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NETZDIENLICHE
FLEXIBILITÄTSMECHANISMEN
Synthesebericht
Ergebnissynthese des SINTEG-Förderprogramms
Synthesebericht
Netzdienliche Flexibilitätsmechanismen
Studie erstellt im Aurag des Bundesministeriums für Wirtscha und Klimaschutz
IMPRESSUM
Die SINTEG Ergebnissynthese wurde unter der Leitung von Guidehouse in einem Projekt-
konsortium mit Beteiligung von AIT Austrian Institut of Technolog y, ifok, OFFIS – Institut für
Informatik, RE-xpertise, sowie dem Wuppertal Institut durchgeführt.
Weitere Informationen über das SINTEG Förderprogramm nden sich auf www.sinteg.de.
Autorinnen und Autoren dieses Berichts:
Dr.-Ing. Karsten Burges (RE-xpertise)
Philipp Creutzburg (Guidehouse)
Nele Maas (Guidehouse)
Dr. Christian Nabe (Guidehouse)
Bitte zitieren als:
Burges, K., Creutzburg, P., Maas, N., Nabe, C. (): Netzdienliche Flexibilitätsmechanis-
men. Synthesebericht des SINTEG Förder programms, Studie im Aurag des BMWK, Berlin.
Danksagung
Wir danken allen Beteiligten der SINTEG Schaufenster für ihre Teilnahme am Prozess der
Ergebnissynthese und an den Synthesetreen im Erstellungsprozess des vorliegenden Be-
richtes. Diese mündlichen und schrilichen Beiträge waren eine wichtige Grundlage für die
Erstellung des Syntheseberichtes.
Disclaimer
Dieser Bericht wurde durch Guidehouse Germany GmbH (Guidehouse) im Aurag des Bun-
desministeriums für Wir tscha und Klimaschutz erstellt. Die in diesem Bericht vorgestellte
Arbeit stellt eine professionelle Einschätzung von Guidehouse und seinen Unterauragneh-
mern auf der Grundlage von Informationen dar, die zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Be-
richts zur Verfügung standen. Guidehouse ist weder für die Verwendung des Berichts oder
das Vertrauen auf den Bericht seitens des Lesers noch für irgendwelche Entscheidungen
auf Grundlage des Berichts verantwor tlich. Leser des Berichts werden darauf hingewiesen,
dass sie sämtliche Haungspflichten tragen, die für sie oder Dritte entstehen, weil sie sich
auf den Bericht oder die in dem Bericht enthaltenen Daten, Informationen, Erkenntnisse und
Meinungen stützen.
Weder die deutsche Bundesregierung noch Behörden, Auragnehmer, Unterauragnehmer
bzw. deren Angestellte geben eine ausdrückliche oder stillschweigende Zusicherung oder
Garantie ab und übernehmen eine rechtliche Haung oder Verantwor tung für die Richtigkeit,
Vollständigkeit oder Brauchbarkeit von oengelegten Informationen, Apparaten, Produk-
ten oder Prozessen oder eine Garantie dafür, dass durch die Verwendung der betreen-
den Informationen, Produkte oder Prozesse keine Privateigentumsrechte verletzt werden.
Bezugnahmen in diesem Dokument auf spezische kommerzielle Produkte, Prozesse oder
Dienstleistungen durch Handelsnamen, Handelsmarken, Hersteller oder Sonstiges bedeuten
oder implizieren nicht zwangsläug, dass die Bundesregierung oder Behörden, ihre Aurag-
nehmer oder Unterauragnehmer betreende Produkte, Prozesse oder Dienstleistungen
befür worten, empfehlen oder bevorzugen. Die Sichtweisen und Meinungen von Autoren, die
in diesem Dokument zum Ausdruck gebracht werden, entsprechen nicht zwangsläug den
Sichtweisen und Meinungen der deutschen Bundesregierung oder anderer deutscher Behör-
den bzw. spiegeln nicht zwangsläug deren Meinung wider.
Veröentlichung: Mai
RE-xpertise
Inhaltsverzeichnis
INHALTSVERZEICHNIS
Executive Summary
Abkürzungsverzeichnis
Glossar
. Einleitung und Überblick
. Das Förderprogramm SINTEG und die Ergebnissynthese im Überblick
. Methodik der SINTEG-Ergebnissynthese
. Einführung in das Synthesefeld „netzdienliche Flexibilitätsmechanismen“
. Struktur dieses Berichtes
. Kategorie : Lokale Flexibilitätsplattformen für Netzbetreiber
. Blaupause : Produktdenitionen für die Flexplattform
.. Detail-Blaupause .: Am Spotmarkt ausgerichtete Produkte
.. Detail-Blaupause .: Produkte für Langfrist-Kontrahierung und Aggregation
von flexiblen Verbrauchern in der Niederspannung
. Blaupause : Aggregationsmodi der Flexibilitäten
.. Detail-Blaupause .: Permanente Aggregation durch externe Akteure
.. Detail-Blaupause .: Temporäre Aggregation durch den Netzbetreiber
. Blaupause : Mechanismen gegen Missbrauch von Marktmacht und Gaming
.. Detail-Blaupause .: Ex-post Monitoring und Pönalisierung
.. Detail-Blaupause .: Stochastische Nichtbezuschlagung in Flexplattformen
.. Detail-Blaupause .: Erhöhung der Liquidität
.. Detail-Blaupause .: Festlegung von Preisobergrenzen für Flexibilitätsgebote
. Blaupause : Methoden zur Netzebenen-übergreifenden Koordination
der Netzbetreiber für das Engpassmanagement
.. Detail-Blaupause .: Zentrale Koordination der Netzbetreiber
.. Detail-Blaupause .: Dezentrale, gestue Koordination der Netzbetreiber
"von unten nach oben"
. Blaupause : Lösungen für das Zusammenführen von marktlichem
und regulatorischem Netzengpassmanagement
. Blaupause : Daten- und Serviceplattformen für akteursübergreifenden
Informationsaustausch
. Kategorie : Peer-to-Peer-Märkte
. -Blaupause : Peer-to-Peer Stromhandel mittels Blockchain
. Kategorie : Bereitstellung von Systemdienstleistungen aus Batteriespeichern
und dezentralen Erzeugungsanlagen
. Blaupause : Bereitstellung von Regelleistung aus einem Pool dezentraler Anlagen
. Blaupause : Bereitstellung von Momentanreserve aus Batteriespeichern
und dezentralen Erzeugungsanlagen
. Blaupause : Bereitstellung von Blindleistung durch Wechselrichter-basierte Anlagen
(Batteriespeicher, dezentrale Erzeugungsanlagen, STATCOM)
. Blaupause : Netzebenen-übergreifendes Blindleistungsmanagement im Verteilnetz
. Blaupause : Dauerhaer Betrieb eines Inselnetzes im Verteilnetz mittels
dezentraler Erzeugung und Energiemanagement
Inhaltsverzeichnis
. Kategorie : Betriebsführung unter Nutzung innovativer Netzbetriebsmittel
. Blaupause : Einbindung von Betriebsdaten aus der MS-/NS-Ebene in das
Netzleitsystem für ezienteren Netzbetrieb, automatisiertes Netzengpass-
management sowie automatische Fehlererkennung und -behandlung
. Blaupause : Erweiterung des MS-Spannungsbandes durch flächendeckenden
rONT-Rollout
. Kategorie : Prognosesysteme für das Verteilnetz
. Blaupause : Erzeugungs- und Lastprognosen mittels maschinellen Lernens
. Blaupause : Netzzustandsprognosen für das Verteilnetz
.. Detail-Blaupause .: Netzzustandsprognosen mittels Netzzustandsberechnung
auf Basis von Last- und Erzeugungsprognosen (Ansatz )
.. Detail-Blaupause .: Direkte Prognose des Netzzustandes (Ansätze ,)
. Blaupause : Prognose der Verfügbarkeit von steuerbaren Verbrauchern
im Niederspannungsnetz
.. Detail-Blaupause .: Prognose eines Pools von steuerbaren Verbrauchern
durch den Netzbetreiber
. Zusammenfassung, Handlungsempfehlungen inklusive
weiterer Forschungsbedarf
. Literaturverzeichnis
Executive Summary
EXECUTIVE SUMMARY
Im Förderprogramm "Schaufenster intelligente Energie– Digitale Agenda für die Ener-
giewende" (SINTEG) wurden von bis in fünf großflächigen Modellregionen über-
tragbare Ansätze für eine sichere, wirtschaliche und umweltverträgliche Energieversor-
gung bei zeitweise % Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien entwickelt. Die in den
Schaufenstern C/sells, DESIGNETZ, enera, NEW . und WindNODE erprobten Lösungen
wurden vom Teilprojekt Ergebnissynthese im SINTEG-Begleitvorhaben unter der Leitung von
Guidehouse zusammengeführt. Dabei entstanden Blaupausen in fünf Synthesefeldern, die
Anwenderinnen und Anwender in Wirtscha, Technik und Wissenscha sowie politische Ent-
scheidungsträgerinnen und Entscheidungsträger ansprechen.
Die Koordination des Einsatzes von dezentralen Flexibilitäten wie Last und erneuerbare
Erzeugungseinheiten ist von zentraler Bedeutung für die Gewährleistung eines stabilen und
ezienten Betriebs des Stromversorgungssystems, das die Ziele der Energiewende erfüllt.
Zur Lösung dieser Herausforderungen werden innovative Ansätze wie z.B. Flexplattformen
seit Anfang der er Jahre diskutiert und teilweise im kleinen Maßstab erprobt. Eine groß-
flächige praktische Erprobung dieser Ansätze, die vorwiegend durch Digitalisierung ermög-
lich werden, stand jedoch noch aus. SINTEG hat zahlreicher dieser Ansätze in der Praxis
unter Einbindung zahlreicher Akteure erprobt und Erkenntnisse generiert, die z.T. schon wäh-
rend der Projektlaufzeit in die Praxis umgesetzt worden sind.
Der vorliegende Bericht zum Synthesefeld „Netzdienliche Flexibilitätsmechanismen“
fasst die dabei gesammelten Erfahrungen zusammen. Er beschreibt Blaupausen zur Flexibili-
tätsplattformen, Peer-to-Peer-Märkten, Systemdienstleistungen, Betriebsführung unter Nut-
zung innovativer Betriebsmittel sowie zu Prognosesystemen. Die spezischen Erkenntnisse
und Handlungsempfehlungen innerhalb der fünf denierten Kategorien können wie folgt zu-
sammengefasst werden:
Die Funktion von Flexplattformen zur marktlichen Koordination des Netzengpassmanage-
ments auf Verteilnetzebene konnte in vier Schaufenstern erstmals erfolgreich demonstriert
werden. Drei von vier Schaufenstern sprechen sich für ihren künigen Einsatz zur marktli-
chen Beschaung von Flexibilität aus. Da die marktliche Ausgestaltung des Netzengpassma-
nagements nicht in allen Spannungsebenen uneingeschränkt möglich ist, müssen unter-
schiedliche Ansätze hinsichtlich Rollenverteilung, Produktdesign, Aggregation etc.
kombiniert werden. Hierbei spannen die in SINTEG umgesetzten Märkte einen Möglichkeits-
raum auf, der im nächsten Schritt im Rahmen eines branchenübergreifenden Diskussions-
prozesses ausgestaltet werden sollte.
