Strommarkt: Erfolgreicher Praxistest im Raum Euskirchen zeigt Chancen und Herausforderungen bei lokalem Stromhandel

12. November 2024 | Im Rahmen des Projekts BEST hat ein Konsortium unter Leitung des Reiner Lemoine Instituts (RLI) den lokalen Stromhandel im Raum Euskirchen auf einem digitalen Marktplatz getestet. Die Ergebnisse zeigen Chancen und Herausforderungen: Lokale Strommärkte helfen Energieversorgern dabei Angebot und Nachfrage vor Ort zu koordinieren und Produkte zu optimieren. Private Haushalte oder kleine und mittlere Unternehmen (KMU) könnten die Flexibilität ihrer elektrischen Anlagen und Anwendungen zur Reduktion der Strombeschaffungskosten einsetzen.

Als Herausforderungen zeigen die Expert:innen wie wichtig der Rollout intelligenter Messsysteme (Smart Meter) für erfolgreichen lokalen Stromhandel ist oder dass die reine Weitergabe von Strompreisen zu hohen Gleichzeitigkeiten führt, die Netze überlasten können.

„Lokaler Stromhandel ist technisch möglich. Unsere Ergebnisse zeigen, wie lokale Flexibilitäten über einen dezentralen Strommarkt genutzt werden können. Strom kann frei gehandelt werden, solange die Netze über ausreichend Kapazitäten verfügen. Bei Engpässen kommt es zur gezielten Nutzung regionaler Flexibilitäten. So erreichen wir eine möglichst lokale Deckung des Strombedarfs, vermeiden Abregelungen und wirken Engpässen entgegen“, sagt Friederike Reisch, Leiterin des Forschungsbereichs Mobilität mit Erneuerbaren Energie am RLI.

Praxistest mit Blockhain-Technologie

Der Praxistest umfasste gewerbliche, kommunale und private Standorte, die mit der erforderlichen Hard- und Software wie zum Beispiel Home Energy Management Systems (HEMS) und intelligenten Messsystemen für den Stromhandel ausgestattet wurden. Für diesen Handel hat das Projektteam einen über Blockchain-Technologie abgesicherten Markt mit Authentifizierungs- und Sicherheitsarchitektur aufgebaut. So wurde gleichzeitig ein transparenter Markt und Datenschutz gewährleistet. Von der Wetterprognose, über die lokale Optimierung des Stromhandels bis hin zur Beschaffung von Ausgleichsenergie hat das Projektteam alle notwendigen energiewirtschaftlichen Prozesse umgesetzt und wichtige Erkenntnisse zum lokalen Stromhandel erlangt:

1. IT-seitige Anbindung und Standardisierung sind aufwändig
Die Anbindung von heterogenen Bestandsanlagen, wie zum Beispiel Maschinen in Produktionsbetrieben oder älterer PV-Anlagen stellte sich als aufwändig und kostenintensiv heraus. Aktuell gibt es keinen skalierbaren Prozess, um das Flexibilitätspotenzial von Bestandsanlagen bei KMUs effizient zu nutzen. Standardisierte Messkonzepte sowie der Rollout intelligenter Messsysteme mit Steuerungsfähigkeit könnten hier entscheidende Fortschritte bringen.

2. Herausforderung Netzüberlastung bei dynamischen Strompreisen
Die Auswirkungen der zunehmenden Elektrifizierung von Mobilität und des Wärmesektors auf einen lokalen Markt wurden simuliert. Die Ergebnisse zeigen, dass die reine Weitergabe von (Börsen-) Strompreisen zu hohen Gleichzeitigkeiten im Verbrauch und somit künftig zu Netzüberlastungen führen kann. Die mit der Novelle des §14a Energiewirtschaftsgesetz beschlossenen Regelungen zu variablen Netzentgelten könnten hier Abhilfe schaffen, müssen dafür jedoch zeitlich und räumlich differenzierter ausgestaltet werden können.

