« Förderinformationen

Gegenstand der Förderung sind Forschungs- und Entwicklungsvorhaben (mit dem Schwerpunkt auf experimentelle Entwicklung und Demonstration) zur Schaffung von regionalen Verbundvorhaben zur Entwicklung und großflächigen Demonstration einer sicheren und effizienten Energieversorgung bei hohen Anteilen erneuerbarer Energien (,,Schaufenster intelligente Energie"). Die Modellregionen sollen zeigen, dass intelligente Netze auf Basis von zeitweise bis zu 100 Prozent erneuerbaren Energien und unter Ausschöpfung der Optionen bei Erzeugungs- und Lastmanagement Systemsicherheit gewährleisten und einen Beitrag zur Versorgungssicherheit leisten können und wie das Zusammenwirken von Netz und Markt im intelligenten Energiesystem aussehen kann.
2.1 Inhaltliche Schwerpunkte
Die Programmschwerpunkte liegen in der großflächigen Weiterentwicklung und Erprobung von entflechtungskonformen und massengeschäftstauglichen Verfahren, Systemführungskonzepten, Technologien, Erzeugungs- und Lastmanagement sowie Handlungs- und Marktmechanismen für eine klimafreundliche, effiziente und sichere Energieversorgung mit hohen Anteilen erneuerbarer Energien.
Gefördert werden schwerpunktmäßig Entwicklung und Demonstration. Dabei stehen folgende Themen im Fokus:
o Innovative Konzepte für einen sicheren und effizienten Netzbetrieb und eine sichere Erbringung von Systemdienstleistungen durch dezentrale Anlagen (Erzeugung, Verbrauch und Speicherung), z. B.:
- Entwicklung und Demonstration von Systemdienstleistungen durch dezentrale Einheiten (Erzeugung, Verbrauch und Speicherung) auf Verteilnetzebene (insbesondere Nieder- und Mittelspannung)
- Weiterentwicklung bestehender und ggf. Entwicklung neuer technischer Regelungen für Netze, Erzeugungs- und Verbrauchsanlagen
- Entwicklung und Erprobung von wettbewerblichen Verfahren und regulatorischen Anreizsystemen für die Teilnahme dezentraler Einheiten an der Systemsicherung
- Weiterentwicklung und Erprobung technisch-organisatorischer Konzepte zur Herstellung von Echtzeitkommunikation zwischen Netz und dezentralen Systemdienstleistern
- Neue Konzepte für eine effiziente Netznutzung/Netzausbauplanung (z. B. netzdienliches Erzeugungsmanagement)
- Entwicklung und Erprobung von Konzepten für die Netzautomatisierung, insbesondere der Niederspannungsnetze
- Entwicklung und Demonstration von Konzepten zur Aufrechterhaltung der Systemsicherheit auch bei Ausfall der IKT-Systeme
- Effizientere Nutzung der vorhandenen Netzstruktur
- Anpassungs- und Weiterentwicklungen sowie Demonstration innovativer Technologien für intelligente Netze (z. B. regelbare Ortsnetztransformatoren)
- Reduktion von Netzausbaubedarf insbesondere in der Verteilnetzebene
- Entwicklung von Formen effizienter Engpassbewirtschaftung
o Systemintegration und sicheres Zusammenspiel der verschiedenen Akteure aller Netzebenen für eine sichere Systemführung, z. B.:
- Sicherer Betrieb intelligenter Energienetze auch bei Einbindung einer Vielzahl von Anlagen und Akteuren
- Sicherer Informationsaustausch sowie Steuerung und intelligente Kopplung von Erzeugung, Verbrauch, Speicherung sowie Transport und Verteilung
- Regeln von Verantwortlichkeiten und Handlungsabläufen zwischen den Akteuren, insbesondere Verteilnetz- und Übertragungsnetzbetreiber
- Ausgestaltung des sogenannten ,,Netzampelkonzepts" zur netzseitigen Abfrage von netzdienlichem Verhalten der Marktseite (z. B. Lastmanagement)
- Entwicklung und Erprobung von ,,Smart Markets"
- Entwicklung eines Konzepts zum Zusammenspiel von Akteuren verschiedener Netzebenen zum Erhalt der Systemstabilität
- Neue Organisationsformen und Marktmodelle an der Schnittstelle zwischen Netz und Vertrieb