Ansätze zur marktlichen Beschaung von Flexibilität zum Netzengpassmanagement wer-
den kontrovers diskutiert. Einige Ansätze gegen die Gefahr des kritischen Inc-dec Gaming
wurden in SINTEG entwickelt. Sie konnten prozessual umgesetzt, ihre Wirksamkeit aber
nicht praktisch nachgewiesen werden. Aus Sicht des Bundeswirtschasministeriums be-
stehen daher fundamentale Probleme fort. Falls eine Entscheidung zur Einführung dieser
Märkte getroen wird, wird empfohlen, die möglichen Ergebnisse marktlicher Lösungen
durch die Bundesnetzagentur aufmerksam beobachten zu lassen, und gegebenenfalls in den
Markt einzugreifen.
Executive Summary
Eine konsistente, akteursübergreifende Datenhaltung von Stamm- und Bewegungsdaten
von Flexibilitäten ist eine unverzichtbare Voraussetzung für die Koordination vieler kleiner
Akteure. Sie existiert in Deutschland bislang nur in Ansätzen (z.B. PV Stammdatenregister).
Die SINTEG-Projekte haben daher unterschiedliche Daten- und Serviceplattformen entwi-
ckelt, die u.a. umfassende Informationen über einsetzbare Flexibilitäten liefern können. Es
wird empfohlen, die SINTEG Erkenntnisse für den Auau einer solchen Plattform kurzfristig
in einen branchenübergreifenden Diskussionsprozess mit einzubeziehen. Da im Rahmen der
Umsetzung von Redispatch . mehrere IT-Lösungen entwickelt werden, die den Datenaus-
tausch zwischen Netzbetreibern vereinfachen, sollte eine solche Plattform als organische
Weiterentwicklung dieser Lösungen gesehen werden. Schließlich sollten die SINTEG-Er-
kenntnisse in diesem Bereich durch das Gewinnerkonsortium im Bereich Energie des Gaia
X-Förderwettbewerbs, energy data-X, aufgegrien werden.
Durch die laufenden Reduzierung der installierten Leistung konventioneller Krawerke wird
die Übernahme der Bereitstellung von Systemdienstleistungen durch dezentrale Anlagen
immer wichtiger. Innerhalb von SINTEG wurden Weiterentwicklungsmöglichkeiten für die
Denition und die Bereitstellung verschiedener Systemdienstleistungen aus dezentralen
Anlagen überprü.
Auch umrichterbasierte dezentralen Anlagen können problemlos Blindleistung bereitstellen
und diese Systemdienstleistung von konventionellen Krawerken übernehmen. Die Heraus-
forderungen bestehen in der Integration in die bestehende Netzleittechnik, insbesondere
wenn Blindleistung Netzebenen-übergreifend bereitgestellt werden soll. Beide Aspekte wur-
den in SINTEG untersucht und umsetzungsreife Lösungen entwickelt. In der Branche sollte
nun eine Verständigung über Schnittstellen und Protokolle zur Übermittlung von Steuerbe-
fehlen erfolgen, um die weitergehende Übertragung dieser Lösungen vorzubereiten.
Innovative Netzbetriebsmittel wie digitale Netzregler, regelbare Ortsnetztransformato-
ren oder zusätzliche Aktorik und Sensorik im Netz wurden bislang in nur wenigen Projekten
eingesetzt. Die In den SINTEG Schaufenstern erzielte Integration in den Netzbetrieb und die
Leittechnik sowie die Durchdringungstiefe in den Verteilnetzen stellt gegenüber den vorange-
gangenen Arbeiten ein qualitativ neues Niveau dar. Die Projekterfahrungen bestätigen, dass
eine Kombination von innovativen Netzbetriebsmitteln und -strategien sowie konventionel-
lem Netzausbau eine Kostenoptimierung ermöglicht. Durch die Erschließung von Ezienz-
potenzialen kann der Netzausbau verzögert werden, ohne dass damit die Versorgungssicher-
heit oder die Wirtschalichkeit des Systems gefährdet wird. Der Zeitgewinn erhöht zugleich
die Sicherheit bei der Netzplanung und hil dabei, bedarfsgerecht auf Anschlussbegehren
einzugehen Es wird daher empfohlen bei der nächsten Anpassung der Verordnung über die
Anreizregulierung der Energieversorgungsnetze (ARegV) zu überprüfen, ob und wenn ja in
welchen Fällen existierende Barrieren beseitigt werden müssen. Dazu müssen auch allge-
mein anerkannte Methoden für die wirtschaliche Bewertung der Kosten und potenziellen
Ezienzvorteile dieser Technologien deniert werden.
Wegen seiner grundlegenden Bedeutung für die Koordination dezentraler Anlagen im Ver-
teilnetz wurde das Thema Prognosen von allen Schaufenstern aufgegrien. Im Verteilnetz
werden Prognosen für geringe Poolgrößen und geringe räumliche Ausdehnungen der Netz-
gebiete benötigt. Damit fallen Ausgleichseekte, die bei Prognosen auf Systemebene die
Prognosequalität erhöhen können, geringer aus. SINTEG hat innovative Prognoseverfahren
für diese Aufgabe erprobt. Als wesentliche Herausforderung wurde in den Schaufenstern die
notwendige, hohe Granularität der notwendigen Eingangsdaten und die Relevanz der re-
Executive Summary
gulatorischen Unterstützung der Bereitstellung dieser Daten erkannt. So kann der Zugri auf
regulatorisch geforderte, öentliche Daten (bspw. Marktstammdatenregister) durch denier-
te Schnittstellen verbessert werden. Hier sollte ein Diskussionsprozess der zuständigen
Bundesnetzagentur (BNetzA) mit der Branche initiiert werden, um Ansatzpunkte für Verbes-
serungen zu identizieren.
Aus SINTEG heraus kann kein abschließendes Urteil bezüglich der erzielbaren Prognosegüte
für die Verfügbarkeit von steuerbaren Verbrauchern gebildet werden. Hier besteht weite-
rer Forschungsbedarf. Dieser besteht im Hinblick auf die notwendigen Sicherheitsfaktoren,
die angesetzt werden müssen, um die für eine netzdienliche Anwendung der Flexibilitäten
notwendige Zuverlässigkeit zu erreichen.
Forschungsbedarf besteht weiterhin in Bezug auf die Auswirkungen einer an Preissignalen
ausgerichteten Steuerung der Verbrauchseinrichtungen– sowohl in Bezug auf Prognosegüte
als auch verfügbares Flexpotenzial. Forschungsbedarf besteht auch zur Frage, wie die Asym-
metrien im Datenzugang zwischen Netzbetreibern und Marktakteuren zu überbrücken
sind– die voher angesprochenen Daten- und Serviceplattformen wären ein Ansatzpunkt.
Zusammenfassend betrachtet hat SINTEG unterschiedliche innovative Ansätze für die Koor-
dination des Einsatzes von Flexibilitäten zum Netzengpassmanagement auf Verteilnetzebene
in einem größeren Maßstab erprobt. Im Fokus standen die Erprobung von Flexibilitätsplatt-
formen sowie Mechanismen zur Netzebenen-übergreifenden Koordination des Flexibilitäts-
einsatzes. SINTEG hat dazu beigetragen die Technologien graduell weiterzuentwickeln und
hat Vernetzung der zahlreichen Akteure (Netzbetreiber unterschiedlicher Netzebenen, Markt-
akteure, Anlagenbetreiber) entscheidend vorangebracht. Damit sind die Grundlagen gelegt
für weitere Diskussions- und Erprobungsprozesse, die zur Lösung der komplexen Koordinie-
rungsaufgaben der Zukun nötig sind.
Abkürzungsverzeichnis
ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS
AbLaV Abschaltbare Lasten-Verordnung
aFRR automatic Frequency Restoration Reserve, Sekundärregelleistung
AG Aktiengesellscha
ALF Altdorfer Flexmarkt
ANM Active Network Management
ANN Articial neural network
AP Arbeitspaket
API Application Programming Interface
ARegV Verordnung über die Anreizregulierung der Energieversorgungsnetze
ARGE ARGE Netz, ein Energieversorger
BB Business-to-Business
BDEW Bundesverband der deutschen Energie- und Wasserwirtscha
BHKW Blockheizkrawerk
BKV Bilanzkreisverantwortlicher
BMWi Bundesministerium für Wirtscha und Energie*
BMWK Bundesministerium für Wirtscha und Klimaschutz*
BNetzA Bundesnetzagentur
BSI Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik
BSIG BSI-Gesetz
CC Customer-to-Customer
CAPEX Capital Expenditures, Investitionskosten
CIM Common Information Model
CLS Controllable Local Systems
C/sells Schaufenster des SINTEG-Programms
DA Decentralized Autonomous Area Agent Market Model
DA Day ahead
DaaS Data-as-a-Service
DACF Day Ahead Congestion Forecast
DA/RE Datenaustausch/Redispatch, eine Initiative der TransnetBW und Netze BW
zur Umsetzung des Redispatch .
DCC Demand Connection Code
DDP Daten- und Diensteplattform
DER Distributed Energy Resource(s)
DERMS Distributed Energy Resources Management System
DESIGNETZ Schaufenster des SINTEG-Programms
DFKI Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz
DiNA Digitaler Netzanschluss
DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im VDE
DLR Deutsches Zentrum für Lu- und Raumfahrt
DNN Deep Neural Network
DSGVO Datenschutz-Grundverordnung
DSM Demand Side Management/Lastmanagement
DSP Daten- und Serviceplattformen
EB GL Electricity Balancing Guideline
EAM EAM GmbH & Co. KG, ein Energieversorgungsunternehmen
EE Erneuerbare Energie
EEG Erneuerbare Energie Gesetz
EFCC Enhanced Frequency Control Capability
EinsMan Einspeisemanagement
EMIL Energienetze mit innovativen Lösungen, DESIGNETZ-Teilprojekt
enera Schaufenster des SINTEG-Programms
ENKO Energie intelligent Koordinieren, Flexplattform des Schaufensters NEW .
ENTSO-E European Network of Transmission System Operators for Electricity
EnWG Energiewirtschasgesetz
EOM Energy Only Market
EPEX European Power Exchange
ERCOT Electric Reliability Council of Texas, texanischer Übertragungsnetzbetreiber
EV Electric Vehicle, Elektrofahrzeug
EVU Energieversorgungsunternehmen
EWE EWE AG, Energieversorgungsunternehmen
EY Ernst & Young Ltd., Netzwerk von Beratungsunternehmen
EZA Erzeugungsanlage
FATWAKE NEW . Teilprojekt
Abkürzungsverzeichnis
FCR Frequency Containment Reserve, Primärregelleistung
FFR Fast Frequency Response
FNN Forum Netztechnik/Netzbetrieb im VDE
FRT Fault Ride Through
FfE Forschungsstelle für Energiewirtscha e. V.
