ISBN 9783843955331

978-3-8439-5533-1, Reihe Energietechnik

Stefanie Čelan
Technisch-wirtschaftliche Auswirkungen der Flexibilitätsbereitstellung von Nur-Strom-Haushalten aus Anlagen- und Netzbetreibersicht

380 Seiten, Dissertation Technische Universität Braunschweig (2023), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Die Elektrifizierung von Haushalten durch Wärmepumpen, Elektrofahrzeuge und Photovoltaik-Anlagen ist ein wichtiger Schlüssel zur Dekarbonisierung des Gebäudesektors. Diese Arbeit untersucht die ökologischen, wirtschaftlichen und energieeffizienten Aspekte der Anschaffung von Wärmepumpen, Elektrofahrzeuge, Photovoltaik-Anlagen und Batteriespeichern für private Betreiber, inklusive einer Perspektive bis 2030. Zudem wird analysiert, wie ein Energiemanagementsystem zur Eigenverbrauchsoptimierung zusätzliche Einsparungen ermöglicht.

Die Integration einer großen Anzahl ungesteuert betriebener Wärmepumpen, Elektroautos und Photovoltaik-Anlagen kann das Stromnetz belasten. Wie die simulationsgestützten Analysen von sechs Referenznetzen zeigen, werden hierdurch bis 2030 lokale Netzengpässe verursacht. Auch eigenverbrauchsoptimierte Betriebsweisen mindern diese nur unwesentlich. Netzdienliche Betriebsstrategien ermöglichen hingegen eine Netzentlastung mit bis zu 72 % geringeren Ausbaukosten im Vergleich zur ungesteuerten Variante. Um die Bereitschaft der Haushalte zur Bereitstellung ihrer Anlagenflexibilität anzureizen, werden zeitvariable Netzentgelte untersucht. Anlagenbetreiber können für netzdienliches Verhalten im Mittel ca. 100 €/Jahr an Zusatzeinnahmen erzielen, und bis zu 175 €/Jahr durch weitere reduzierte Strompreiskomponenten.

Die Arbeit zeigt, dass Sektorenkopplung in Gebäuden nicht als Problem, sondern als Chance für eine nachhaltige Energiewende gesehen werden sollte, indem Haushalte aktiv zur Netzstabilisierung beitragen. Die Akzeptanz und Wirtschaftlichkeit hängen dabei entscheidend vom regulatorischen Rahmen ab, wofür abschließend Handlungsempfehlungen gegeben werden.