Lokales Energiesystem

Beschreibung

Lokale Energiesysteme werden effektiv von lokalen Anteilseignern oder Mitgliedern kontrolliert, die in der Regel eher wert- als gewinnorientiert sind. Sie sind an der dezentralen Erzeugung beteiligt und üben auf lokaler Ebene, auch grenzüberschreitend, die Funktion eines Verteilernetzbetreibers, Lieferanten oder Aggregators aus. Der Begriff umfasst sowohl die erforderlichen organisatorischen als auch technologischen Elemente.

Die Einführung eines lokalen Energiesystems verlagert die Energieerzeugung von einem zentralen System zu einem dezentralen System. In einem lokalen Energiesystem wird die Energie in der Nähe des Ortes erzeugt, an dem sie verbraucht wird, im Gegensatz zu einem zentralisierten Energieerzeugungssystem oder einem nationalen Netz, in dem die Erzeugung zentralisiert ist. Die lokale Erzeugung reduziert die Übertragungsverluste und ist in der Lage, sich an den lokalen Bedarf anzupassen. Das System umfasst die Erzeugung, die Speicherung und den Verbrauch von Energie. Um den Energieverbrauch zu optimieren, ist eine Visualisierung des Verbrauchs oder ein kontrollierter Energieverbrauch möglich. Lokale Energiesysteme können auch das bürgerliche Engagement fördern, indem sie den Menschen die Möglichkeit geben, aktiv an energiebezogenen Entscheidungen teilzunehmen. Und da erneuerbare Energiequellen wie Wind und Sonne in der Regel dezentraler sind als herkömmliche Energiequellen, bieten dezentrale lokale Energiesysteme eine größere Chance, die Nutzung kohlenstoffarmer Energiequellen zu steigern.

Zu lösende Probleme

Wertschöpfungsmodell

Vorteile von lokalen Energiesystemen (BABLE, 2021)

Kosten der lokalen Energiesysteme (BABLE, 2021)

Stadtkontext

Die lokalen Bedingungen haben großen Einfluss auf die Effektivität und Rentabilität der meisten dezentralen Energiequellen. Lokale Optionen für die Energieerzeugung, wie hohe Windgeschwindigkeiten, hohe Sonneneinstrahlung oder die Möglichkeit, Blockheizkraftwerke mit lokal verfügbaren Materialien zu befeuern, sind Voraussetzungen für nachhaltige lokale Energiesysteme. Finanziell tragfähige Geschäftsmodelle können von Förderprogrammen oder Anreizen wie Einspeisetarifen abhängen.

Stakeholder Mapping

Stakeholder-Karte eines lokalen Energiesystems (BABLE, 2021)

Regierungsinitiativen

Verschiedene europäische Initiativen und Verordnungen unterstützen die Einführung von lokalen Energiesystemen. Die folgende Abbildung aus dem Journal of Energy Efficiency zeigt die Regelungen, die für diese Lösung gelten. DG steht in diesem Fall für dezentrale Energieerzeugung, d.h. die lokale Energieerzeugung. Wie die Abbildung zeigt, sind die Regelungen, die die Umsetzung lokaler Energiesysteme stark unterstützen, die EU-Ziele für nachhaltige Energie.

Ein Beispiel ist die Richtlinie 2009/28/EG, die nationale verbindliche Ziele für die EU-Länder enthält. Darin heißt es, dass bis 2020 mindestens 20% des Endenergieverbrauchs der EU aus regenerativen Energiesystemen stammen sollen. Außerdem muss jeder Mitgliedstaat bis 2020 einen Anteil von 10 % Biokraftstoffen an der Gesamtnutzung von Kraftstoffen im Verkehr erreichen.

Auf europäischer Ebene gibt es außerdem zwei Richtlinien, die sich auf die Einführung intelligenter Zähler beziehen.

Richtlinie 2006/32/EG: regelt den Einsatz von intelligenten Zählern zur Steigerung der Energieeffizienz und zur besseren Information der Kunden über ihren Verbrauch

Richtlinie 2009/72/EG: (Drittes Energiepaket) fördert die Implementierung von intelligenten Netzen, "in einer Weise, die dezentrale Erzeugung und Energieeffizienz fördert".

Probleme bei der Implementierung und dem Betrieb solcher Systeme können aufgrund verschiedener Vorschriften zur Integration lokaler Energiesysteme in das nationale oder internationale Netz auftreten.

Vorschriften, die für lokale Energiesysteme gelten (H. Lopes Ferreira et al., 2011)

Unterstützende Faktoren

1. Lokale Potenziale zur Energiegewinnung
2. Bereits vorhandene dezentrale Erzeugungskapazitäten
3. Digitale Überwachung und Visualisierung zur Verbesserung der Nutzererfahrung, des Verbrauchs und der Beteiligung

Marktpotenzial

Lokale Energiesysteme können die Wahlmöglichkeiten der Verbraucher und den Wettbewerb verbessern, und die Stromversorgungsmärkte diversifizieren sich schnell. In Großbritannien zum Beispiel ist der Anteil unabhängiger Anbieter am Strommarkt zwischen 2012 und 2016 von 1 % auf 14 % gestiegen(Ofgem 2016).

Ein weiterer wichtiger Marktfaktor ist der Transport und die Handhabung von Energie, der jedes Jahr Milliarden kostet. Diese Kosten entstehen durch den Bau und die Instandhaltung der massiven Übertragungsinfrastruktur (11,7 % bis 12,9 % des gesamten Energiepreises), durch Energieverluste während des Transports (ca. 7 % der gesamten Stromerzeugung) und durch Engpassgebühren aufgrund von Spitzenzeiten. Insgesamt schätzt Forbes, dass die Kosten für den Energietransport 25% des Energiepreises ausmachen.

Lokale Energiesysteme brauchen keine Energie zu transportieren, da die Energie dort erzeugt wird, wo sie verbraucht wird. Daher können diese 25 % mit dieser Lösung eingespart werden. Mehrere Studien belegen die Kosteneinsparungen durch den Einsatz lokaler nachhaltiger Energiesysteme. Eine von Southern California Edison im Jahr 2012 durchgeführte Studie ergab beispielsweise, dass der Energieversorger 2 Milliarden Dollar an Kosten für System-Upgrades einsparen könnte, wenn er die dezentrale Energieerzeugung an Schlüsselstellen seines Netzes lenken würde. Auch die Long Island Power Authority stellte fest, dass die Entwicklung lokaler Solaranlagen die steigende Stromnachfrage decken und den Kunden in New York fast 84 Millionen Dollar an vermiedenen Übertragungskosten ersparen könnte.

Neben den finanziellen Vorteilen schafft die dezentrale Energieerzeugung ein stärkeres, widerstandsfähigeres Stromsystem angesichts extremer Wetterbedingungen, menschlicher Fehler oder terroristischer Angriffe.

Rechtliche Anforderungen

• Richtlinie 96/92/EG über die gemeinsamen Vorschriften für den Elektrizitätsbinnenmarkt
• Richtlinie 2003/54/EG, die neuen Stromanbietern den Zugang zu den Märkten der Mitgliedstaaten ermöglicht und den Kunden die Wahl ihres Stromanbieters gestattet
• Die Verordnung EU 2016/631 legt einen Netzkodex zu den Anforderungen an den Netzanschluss von Erzeugern fest.
• Mit der Verordnung 2016/1388 wird ein Netzkodex für den Netzanschluss auf Abruf eingeführt.
• Die Verordnung 2013/543 schafft Offenlegungspflichten, die für Daten im Zusammenhang mit der Erzeugung, dem Transport und dem Verbrauch von Strom gelten