GIS Geoinformationssystem
GLDPM Generation and load data provision methodology
GOPACS Flexplattform der niederländischen Verteil- und Übertragungsnetzbetreiber
HKW Heizkrawerk
HöS Höchstspannung
HS Hochspannung
ID Intraday
IIS Infrastruktur-Informationssystem
IKT Informations- und Kommunikationstechnologie
iMSys Intelligentes Messsystem
Inc-dec Gaming Increase-Decrease Gaming
IWES Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme
KI Künstliche Intelligenz
KIT Karlsruhe Institute of Technology
KIWI DESIGNETZ-Teilprojekt
KOF Koordinierungsfunktion
KRITIS Kritische Infrastruktur
kW Kilowatt
KWK Kra-Wärme-Kopplung
KWKG Kra-Wärme-Kopplungsgesetz
kV Kilovolt
LOS Level of Security
mFRR manual Frequency Restoration Reserves, Minutenreserve
MaStR Marktstammdatenregister
MHz Megahertz
ML Maschinelles Lernen
MS Mittelspannung
Abkürzungsverzeichnis
MW Megawatt
MWh Megawattstunde
NABEG Netzausbaubeschleunigungsgesetz Übertragungsnetz
NB Netzbetreiber
Netze BW Netze BW GmbH, Verteilnetzbetreiber
NEW . Schaufenster des SINTEG-Programms
NODES NODESmarket, eine Flexibilitätsplattform
NS Niederspannung
NWP numerical weather prediction
OFFIS Institut für Informatik, An-Institut der Carl von Ossietzky Universität
Oldenburg
OLI Systems OLI Systems GmbH, Anbieter von So- und Hardware für die Anbindung von
DER
ONS Ortsnetzstation
ONT Ortsnetztransformator
OPEX Operational Expenditures, Betriebskosten
OTC Over the Counter
PP Peer-to-Peer
PPA Power Purchase Agreement
PQ Präqualizierung
PV Photovoltaik
RAIDA Datenaustauschplattform für den Redispatch .
RD Redispatch
REMIT Regulation on Wholesale Energy Market Integrity and Transparency, Verord-
nung über die Integrität und Transparenz des Energiegroßhandelsmarkts
RfG Requirements for Generators
RL Regelleistung
RLM registrierende Leistungsmessung
ROCOF Rate of change of frequency
rONT regelbarer Ortsnetztransformator
SaaS Soware-as-a-Service
SDL Systemdienstleistungen
SDSP Smart Data and Service Platform
Abkürzungsverzeichnis
SINTEG Schaufenster intelligente Energie- Digitale Agenda für die Energiewende
SINTEG-V Verordnung zur Schaung eines rechtlichen Rahmens zur Sammlung von Er-
fahrungen im Förderprogramm „Schaufenster intelligente Energie– Digi-ta-
le Agenda für die Energiewende“
SLP Standardlastprol
SMGW Smart Meter Gateway
SO GL System Operation Guideline
STATCOM Static Synchronous Compensator
SteuVerG Steuerbare-Verbrauchseinrichtungen-Gesetz
StromNZV Stromnetzzugangsverordnung
SW Stadtwerk
TAKA Teilautomatisierte Kaskade
TAP Teilarbeitspaket
TAR Technische Anschlussrichtlinien
TenneT Tennet TSO GmbH, deutscher Übertragungsnetzbetreiber
TH Technische Hochschule
TransnetBW TransnetBW GmbH, deutscher Übertragungsnetzbetreiber
TRL Technology Readiness Level, Technologiereifegrad
TU Technische Universität
UMEI Universal Market Enabling Interface
ÜNB Übertragungsnetzbetreiber
USEF Universal Smart Energy Framework
UW Umspannwerk
VDE Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e. V.
VKW Virtuelles Krawerk (auch: Virtual Power Plant, VPP)
VN Verteilnetz
VNB Verteilnetzbetreiber
WEA Windenergieanlage(n)
WEMAG Netz WEMAG Netz GmbH, ein Verteilnetzbetreiber
WindNODE Schaufenster des SINTEG-Programms
ZSW Zentrum für Sonnenenergie- und Wassersto-Forschung Baden-Württemberg
*Nach der Bundestagswahl 2021 wurde das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) in
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) umbenannt. Da wesentliche Teile der Arbeit
der Ergebnissynthese noch in die Zeit des BMWi fallen, wird das Ministerium zum Teil im nachfolgenden
Text weiterhin als solches bezeichnet.
Abkürzungsverzeichnis
GLOSSAR
Abstimmungskaskade
Die Anwendungsregel VDE-AR standardisiert die Zusammenarbeit zwischen vor- und
nachgelagerten Netzbetreibern in kritischen Netzsituationen. Eine funktionierende operative
und informatorische Kaskade ist Voraussetzung für einen zuverlässigen Systembetrieb.
Aggregation
Durch Aggregation werden Flexibilitäten von zumeist kleinen und mittleren Lasten und Er-
zeugern gebündelt. Die gemeinsame Vermarktung der aggregierten Anlagen ermöglicht den
Marktzugang, selbst wenn die Anlagen die Anforderungen für eine alleinige Teilnahme am
Markt nicht erfüllen. Aggregation wird durch die Rolle des Aggregators vorgenommen.
Akteur, Rolle
Marktakteure sind Teilnehmer am Strommarkt, die eine (oder mehrere) Rollen einnehmen.
Marktakteure sind insbesondere Stromerzeuger, Stromversorger, Energieversorgungsunter-
nehmen, Netzbetreiber, Verbraucher. Marktrollen zeichnen sich aus durch bestimmte Verant-
wortlichkeiten und Aufgaben. Marktrollen sind bspw. Einsatzverantwortlicher oder Bilanz-
kreisverantwortlicher.
Unabhängig von diesen Denitionen kann Akteur auch weitere wichtige Interessengruppen
innerhalb der Branche Energiewirtscha bezeichnen, wie Regulator, Politik, Wissenscha,
Gesellscha.
Im Kontext Digitalisierung (Synthesefeld ): Ein Akteur modelliert eine menschliche oder
nicht-menschliche Rolle, die mit einem System interagiert. Der Akteur kann dabei sowohl ak-
tiv das System benutzen und dadurch Anwendungsfälle auslösen, als auch passiv vom Sys-
tem benutzt werden, um Anwendungsfälle realisieren zu können.
Anforderung
Leistungsmerkmal, das die durch ein Produkt zu erfüllende Kriterien vermittelt.
Anreizregulierung
Stromnetze stellen natürliche Monopole dar. Damit die Netzbetreiber jedoch keine Monopol-
gewinne erzielen und die Netze so kostensparend wie möglich betrieben werden, werden
die Stromnetzbetreiber durch die Anreizregulierung reguliert. Diese sichert die transparente
Kalkulation von Entgelten für die Durchleitung von Strom und Gas sowie ausreichende Erlöse
für den Betrieb der Netze.
Architektur
Die Architektur deniert die grundlegende organisatorische Struktur, verkörpert durch deren
Komponenten, deren Beziehungen zueinander sowie zur Umwelt und den Prinzipien und
Richtlinien, die das Design, die Fähigkeiten und die Entwicklung eines Systems im Laufe der
Zeit leiten (übersetzt aus dem Standard ISO/IEC/IEE :).
Ausgleichsenergie
Der Begri Ausgleichsenergie bezeichnet die Umlage der Abruosten der Regelenergie auf
die verschiedenen Akteure im Stromnetz. Jeder Stromproduzent und jeder kommerzielle
Stromabnehmer (bspw. Energieversorger oder Industrieunternehmen) muss die Strommenge
prognostizieren, die von ihm am Folgetag ins Netz eingespeist (also verkau) bzw. aus dem
Glossar
Glossar
Netz entnommen (also verbraucht) wird. Dieses Prinzip der Bilanzkreise gewährleistet die
Netzsicherheit in jeder Minute eines jeden Tages. Abweichungen von den Prognosen resul-
tieren in einem Regelenergieeinsatz, welcher den Verursachern über die Ausgleichsenergie
in Rechnung gestellt wird.
Beteiligung
Beteiligung fasst im Rahmen der Schaufensterarbeit ganzheitlich die Verbindung der Ansät-
ze Partizipation, Akzeptanz und Kommunikation & Öentlichkeitsarbeit zusammen. Beteili-
gung hat dabei o auch eine stark kommunikative Komponente bspw. im Rahmen von Ein-
zelgesprächen mit Bürgerinnen und Bürgern. Der Begri grenzt sich dabei bewusst von der
Terminologie der traditionellen Bürgerbeteiligung in politischen Prozessen ab und agiert als
über die Energiewende hinausgehender Zweck.
Betriebsführung
Unter der Betriebsführung wird die Steuerung und Überwachung des Stromnetzes durch die
Netzbetreiber verstanden. Dazu zählt die Koordination der Systemdienstleistungen (Fre-
quenzhaltung, Spannungshaltung, Netzwiederauau) sowie das Netzengpassmanagement.
Blaupause
Blaupausen stellen im Kontext der SINTEG-Ergebnissynthese generalisierte, skalier- und
übertragbare Lösungen dar, die aus den Ergebnissen der Schaufenster im SINTEG Förder-
programm abgeleitet werden. Sie zeigen beispielsweise Kombinationen von Anwendungsfäl-
len, Technologien, Rahmenbedingungen und Geschäsmodellen auf, die eine Übertragbar-
keit und Skalierbarkeit der Ergebnisse der Schaufenster auf Bundesebene über den Rahmen
von SINTEG und dessen Laufzeit hinaus beinhalten. Die Blaupausen richten sich damit an
Fachexpertinnen und -experten. Blaupausen werden mit Übertragbarkeitsbedingungen ver-
sehen. Somit ergibt sich eine weite Denition, die auch mittel- und langfristig übertragbare
Lösungen sowie auch Lösungen mit einem niedrigerem Technologiereifegrad beinhaltet, die
weiterentwicklungsfähig sind.
Community
Communities bringen z.B. thematisch und/oder regional relevante Akteurinnen und Akteure zu-
sammen und leben von einer aktiven Teilhabe und der Interaktion der Mitglieder: Die Commu-
nity ist nach dem Duden eine „Gruppe von Menschen, die ein gemeinsames Ziel verfolgen, ge-
meinsame Interessen pflegen [und] sich gemeinsamen Wertvorstellungen verpflichtet fühlen".
Cosphi-Regelung
Der Leistungsfaktor oder Wirkleistungsfaktor beschreibt in der Elektrotechnik das Verhältnis
von Wirk- und Scheinleistung in Wechselstromsystemen. Unter Vernachlässigung von Ober-
schwingungen wird für den Leistungsfaktor vereinfachend umgangssprachlich o synonym
der cos(inus) phi verwendet. Über die Beeinflussung des Leistungsfaktors ist es möglich, in
elektrischen Netzen die Spannungsprole zu beeinflussen und / oder die Übertragungsver-
luste zu minimieren. Eine cosphi-Regelung erlaubt über geeignete technische Anlagen und
Schnittstellen die gezielte Beeinflussung des Leistungsfaktors, um diese Ziele zu erreichen.
