Virtuelle Kraftwerke sind möglicherweise unsere wichtigste und am meisten übersehene heimische Energiequelle.
Letzten Sommer zwang Kaliforniens rekordverdächtige, netzbelastende Hitzewelle die Landesregierung, Textnachrichten zu versenden, in denen die Einwohner um freiwilliges Energiesparen im Notfall gebeten wurden. Und es hat funktioniert. Energiebedarf gesunken; Stromausfälle wurden vermieden.
Die erfolgreiche Reaktion Kaliforniens zeigt, wie Geräte in unseren Haushalten und Unternehmen – Klimaanlagen, Ladegeräte für Elektrofahrzeuge, Trockner und mehr – einen großen Einfluss haben können.
Es veranschaulicht auch ein besorgniserregendes Paradoxon: Während eine Handvoll Kraftwerksbesitzer Millionen erhalten, um das Netz am Laufen zu halten, erhielten Millionen von Hausbesitzern nichts, um das Netz zu stabilisieren, wenn es wirklich darauf ankam.
Das derzeitige System ist weder gerecht noch effizient, aber es gibt Hoffnung. Obwohl Millionen von Hausbesitzern keine Entschädigung für ihre Energiesparbemühungen erhalten, Hunderttausende von Kaliforniern war für die erbrachten Leistungen bezahlt. Der Netzbetreiber in Kalifornien hoffte nicht nur, dass diese Kunden auftauchten und freiwillig die Nachfrage drosselten – er rechnete damit, dass sie das taten, und bezahlte sie entsprechend. Diese Kunden hatten sich mit Unternehmen wie OhmConnect, SunRun, Leap, Autogrid, Voltus, Tesla und anderen zusammengeschlossen, um mit ihren Nachbarn „virtuelle Kraftwerke“ zu bilden.
Ein virtuelles Kraftwerk (VPP) ist eine Sammlung kleiner Energieressourcen, die zusammengeführt und mit dem Netzbetrieb koordiniert werden und dem Netz die gleiche Zuverlässigkeit und den gleichen wirtschaftlichen Wert bieten können wie herkömmliche Kraftwerke. Wenn Haushalte und Unternehmen das Stromnetz nur auf der Grundlage einer Textnachricht kostenlos davor bewahren können, dunkel zu werden, stellen Sie sich vor, was sie tun könnten, wenn es einen richtigen Markt für VPPs gäbe.
Was ist ein VPP?
Im Kern besteht ein VPP aus Hunderten oder Tausenden von Haushalten und Unternehmen, die das latente Potenzial ihrer Thermostate, Elektrofahrzeuge (EVs), Geräte, Batterien und Solaranlagen zur Unterstützung des Stromnetzes anbieten. Diese Geräte können flexibel geladen, entladen oder verwaltet werden, um die Netzanforderungen zu erfüllen. Wenn diese Geräte aggregiert und koordiniert werden, können sie viele der gleichen Energiedienstleistungen (Kapazität, Energie, Hilfsdienste) wie ein herkömmliches Kraftwerk bereitstellen.
Die Komponenten eines VPP können Elektrofahrzeuge (EVs) und Ladegeräte, Wärmepumpen, Haushaltsgeräte, HLK-Geräte, Batterien, Steckdosen und industrielle mechanische Geräte umfassen. An einem VPP können Einfamilienhäuser, Mehrfamilienhäuser, Büros, Geschäfte, Fabriken, Autos, Lastwagen und Busse teilnehmen.
Wie VPPs wichtige Netzherausforderungen bewältigen können
VPPs können Regulierungsbehörden, Versorgungsplanern oder -betreibern und anderen Netzbeteiligten dabei helfen, die wichtigsten Herausforderungen des Netzes anzugehen, darunter Zuverlässigkeit, Erschwinglichkeit, Dekarbonisierung, Elektrifizierung sowie Gesundheit und Gerechtigkeit. Hier ist wie:
1) Zuverlässigkeit: Von Kalifornien über Texas bis Puerto Rico sehen wir die Risiken extremer Wetterbedingungen und anderer Bedrohungen der Zuverlässigkeit und Belastbarkeit in allen Teilen des Landes. VPPs tragen bereits dazu bei, Widerstandsfähigkeit bei Netzausfällen zu gewährleisten, und bieten zahlreiche andere einzigartige Zuverlässigkeitsvorteile, die herkömmliche Kraftwerke nicht bieten: VPPs können schnell gebaut und bereitgestellt, in der Nähe von Lasten aufgestellt werden (und können daher Übertragungs- und Verteilungseinschränkungen umgehen) und können Verwandeln Sie elektrische Geräte in ausfallsichere Stromversorgungen für Haushalte und kritische Einrichtungen bei Netzausfällen.
