Der Industriesektor verbraucht viel Strom. Gleichzeitig birgt er großes Potenzial, den Stromverbrauch so zu steuern, dass Schwankungen in der Einspeisung von erneuerbar erzeugtem Strom flexibel ausgeglichen werden können. Um diese Flexibilität auch vermarkten zu können, entwickelt ein Forschungsteam im Projekt FlexMex innovative Methoden und Prototypen.

Erneuerbare Energien sind stark vom Wetter abhängig. Das heißt, auch die Einspeisung etwa von Windstrom oder Solarstrom aus Photovoltaik-Anlagen schwankt im Verlauf eines Tages. Aus diesem Grund ist Flexibilität eine zentrale Eigenschaft des Energiesystems der Zukunft, das hauptsächlich durch grünen Strom, also mittels erneuerbarer Energiequellen versorgt wird. Das bedeutet, dass nicht nur die Erzeugung, sondern auch die Nachfrage einen großen Einfluss darauf hat, das Stromnetz stabil zu halten und eine unterbrechungsfreie Versorgung sicherzustellen.

Insbesondere stromintensive Industrieprozesse bieten in diesem Zusammenhang ein hohes Flexibilitätspotenzial. Zudem können industrielle Unternehmen auch wirtschaftlich von einer Flexibilisierung ihrer Produktionsprozesse profitieren. Das Projektteam des Forschungsvorhabens FlexEuro entwickelt daher Entscheidungsgrundlagen, um diese Flexibilität beim Stromverbrauch vermarkten zu kön­nen.

Hoher Stromverbrauch bei der Aluminiumherstellung

Zu den Industrieprozessen mit besonders hohem Energieverbrauch zählt unter anderem die Herstellung von Aluminium, konkret: die Aluminiumelektrolyse. Dabei handelt es sich um eine Schmelzflusselektrolyse, in dem heiße Salzschmelze  als Elektrolyt dient.  Bei diesem Prozess wird das Aluminiumoxid in einem Gemisch auf fast 1000 Grad Celsius erhitzt. Gerade solche sehr stromintensive Prozesse können Chancen für eine Flexibilisierung des Energieverbrauchs bieten.

Als Anwendungsfall dient dem Forschungsteam ein Aluminiumelektrolyseprozess mit einer flexiblen Leistung von 22 Megawatt (in positiver und negativer Richtung). Diesen wollen sie nutzen, um die Kosten für das Bereitstellen der Ener­gie für den Gesamtprozess auf ein Minimum zu senken.

Die Projekt­partner erarbeiten dabei quantitative finanzmathematische Modelle und Algorithmen, um solche variablen Stromverbraucher in Bezug auf Wirtschaftlichkeit zu optimieren. Einfach gesagt: der Stromverbrauch soll so gesteuert werden , dass der benötigte Strom möglichst effizient genutzt werden kann. Das spart Kosten. Dabei konzentrieren sich die Forschenden auf kurzfristige Vermarktungsoptionen für Flexi­bilität.

Flexibilität bestmöglich vermarkten

Am Ende sollen konkrete Ergebnisse für die Praxis stehen, wie Marktmodellierungen für die Ange­botsabgabe am Regelenergiemarkt, Preisprognosen für Day-Ahead-Auktionen oder Handlungsempfehlun­gen für den Intraday-Markt. Die entwickelten Modelle und Methoden durchlaufen anschließend als Software-Prototypen einen Anwendungstest bei dem am Projekt beteiligten Aluminiumhersteller.

Die im Projekt betrachteten kurzfristigen Vermarktungsoptionen für Flexibilität sind:

• der Regelenergiemarkt: Die Regelleistung, auch als Reserveleistung bezeichnet, gewährleistet die Versorgung bei unvorhergesehenen Ereignissen im Stromnetz.
• die Day-Ahead Auktion: Handel von Strom für den folgenden Tag, der an der EPEX Spot in Paris (Spotmarkt der European Power Exchange), an der EXAA in Wien (Energy Exchange Austria) oder im OTC (Over-the-Counter-Handel) über außerbörslich ausgehandelte Verträge stattfindet.
• der Intraday-Markt: Der Intraday-Handel von Strom findet sowohl an der EPEX Spot statt als auch im OTC-Handel, also über außerbörslich ausgehandelte Verträge zwischen Stromkäufern und -verkäufern. Er bezeichnet den kontinuierlichen Kauf und Verkauf von Strom, der noch am gleichen Tag geliefert wird.