o Flexibilisierung von Erzeugung und Verbrauch, z. B.:
- Erprobung und Bewertung von Lastmanagementpotenzialen
- Untersuchung und Demonstration verlässlicher Beiträge von Industrie, Gewerbe und Haushalten zum Lastmanagement
- Entwicklung und Demonstration innovativer Konzepte zur Flexibilisierung von Erzeugung und Verbrauch (auch spartenübergreifend)
- Entwicklung und Erprobung von Beiträgen von Verbrauchern zur Systemsicherheit
- Entwicklung und Erprobung von ,,Smart Markets"
- Steuerung von Erneuerbare-Energien-Anlagen (insbesondere Windenergie- und PV-Anlagen) mit IKT (schutzprofilgeschützte Gateways entsprechend Schutzprofilen des Bundesamts für Sicherheit in der Informationstechnik [BSI] oder Übergangslösung)
- Zusammenspiel von Erzeugung und Verbrauch unter Einsatz sicherer IKT z. B. zur Realisierung virtueller Kraftwerke ggf. auch unter Einbindung dezentraler Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen mit thermischen Speichern und Elektroheizern
- Berücksichtigung der Energieversorgung in Gebäuden sowie der Gebäudetechnik (z. B. Heizung, Lüftung, Klimaregelung)
- Erprobung von Konzepten, mit denen durch eine vernetzte Gebäudeinfrastruktur der Komfort gesteigert, die Sicherheit erhöht und die Energieeffizienz verbessert wird
o Sichere Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) im intelligenten Netz für das Management elektrischer Einspeisung, Last und Verteilung, der Optimierung betriebswirtschaftlicher Prozesse und der Erweiterbarkeit des Energieversorgungssystems in Bezug auf neue Geschäftsmodelle und Dienste, z. B.:
- Informations- und Kommunikationstechnologien für ein möglichst robustes ausfalls- und angriffssicheres Kommunikationsnetz als Bestandteil eines intelligenten Energienetzes
- Weiterentwicklung von Software für eine optimierte Kommunikation zwischen Verteilernetzen und Übertragungsnetz
- Entwicklung von Informations- und Kommunikationstechnologien, die den geltenden Anforderungen an Datenschutz und Datensicherheit genügen, um verschiedene Standards zu verbinden
- Evaluation existierender Telekommunikationsinfrastruktur auf ihre Geeignetheit zur Unterstützung intelligenter Energiesysteme
- Erprobung und Weiterentwicklung von Softwarelösungen zur Realisierung der Funktion des Smart-Meter-Gateway-Administrators
- Erprobung von Einsatzbereichen für schutzprofilgeschützte intelligente Messsysteme
- Weiterentwicklung von technischen Standards/IT-Plattformen (Data-Accesspoint-Manager, BSI-Gateway, etc.) zur Realisierung von Smart Grids und Smart Markets
- Entwicklung von sicherer Software und sicheren IKT-Technologien, um Plug & Play-Möglichkeiten und Lastmanagementlösungen für Stromanbieter und Stromnachfrager zu schaffen
- Entwicklung und Implementierung agentenbasierter Informations- und Kommunikationstechnologien zur automatisierten Netzüberwachung, d. h. zur Messung, Übertragung, Archivierung und Visualisierung des Netzzustands mit hoher Auflösung und zur Steuerung der Systemstabilisierung
- Entwicklung und Erprobung von Informations- und Prognosesystemen, um detaillierte datenschutzkonforme Verbrauchsprognosen einzelner Verbrauchergruppen oder einzelner (Netz-)Regionen zu erstellen, als wichtige Entscheidungsunterstützung für den Handel und die Netzsteuerung
- Weiterentwicklung bestehender Standards und offener Datenmodelle für IKT-geführte neue Geschäftsmodelle für Energiedienstleistungen und Mehrwertdienste auf Basis der geltenden Anforderungen an Datenschutz und Datensicherheit (Schutzprofile und Technische Richtlinien)
- Entwicklung und Erprobung von Funktionalitäten zur Übertragung von Schaltbefehlen, Tarifinformationen, Firmwareupdates etc. für die bidirektionale Kommunikation und Bewertung der vorhandenen Übertragungstechniken (DSL, PLC, GPRS, LTE, CDMA u. a.) auf ihre Geeignetheit