3. Lokale Strommärkte als zukunftsweisende Lösung für Netzbetreiber
Lokale Strommärkte bieten eine transparente und potenziell skalierbare Lösung für lokale Energieversorger, um Angebot und Nachfrage vor Ort zu koordinieren. Auf dieser Grundlage können neue Produkte entwickelt werden, die optimal zur Erzeugungs- und Verbrauchsstruktur der Akteure in den jeweiligen Regionen passen.

4. Haushalte und KMUs können Strombeschaffungskosten senken
Die Teilnahme an lokalen Strommärkten ermöglicht es Haushalten sowie KMUs, die Flexibilität ihrer elektrischen Anlagen zu nutzen, um ihre Strombeschaffungskosten zu senken, ohne dass dabei von außen in ihre internen Prozesse eingegriffen wird.

Integration erneuerbarer Energien und Flexibilisierung des Stromverbrauchs
Ob Photovoltaik auf der Fertigungshalle, kommunale Windkraftanlage oder Dachsolar auf dem Eigenheim – Die Energiewende schreitet voran und Stromerzeugung wird dezentraler. Der Zubau dieser Anlagen erhöht dabei auch den Anteil volatiler erneuerbarer Energien im Stromsystem und bringt neue Herausforderungen wie zum Beispiel Kosten für Eingriffe zur Anpassung der Leistungseinspeisung (Redispatch-Maßnahmen). Die erfolgreiche Integration erneuerbarer Energien und die Flexibilisierung des Stromverbrauchs sind daher zentrale Elemente der Energiewende. „Bisherige Stromnetze wurden als „Kupferplatte“ behandelt – ein Modell, das zunehmend an seine Grenzen stößt. Die Projektergebnisse zeigen einen wegweisenden Ansatz zur Bewältigung der Herausforderungen der Energiewende und bieten Erkenntnisse für Anwendungen im Bereich lokaler Strommärkte“, so Reisch.

Über das Projekt und den Praxistest
Im Projekt BEST (Blockchainbasiertes dezentrales Energiemarktdesign und Managementstrukturen) haben Expert:innen ein Strommarktbietersystem (SMBS) auf Basis einer Blockchain und als Open-Source-Software unter Berücksichtigung der aktuellen regulatorischen Rahmenbedingungen entwickelt und erprobt. Ziel war es, ein dezentrales Strommarktdesign zu entwickeln, das regionale Netzengpässe berücksichtigt und die Nutzung von Flexibilitätspotenzialen ermöglicht. Ein zentraler Bestandteil des Projekts war die Implementierung einer Blockchain-basierten Marktstruktur, die durch eine robuste Authentifizierungs- und Sicherheitsarchitektur unterstützt wird. In enger Zusammenarbeit mit dem regionalen Energieversorgungsunternehmen e-regio wurde ein Handelsmechanismus entwickelt und erfolgreich in einem Prototyp getestet, bei dem reale Verbrauchs- und Erzeugungsstandorte in den Prozess integriert wurden. Das RLI arbeitete im Projekt gemeinsam mit Expert:innen des Fraunhofer-Instituts für offene Kommunikationssysteme (FOKUS), des Digitalunternehmens OLI Systems, des Forschungsinstituts fortiss, der Hochschule Weserbergland, des Energiedienstleisters e-regio und der Energieforen Leipzig für Wissenstransfer in der Energiewirtschaft. Das Projekt lief zwischen Januar 2021 und September 2024 und wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert.

Weiterführende Informationen: https://best-strommarkt.de/

Wissenschaftlicher Ansprechpartner:
Friederike Reisch, Stellvertretende Bereichsleiterin Mobilität mit Erneuerbaren Energien am RLI, friederike.reisch@rl-institut.de

Weitere Informationen:
https://reiner-lemoine-institut.de/blockchain-energiemarkt-best/
https://best-strommarkt.de/