EINFLUSS LOKALER ENERGIE- UND FLEXIBILITÄTSMÄRKTE IN DEUTSCHLAND AUF DEN STROMMARKT UND DAS ENGPASSMANAGEMENT IM ÜBERTRAGUNGSNETZ

Die Dekarbonisierung des europäischen Energiesystems führt zu einem stetigen Zubau fluktuierender erneuerbarer Strom-erzeugung und einem gleichzeitigen Rückbau thermischer Kraftwerke. Weiterhin steigt mit dem Ausbau von Elektromobilität
und Wärmepumpen die Dezentralisierung von Flexibilität an, sodass neue Koordinationsmechanismen, wie Lokale Energiemärkte (LEMs) und Lokale Flexibilitätsmärkte (LFMs), zur markt- und netzdienlichen Integration dezentraler Anlagen benötigt werden. Während LEMs Erzeugung und Verbrauch auf lokaler Ebene zusammenführen, bieten LFMs die Möglichkeit einer marktbasierten Teilnahme dezentraler Flexibilität am Netzengpassmanagement. Der lokale Ausgleich von Erzeugung und Verbrauch bei den LEMs lässt eine geringere Belastung des Übertragungsnetzes und somit weniger Engpässe erwarten. Die zusätzlichen Redispatchpotentiale durch die LFMs lassen ein effizienteres Engpassmanagement erwarten, gleichzeitig bestehen hier aber Vorbehalte, dass LFMs Anreize für sogenanntes „Inc-Dec-Gaming“ bieten. Bei diesem Gaming verstärken Marktteilnehmer Netzengpässe, durch deren Behebung am LFM sie zusätzliche Erlöse erzielen können. Der Umfang des „Inc-Dec-Gaming“ ist jedoch unklar.
Das Ziel der Arbeit ist es, LEMs und LFMs systemisch zu bewerten, d.h. deren Einfluss auf den Strommarkt, die Auslastung des Übertragungsnetzes und das Engpassmanagement zu quantifizieren. Hierzu wird ein Verfahren entwickelt, welches die Modellierung von LEMs und LFMs innerhalb von Strommarkt- und Engpassmanagement-Simulationen ermöglicht. Die Modellierung der LEM berücksichtigt dabei zusätzlich alternative Marktdesigns, da deren konkrete Ausgestaltung noch
nicht abschließend geklärt ist. Ebenso wird die Modellierung der LFM-Teilnahme sowohl mit als auch ohne Inc-Dec-Gaming der Prosumer entwickelt.
Das entwickelte Verfahren wird exemplarisch in einer Studie des europäischen Energieversorgungssystems für das Jahr 2037 angewandt. Die Ergebnisse weisen aus, dass LEMs zu 5 – 10 % geringeren Stromerzeugungskosten führen als die Eigen-verbrauchsoptimierung, eine Direktvermarktung aber weitere Kostenreduktionen gegenüber den LEMs von 0,5 % bis 5,5 % ermöglicht. LEMs und insbesondere die Direktvermarktung ermöglichen eine verstärkte Marktintegration von Offshore-
Windenergie, die jedoch aufgrund des Netzausbauzustands verstärkte Netzengpässe des Übertragungsnetzes bedingt. Bei der Betrachtung des Übertragungsnetzes führen LEMs daher zu 7,9 % bis 12,9 % an erhöhter Engpassarbeit sowie 6,3 % bis 13,6 % an erhöhten Redispatchvolumina als die Eigenverbrauchsoptimierung. Im Vergleich zur Direktvermarktung ergeben sich jedoch um bis zu 6,6 % reduzierte Engpässe und ein bis zu 8,6 % geringeres Redispatchvolumen.
Die Untersuchungen zu den LFMs zeigen, dass das Inc-Dec-Gaming die Erzeugungskosten im Strommarkt um 5 %, die CO2-Emissionen des Marktergebnisses um 4 % und die Abregelung der Einspeisung aus EE-Anlagen im Marktergebnis um 7 % erhöht. Die zusätzlichen Redispatchpotentiale eines LFM führen grundsätzlich nicht zu weniger Redispatchvolumen, aber zu geringerer Abregelung der Einspeisung aus EE-Anlagen sowie reduzierten CO2-Emissionen. Inc-Dec-Gaming kann zusätzlich aufgrund mehr und verstärkter Engpässe(+9,2 %) das gesamte Redispatchvolumen um 24,5 % ansteigen lassen.