- Erprobung eines übergeordneten Sicherheitskonzepts, um insbesondere die Kontinuität der Betriebsprozesse, die übergeordnete Steuerung, das Notfallmanagement etc. abzusichern (umfasst u. a. die ISO TR 27019:2013 im Verbund mit der ISO 27002:2013)
- Erprobung des netzdienlichen und vertrieblichen (Energiemanagement-)Einsatzes von schutzprofilgeschützten intelligenten Messsystemen entsprechend BSI-Schutzprofile (BSI-CC-PP-0073, BSI-CC-PP-0077) und BSI Technischer Richtlinie (BSI TR-03109)
- Erprobung und Bewertung der zur Anwendung kommenden mess- und eichrechtlichen Aspekte
Die zu erprobenden technischen Systemkomponenten müssen eng mit den sich in der Umsetzung befindlichen zukünftigen Rahmenbedingungen auf EU-Ebene (Network Codes, europäische Standards z. B. bezüglich Securityund Kommunikations-Anforderungen sowie M/490 First Set of Standards, relevante Arbeiten von IEC, IEEE, etc.) abgeglichen werden, um eine Übertragbarkeit der entwickelten Lösungen auf internationalen Märkten zu ermöglichen.
Bei allen Betrachtungen sollen die Wechselwirkungen mit dem elektrischen Gesamtsystem in Deutschland berücksichtigt werden. Die Breite der technologischen und organisatorischen Ausrichtung setzt ein sicheres Zusammenwirken einer Vielzahl von Akteuren im intelligenten Netz voraus, insbesondere: Netzbetreiber, Anlagenhersteller, Anbieter von Flexibilität (z. B. steuerbare Lasten, dynamisch regelbare Erzeuger, Speicher), IKT-Branche, Erneuerbaren-Energien-Branche, Energievertriebsunternehmen, Messstellenbetreiber, Kommunen/Landkreise, Forschungseinrichtungen.
2.2 Schaufensterregionen
Die Schaufenster sollen dort geplant und durchgeführt werden, wo bereits heute Situationen zu beherrschen sind, wie sie beim weiteren Ausbau erneuerbarer Energien in den nächsten Jahrzehnten bundesweit erwartet werden. Charakteristisch für solche Zielregionen sind sehr hohe Anteile installierter Leistung aus erneuerbaren Energien. In den Schaufenstern
soll lokal die Last zeitweise vollständig durch die erneuerbare Erzeugungsleistung gedeckt werden können. Die Schaufenster müssen so gestaltet werden, dass Rückschlüsse auf die Massentauglichkeit der angewendeten Lösungen gezogen werden können. Insofern soll jede Modellregion ein energiewirtschaftlich sinnvolles und nachvollziehbares Szenario darstellen und im Projektverlauf - insgesamt mindestens 100 000 Haushalte/Gewerbe repräsentieren (ein Schaufenster kann auch Erzeugungs- und Lastzentren kombinieren),- über eine ausreichend große Anzahl schutzprofilgeschützter intelligenter Messsysteme entsprechend BSI-Schutzprofile (BSI-CC-PP-0073, BSI-CC-PP-0077) und Technischer Richtlinie des BSI (BSI TR-03109) verfügen, um allemöglichen Einsatzbereiche dieser Technologien erproben zu können sowie
- über mindestens 1 000 steuerbare Verbrauchseinrichtungen (wie z. B. Industrie/Gewerbe, größere Kühl- und Wärmeeinrichtungen, Wärmepumpen, Elektrofahrzeuge, u. Ä.) verfügen, um die Flexibilität der Nachfrage untersuchen und demonstrieren zu können. In den Modellregionen sollen Telekommunikations- und Energienetze ausreichend vorhanden sein. Das bestehende elektrische Versorgungssystem soll einen repräsentativen Teilausschnitt abbilden, der alle Netzebenen (vom Übertragungsnetz bis zum Niederspannungsnetz) enthält. Innerhalb eines Schaufensters können Lastzentren mit hoher Bevölkerungs-, Industrie- und/oder Gewerbedichte, denen
es mangels Freiflächen bzw. geeigneten Möglichkeiten an einer entsprechend starken Erzeugung erneuerbaren Energien fehlt, mit Erneuerbare-Energie-Überschussregionen kombiniert werden.
