten zu sehen, die die Jahreszeit zeigen, in der für zwei verschiedene Datensätze (alle Privatnutzer) ein individueller Spitzenwert auftritt.

Bild über RenewEconomy

Darüber hinaus liegt der Höhepunkt der Nachfrage einzelner Haushalte zwar am häufigsten zwischen 17 und 19 Uhr, doch mehr als die Hälfte der untersuchten Häuser erreichten ihren Höhepunkt außerhalb dieser Zeit. Und das gilt für Sommer- und Winter-Peak-Häuser gleichermaßen.

Für die Nachfragereduzierung bedeutet dies, dass das Gesamtverhalten der Stromverbraucher in Privathaushalten zwar zu einem bestimmten Zeitpunkt einen Spitzenbedarf verursacht, die meisten Häuser jedoch zu diesem Zeitpunkt einzeln nicht die maximale Leistung verbrauchen.

Daher wird die Verwendung eines „Pipe“-Ansatzes zur Reduzierung der Netznachfrage – indem Haushalte gezwungen werden, ihre Spitzennachfrage unabhängig von der Tageszeit unter einem bestimmten Niveau zu halten – die Spitzennachfrage im Netz in Australien möglicherweise nicht wesentlich reduzieren, was das ultimative Ziel ist. Tatsächlich kann ein solcher Ansatz Haushalte unnötigerweise benachteiligen, die Spitzenwerte erreichen, während das Netzwerk keine Spitzenwerte erreicht.

Die Forscher fanden heraus, dass der Einsatz eines 6-kW-„Rohrs“ an den untersuchten Häusern nur zu einer Reduzierung der Spitzenwerte um 5,2 % führen würde, wenn das gesamte Netzwerk Spitzenwerte erreicht, zu anderen Zeiten jedoch zu einer mehr als doppelt so starken Reduzierung (17,4 %). Es ist eine ineffektive Politik.

Dies lässt sich in der folgenden Abbildung leichter veranschaulichen, wenn man die blauen Punkte auf der vertikalen Achse betrachtet, die den Strombedarf darstellen, wenn in einzelnen Haushalten Spitzenwerte auftreten (zu jeder Jahreszeit). Vergleichen Sie dies mit der roten Linie (die den Strombedarf jedes dieser Häuser darstellt, wenn das Netzwerk aufgrund der hohen Gesamtnachfrage seinen Höhepunkt erreicht).

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Wären die Spitzenwerte der einzelnen Haushalte mit dem Zeitpunkt des Netzspitzenwertes zusammengefallen, lägen alle blauen Punkte auf der roten Linie. In einem solchen Fall würde die Anwendung einer „Pipe“ dazu führen, dass sich die blauen Punkte und die rote Linie nach unten verschieben, was sowohl den Spitzenbedarf im Netz als auch die einzelnen Haushalte verringert.

Tatsächlich gibt es aber nur einen solchen Haushalt, bei dem der blaue Punkt auf der roten Linie liegt. Alle anderen liegen oberhalb der roten Linie. Beispielsweise markiert der rote Punkt oben in der Grafik einen Haushalt, dessen individueller Jahreshöchstwert 14,15 kW beträgt, der aber während des Netzhöchstwerts nur 0,36 kW beitrug. Daher hätte die Anwendung einer „Pipe“ auf diesen bestimmten Haushalt keinen Einfluss auf die Netzwerkspitze!

Dennoch wird erwartet, dass Nachfragebeschränkungen in irgendeiner Form das Bewusstsein der Kunden für ihre eigene Nachfrage stärken. Beispielsweise kann eine Verbrauchsgebühr, die Haushalte dafür bestraft, dass sie in Spitzenzeiten des Netzes mehr Strom verbrauchen, einen Anreiz für Haushalte schaffen, den Verbrauch in solchen kritischen Zeiten zu reduzieren. Allerdings werden die Aufklärung der Kunden und eine schrittweise Einführung von entscheidender Bedeutung sein, um sicherzustellen, dass die Haushalte nicht plötzlich von neuen Gebühren überrascht werden.

Um unseren Lesern klarzustellen, dass in Australien derzeit keine derartigen Nachfragebeschränkungen bestehen oder angekündigt wurden. Solche Leistungsentgelte dürften, sofern sie jemals eingeführt werden, auch für Haushalte mit Photovoltaik-Anlagen niedrig ausfallen, insbesondere für Kunden, die versuchen, ihren Eigenverbrauch zu maximieren (d. h. deren Stromverbrauch tagsüber ihren Höhepunkt erreicht und nicht dann, wenn die Netznachfrage ihren Höhepunkt erreicht).

Ein eleganterer Ansatz könnte jedoch der Einsatz intelligenter Messgeräte sowie die Fernüberwachung und automatisierte Steuerung von Hochleistungsgeräten sein. Dadurch kann die Nachfrage nur in den Jahreszeiten oder zu bestimmten Zeiten reduziert werden, zu denen bekannt ist oder erwartet wird, dass das Netz oder der örtliche Netzeinspeiser Spitzenwerte erreicht – und das alles mit minimalen Auswirkungen auf den Endverbraucher. Allerdings sind die Infrastruktur, die Ausrüstung und die umfangreichen Änderungen, die zur Umsetzung erforderlich sind, nicht trivial.

Angesichts der Tatsache, dass die Reduzierung der Nachfrage und die Regulierung von dezentraler Energie wie Solarenergie für Netzregulierungsbehörden weltweit immer wichtiger werden, ist die kontinuierliche Forschung von APVI zu diesen Ansätzen mit einem auf Australien ausgerichteten Schwerpunkt weiterhin sehr wertvoll.