Dabei kann die Regelung grundsätzlich Erzeugungsanlagen, elektrische Lasten oder Netzbe-
triebsmittel wie z.B. Kompensationsanlagen einbeziehen.
DA/RE-Plattform
DA/RE steht für „DAtenaustausch/REdispatch". Die Plattformlösung DA/RE, initiiert von
TransnetBW und Netze BW, organisiert die vertikale Abstimmung und den dafür erforder-
Glossar
lichen Datenaustausch zwischen den Netzbetreibern und mit den Einsatzverantwortlichen
der Erzeugungsanlagen. DA/RE wählt dazu die ezientesten Anlagen zur Lösung der von den
Netzbetreibern prognostizierten Engpässe aus und ermöglicht eine eektiv koordinierte Akti-
vierung der Redispatch-Maßnahmen (www.dare-plattform.de).
Daten- und Diensteplattform
Daten- und Diensteplattformen sind Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT)-
Plattformen, die den Zweck verfolgen, Energiedaten in einem dezentralen Energiesystem zu
managen, verschiedene Akteure zu verknüpfen und ihnen die Energiedaten bereitzustellen
sowie Services anzubieten, die auf den Energiedaten auauen.
Datenkaskade
Die Steuerungs- und Informationskaskade baut sich vom Verteilnetz zum Transportnetz auf.
Dieser sinnvolle Auau der Datenkaskade ermöglicht, die Informations- und Steuerungsbe-
darfe in Echtzeit zukünig schon in Verteilnetzzellen zu identizieren und zu verarbeiten, so
dass nur ein Überlauf in der nächsthöheren bzw. nächstgrößeren Netzebene wahrgenommen
werden muss (DESIGNETZ, ).
Dekarbonisierung
Umstellung von Gesellschas- und Wirtschassystemen mit dem Ziel einer Abkehr von koh-
lenstohaltigen Energieträgern.
Demand Response
Damit wird die kurzfristige, aktive Veränderung der Verbraucherlast bezeichnet (zu Deutsch:
Laststeuerung) als Reaktion auf ein externes Signal. Dieses Signal kann entweder ein Markt-
signal sein (wie zeitabhängige Strompreise oder Anreizzahlungen) oder auf eine Aktivierung
im Rahmen einer vertraglich zugesicherten Leistung folgen. Dabei kann die Last entweder
zeitlich verschoben, also vorgezogen oder nachgelagert werden (Lastverschiebung) oder sie
wird reduziert bzw. gänzlich ausgesetzt (Lastreduktion bzw. Lastabwurf) (in Anlehnung an
Fraunhofer-Gesellscha zur Förderung der angewandten Forschung et al. (o.J.b) und Deni-
tion in der EU-Strombinnenmarktrichtlinie /).
Demand Side Management
Demand Side Management wird als Oberbegri verstanden, der sowohl Demand Response
umfasst, als auch längerfristige, andauernde Verbrauchslaständerungen bspw. auf Grund
von Ezienzmaßnahmen (siehe auch Fraunhofer-Gesellscha zur Förderung der angewand-
ten Forschung et al. (o.J.c)).
Demonstrator
Demonstrationsprojekte die eine praktische Umsetzung der SINTEG Inhalte in Gebäuden,
Liegenschaen, Stadtteilen, regionalen oder überregionalen Gebieten aufgebaut und live
betrieben haben.
Detail-Blaupause
Blaupausen werden teilweise konkretisiert durch Detail-Blaupausen. Diese haben die glei-
chen Eigenschaen wie Blaupausen, bilden aber spezische (technische) Umsetzungen einer
Lösung ab. Verschiedene Detail-Blaupausen zeigen damit innerhalb einer Blaupause unter-
schiedliche Lösungsansätze auf.
Glossar
Digitalisierung
Digitalisierung ist ein weitreichender Begri von der Umwandlung von analogen Werten in di-
gitale Formate bis hin zum digitalen Wandel der Gesellscha und der Wirtscha durch die zu-
nehmende Nutzung digitaler Technologien. Im Energiesystem beinhaltet dies die Erfassung,
Verarbeitung, Vernetzung, den Austausch sowie die Analyse von Daten über die verschiede-
nen Wertschöpfungsstufen der Energieversorgung hinweg.
Diskriminierungsfreiheit
Diskriminierungsfreiheit bedeutet, dass Nutzern der Zugang zum Stromnetz sowie den Ener-
giemärkten nicht willkürlich verwehrt oder erschwert werden kann. Diskriminierungsfreier
Markt- und Netzzugang fördert den Wettbewerb. Die Zugang kontrollierende Instanz, bspw.
der Netzbetreiber, wird hierfür reguliert und wesentliche Vertragsbedingungen für Netz- und
Marktzugang werden durch Standardverträge harmonisiert. So können transparente Zu-
gangsbedingungen hergestellt werden.
Distributed Ledger Technologie
Distributed Ledger Technologien sind Datenbanksysteme, die eine Speicherung und Verizie-
rung von Daten in Peer-to-Peer-Netzwerken ermöglichen. Damit braucht es in solchen Netz-
werken keine zentrale Datenspeicherung oder übergeordneten Verwalter. Die Kommunikation
erfolgt direkt zwischen vernetzten Rechnern. Dabei werden neu eingehende Transaktionen
im Netzwerk auf Basis verschiedener Konsensmechanismen überprü, bestätigt, unverän-
derbar kryptograsch miteinander verkettet und verteilt abgespeichert. Die bekannteste Aus-
prägung dieser Technologie sind Blockchains (nach Bundesnetzagentur [BNetzA] () und
(Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur [BMVI], )).
Doppelhöckerverfahren
Für die Präqualikation von Anlagen für die Regelleistungsbereitstellung muss das Doppel-
höckerverfahren absolviert werden. Dabei steuert der Regelleistungsanbieter die Anlage
entsprechend einem charakteristischen Lastprol, der sogenannten Doppelhöckerkurve. Die
zu präqualizierende Anlage muss in einem vorgegebenen Zeitraum zweimal hintereinan-
der einen bestimmten Leistungswert anfahren, diesen für eine gewisse Zeit halten und dann
wieder in den Ausgangszustand zurückfahren. Dabei unterscheiden sich die Vorgaben für die
Betriebsfahrt der Anlage je nach Regelreserveart.
Einspeisemanagement (EinsMan)
Um das Stromnetz zu stabilisieren werden situationsabhängig, gezielte Einsenkungen der
Einspeisung von Strom aus erneuerbaren Energien zur Behebung von Netzengpässen von
Netzbetreibern vorgenommen. Dies wird als Einspeisemanagement bezeichnet.
Engpassmanagement
Summe aller Maßnahmen des Netzbetreibers zur Vermeidung bzw. Behebung eines Engpas-
ses (z. B. Auktionen, Redispatch, Countertrading, Market Splitting).
Experimentierklausel
Eine Experimentierklausel ist eine Rechtsvorschri, die es den für ihre Umsetzung und
Durchsetzung zuständigen Behörden ermöglicht, für die Erprobung innovativer Technolo-
gien, Produkte, Dienstleistungen oder Ansätze von Fall zu Fall ein gewisses Maß an Flexibili-
tät walten zu lassen (Rat der Europäischen Union, ).
Glossar
Feldtest
Austesten einer Lösung (Technologien/Kopplung von Technologien oder Geschäsmodel-
len) unter realen Bedingungen. Ein Feldtest kann einen experimentellen Charakter haben
und im Sinne eines Realexperiments Lösungen mit niedrigerem TRL in einer realen Einsatz-
umgebung im kleinen bzw. geschützten Rahmen austesten. In vielen Fällen wird jedoch bei
einem Feldtest ein größerer Praxistest eines Prototypens im realen Einsatz und im Zusam-
menspiel mit mehreren Komponenten durchgeführt (TRL -). Ein Feldtest kann mehrere
Demonstratoren umfassen.
Flexibilität / Flexoption
Flexibilität bezeichnet die Veränderung von Einspeisung oder Entnahme in Reaktion auf ein
externes Signal – Preissignal oder Aktivierung – mit dem Ziel, eine Dienstleistung im Ener-
giesystem zu erbringen. Elemente, die diese Fähigkeit besitzen, werden als Flexoptionen be-
zeichnet. Dazu zählen flexible Erzeuger, flexible Verbrauchsanlagen sowie Speicher.
Flexkataster/Meta-Flexkataster
Im Schaufenster C/sells wurde der Begri Flexibilitäts-Kataster (Flexkataster) geprägt. Er be-
zeichnet eine Datenbank mit Informationen über die verfügbare Flexibilität aller Flexibilitäts-
optionen innerhalb einer Zelle, wie beispielsweise einzelnen Anlagen oder auch ganze Lie-
genschaen oder Quartiere. Das Flexkataster nutzt ein standardisiertes Modell für die Daten
einer Flexibilität (Flexibilitätsdatenmodell), welches alle zur Beschreibung einer Flexibilität
notwendigen Parameter enthält (bspw. Anlagenart, zur Verfügung stehende Flexibilität). Das
Meta-Flexkataster stellt analog zum Flexkataster Informationen über die verfügbare Flexibi-
lität im Energiesystem bereit, jedoch nicht für einzelne Anlagen, sondern auf der Ebene der
Zellen aggregiert. Das Meta-Flexkataster enthält damit nur Informationen, die für den Aus-
tausch von Flexibilität zwischen verschiedenen Zellen notwendig sind (Haller, Langniß, Reu-
ter & Spengler, ).
Inc-dec Gaming
Increase-decrease Gaming (kurz: Inc-dec Gaming) ist eine Art des strategischen Gebotsver-
haltens von Marktakteuren auf Energiemärkten. Voraussetzung des Inc-dec-Gaming ist das
parallele Vorhandensein eines zonalen Marktes (bspw. Spotmarkt) und eines Marktes mit
lokaler Preisbildung (bspw. Flexplattform). Dies ermöglicht es Akteuren, ihre Gebotsstrategie
auf dem zonalen Markt anzupassen. Die Akteure weichen auf den Markt mit dem günstige-
ren Preis (Verbraucher) bzw. höheren erwarteten Erlösen (Erzeuger) aus. Dementsprechend
kann es zur Zurückhaltung oder zum Überangebot von Last oder Erzeugung auf dem zonalen
Markt kommen. Inc-dec Gaming bietet Marktteilnehmern die Möglichkeit zusätzliche Rendi-
ten zu generieren, kann jedoch Engpässe im Netz verschärfen.
Infrastruktur
Der notwendige technische Unterbau, der für das Funktionieren eines digitalisierten Energie-
systems notwendig ist.