Die Schaufenster sollen die Gelegenheit bieten, noch in der Entwicklung befindliche Technologien und Verfahren zügig dem Praxistest zu unterziehen. Der kontinuierliche systemische Austausch zwischen Wissenschaft und Praxis sowie der Ergebnistransfer sollen gewährleisten, dass Erkenntnisse aus Forschung und Entwicklung in die Praxiserprobung und später unmittelbar an die Hersteller zurückgespielt werden und so die Grundlagen für eine beschleunigte Markteinführung neuer Technologien und Produkte sowie eine innovative Weiterentwicklung schaffen. Es sollen Erkenntnisse z. B. zum Verhalten der einzelnen Akteure und zu möglichen Synergien der branchenübergreifenden Zusammenarbeit gewonnen werden. Innerhalb des Schaufensters können ggf. auch neue regulatorische Ansätze erprobt werden. Unter Einbeziehung einer Vielzahl von Verbrauchern und Erzeugern sollen in den Schaufenstern einheitliche Normen, Standards und Regelwerke entwickelt bzw. Impulse für deren Weiterentwicklung gegeben werden. Um intelligente Netze sicher zu organisieren, sollen die Schaufenster auch ein Erprobungsfeld für das Schutzprofil für intelligente Messsysteme darstellen und darüber hinaus für das intelligente Energieversorgungssystem eine sichere, standardisierte Marktkommunikation mit gleichem Sicherheitsniveau abbilden. Die Dokumentation der Projektkonzeption soll sich an der internationalen Praxis orientieren. Insbesondere sind Aspekte der Interoperabilität zwischen den Systemen sowie die Wiederverwendbarkeit der Ergebnisse sicherzustellen, so dass die Konzepte mit dem Smart Grid Architecture Model (SGAM) zu erarbeiten sind, um direkten Input für Standardisierungs- und Normungsmaßnahmen zu liefern. Für das Förderprogramm sind mindestens zwei Schaufenster geplant, von denen mindestens eines den Schwerpunkt im Bereich Windenergie und mindestens eines den Schwerpunkt im Bereich Photovoltaik haben soll. Schaufenster Wind Windenergieanlagen befinden sich zumeist in dünner besiedelten Regionen. Durch den weiteren Ausbau wird hier das regionale Ungleichgewicht zwischen Erzeugung und Last weiter steigen. Im Schaufenster ,,Wind" soll der Erzeugungsüberschuss aus erneuerbaren Energien schwerpunktmäßig aus Windenergie resultieren. Zur sicheren und effizienten Integration eines hohen Anteils an fluktuierender Windenergie sind Weiterentwicklungen und Erprobungen von Verfahren, Technologien, Handlungs- und Marktmechanismen notwendig. Benötigt werden beispielsweise technische Lösungen und Methoden, die die Einbindung von Windenergieanlagen in die Bereitstellung von Systemdienstleistungen sicher gewährleisten. Es sollen auch Konzepte zur besseren Auslastung der bestehenden Netzinfrastruktur als Möglichkeit neben dem klassischen Netzausbau untersucht werden und wie Windenergieanlagen zusätzliche Beiträge zur Stabilität des überlagerten Übertragungsnetzes liefern können. Das kann auf Netzseite durch Netz- und Betriebsmittel oder über eine Steuerung der Erzeugungsanlagen erfolgen. Es kann aber auch über eine stärkere Einbindung und aktiven Teilnahme der Verbraucherseite durch Lastverschiebung im Mittelspannungsnetz sowie im vor- oder nachgelagerten Netz geschehen. Es sollen jeweils die Möglichkeiten und Grenzen mit aufgezeigt werden. Die technische und prozessuale Integration der erneuerbaren Energien muss sowohl die Systemverantwortung auf Übertragungsebene beachten als auch das Zusammenwirken der Akteure auf Verteilnetzebene und die