{"id":1847,"date":"2020-06-30T09:13:06","date_gmt":"2020-06-30T07:13:06","guid":{"rendered":"https:\/\/www.erdgas-suedwest.de\/natuerlichzukunft\/?p=1847"},"modified":"2025-12-13T10:51:01","modified_gmt":"2025-12-13T09:51:01","slug":"virtuelle-kraftwerke","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.erdgas-suedwest.de\/natuerlichzukunft\/virtuelle-kraftwerke\/","title":{"rendered":"Was sind eigentlich … virtuelle Kraft­werke?"},"content":{"rendered":"\n

Was unterscheidet ein klassisches Kraftwerk von einem virtuellen Kraftwerk? Gemeinsam ist beiden, dass sie Strom \u00fcber das Stromnetz zu den Verbrauchern liefern. Aber wie<\/em> sie diesen Strom erzeugen, darin unterscheiden sie sich erheblich. Grund daf\u00fcr sind die Besonderheiten der neuen Energiewelt, die gerade entsteht und die alte Schritt f\u00fcr Schritt abl\u00f6st. Um also zu verstehen, wie virtuelle Kraftwerke funktionieren und was sie von den bisherigen Gro\u00dfkraftwerken unterscheidet, m\u00fcssen wir uns zun\u00e4chst mit der alten und der neuen Energiewelt besch\u00e4ftigen.<\/p>\n\n\n\n

Die alte Energiewelt ist zentral organisiert und zum Gro\u00dfteil nicht klimaneutral<\/h2>\n\n\n\n

Die alte Energiewelt ist zentral und hierarchisch organisiert. Ein paar tausend Kraftwerke mit bis zu sieben Bl\u00f6cken erzeugen dort zentral den ben\u00f6tigten Strom. Diese Kraftwerke verbrennen klimasch\u00e4dliche, fossile Energietr\u00e4ger wie Kohle, Erdgas oder Erd\u00f6l, um Wasser zu erhitzen und in Dampf umzuwandeln. Oder sie werden mit Kernenergie betrieben, deren Ende in Deutschland beschlossene Sache ist. Der Dampf wird in Stromgeneratoren gelenkt, in denen sich Turbinen schnell drehen und in einem Magnetfeld Strom erzeugen. Dieser Strom flie\u00dft \u00fcber ein nach Spannungsebenen abgestuftes Leitungssystem dorthin, wo er gebraucht wird.<\/p>\n\n\n\n

Die neue Energiewelt ist dezentral<\/h2>\n\n\n\n

Statt in wenigen tausend Kraftwerken erzeugen in der neuen Energiewelt Millionen Anlagen unterschiedlicher Gr\u00f6\u00dfe den notwendigen Strom. Das k\u00f6nnen kleine private oder gro\u00dfe gewerbliche Photovoltaikanlagen (PV) sein ebenso wie Windkraftr\u00e4der, Wasserkraftwerke, Biogasanlagen oder Blockheizkraftwerke, die neben W\u00e4rme auch Strom erzeugen. Diese Anlagen leiten ihren Strom je nach Bedarf direkt zum Nachbarn oder \u00fcber weite Strecken von Nord nach S\u00fcd, wie z. B. im Fall der gro\u00dfen Windparks in Nord- und Ostsee, deren Strom in S\u00fcddeutschland gebraucht wird. <\/p>\n\n\n\n

Die neue Energiewelt ist dekarbonisiert<\/h2>\n\n\n\n

In der neuen Energiewelt wird bei der Erzeugung von Strom kein CO2<\/sub> ausgesto\u00dfen, weil keine fossilen Energietr\u00e4ger zum Einsatz kommen. Der Strom entsteht, wie im Fall der PV-Anlagen, entweder direkt durch physikalische Prozesse, oder die Strom erzeugenden Generatoren drehen sich durch Naturkr\u00e4fte wie den Wind oder flie\u00dfendes Wasser. Allerdings wird es notwendig sein, in einer \u00dcbergangszeit auf hochflexible Gaskraftwerke zur\u00fcckzugreifen.<\/p>\n\n\n\n

