Solarspeicher der eins energie in sachsen GmbH & Co (Quelle: eins)
Investitionen in die Dekarbonisierung absichern
Als eines der 20 größten Fernwärmeunternehmen in Deutschland erzeugt eins energie in sachsen mit Sitz in Chemnitz pro Jahr rund 1.000 GWh Wärmeenergie, die zum großen Teil aus der Verbrennung von Erdgas gewonnen und über das 280 km umfassende Fernwärmenetz verteilt werden. Um den ambitionierten Klimazielen näher zu kommen – und auch, um Gesetze im Kontext der Energiewende zu erfüllen – hat der Infrastrukturdienstleister eine umfangreiche Dekarbonisierungsstrategie erarbeitet. Das Ziel: in 2045 den gesamten Fernwärmebedarf aus erneuerbaren Energien zu decken, also komplett klimaneutrale Fernwärme bereitstellen zu können. Wichtige Meilensteine auf dem Weg dahin sind 30 % der Fernwärme aus erneuerbaren Energien bis 2030 und 80 % bis 2040. Der Dekarbonisierungspfad von eins sieht vor, die Erzeugung zu flexibilisieren, um den CO2-Ausstoß zu senken, und darüber hinaus das Fernwärmenetz auszubauen, die Vorlauftemperaturen abzusenken und weitere Ringschlüsse einzubauen, um die Leistung zu steigern, Verluste zu minimieren und die Versorgungssicherheit zu erhöhen.
In einigen Punkten sind bereits Investitionsentscheidungen gefallen, andere stehen noch aus: Beispielsweise gibt es schon konkrete Vorstellungen, welche Anlagen zugebaut werden sollen. Außerdem möchte eins auf Sektorenkopplung (Wärme aus Strom) setzen sowie perspektivisch eine Umstellung von Erdgas auf Wasserstoff in Betracht ziehen. Aufgrund der Bundesförderung Erneuerbare Wärmenetze (BEW) muss das Unternehmen einige Restriktionen einhalten, z.B. dass der Anteil Biomasse max. 15 % im Jahr 2045 betragen und auch Wasserstoff nur eingeschränkt zur Erzeugung eingesetzt werden darf.
Gesucht wird nun der beste Weg, die ehrgeizigen Ziele möglichst wirtschaftlich umzusetzen und die Investitionen in den Klimaschutz abzusichern. Konkret möchten die Entscheider u.a. folgende Fragen beantworten:
- Wie erreichen wir optimal 30 % erneuerbare Wärme bis 2030?
- Sind die neuen Erzeuger nachhaltig?
- Was ist der optimale Anteil an KWK-Anlagen im Fernwärmesystem?
- Besser auf Kompressions- oder Absorptionskältemaschinen setzen?
Hinsichtlich der Entwicklung von Preisen und Wärmelasten gibt es bei eins mehrere unterschiedliche Szenarien, die die möglichen Transformationspfade maßgeblich beeinflussen.
Den optimalen Pfad mit hoher Sicherheit zu finden, ist für Entscheider schwierig bis unmöglich. Ohne Software-Unterstützung wären die Größe und Komplexität des Fernwärmesystems und Erzeugungsparks, die Vielzahl an technischen, vertraglichen und legislativen Restriktionen, der lange Betrachtungszeitraum und die Menge an zu berücksichtigenden Daten nicht handhabbar. Insbesondere die Wechselwirkungen der Anlagen untereinander sowie der Einsatz von Speichern erhöhen die Komplexität.
Modellgestützter Vergleich von Technologieoptionen und Transformationspfaden
Um zu eruieren und analysieren, wie eine klimaneutrale Fernwärmeerzeugung bis 2045 gelingen kann, und mögliche Transformationspfade durch Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen auf Basis von Daten und modellbasierten Berechnungen zu bewerten, holte eins sich Software-Unterstützung beim IT-Anbieter KISTERS, der solche strategischen Langfriststudien bereits häufiger unterstützt hat – nicht nur für Fernwärme, sondern auch für weitere Commodities inklusive Sektorenkopplung. Mit der KISTERS Optimierungslösung BelVis ResOpt lassen sich die Kosten der anvisierten Transformations- und Ausbaumöglichkeiten mit einem mathematischen Modell bestimmen und dabei eine Vielzahl von technischen, ökonomischen, wettbewerblichen und regulatorischen Randbedingungen berücksichtigen. eins erhält damit eine datenbasierte Entscheidungshilfe, um in der Vielzahl an Möglichkeiten und Restriktionen die langfristig beste Lösung für den Erzeugungspark und das Fernwärmesystem zu finden. Diese software-gestützte Berechnung und anschließende Bewertung hilft, Investitionen auf eine solide Basis zu stellen.
Bei eins ist BelVis ResOpt bereits seit mehreren Jahren im Einsatz, um den vorhandenen Anlagenpark zur Wärmeerzeugung kostenoptimal zu planen. ResOpt unterstützt die Day-Ahead-Planung bei der Erstellung der Gebote für die Bereitstellung von Regelenergie (sekundär und tertiär) und die Day-Ahead-Auktion. Dabei werden jeweils die Geschäfte jeder Handelsaktivität in der nächsten Vermarktungsstufe berücksichtigt. Die abschließende Day-Ahead-Fahrplanberechnung lastet die Anlagen kostenoptimal gemäß der Handelsergebnisse aus und bildet die Basis für die Intraday-Vermarktung. Zur Unterstützung des Intraday-Handels berücksichtigt die IT-Lösung Prognoseänderungen des Wärmeabsatzes sowie aktuelle Anlagenverfügbarkeiten. In Kürze soll sie zusätzlich den Redispatch-Prozess bei eins unterstützen.
Durch positive wirtschaftliche und betriebliche Effekte hat sich das Vertrauen in die vom Optimierungssystem vorgeschlagenen Aktionen und Strategien gefestigt. „Für uns war es naheliegend, das KISTERS-Tool auch zur langfristigen Planung unseres Fernwärmesystems und Erzeugungsparks einzusetzen, da wir es als Entscheidungshilfe im Handel sehr zu schätzen wissen, und weil wir die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter von KISTERS als sehr kompetent und hilfsbereit kennengelernt haben“, so Babette Peter, Mitarbeiterin in der Strategieabteilung der Erzeugung bei eins. „Insbesondere weil Wärmerestriktionen in ResOpt berücksichtigt sind, sind die Berechnungen der tatsächlich vermarktbaren elektrischen Leistung sehr genau.“ Hilfreich ist zusätzlich, dass die Prozesse in ResOpt weitestgehend automatisiert sind, so dass viele manuelle Arbeiten inzwischen entfallen.