Interdependenzen zwischen diesen Netzebenen. Weitere vorhandene Erzeuger, Lasten oder Speicher sollten nach Möglichkeit eingebunden werden. Um ein reaktionsfähiges und auf die gesamte Systemführung gesehen sicheres Zusammenspiel der Akteure zu erreichen, ist der Einsatz sicherer IKT im intelligenten Netz erforderlich. In diesem Zusammenhang sind die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten von Smart-Meter-Gateway nach BSI-Schutzprofilen (BSI-CC-PP-0073, BSI-CC-PP-0077) und BSI Technischer Richtlinie (BSI TR-03109) sowie das Zusammenwirken mit anderen intelligenten Netztechnologien zu erproben. All das erfordert ein Zusammenspiel von Erzeugung, Transport, Verteilung, Speicherung und Verbrauch. Dabei ist nicht nur die Technologie ausschlaggebend, sondern auch die klare Regelung von Verantwortlichkeiten und Handlungsabläufen sowie Anreizmechanismen für n aktives Last- und
Erzeugungsmanagement.
Schaufenster Sonne
Im Schaufenster ,,Sonne" soll der Leistungsüberschuss der erneuerbaren Energien großteils aus Photovoltaik entstehen. An sonnigen Tagen kann die Stromproduktion aus Solaranlagen den Stromverbrauch übersteigen. Wenn die eingespeiste Leistung der in einem Netzabschnitt angeschlossenen Solaranlagen die lokal benötigte Last übersteigt, muss überschüssige Leistung in die höhere Netzebene eingespeist werden. Zu diesem Zwecke wurden die Netzbetriebsmittel
ursprünglich nicht ausgelegt. Auch das Zusammenwirken der verschiedenen Netzebenen ist dadurch
einem grundlegenden Wandel unterworfen. Für die Integration hoher Anteile von Photovoltaik sind Weiterentwicklungen und Erprobungen von Verfahren, Technologien, Betriebsweisen und Marktmechanismen notwendig. Wichtige Themen sind bspw. die Möglichkeiten und Grenzen eines sinnvollen Beitrags einer Vielzahl von dezentralen Kleinanlagen für die Sicherheit und Stabilität des Gesamtsystems sowie die Frage systemischer oder technischer Anforderungen bei der Einbindung einer hohen Anzahl von Erzeugungsanlagen und Verbrauchern. Um ein sicheres Zusammenspiel zwischen Systemverantwortung auf Übertragungsnetzebene und massiver Leistungseinspeisung auf Nieder- und Mittelspannungsebene zu erreichen, ist insbesondere der Austausch von Daten (sowohl IST-Werte als auch Prognosewerte) unter den Akteuren notwendig. Dafür ist der Einsatz sicherer, handhabbarer und kosteneffizienter Informations- und Kommunikationstechnologien im intelligenten Netz erforderlich. Das Gelingen hängt insofern nicht nur von der technischen Qualität, sondern auch von klaren Regeln über das Bereitstellen von Daten unter den Akteuren (Erzeuger, Netzbetreiber und Abnehmer) ab. Integriert werden sollen auch Testläufe mit intelligenten Messsystemen entsprechend BSI-Schutzprofilen (BSI-CC-PP-0073, BSI-CC-PP-0077) und Technischer Richtlinie des BSI (BSI TR-03109) sowie darüber hinausgehende Konzepte zur sicheren Einbindung tausender von Kleinerzeugungs- und Speicheranlagen als auch Energiemanagementsystemen mit intelligenten Netztechnologien. Das Schaufenster soll auch untersuchen, ob zur Integration einer hohen Anzahl von Photovoltaik-Anlagen im Niederspannungsbereich neben dem klassischen Netzausbau auch technologische Möglichkeiten zur besseren Auslastung der bestehenden Netzinfrastruktur einsetzbar sind und ob diese zusätzliche Beiträge zur Stabilität des überlagerten Übertragungsnetzes liefern können. Das kann auf Netzseite über Netz- und Betriebsmittel oder über eine Steuerung