Infrastrukturzelle, Energiezelle, Zelle
Im Schaufenste r C/sells wurde der Begri Zelle geprägt, um autonome Einheiten im Energie-
system zu beschreiben. Zellen stellen eine Organisationsebene dar, die vorhandene Steue-
rungsmechanismen und Märkte ergänzen. Zellen können einzelne Gebäude, aber auch ganze
Liegenschaen, Areale, Quartiere, Städte oder Regionen sein. Über den Einsatz von Energie-
erzeugern und -verbrauchern in einer Zelle kann weitgehend autonom entschieden werden,
wodurch Erzeugung und Verbrauch in der Zelle optimal abgestimmt werden können. Über
Glossar
die Grenzen der Zelle hinaus erfolgt auch eine Abstimmung zwischen verschiedenen Zellen,
zur Optimierung des gesamten Energiesystems. Hierfür sind die Zellen über das Kommuni-
kationsnetz miteinander verbunden und können über das Strom- und ggf. auch Wärme- und
Gasnetz Energie und energienahe Dienstleistungen austauschen (Haller et al., ).
Innovationsgehalt
Der Innovationsgehalt einer Blaupause beschreibt qualitativ den in SINTEG erreichten Neu-
igkeitsgehalt und damit verbundenen Erkenntnisgewinn in Relation zum bisher erreichten
Kenntnis- und Entwicklungsstand. Dabei wird der heutige Kenntnis-/ Entwicklungsstand in
Deutschland berücksichtigt. Ein Teilaspekt des Innovationsgehaltes ist die Erhöhung des
Technologiereifegrades einer Lösung durch Forschung, Entwicklung, Demonstration und
praktischen Einsatz.
Inselnetz
Ein Inselnetz ist ein Stromnetz, welches keine Verbindung zu anderen Stromnetzen, bzw.
dem Verbundnetz aufweist. Das Inselnetz wird autonom betrieben und versorgt ein be-
grenztes räumliches Gebiet, in der Regel auf Basis weniger Erzeugungsanlagen. Dies steht
im Gegensatz zu einem Verbundnetz, bei dem mehrere Netze miteinander synchron verbun-
den sind. Im Falle einer großräumigen Störung im Verbundnetz können Teilnetze auf Basis
schwarzstartfähiger Krawerke Inselnetze bilden. Als Resynchronisation wird dann die suk-
zessive Synchronisierung und Verbindung der einzelnen Inselnetze verstanden.
Interoperabilität
Interoperabilität ist die „Fähigkeit unterschiedlicher Systeme, möglichst nahtlos zusammen-
zuarbeiten“ (Denition nach dem Standard ISO/IEC/IEEE :). Im Bereich von SIN-
TEG führt die zunehmende Vernetzung des Energiesystems zu einer Vielzahl von Akteuren,
Systemen und Geräten, die miteinander kommunizieren und interagieren müssen. Die Sicher-
herstellung von Interoperabilität ist daher ein Schlüsselfaktor im vernetzten Energiesystem.
Komplexität
Grad der Abhängigkeiten und Vernetzungen in der Struktur eines Systems. Mit zunehmender
Komplexität wird die Struktur eines Systems aufgrund der zahlreichen Komponenten, Interakti-
onen sowie Wechselwirkungen zwischen den Komponenten schwerer zu verstehen. Im Kontext
des Systems Engineering wird die Komplexität in der Regel innerhalb der drei Unterkategorien
"Strukturelle Komplexität", "Dynamische Komplexität" und "Sozialpolitische Komplexität" un-
terschieden, die unterschiedliche Perspektiven auf die verschiedenen Dimensionen darstellen.
Konsortium
Ein Konsortium ist ein Zusammenschluss mehrerer rechtlich und wirtschalich selbstständig
bleibender Unternehmen zur zeitlich begrenzten Durchführung eines vereinbarten Zwecks.
Im Rahmen des SINTEG Programms wurden fünf Konsortien gebildet, in denen zusammen
mehr als Akteure aus Wissenscha, Wirtscha und Gesellscha in unterschiedlichen
Formen in sogenannten „Schaufenstern“, zusammenarbeiteten.
Leistungspreis
Der Leistungspreis wird für die maximal genutzte Leistung für einen Netzanschluss von In-
dustrie- und Geschäskunden berechnet. Damit wird die Bereitstellung des Netzanschlus-
ses mit den damit verbundenen Systemdienstleistungen (z.B. Regelenergie) abgedeckt. Bei
Haushalts- und Gewerbekunden entspricht der Leistungspreis dem Grundpreis.
Glossar
Auf Regelleistungsmärkten und lokalen Flexibilitätsmärkten kann je nach Ausgestaltung ein
Preis für die Vorhaltung einer Leistung gezahlt werden, neben der möglichen Zahlung eines
Arbeitspreises.
(Lokale) Flexibilitätsplattform/Flexplattform/Flexmarkt
Hierbei handelt es sich um marktlich organisierte Plattformen für den Handel von netzdien-
licher Flexibilität mit dem Ziel, Netzengpässe auf Verteil- und Übertragungsnetzebene zu ver-
hindern oder zu lösen. Da Netzengpässe lokal aureten, spielt im Gegensatz zu dem zonalen
Markt die Verortung einer Anlage eine entscheidende Rolle. Damit ist die Anzahl der Markt-
teilnehmer auf Anbieterseite auf diejenigen begrenzt, die einen Einfluss auf einen Netzeng-
pass haben können. Auf der Nachfrageseite steht entsprechend der jeweilige Netzbetreiber,
in dessen Netz ein Netzengpass auritt.
Lösung
Als Lösung wird eine Kombination aus Soware- und/oder Hardwarekomponenten für die Be-
wältigung einer bestimmten, konkreten Aufgabenstellung verstanden. Unternehmen, die der-
artige Gesamtlösungen für Kunden vertreiben nennt man Lösungsanbieter. Lösungsanbieter,
die Soware und/oder Hardware nicht selber herstellen, sondern Produkte Dritter vertreiben
und für den Kunden anpassen, nennt man auch Systemintegratoren.
Marktdienlichkeit
Der Begri Marktdienlichkeit wird in zonalen Preissystemen für Maßnahmen verwendet, die
zum Ausgleich der Systembilanz dienen. In dieser Studie werden Netzdienlichkeit (im enge-
ren Sinne) und Marktdienlichkeit als Systemdienlichkeit verstanden.
Marktmacht
Marktmacht liegt vor, wenn ein oder mehrere Markteilnehmer eine beherrschende Stellung
auf einem Markt einnehmen und dadurch die Fähigkeit haben, Preise jenseits eines wett-
bewerblichen Niveaus zu setzen, also ihre Marktmacht zu missbrauchen. Insbesondere in
Märkten mit geringer Liquidität und Wettbewerb besteht das Risiko zur Ausübung von Markt-
macht, also die Beeinflussung der Preisbildung.
M-Bus
M-Bus (oder auch Meter-Bus) ist eine technische Norm, die Regeln zur Übertragung von
Zählerdaten, z.B. den Verbrauch von Strom in Stromzählern, aber auch Gas, Wärme, etc.,
deniert.
Netzampel/Ampelkonzept
Die Netzampel bzw. das Ampelkonzept zeigen modellha auf, wie Marktteilnehmer und Ver-
teilnetzbetreiber (VNB) bei Netzengpässen im Verteinetz in Zukun miteinander interagie-
ren. In der Logik einer Ampel wird zwischen der grünen Marktphase, in der das Stromnetz
dem Markt ohne Einschränkungen zur Verfügung steht, und der roten Netzphase, in der die
Netzstabilität gefährdet ist, eine gelbe Übergangsphase beschrieben. Die gelbe Phase tritt
ein, wenn sich ein Netzengpass in einem denierten Netzsegment abzeichnet. In der gelben
Phase rufen VNB die von Marktteilnehmern angebotene Flexibilität in diesem Netzsegment
ab, um die rote Phase zu verhindern (Bundesverband der Energie- und Wasserwirtscha
[BDEW], ).
Glossar
Netzbetriebsmittel
Netzbetriebsmittel sind die verschiedenen Elemente eines Stromnetzes. Zu den Netzbe-
triebsmitteln gehören Freileitungen, Kabel, Schaltanlagen und Netzstation, die den Übergang
zwischen zwei Spannungsebenen bilden, sowie Schutz- und Leittechnik (nach Forum Netz-
technik/Netzbetrieb im VDE [VDE FNN] ()).
Netzengpass
In einzelnen Regionen des Stromnetzes kann es zu zeitlich befristeten Engpässen kommen,
wenn die Stromeinspeisungen die Transportkapazität der betroenen Netzkomponenten
überschreiten. In der Folge werden die von einem Engpass betroenen Erzeugungsanlagen
zum Schutz des Netzes in ihrer Einspeiseleistung gedrosselt. Dadurch vermeiden Netzbetrei-
ber Versorgungsausfälle und Beschädigungen der Netzanlagen, siehe Einspeisemanagement.
Netzdienlichkeit
Netzdienlichkeit (im engeren Sinne liegt) vor, wenn der Netznutzer seine Flexibilität nach
Vorgabe des Netzbetreibers einsetzt, um eine ohne sein Verhalten bereits existierende oder
drohende Netzüberlastung abzumildern. Hier erfolgt ein direkter Eingri in das Verhalten des
Netznutzers durch Vorgabe einer zu erbringenden positiven oder negativen Mindestleistung.
Netzdienlichkeit liegt vor, wenn ein Beitrag zur Netzstabilisierung, wie z. B. Spannungshaltung
oder Engpassmanagement, geleistet wird. In den SINTEG Syntheseberichten wird Netzdien-
lichkeit weiter gefasst und als Systemdienlichkeit verstanden (Bundesamt für Sicherheit in der
Informationstechnik [BSI] & Bundesministerium für Wirtscha und Energie [BMWi], ).
Netztopologie
Die Topologie eines Netzes beschreibt die Struktur der Verbindungen der einzelnen Netzbe-
triebsmittel. Es gibt verschiedene Topologien, die in Abhängigkeit vom Netzgebiet und der
Spannungsebene zum Einsatz kommen. Diese Topologien sind bspw. die Stern-, Ring- und
Bustopologie.
Nodal-Pricing/Nodalsystem
Nodal-Pricing ist eine Methode zur Preisndung auf Großhandelsstrommärkten. Die Beson-
derheit ist, dass in einem Nodalsystem räumlich hochauflösend dierenzierte Preise dar-
gestellt werden können. Es kann ein individueller Strompreis für jeden Netzknoten gelten,
während in einem zonalen System der gleiche Strompreis überall innerhalb einer Gebotszone
gilt. Ein Nodalsystem ermöglicht präventives Engpassmanagement, indem Netzrestriktionen
im Strompreis netzknotenscharf reflektiert werden.
Open Data-Ansatz / Open Data-Veröentlichungsansatz
Oene Daten – „Open Data“ – sind frei zugänglich und können auf Grund von oenen und
diskriminierungsfreien Lizenzen frei wiederverwendet werden. Das Prinzip der oenen Da-
ten– „Open Data“ – bekommt weltweit eine immer größere Bedeutung. Die Verfügbarkeit
von Daten wird zu einem immer bedeutenderen Wirtschasfaktor und ist Teil einer modernen
Infrastruktur (Bundesministerium des Innern und für Heimat [BMI], ).