Die neue Energiewelt wird vom Wetter beeinflusst<\/h2>\n\n\n\n

Da die neue Energiewelt Naturkr\u00e4fte nutzt, die nicht konstant zur Verf\u00fcgung stehen, m\u00fcssen technische Systeme die L\u00fccken f\u00fcllen, die durch die Nichtverf\u00fcgbarkeit der Naturkr\u00e4fte entstehen. Wenn die Sonne nicht scheint und der Wind nicht weht, muss der Strom aus anderen Quellen kommen. Diese Quellen k\u00f6nnen Biogasanlagen, Wasserkraftwerke oder Stromspeicher sein sowie Energietr\u00e4ger, die aus \u00fcbersch\u00fcssigem Gr\u00fcnstrom hergestellt wurden: Wasserstoff, eFuels usw.<\/p>\n\n\n\n

Die neue Energiewelt befindet sich im \u00dcbergang vom subventionierten zum funktionierenden Gesch\u00e4ftsmodell<\/h2>\n\n\n\n

Die Technologie, mit der die neue Energiewelt Strom erzeugt, war zu Beginn so teuer, dass sie nicht kostendeckend betrieben werden konnte. Weil aber der Umbau des Energiesystems aus Gr\u00fcnden des Klimaschutzes zwingend erforderlich ist, hat der Gesetzgeber beschlossen, Strom aus erneuerbarer Energie zu f\u00f6rdern. Alle Stromkunden zahlen eine entsprechende Abgabe, damit die Technologien wettbewerbsf\u00e4hig werden k\u00f6nnen. Das ist inzwischen weitestgehend eingetreten. PV-Anlagen sind heute um ein Vielfaches leistungsf\u00e4higer und in der Anschaffung billiger als noch vor einem Jahrzehnt. Die F\u00f6rderung wird daher langsam zur\u00fcckgefahren. Nun m\u00fcssen die Millionen Stromerzeuger ihren Strom verkaufen, wenn sie ihn nicht selbst verbrauchen. <\/p>\n\n\n\n

Mit virtuellen Kraftwerken die Erzeugungsl\u00fccken schlie\u00dfen<\/h2>\n\n\n\n

Virtual Power Plant<\/em> (= virtuelles Kraftwerk) bezeichnet den Umstand, dass viele kleine Strom erzeugende Anlagen der neuen Energiewelt vernetzt und gesteuert werden. So garantiert der Betreiber des Virtuellen Kraftwerkes dem Strommarkt die Lieferung einer bestimmten Menge Strom in einem festgelegten Zeitraum. Diese Liefergarantie wird an der Leipziger Stromb\u00f6rse gehandelt, der zentralen Schaltstelle f\u00fcr den Energiemarkt in Deutschland.<\/p>\n\n\n\n

Die Garantie, zu einem festgelegten Zeitpunkt eine bestimmte Menge Strom zu einem ausgehandelten Erzeugungspreis zu liefern, ist entscheidend f\u00fcr eine ausfallfreie Energieversorgung. Strom muss genau dann erzeugt werden, wenn er gebraucht wird. <\/p>\n\n\n\n

Energieversorger k\u00f6nnen auf Grund der Erfahrung vieler Jahrzehnte ziemlich genau vorhersagen, wie viel Strom sie an einem bestimmten Tag f\u00fcr ihre Kunden brauchen. Sie kaufen daher entsprechende Strommengen in Voraussicht ein, ja, sie sind sogar dazu verpflichtet. Denn Stromh\u00e4ndler d\u00fcrfen nur den Strom verkaufen, dessen Erzeugung sie in der Zukunft nachweisen k\u00f6nnen. An der Stromb\u00f6rse in Leipzig, an der diese Erzeugungskapazit\u00e4ten gehandelt werden, kann jeder Strom nur einmal verkauft werden. <\/p>\n\n\n\n

In der alten Energiewelt verkauften die Energieversorger im Wesentlichen den Strom, den sie selbst in Kraftwerken erzeugt haben. In der neuen Energiewelt gibt es viel mehr Stromlieferanten, auch solche, die keine einzige Wattstunde Elektrizit\u00e4t selbst erzeugen, sondern sich ausschlie\u00dflich an der Stromb\u00f6rse versorgen.<\/p>\n\n\n\n

Die vielen kleinen und gro\u00dfen Erzeuger der neuen Energiewelt haben keinen Zugang zur Stromb\u00f6rse. Zum einen weil nur Fachleute dieses relativ komplexe Handelssystem richtig bedienen k\u00f6nnen. Zum anderen, und das ist weit wichtiger, m\u00fcssen Erzeuger, die an der Stromb\u00f6rse Strom verkaufen, garantieren k\u00f6nnen, dass sie ihn auch liefern. Der Besitzer einer Photovoltaikanlage mit 20 kWpeak<\/sub> kann aber nicht garantieren, dass \u00fcbern\u00e4chste Woche wirklich die Sonne scheint, sodass er seine 10\u201315 kW wirklich liefern kann.<\/p>\n\n\n\n