2) Erschwinglichkeit: Angesichts steigender Inflation und volatiler Erdgaspreise benötigen Kunden mehr denn je erschwingliche Energielösungen. Haushalte und Unternehmen, die an VPPs teilnehmen, erhalten eine direkte Vergütung, und diejenigen, die nicht noch niedrigere Rechnungen aufgrund von aufgeschobenen Investitionen in Übertragungs-, Verteilungs- und Erzeugungskapazitäten haben, die normalerweise an die Kunden weitergegeben werden. VPPs können die Großhandelsenergie- und Brennstoffkosten weiter senken, indem sie die Nachfrage weg von kostenintensiven Spitzenressourcen und hin zu Ressourcen mit niedrigen oder keinen Grenzkosten verlagern.
3) Dekarbonisierung: Die Kraft von VPPs zur Schaffung einer effizienteren Netznutzung kann einen großen Beitrag zur Reduzierung von CO2 leisten. Und die Klimavorteile von VPPs werden im Laufe der Zeit nur zunehmen, wenn die Vereinigten Staaten mehr elektrische Geräte einsetzen, mehr variable erneuerbare Energien ans Netz bringen und die Kohleerzeugung einstellen. Bis 2050 könnten VPPs 44–59 Millionen Tonnen CO2 pro Jahr vermeiden.
4) Elektrifizierung: In den kommenden Jahrzehnten wird die zunehmende Einführung elektrifizierter Technologien wie Wärmepumpen und Elektrofahrzeuge bedeuten, dass wir ein anhaltendes Lastwachstum im elektrischen System bewältigen müssen. VPPs ermöglichen eine kostengünstige Elektrifizierung, indem sie Engpässe bei Übertragungs-, Verteilungs- und Erzeugungskapazitäten vermeiden und Kunden zusätzliche Einnahmequellen bieten, um Anreize für die Einführung elektrischer Technologien zu schaffen. Die Registrierung in einem VPP ermöglicht es den Geräten, die sich bereits in den Haushalten und Unternehmen der Menschen befinden, aktiv an der Stromversorgung ihrer Gemeinden teilzunehmen und zur Nachfrageflexibilität in Zeiten erhöhter Last beizutragen.
5) Gesundheit und Gerechtigkeit: Wir verlassen uns zunehmend auf veraltete Kraftwerke mit fossilen Brennstoffen, um die Nachfrage während der Spitzenzeiten zu decken – Kraftwerke, die mit erheblichen negativen Auswirkungen auf die Gesundheit verbunden sind, die einen übergroßen Einfluss auf Schwarze und Bevölkerungsgruppen mit niedrigem Einkommen haben. VPPs bieten eine Möglichkeit, negative Auswirkungen auf die Gesundheit zu vermeiden, indem sie die Abhängigkeit von mit fossilen Brennstoffen betriebenen Generatoren verringern.
Katalysieren und Skalieren von VPPs
Nach einem Jahrzehnt stetiger Fortschritte könnten VPPs auf ein explosives Wachstum vorbereitet sein. Um das volle Potenzial von VPPs auszuschöpfen und politische und planerische Hindernisse für das Marktwachstum zu überwinden, hat RMI das eingeführt Virtuelle Kraftwerkspartnerschaft (VP3). VP3 bringt die Stimmen der Branche zusammen, um Änderungen in den notwendigen Richtlinien, Vorschriften und Marktregeln zu katalysieren, die erforderlich sind, damit VPPs ihr volles Potenzial ausschöpfen können.
Mit der Anleitung und Unterstützung seiner Mitglieder wird VP3 eine Zukunft aufbauen, in der Unternehmen, Haushalte und Gemeinden durch VPPs befähigt (und entschädigt) werden, um zur Gewährleistung erschwinglicher Energie, sauberer Luft und eines zuverlässigen Stromnetzes beizutragen.
Um mehr über die VPP-Partnerschaft (VP3) von RMI zu erfahren, laden Sie unseren Research Brief herunter und besuchen Sie ihn VP3.io.
Von Liza Martin, Kevin Brehm © 2023 Rocky-Mountain-Institut. Veröffentlichung mit Genehmigung. Ursprünglich gepostet am RMI-Ausgang.
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