der Erzeugungsanlagen erfolgen. Es kann aber auch über eine stärkere Einbindung und aktive Teilnahme der Verbraucherseite durch Lastverschiebung geschehen. Denkbar ist dafür eine Verknüpfung mit der Gebäudeautomation von Haushalten und Kleingewerbe sowie den Heizungssystemen (z. B. Kühl- und Wärmeeinrichtungen, Stromspeicherheizungen, Wärmepumpen). All das erfordert ein Zusammenspiel von Erzeugung, Transport, Verteilung, Speicherung und Verbrauch. Dabei ist nicht nur die Technologie ausschlaggebend, sondern auch die klare Regelung von Verantwortlichkeiten und Handlungsabläufen sowie Anreizmechanismen für ein aktives Last- und Erzeugungsmanagement. Verbreitung der Ergebnisse, Einbindung der Öffentlichkeit, Begleitforschung In den Schaufenstern soll ein größtmöglicher Teil der Bevölkerung eingebunden werden (beispielsweise durch intelligente Messsystem-Angebote) und der konkrete Nutzen intelligenter Technologien für den Verbraucher demonstriert werden. In diesem Zusammenhang gilt es, die Energieeinspar- und Lastverlagerungspotenziale durch sinnvolle Anreizsysteme im Alltag der Verbraucher dauerhaft zu heben. Es soll vermittelt werden, dass Stromverbraucher und dezentrale Stromerzeuger zum Gelingen der Energiewende beitragen können. Durch die Beteiligung und Einbindung auf kommunaler Ebene soll Vertrauen und gesellschaftliche Akzeptanz für die (technische, organisatorische, rechtliche) Entwicklung eines neuen Energiesystems erreicht werden. Information der Öffentlichkeit und angemessene sozialwissenschaftliche Auswertungen sind somit ein Teil der Schaufenster. Die durch die Schaufensterregionen gewonnenen Ergebnisse und Erfahrungen sollen öffentlichkeitswirksam bekannt gegeben und schnell verbreitet werden. Die Projektergebnisse sollen so attraktiv sein, dass sie nachhaltig Akzeptanz bei den Marktteilnehmern sowie schnell und breitenwirksam Nachahmungseffekte und Folgeinvestitionen auslösen. Sie sollen zeigen, was technisch machbar, wirtschaftlich sinnvoll und ökologisch vorteilhaft ist. Bei Verbrauchern sollen sie beispielsweise dazu führen, Flexibilitäts- und Energieeffizienzpotenziale dauerhaft zu heben. Im Rahmen des Förderprogramms ist eine Begleitforschung geplant, um die Ergebnisse der Modellregionen zu evaluieren sowie die nachhaltige Breitenwirksamkeit des Förderprogramms hin zu einem bundesweiten Innovationsprozess zu erhöhen, um flächendeckend die Umstellung zu einer effizienten und intelligenten Energieversorgung zu beschleunigen. Die Begleitforschung soll auch für eine über die Projektaktivitäten in den einzelnen Schaufenstern hinaus gehende übergreifende Kooperation und Netzwerkbildung sorgen, z. B. zu Querschnittsfragen (z. B. Rahmenbedingungen, Standards, EU und Internationalisierung). Weitere Aspekte der Begleitforschung sind die Ableitung von Anpassungs- bzw. Handlungsempfehlungen und die Schaffung von verallgemeinerungsfähigem Know-how. Die enge Zusammenarbeit mit der Begleitforschung ist eine Grundvoraussetzung für die Förderung.

Kontakt:
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
Referat IIIC4 - Technische Systemintegration, Flexibilität der Nachfrage, Speicher, Strom im Verkehr
Scharnhorststraße 34 - 37
10115 Berlin
E-Mail: SINTEG@bmwi.bund.de

Weitere Informationen:
http://www.bmwi.de/BMWi/Redaktion/PDF/B/bekanntmachung-foederung-schaufenster-intelligente-energie-digitale-agenda-fuer-die-energiewende,property=pdf,bereich=bmwi2012,sprache=de,rwb=true.pdf