Virtuelle Kraftwerk erf\u00fcllen also zwei wichtige Funktionen<\/strong>, wenn sie viele tausend kleine Erzeugungsanlagen vernetzen und zusammenfassen. <\/p>\n\n\n\n

    \n
  1. Virtuelle Kraftwerke erm\u00f6glichen kleinen Stromerzeugern den Marktzugang. <\/li>\n\n\n\n
  2. Virtuelle Kraftwerke stabilisieren das Stromnetz.<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n
    \"Infografik:
    Alle Elemente eines Virtuellen Kraftwerks auf einen Blick. Grafik: Erdgas S\u00fcdwest<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

    Marktzugang f\u00fcr stromerzeugende Anlagen ohne Subvention<\/h2>\n\n\n\n

    Neue Anlagen, die mit erneuerbarer Energie Strom erzeugen, diesen zumindest teilweise in das Netz einspeisen und daf\u00fcr einen festen Preis erhalten, m\u00fcssen sich nicht darum k\u00fcmmern, wie ihr Strom verkauft wird. Das Gesetz verpflichtet die Stromnetzbetreiber<\/a> in diesem Fall, den Strom zu einem Garantiepreis abzunehmen. Wenn allerdings diese Subvention nach 20 Jahren ausl\u00e4uft, entf\u00e4llt auch die Abnahmepflicht. Die Zahl der subventionslosen Anlagen wird also in Zukunft stetig steigen. Schon jetzt erhalten au\u00dferdem neue gro\u00dfe Anlagen zum Beispiel f\u00fcr Sonnenstrom gar keine Zusch\u00fcsse mehr, weil sie bereits kostendeckend betrieben werden k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n

    All diese Anlagen ohne Abnahmegarantie wollen und m\u00fcssen ihren Strom, den sie nicht selbst verbrauchen, jedoch so marktgerecht wie m\u00f6glich verkaufen. Das ist am besten an einer offenen B\u00f6rse zu erreichen, an der alle Teilnehmer des Strommarktes mitwirken. Als einzelner, kleiner Minierzeuger hat man da aber wenig Chancen. Deswegen ist es sinnvoll, sich zusammenzuschlie\u00dfen, um eine Marktmacht aufzubauen und bessere Preise zu erzielen.<\/p>\n\n\n\n

    Garantie, dass verkaufter Strom auch geliefert wird<\/h2>\n\n\n\n

    Es leuchtet ein, dass an der Stromb\u00f6rse nur Strom zum Verkauf angeboten werden darf, dessen Lieferung garantiert ist. Im normalen Handel l\u00e4uft das ja genauso: Ein Verk\u00e4ufer darf nur anbieten, was er auch liefern kann. Das Problem beim Strom ist, dass er nicht oder kaum vorr\u00e4tig gelagert werden kann, sondern in dem Moment erzeugt wird, in dem der Verbraucher ihn abruft. Wenn ich also Strom verkaufe, dann verkaufe ich nicht Strom im eigentlichen Sinne, sondern das zuk\u00fcnftige Recht, Strom von mir zu beziehen. Der Besitzer eine Solaranlage oder eines Windrades kann das aber nicht garantieren, weil er schlicht nicht wei\u00df, wie n\u00e4chste Woche oder in drei Monaten das Wetter wird. Virtuelle Kraftwerke k\u00f6nnen das aber garantieren. Sie sind so organisiert, dass sie unterschiedliche Erzeugungsquellen untereinander ausgleichen. Wenn die eine Anlage zu wenig liefert, weil zum Beispiel der Strom vor Ort f\u00fcr Eigennutzung gebraucht wird, schlie\u00dfen eben andere Anlagen die entstandene L\u00fccke. Nur im Verbund k\u00f6nnen sich tausende Anlagen zu etwas verpflichten, was sie auf sich allein gestellt nicht k\u00f6nnen: Die Lieferung einer exakten Menge Strom an einem genau definierten Zeitpunkt zu garantieren.<\/p>\n\n\n\n