Partizipation
Partizipation wird schaufensterübergreifend als die aktive Teilhabe verschiedener Zielgrup-
pen bzw. Nutzerinnen- und Nutzergruppen über eine gezielte Einbindung in die Aktivitäten
der Schaufenster verstanden. Im Kontext des SINTEG-Programms wurde Partizipation entwe-
der in Anlehnung an den partizipativen Forschungsansatz als probates Mittel zur Akzeptanz-
förderung oder als gesellschalicher Beitrag zur Bekämpfung des Klimawandels verstanden.
Glossar
Peer-to-Peer-Markt
Der Peer-to-Peer-Markt beschreibt einen Marktplatz, auf dem ein bilateraler, horizontaler
Energiehandel zwischen zwei Gleichgestellten (sog. „Peers“) stattndet. Auf lokaler Ebene
stellen die Peers Konsumenten oder Prosumer dar, die auf einer elektronischen Plattform di-
rekt miteinander handeln können. Ein solcher Marktplatz im Consumer-to-Consumer-Bereich
ist im derzeitigen Energiesystem noch nicht üblich. Im SINTEG Kontext wird unter dem Begri
ebenfalls der direkte Handel zwischen Unternehmen im Business-to-Business-Bereich mit
eingeschlossen (in Anlehnung an Forschungsstelle für Energiewirtscha [FfE] () und
BNetzA ()).
Pool
Pool bezeichnet im vorliegenden Kontext eine Gruppe von aggregierten Anlagen (siehe Ag-
gregation).
P/Q-Arbeitspunkt
In der elektrischen Wechselstromtechnik werden die Wirkleistung P (in W) und Blindleistung
Q (in VAr) unterschieden. Das Verhältnis von P und Q bestimmt den Leistungsfaktor einer An-
lage (siehe auch cosphi-Regelung). Der Arbeitspunkt wird über die Anlagensteuerung gezielt
eingestellt, d.h. in der Regel wird für einen bestimmten Wirkleistungswert ein optimaler Wert
der Blindleistung gewählt. Als Optimierungskriterium können eine Minimierung der Anlagen-
oder Netzverluste oder des Spannungsprols im Netz dienen.
Präqualikation
Über das Präqualikationsverfahren liefern potenzielle Regelleistungs-Anbieter den Nach-
weis, dass sie die zur Gewährleistung der Versorgungssicherheit erforderlichen Anforderun-
gen an die Erbringung der unterschiedlichen Regelleistungsarten erfüllen. Die Präqualika-
tion stellt sicher, dass neben technischer Kompetenz auch eine ordnungsgemäße Erbringung
der Regelleistung unter betrieblichen Bedingungen gewährleistet ist.
Produkt
Produkt beschreibt die auf einem Markt gehandelten Güter oder Dienstleistungen. Auf Ener-
giemärkten (bspw. Energy Only Markt, Flexplattform) werden im Regelfall standardisierte
Produkte gehandelt. Diese Produkte werden durch zahlreiche Parameter deniert. Wichtige
Parameter für Produkte auf Flexplattformen sind bspw. der Erbringungszeitraum, die Ener-
giemenge, die Höhe der (bereitgestellten) Leistung sowie der Zeitrahmen für Handel und die
Abrechnungsmodalitäten.
Prosument
Prosument (englisch Prosumer) ist die Verbindung der Rollen des Energieerzeugers und des
Energienutzers. Beispielsweise werden Haushaltskunden mit eigenen Erzeugungsanlagen,
wie PV-Anlagen, als Prosumenten bezeichnet.
Reallabor
Der Begri des Reallabors wird im Allgemeinen für die Beschreibung unterschiedlicher Kon-
zepte verwendet, wie z.B. Living Labs oder Demonstrationszellen. In Deutschland wurde die-
ser Begri stark durch das Wuppertal Institut geprägt. Dabei werden die aktive Miteinbezie-
hung der Zivilbevölkerung in den Prozess der Wissensproduktion sowie das Zusammenspiel
zwischen Nutzer und Innovationen in einer realweltlichen Umgebung als die zwei wesent-
lichen Charakteristika identiziert. Im Kontext von SINTEG bezeichnen Reallabore zusätzlich
eine Art von Experimentierraum für die Umsetzung von technologischen und systemischen
Glossar
Innovationen für die Energiewende. Hierfür hat die Bundesregierung die SINTEG-Verordnung
beschlossen. Durch die Verordnung erhielten die Schaufenster die Möglichkeit, neue Techno-
logien, Verfahren und Geschäsmodelle im Rahmen von Reallaboren zu testen, die mit dem
bestehenden Rechts- und Regulierungsrahmen nur bedingt vereinbar sind.
Redispatch ., NABEG .
Die beschlossene Novelle des Netzausbaubeschleunigungsgesetz (NABEG .) enthält
Änderungen zu den Regelungen des Redispatch-Prozesses (Redispatch .). Diese Regelun-
gen wurden bis zum . Oktober von allen Netzbetreibern sowie Marktteilnehmern, wie
z.B. Anlagenbetreibern oder Direktvermarktern, umgesetzt. Vor der Revision des Redispatch
nahmen nur konventionelle Erzeugungsanlagen mit mehr als MW installierter Nenn-
leistung an diesem Prozess zum Engpassmanagement teil. In den Redispatch .-Prozess
werden alle Erzeugungsanlagen ab kW mit einbezogen. Dazu gehören auch Erneuerba-
re-Energien-Anlagen (EE-Anlagen), Kra-Wärme-Kopplungs-Anlagen (KWK-Anlagen) sowie
Speicheranlagen.
Redispatch
Redispatch steht für eine Abänderung des vorgesehenen Krawerkseinsatzes von Erzeu-
gungsanlagen und Speichern zur Vermeidung von Netzengpässen. Netzbetreiber nutzen
Redispatch für die Sicherung der Netzstabilität. Der Prozess basiert auf der Lieferung von
Stamm- und Bewegungsdaten, auf deren Grundlage eine Netzengpassbewertung sowie Ab-
leitung und Abruf von Redispatch-Maßnahmen durchgeführt werden (BSI & BMWi, ).
Regulatorik
Unter Regulatorik versteht man die Gesamtheit staatlicher Rechtsnormen, die das Marktge-
schehen und das Verhalten der Marktakteure in einem bestimmten Bereich (z.B. der Energie-
wirtscha) beeinflussen.
REMIT-Verordnung
Die Verordnung (EU) Nr. / über die Integrität und Transparenz des Energiegroß-
handelsmarkts (auf Englisch: Regulation on Wholesale Energy Market Integrity and Transpa-
rency; „REMIT“) dient der Bekämpfung von Insider-Handel und Marktmanipulation auf dem
Energiegroßhandelsmarkt. Sie ist seit dem . Dezember in Kra und entfaltet unmit-
telbare Rechtswirkung in allen EU-Mitgliedsländern (siehe BMWK (a)).
Residuallast
Diese beschreibt die verbleibende Systemlast abzüglich der Stromerzeugung aus fluktuie-
renden erneuerbaren Energien zu jeder Stunde eines Jahres. Daraus ergibt sich die Leistung,
die durch regelbare Stromerzeugungseinheiten, Speicher oder flexible Verbraucher – also
verschiedene Flexibilitätsoptionen – gedeckt werden muss. Hierbei kann es künig sowohl
zu Deziten (=positive Residuallast), als auch gehäu zu Überschüssen (=negative Residual-
last) kommen, bei denen die Einspeisung aus erneuerbaren Energien die Last übersteigt.
Schwarzfall
In der elektrischen Energietechnik bezeichnet der Begri Schwarzfall (auch Stromausfall
oder Blackout) einen großflächigen weiträumigen Netzzusammenbruch, der mit einer Ver-
sorgungsunterbrechung der angeschlossenen Verbraucher verbunden ist. Eine Versorgungs-
unterbrechung kann hierbei kurzfristig sein oder auch mehrere Tage oder Wochen andauern
(siehe auch Fraunhofer-Gesellscha zur Förderung der angewandten Forschung et al. (o.J.a)).
Glossar
Schwarzstartfähigkeit
Die Schwarzstartfähigkeit ist eine Eigenscha von Krawerken, die zur Erbringung der Sys-
temdienstleitung „Netzwiederauau“ im Fehlerfall dient.
Search Based Application
Search Based Applications (SBA) sind Sowareanwendungen, die Suchmaschinen für In-
formationszugang und das Erstellen von Berichten nutzen. SBA bieten Zugang zu Daten
aus verschiedenen Quellen und Systemen sowie unterschiedlicher Struktur (strukturiert,
semi-strukturiert oder unstrukturiert). Diese werden durch SBA auereitet, aggregiert und
benutzerfreundlich bereitgestellt. Suchanfragen können in SBA mittels natürlicher Sprache
formuliert werden.
Sektorenkopplung/Sektorkopplung
Der Begri Sektorenkopplung bezeichnet die Verbindung von Verbrauchssektoren, wie bspw.
dem Verkehrs- und Stromsektor. Sektorenkopplung trägt zu den Zielen der Energiewende
bei, wenn Strom aus erneuerbaren Energien energieezient eingesetzt wird und dadurch
fossile Energieträger ersetzt werden. Neben Ezienzsteigerungen und der direkten Nutzung
von erneuerbaren Energien ist Sektorenkopplung damit ein zusätzlicher Weg zur Dekarboni-
sierung. Beispiele sind im Verkehrsbereich die Elektromobilität oder im Wärmebereich Elekt-
rodenkessel.
Sensitivität
Sensitivität beschreibt die Auswirkungen einer Engpassmanagementmaßnahme im Netz,
bspw. die Abregelung einer EE-Anlage, auf einen bestimmten Engpass (Sensitivität = Power
Transfer Distribution Factor). Die Sensitivität ist abhängig von der Netzstruktur, der Netzlo-
kalität des Engpasses und der Netzlokalität der netzdienlichen Flexibilität. Beispielsweise
bedeutet eine Sensitivität von ,, dass die Abregelung einer EE-Anlage um MW einen
Netzengpass um MW reduziert.
Skalierbarkeit
Skalierbarkeit einer (Detail-) Blaupause beschreibt ihre Fähigkeit zum Einsatz in einem grö-
ßeren Umfang. Skalierbarkeit hat eine technische, eine ökonomische und eine regulatorische
Dimension sowie eine Akzeptanzdimension. Die technische Skalierbarkeit der Lösungen ist
vor allem von Digitalisierungsaspekten (IT-Infrastruktur, Modularität und Anpassungsfähig-
keit der Lösung, nutzbare Interfaces) geprägt, aber auch von den generell vorherrschen-
den lokalen Bedingungen wie der Verfügbarkeit von EE oder der vorhandenen Infrastruktur
(Strom-, Gas-, Kommunikationsnetz). Die ökonomische Skalierbarkeit wird geprägt durch das
Geschäsmodell und Skaleneekte beim Technologieeinsatz. Regulatorik beeinflusst Ska-
lierbarkeit durch Restriktionen und Auflagen.
