Lastmanagement im Haushaltssektor

Analyse von Lastmanagementinstrumenten für die Energienachfrage im Haushaltssektor
– unter Berücksichtigung technologischer Veränderungen

Bearbeiter: Martin Bock

Ausgangslage

Der Ausgleich von Einspeisung und Nachfrage im Stromnetz stellt sich als zunehmende Herausforderung dar. Zum einen führen Erneuerbare Energien zu volatilen und nur begrenzt steuerbaren Einspeisung. Zum anderen erfolgt auf Nachfrageseite eine politisch motivierte Diffusion energieintensiver Technologien im Haushaltssektor, wie z.B. von batterieelektrische Fahrzeuge (BEV) und Wärmepumpen. Durch hohes Gleichzeitigkeitspotential resultieren zusätzliche Lastspitzen. Zur Beeinflussung der Energienachfrage dient den Energieversogern das Lastmanagement. Dieses kann entweder anreizbasiert umgesetzt werden, um die Nachfrager zur Verhaltensänderung zu motivieren, oder steuerungsbasiert, über eine direkte Kontrolle der Last einzelner Geräte, z.B. von Nachtspeicherheizungen.

Zielsetzung

Vor diesem Hintergrund ist die Zielsetzung dieses Forschungsvorhabens die Untersuchung der Auswirkungen von Lastmanagementinstrumenten auf die Energienachfrage in Haushalten unter besonderer Berücksichtigung neuartiger Technologien. Hierzu sind verhaltensbasierte und technologische Aspekten in der Abbildung der Energienachfrage von Haushalten zu integrieren. Um Substitutionsprozesse von Energieformen in Haushalten abzubilden, sind verschiedene Energieformen, deren Umwandlung und Speicherbarkeit explizit zu modellieren. Schließlich sind geeignete Instrumente des Lastmanagements zum Einsatz durch Energieversorgungsunternehmen zu identifizieren.

Vorgehensweise

Um die Zielsetzung zu erfüllen, wird ein agentenbasiertes Modell entwickelt, welches die Interaktionen von Energieversorgern und Haushalten im Lastmanagement abbildet. Das Verfahren umfasst drei Schritte: Erstens, die Erzeugung einer Population von heterogenen Haushalten und des Energieversorgers. Im zweiten Schritt erfolgt die Simulation des Verhaltens der Haushalte ohne Einsatz von Lastmanagement, um den unbeeinflussten Haushaltsenergieverbrauch zu berechnen. Im dritten Schritt wird jeder Haushalt als ein gemischt-ganzzahliges Problem abgebildet. Um die Reaktionen auf Lastmanagement abzubilden, optimiert jeder Haushalt sein Verhalten in Hinblick auf Energiekosten und Komfortverluste in einem kombinierten Energiefluss- und Schedulingmodell.