    Virtuelle Kraftwerke sollen noch mehr k\u00f6nnen<\/h2>\n\n\n\n

    Das neue Energiesystem muss trotz wetterabh\u00e4ngiger und somit schwankender Erzeugung stabil und verl\u00e4sslich bleiben. Um das zu erreichen, kann man an unterschiedlichen Stellschrauben drehen. Man kann die Erzeugung beeinflussen, man kann energetische Puffer (Speicher) integrieren oder man kann den Verbrauch steuern (Lastverschiebung), also die Menge des ben\u00f6tigten Stroms ver\u00e4ndern.<\/p>\n\n\n\n

    Virtuelle Kraftwerke beeinflussen die Erzeugung von Strom<\/h2>\n\n\n\n

    Bestimmte Anlagen, die in einem virtuellen Kraftwerk vernetzt sind, lassen sich so steuern, dass sie Strom bevorzugt dann erzeugen, wenn er gebraucht wird, und umgekehrt. Blockheizkraftwerke erzeugen zum Beispiel W\u00e4rme aus Erdgas, wenn ein Geb\u00e4ude beheizt werden muss. Quasi als „Abfallprodukt“ wird dabei gleichzeitig Strom erzeugt. Innerhalb des Heizungssystems gibt es zudem einen Hei\u00dfwasserspeicher. Normalerweise erzeugen BHKWs nur dann Strom, wenn W\u00e4rme ben\u00f6tigt wird. Durch einen Hei\u00dfwasserspeicher l\u00e4sst sich das allerdings insofern \u00e4ndern, dass das BHKW nun auch dann in Betrieb gesetzt wird, wenn man Strom ben\u00f6tigt. Die dabei entstehende W\u00e4rme wird eben in den Speicher gepuffert. Ein virtuelles Kraftwerk w\u00fcrde nun all diese Informationen auswerten \u2013 Status des Stromnetzes, Heizbedarf vor Ort, M\u00f6glichkeit der Pufferung usw. \u2013 und daraus einen entsprechenden Impuls an die individuelle Anlage errechnen. Mit einem Netz von tausenden Anlagen lassen sich damit schon erhebliche Erzeugungskapazit\u00e4ten mobilisieren.<\/p>\n\n\n\n

    Virtuelle Kraftwerke f\u00fcllen und leeren Stromspeicher<\/h2>\n\n\n\n

    Die neue Energiewelt braucht unbedingt Stromspeicher. Ein virtuelles Kraftwerk greift auf Speichersysteme zu und zwar in beide Richtungen. Wenn die vernetzten Anlagen mehr Strom erzeugen, als gebraucht wird, k\u00f6nnte dieser in leere Speicher geleitet werden. Solche Stromspeicher existieren inzwischen in vielen Geb\u00e4uden als Lithium-Ionen-Akkus, die Strom aus PV-Anlagen zwischenspeichern. Oder sie entstehen im gro\u00dftechnischen Ma\u00dfstab. Aber auch Millionen Elektroautos, die teilweise \u00fcber gro\u00dfe Akkus verf\u00fcgen, lassen sich zum zeitweiligen Speichern nutzen. Im virtuellen Kraftwerk w\u00e4ren all diese Anlagen vernetzt. Es findet ein st\u00e4ndiger Austausch statt, welche Speicherkapazit\u00e4ten zur Verf\u00fcgung stehen. Jeder, der einen Speicher besitzt, kann den Platz darin an das virtuelle Kraftwerk „vermieten“. <\/p>\n\n\n\n

    Virtuelle Kraftwerke optimieren den Stromverbrauch<\/h2>\n\n\n\n

    Stellen Sie sich vor, Sie besitzen eine moderne Waschmaschine mit integriertem Trockner. Im Prinzip ist Ihnen egal, wann die Maschine tags\u00fcber l\u00e4uft, Hauptsache die W\u00e4sche ist abends sauber und trocken. Sie bef\u00fcllen morgens die Maschine, machen alles bereit und dann teilen Sie dem virtuellen Kraftwerk mit: Bitte bis heute Abend sauber machen! Dass Sie damit Ihre Waschmaschine dem virtuellen Kraftwerk zur Verf\u00fcgung stellen, wird Ihnen durch einen niedrigeren Strompreis gedankt. Dem virtuellen Kraftwerk stehen nun tausende von Waschmaschinen zur Verf\u00fcgung, die es in einem Zeitfenster von 10 Stunden betreiben kann. Werden die Laufzeiten der Maschinen \u00fcber den Tag verteilt, um die Stromnachfrage auszugleichen und Lastspitzen mit hohem Strombedarf zu vermeiden? Oder werden alle Maschinen genau zur Mittagszeit dieses sonnendurchfluteten Tages gestartet, um die riesige Menge an erzeugtem Solarstrom zu verbrauchen? Welche Entscheidung das virtuelle Kraftwerk trifft, h\u00e4ngt von den Umst\u00e4nden ab. Im Prinzip sind derartige Verschiebungen des Stromverbrauchs in vielen Szenarien m\u00f6glich, insbesondere im industriell-gewerblichen Bereich. Das virtuelle Kraftwerk verarbeitet all diese Signale und entwickelt daraus ein sinnvolles Handlungs- und Steuerungskonzept.<\/p>\n\n\n\n