Smart Grid Architektur Modell (SGAM)
Das Smart Grid Architecture Model (SGAM) umfasst ein Framework für die einheitliche Be-
schreibung von Systemarchitekturen für Smart Grids.
Smart Meter Gateway (SMGW)
Die zentrale Kommunikationseinheit in der Infrastruktur eines intelligenten Messsystems
(BSI, ).
Glossar
Smart Meter Rollout
Das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) hat am .. die „tech-
nische Möglichkeit zum Einbau intelligenter Messsysteme nach § Messstellenbetriebs-
gesetz (MsbG)“ festgestellt, auch Markterklärung genannt. Damit beginnt die gesetzliche
Verpflichtung zum Rollout intelligenter Messsysteme zum .. durch die zuständigen
Messstellenbetreiber (BSI, o.J.).
(Spannungs-) Längsregler
Mit dem Begri (Spannungs-) Längsregler werden Spannungsregler mit integriertem Last-
stufenschalter bezeichnet, die in einem Strang des Verteilnetzes eingesetzt werden und ihre
Ausgangsspannung innerhalb einer bestimmten Bandbreite durch lokale Regelungskonzepte
oder durch Fernsteuerung dynamisch regeln können (Forschungsgesellscha für Energie-
wirtscha [FfE], ).
Spannungsband
Das vorgeschriebene Spannungsband dient als obere und untere Grenze der Spannung, die
von den Netzbetreibern in deren Netzen eingehalten werden muss. Für jede Spannungsebe-
ne ist eine Nennspannung vorgegeben. Das Spannungsband schreibt verbindliche Grenzwer-
te für die zulässigen Spannungsabweichungen auf einer Spannungsebene. In der Mittelspan-
nungs- und Niederspannungsebene sind dies +/-%.
Spotmarkt
Am Spotmarkt der Strombörse werden kurzfristige Stromlieferungen gehandelt. Die kleinste
gehandelte Stromzeiteinheit liegt bei Minuten.
Standardisierung
Standardisierung oder Normung ist der Prozess der Entwicklung und Implementierung tech-
nischer Standards auf der Grundlage eines Konsenses verschiedener Parteien, zu denen
Unternehmen, Anwender, Interessengruppen, Normungsorganisationen und Regierungen
gehören. Standardisierung kann dazu beitragen, Kompatibilität, Interoperabilität, Sicherheit,
Wiederholbarkeit oder Qualität zu maximieren. Sie kann auch die Kommerzialisierung von
ehemals kundenspezischen Prozessen erleichtern.
Standardlastprol
Anstatt einer Messung des realen Lastverlaufs wird das zeitliche Verbrauchsverhalten (Stan-
dardlastprol) bei Privatkunden und Gewerbekunden durch normierte kundengruppenbezo-
gene oder branchenbezogene Verbrauchsmuster ersetzt. Diese Kunden werden daher auch
als Standardlastprolkunden (SLP-Kunden) bezeichnet. Die Verteilnetzbetreiber unterteilen
die SLP-Kunden, die in ihrem Netzgebiet angeschlossen sind, in verschiedene Kundengrup-
pen und legen fest, welche Zeitreihen als repräsentative Lastprole für die jeweilige Kunden-
gruppe herangezogen werden (nach Fraunhofer-Gesellscha zur Förderung der angewandten
Forschung et al. (o.J.d)).
Systemdienlichkeit
Im Kontext der SINTEG Ergebnissynthesewird der Begri Systemdienlichkeit als Oberbegri von
Netzdienlichkeit im engeren Sinne und Marktdienlichkeit verstanden. In anderen Denitionen
wird Systemdienlichkeit nicht als übergeordneter Begri sondern synonym mit Marktdienlich-
keit (Ausgleich der Systembilanz) verstanden (Schulze, Müller, Faller, Duschl & Wirtz, ).
Glossar
Systemstabilität und Resilienz
Unter Systemstabilität ist der zuverlässige Betrieb des Stromnetzes bzw. eine zuverlässi-
ge Stromversorgung zu verstehen. Eine Stromversorgung ist stabil, wenn Strom unterbre-
chungsfrei geliefert wird, die Spannung in den zulässigen Grenzen bleibt und die Frequenz
von Hertz gehalten wird.
Resilienz des Stromsystems ist die Gewährleistung eines hohen Niveaus der Systemstabilität
und damit auch Versorgungssicherheit. Resilienz umfasst Maßnahmen in mehreren Zeitbe-
reichen, um die Auswirkungen von Zwischenfällen zu verringern: () Maßnahmen im Vorfeld
von Zwischenfällen (feststellen und verhindern); () Maßnahmen während dieser Zwischen-
fälle (erkennen und reagieren); () sowie Maßnahmen nach Behebung von Zwischenfällen
(wiederherstellen) (nach Entwurf zur Norm DIN VDE -).
Technology Readiness Level (TRL)
Das Technology Readiness Level (auf Deutsch: Technologiereifegrad) wird genutzt um die
technische Reife einer Technologie während ihrer Entwicklung zu beschreiben. Im Kontext
der SINTEG Ergebnissynthese wird der wissenschaliche-technische Entwicklungsstand ei-
ner Blaupause auf einer Stufe von eins bis neun eingeordnet. Die Denition der Stufen erfolgt
in Anlehung an BMWi ().
Übertragbarkeit
Übertragbarkeit einer (Detail-) Blaupause beschreibt ihre Fähigkeit zum Einsatz in einem
anderen (geographischen) Kontext. Sie hat eine technische, eine ökonomische und eine re-
gulatorische Dimension sowie eine Akzeptanzdimension. Die technische Übertragbarkeit der
Lösungen ist vor allem von Digitalisierungsaspekten (Standardisierung, Interoperabilität) ge-
prägt, aber auch von lokalen Bedingungen wie der Verfügbarkeit von erneuerbaren Energien
oder der vorhandenen Infrastruktur (Strom-, Gas-, Kommunikationsnetz). Die ökonomische
Übertragbarkeit beschreibt das Geschäsmodell zur Finanzierung der Lösung, welches zu-
meist beeinflusst wird von den Preisen auf Energiemärkten inkl. Nebenkosten, den Kosten
der eingesetzten Technologien sowie der Regulatorik. Letztere beeinflusst bspw. Strompreis-
bestandteile, Unbundlingvorschrien, Anreizstruktur für Netzbetreiber oder Datenschutz-
vorgaben. Die Akzeptanz ist insbesondere für Blaupausen relevant, die den Endnutzersektor
betreen.
Use Case (Anwendungsfall)
Spezikation einer Menge von Aktionen, die von einem System ausgeführt werden und ein
beobachtbares Ergebnis liefern, das typischerweise für einen oder mehrere Akteure oder an-
dere Stakeholder des Systems von Wert ist. (Quelle: Übersetzt aus SG-CG/M/E:-)
Business Use Cases beschreiben, wie Business-Rollen interagieren, um einen Geschäspro-
zess auszuführen. Diese Prozesse werden von Services, d. h. Geschäsvorfällen, abgeleitet,
die zuvor identiziert wurden.
System Use Cases beschreiben, wie System- und/oder Business-Rollen eines bestimmten
Systems interagieren, um eine Smart Grid-Funktion auszuführen, die erforderlich ist, um die
in Business Use Cases beschriebenen Geschäsprozesse zu ermöglichen / zu erleichtern. Ihr
Zweck ist es, die Ausführung dieser Prozesse aus der Sicht des Informationssystems zu be-
schreiben (Übersetzung aus Standard IEC -).
Volatile Stromerzeugung
Die Stromerzeugung aus Erneuerbaren Energien (insbesondere Sonne und Wind) ist insofern
volatil als dass sie, abhängig von der jeweiligen Witterung, Jahres- und Tageszeit, dement-
sprechend Schwankungen unterworfen ist.
1
Einleitung und
Überblick
. Einleitung und Überblick
EINLEITUNG UND ÜBERBLICK
Mit dem SINTEG-Förderprogramm ermöglichte das BMWi die Durchführung eines groß-
flächigen Praxistests für die Energieversorgung der Zukun und die Digitalisierung
des Energiesektors. In fünf Modellregionen, Schaufenster genannt, wurden von 2016
bis 2021 neue und innovative Lösungen für eine sichere, wirtschaliche und umwelt-
verträgliche Energieversorgung bei hohen Anteilen fluktuierender Stromerzeugung
aus Wind- und Sonnenenergie entwickelt. Die Schaufenster nutzten digitale Techno-
logien, um die technischen und wirtschalichen Herausforderungen der Energiewende
zu meistern. Das Teilprojekt Ergebnissynthese im SINTEG-Begleitvorhaben unter der
Leitung von Guidehouse führt diese Lösungen zusammen.
Ziel der das Programm seit Ende begleitenden SINTEG-Ergebnissynthese ist es, Er-
kenntnisse aus den fünf Schaufenstern zu aggregieren, einzuordnen, ihre Übertragbarkeit zu
bewerten und Ergebnisse in Blaupausen zu überführen. Blaupausen stellen damit genera-
lisierte Lösungen dar, die im Rahmen der denierten Gültigkeitsbedingungen auch über die
zeitlich und räumlich begrenzten SINTEG-Reallabore hinweg für ganz Deutschland anwend-
bar sind bzw. sein werden.
Das von Guidehouse geleitete Konsortium der Ergebnissynthese erarbeitete unter enger Ein-
beziehung von Schaufensterexpertinnen und -experten fünf Syntheseberichte in folgenden
Synthesefeldern: Flexibilität und Sektorkopplung (Bearbeitung: Guidehouse), netzdienliche
Flexibilitätsmechanismen (Guidehouse und RE-xpertise), Digitalisierung (OFFIS), Pioniere für
Reallabore (AIT) und Partizipation und Akzeptanz (ifok und Wuppertal Institut). Blaupausen
stellen einen Hauptbestandteil der Syntheseberichte dar und werden ergänzt durch Hand-
lungsempfehlungen und Hinweise zu zukünigem Forschungsbedarf.
Der vorliegende Synthesebericht im Synthesefeld (Netzdienliche Flexibilitätsmechanismen)
gibt zunächst einen Überblick über das SINTEG-Förderprogramm sowie den Prozess der Er-
gebnissynthese. Anschließend folgt der Kern des Berichtes, die Darstellung der Blaupausen
in diesem Synthesefeld. Die Blaupausen werden in den bis thematisch geglie Kapiteln -
dert dargestellt. Abschließend folgt in eine Zusammenfassung des Berichts und die Kapitel
Darstellung übergreifender Handlungsempfehlungen.
. Das Förderprogramm SINTEG und die Ergebnissynthese im
Überblick
Die Verwirklichung des Ziels der Treibhausgasneutralität Deutschlands bis erfordert
neue Lösungen für eine sichere, wirtschaliche und umweltverträgliche Energieversorgung.
Ziel des Förderprogrammes „Schaufenster intelligente Energie– Digitale Agenda für
die Energiewende“, kurz SINTEG, war es daher, technische, wirtschaliche und regulatori-
sche Herausforderungen zu adressieren, um als Zwischenschritt auf dem Weg zur Treibhaus-
gasneutralität eine zeitweise Versorgung aus % erneuerbaren Energien im Stromsystem
realisieren zu können.
. Einleitung und Überblick
Abbildung 1: Die SINTEG-Schaufenster umfassen verschiedene Regio-
nen in Deutschland (Quelle: BMWi)
Hierfür arbeiteten in den
fünf Schaufenstern mehr als
Akteure aus Wissen-
scha, Wirtscha und
Gesellscha zusammen. Der
in SINTEG genutzte transdis-
ziplinäre Reallaboransatz
ermöglichte dabei eine
Vernetzung nicht nur über
verschiedene Disziplinen,
sondern auch über die
Grenzen von Wissenscha
und Praxis hinweg. So
wurden systemische
Lösungen für eine zukünige Energieversorgung mit einem Fokus auf die Digitalisierung des
Energiesystems entwickelt und demonstriert. Über die Projektlaufzeit von mehr als vier
Jahren (Ende der Laufzeit in /) wurden Mittel in Höhe von über Millionen Euro
investiert, davon Millionen Euro Fördergelder des BMWi.
Die fünf Schaufenster, in denen anwendungsorientierte Entwicklungen vorangetrieben und
unter realen Bedingungen getestet wurden, umfassen bundesweit Regionen mit ihren eige-
nen jeweiligen Voraussetzungen und Herausforderungen:
■„C/sells: Großflächiges Schaufenster im Solarbogen Süddeutschland“: C/sells grün-
dete auf dem Konzept der Energiezellen– einzelnen oder gebündelten Haushalten und
Unternehmen, die gemeinsam Energie produzieren und bereitstellen. Das Projekt hat die
zelluläre Organisation weiterentwickelt und erfolgreich demonstriert, also die Koordinie-
rung autonomer Einheiten in einem überregionalen Verbund. Wesentliche Instrumente
dafür waren eine digitale Infrastruktur als Basis, die intelligente Organisation des Strom-
netzes, die Verknüpfung von Netz und Markt auf Flexibilitätsplattformen und neue Optio-
nen für den Energiehandel.
■„DESIGNETZ: Baukasten Energiewende– Von Einzellösungen zum ezienten Sys-
tem der Zukun“: Im Schaufenster DESIGNETZ wurden in den drei Bundesländern Nord-
rhein-Westfalen, Rheinland-Pfalz und Saarland Lösungen für das dezentrale Stromnetz
der Zukun entwickelt, in dem mit einem Minimum an Netzausbau erneuerbare Energien
in das Energiesystem integriert werden können. Zentrales Element hierfür war die Ver-
knüpfung der lokalen, regionalen und überregionalen Ebene.
■„enera: Der nächste große Schritt der Energiewende“: enera entwickelte Antworten
darauf, wie sich Stromnetze und Märkte, Speicher-, Kommunikations- und Verbrauchs-
technologien mit Hilfe digitaler Innovationen im nord-westlichen Niedersachsen intelligent
kombinieren lassen. In den Schwerpunkten Netz, Markt und Daten wurden Lösungen ent-
wickelt, u. a. um den Netzbetrieb zu stabilisieren und das Energiesystem zu flexibilisieren.
■„NEW .: Norddeutsche EnergieWende“: Das Schaufenster NEW . forcierte
die norddeutsche Energiewende mit digitalen Technologien. In Feldversuchen wurde
demonstriert, wie Windstrom besser integriert werden kann, beispielsweise durch die
Weiterfüh rende Inform ationen zu den e inzelnen Schau fenstern s owie ein Verw eis auf die jeweil igen Ergebni sse dieser nd et sich auf
www.sinteg.de.
. Einleitung und Überblick
Erhöhung der Stromexporte in andere Regionen, die Flexibilisierung industrieller und
privater Stromverbraucher, den systemstützenden Einsatz elektrischer und thermischer
Speicher oder auch durch den Einsatz von Strom zur Erzeugung von Wärme und synthe-
tischen Gasen.
■„WindNODE: Das Schaufenster für intelligente Energie aus dem Nordosten Deutsch-
lands“: Das Schaufenster WindNODE arbeitete an einem intelligenten Energienetz, das
Erzeugung und Verbrauch ins Gleichgewicht bringt. Dabei wurden energie- und informa-
tionstechnische, wirtschaliche, rechtliche und gesellschaliche Perspektiven eng mit-
einander verknüp. Der Fokus galt der Hebung von Flexibilitäten, dem Gedanken „Nutzen
statt Abregeln“.
Wenngleich in vielen Fällen ähnliche Fragestellungen durch die Schaufenster adressiert
wurden, spiegeln die Lösungen jeweils die Schaufenster-spezischen Voraussetzungen und
Erfahrungen wider. Ziel der SINTEG-Ergebnissynthese (siehe Abbildung ) war es daher,
die aggregierten Erkenntnisse der Schaufenster in Blaupausen zu überführen. Eine ausführli-
chere Darstellung des Prozesses der Ergebnissynthese sowie eine Denition der Blaupausen
ndet sich in .
Abschnitt .
Im Rahmen von fünf thematischen Syntheseberichten wurden die Blaupausen in die je-
weiligen Themenfelder eingeordnet und Zusammenhänge zwischen den Blaupausen auf-
gezeigt. Die Syntheseberichte richten sich damit vorrangig an Branchenakteure, die sich
mit den in SINTEG adressierten Herausforderungen konfrontiert sehen und die Blaupausen
als Handlungshilfen für Nachahmung und Skalierung heranziehen können. Von der Lektüre
protieren weiterhin auch Akteure aus Forschung und Entwicklung, da in den Berichten
bestehende Forschungs- und Entwicklungsbedarfe herausgearbeitet werden. Nicht zuletzt
richten sich die Syntheseberichte auch an Gesetzgeber und Regulator, durch die Ableitung
und Darstellung übergreifender Erkenntnisse und Handlungsempfehlungen aus den Ergeb-
nissen der SINTEG-Schaufenster
Flexibilitätspotenziale und Sektorkopplung
SYNTHESEBERICHTE
SCHAUFENSTERBERICHTE AUSWAHL
Zeigen Lösungen einzelner Schaufenster auf und fassen
Schaufenster-spezische Erkenntnisse zusammen
Netzdienliche Flexibilitätsmechanismen
Digitalisierung
Reallabore
Partizipation und Akzeptanz
Erschließen Schaufenster-übergreifend
generalisierte Lösungen (Blaupausen)
SINTEGLÖSUNGEN
Schaufenster-interne
Synthese
SINTEG-
Ergebnis-
synthese
Abbildung 2: Zusammenführung der Ergebnisse des SINTEG-Programmes in Schaufensterberichten und Schaufenster-übergreifenden Syntheseberichten
. Einleitung und Überblick
Die fünf Synthesefelder werden durch folgende inhaltliche Schwerpunkte geprägt:
1. Flexibilitätspotenziale und Sektorkopplung: Das Synthesefeld betrachtet die in SINTEG
untersuchte und umgesetzte Flexibilisierung des Energiesystems von der Identizierung
von Flexibilitätspotenzialen zu deren Erschließung und technischen Umsetzung auf Erzeu-
gungs- und Nachfrageseite in unterschiedlichen Sektoren. Für vielfältige Technologien aus
den Bereichen Haushalte und Quartiere, GHD, Industrie und dem Energiesektor werden Er-
kenntnisse zur gesamten Wertschöpfungskette der Flexibilisierung zusammengetragen.
2. Netzdienliche Flexibilitätsmechanismen: Der Einsatz von Flexoptionen bietet vielfälti-
ge Vorteile für einen ezienten und eektiven Systembetrieb– und stellte einen weiteren
Forschungsschwerpunkt der SINTEG-Schaufenster dar. Im Fokus dieses Synthesefeldes
stehen daher Mechanismen, die den operativen Einsatz der Flexibilitäten für verschiede-
ne Anwendungszwecke koordinieren: Mechanismen für den Flexibilitätseinsatz für das
Netzengpassmanagement auf Übertragungs- und Verteilungsebene, für den Systembi-
lanzausgleich und für die Bereitstellung und den Einsatz von Systemdienstleistungen.
3. Digitalisierung: Methoden und Ansätze der Digitalisierung spielten eine entscheidende
Rolle für die Umsetzung der in SINTEG entwickelten und getesteten Lösungen. Dement-
sprechend wird in diesem Synthesefeld die Funktion der Digitalisierung als Enabler he-
rausgearbeitet und basierend auf den Erkenntnissen und Arbeiten der Schaufenster ein
Fokus auf die respektive Architekturentwicklung gelegt. Weitere Schwerpunkte sind die
Querschnittsthemen IT-Sicherheit sowie die Standardisierung und Interoperabilität von
digitalen Lösungen.
4. Pionier für Reallabore: Der in SINTEG genutzte Reallaboransatz, um innovative Lösungen
in der Praxis zu testen, ist Gegenstand dieses Synthesefeldes. Im Mittelpunkt der Analyse
stehen die technischen, organisatorischen und rechtlichen Aspekte von Reallaboren. Im
Einzelnen werden die Erfahrungen und Erkenntnisse anhand folgender Themen herausge-
arbeitet: die Rolle von Reallaboren für die Validierung neuer Ansätze, die Innovationsför-
derung in realen Umgebungen, die Zusammenarbeit in großen, heterogenen Konsortien,
die Möglichkeit zur systemischen Innovation, das regulatorische Lernen im Reallabor und
die Übertragbarkeit der Lösungen.
5. Partizipation und Akzeptanz: Die Beteiligung von Bürgerinnen und Bürgern stellte ein
zentrales Element, vor allem aber auch Bedingung für die Umsetzung vieler SINTEG-Lö-
sungen dar. Dementsprechend grei das Synthesefeld Aktivitäten der Schaufenster im
Bereich Partizipation und Akzeptanz auf. Erkenntnisse werden synthetisiert durch die
Herausarbeitung von geeigneten Beteiligungsmechanismen, Formaten und Kommunika-
tionskanälen sowie relevanten Erfolgsfaktoren für die aktive Beteiligung von Bürgerinnen
und Bürgern am gesamtgesellschalichen Projekt Energiewende.
. Methodik der SINTEG-Ergebnissynthese
SYNTHESEPROZESS ALLGEMEIN
Für die SINTEG-Ergebnissynthese wurde ein dreistuges Vorgehen gewählt, dargestellt in
Abbildung . Zunächst legten vorbereitende Arbeiten und die nale Festlegung der metho-
dischen Herangehensweise in enger Abstimmung mit dem BMWi, dem Projektträger Jülich
. Einleitung und Überblick
und den Schaufenstern den Grundstein für die Ergebnissynthese. Anschließend erfolgte die
inhaltliche Ergebnissynthese und die Entwicklung programmübergreifender Blaupausen.
Erkenntnisse der Synthese wurden anschließend zielgruppenspezisch auereitet und an
Stakeholder kommuniziert.
Abbildung 3: Prozess der SINTEG-Ergebnissynthese