    Erdgas S\u00fcdwest f\u00e4ngt an<\/h2>\n\n\n\n

    Virtuelle Kraftwerke sind heute bereits \u00fcber den Status einer w\u00fcnschenswerten, in ferner Zukunft zu realisierenden Einrichtung hinaus. Erdgas S\u00fcdwest zum Beispiel ist in diesem Bereich seit l\u00e4ngerem t\u00e4tig. Im Energiekontor bei Erdgas S\u00fcdwest werden gro\u00dfe Anlagen, die Strom aus Erneuerbaren Quellen erzeugen, bei der Vermarktung unterst\u00fctzt. Freifl\u00e4chen-PV, Windparks oder Kraft-W\u00e4rme-Kopplungsanlagen, die \u00fcber mehr als 100 kWpeak<\/sub> installierte Leistung verf\u00fcgen, k\u00f6nnen an der so genannten Direktvermarktung<\/a> teilnehmen. Erdgas S\u00fcdwest verkauft f\u00fcr diese Partner deren Strom an der Stromb\u00f6rse. <\/p>\n\n\n\n

    Ein weiteres Projekt befindet sich noch in der Pilotphase. Dabei werden gro\u00dfe Kraft-W\u00e4rme-Kopplungsanlagen ab 450 kW elektrischer Leistung, die gleichzeitig W\u00e4rme und Strom erzeugen, gesamtwirtschaftlich mit Hilfe eines Algorithmus optimiert. Die so erwirtschafteten Mehrerl\u00f6se k\u00f6nnen f\u00fcr Altanlagen mit ausgelaufener F\u00f6rderung einen Weiterbetrieb erm\u00f6glichen und bei f\u00f6rderf\u00e4higen Anlagen eine schnellere Amortisationszeit ergeben.<\/p>\n\n\n\n

    Der s\u00fcdwestdeutsche Energieversorger EnBW, Muttergesellschaft der Erdgas S\u00fcdwest, hat bereits ein innovatives Angebot in diesem Bereich vorgelegt. Mehr Informationen \u00fcber das Virtuelle Kraftwerk der EnBW auf www.interconnector.de<\/a>. <\/p>\n\n\n\n

    Fazit: Virtuelle Kraftwerke sind wichtig f\u00fcr die Energiewende<\/h2>\n\n\n\n

    Virtuelle Kraftwerke nehmen eine wichtige Mittlerfunktion in der neuen Energiewelt ein. Sie organisieren tausende kleine und mittelgro\u00dfe Erzeuger und vermarkten deren erzeugten Strom sach- und marktgerecht an  der Stromb\u00f6rse. Damit wird der Betrieb der Anlagen auf Dauer auch wirtschaftlich attraktiv. Das Stromnetz wird stabilisiert, weil Erzeugungskapazit\u00e4ten organisiert und garantiert werden k\u00f6nnen. Die neue Energiewelt mag komplizierter klingen als die alte, aber sie l\u00e4sst sich durch die gro\u00dfen technologischen Fortschritte bereits heute betriebswirtschaftlich betreiben und sie hat den einen entscheidenden Vorteil: Sie ist klimaneutral. Virtuelle Kraftwerke leisten dabei einen wichtigen Beitrag.<\/p>\n\n\n\n

    Links<\/h2>\n\n\n\n

    Weitere Informationen \u00fcber die Direktvermarktung von Stromerzeugungsanlagen durch Erdgas S\u00fcdwest.<\/a><\/p>\n\n\n\n

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    Virtuelle Kraftwerke sind digitale Organisationen, die viele kleine, Strom erzeugende Anlagen vernetzen und steuern. Zu diesen Stromerzeugern z\u00e4hlen Photovoltaik-Anlagen, Windr\u00e4der, Biogasanlagen oder auch Blockheizkraftwerke. 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