Politische Macht: Fortschrittliche Gesetzgebung treibt die Energiewende in Großbritannien voran

Das Jahr 2023 war geprägt von geopolitischen Turbulenzen, hoher Inflation und einer restriktiven Geldpolitik. Im Vereinigten Königreich (UK) ging das Bruttoinlandsprodukt (BIP) in den letzten beiden Quartalen 2023 zurück, was eine technische Rezession bedeutet. Dennoch stiegen die Ausgaben für die Energiewende im Vereinigten Königreich 2023 trotz des wirtschaftlichen Abschwungs im Vergleich zu 2022 um 84 %, was einen robusten langfristigen Trend in Richtung Dekarbonisierung unterstreicht. Das unerschütterliche Engagement des Vereinigten Königreichs für erneuerbare Energien hat die Regierung dazu veranlasst, technische Standards für die Netzintegration erneuerbarer Anlagen einzuführen. Die Umsetzung dieser Standards schützt nicht nur vor Ausfällen und Störungen, sondern ebnet auch den Weg für innovative Geschäftsmodelle und Marktchancen.

Unter den Industrieländern gilt das Vereinigte Königreich als einer der führenden Befürworter der Energiewende – als erste große Volkswirtschaft, die sich gesetzlich zum Ziel gesetzt hat, bis 2050 Netto-Null-Emissionen zu erreichen. Obwohl sich das Vereinigte Königreich für Netto-Null einsetzt, bleibt die effiziente Integration erneuerbarer Energien angesichts der veralteten Netzinfrastruktur eine große Herausforderung.

Aufgrund der plötzlichen Ungleichgewichte zwischen Angebot und Nachfrage bei erneuerbaren Energien kam es in Großbritannien zu erheblichen Netzausfällen, die zu weitreichenden Stromausfällen führten, über eine Million Kunden betrafen und Auswirkungen auf kritische Infrastrukturen hatten. Diese Ereignisse unterstreichen, wie die Dekarbonisierung das britische Stromsystem destabilisiert, wie aus einem Arbeitspapier der Energy Policy Research Group (EPRG) der Universität Cambridge hervorgeht, das die erhöhte Wahrscheinlichkeit von Ausfällen aufgrund der Dekarbonisierungsbemühungen hervorhebt:

„In den letzten zehn Jahren hat sich das britische Stromsystem aufgrund der Dekarbonisierung und der Verbreitung intelligenter Netztechnologien ziemlich schnell verändert. Daher wird es für die ESO immer schwieriger, das gesamte System vollständig zu überwachen, zu modellieren und zu steuern, und daher ist die Wahrscheinlichkeit versteckter gemeinsamer Ausfälle gestiegen.“

Im Vereinigten Königreich hat die Bedeutung von Netzstabilität, Zuverlässigkeit und der kontinuierlichen Integration erneuerbarer Energien zur Festlegung der technischen Standards G98, G99 und G100 geführt; wobei der G100 zuletzt Anfang 2023 überarbeitet wurde. Diese in diesem Artikel zusammenfassend als „die Standards“ bezeichneten Normen wurden vom britischen Office of Gas and Electricity Markets (OFGEM) und der Energy Networks Association (ENA) entwickelt, um mehr erneuerbare Energien in das britische Stromnetz einzubinden, ohne dass dies zu einer marginalen Belastung führt. Die Standards gelten als Vorreiter für Innovationen in Bezug auf Netzstabilität und Effizienz und sind bereit, ähnliche gesetzgeberische Bemühungen weltweit zu inspirieren und zu prägen, die auf die Netzoptimierung, die Reduzierung von Energieverschwendung und den globalen Schritt hin zu Netto-Null-Emissionen abzielen.

Im Folgenden untersuchen wir den Wandel im britischen Energiesektor, die Rolle der Standards und die Möglichkeiten, die sie bieten.

Das Wachstum der GD unterstützt zwar den Übergang zu einer kohlenstoffarmen Energiezukunft, erhöht aber auch das Risiko eines Netzausfalls. Eine Studie des Instituts für Ingenieurwesen und Technologie hob im Februar 2022 hervor, dass es im Vereinigten Königreich in der Vergangenheit an technischen Anforderungen für die Bereitstellung von Systemunterstützung durch die dezentrale Energieerzeugung sowie an die Netzbetreiber zur Überwachung, Steuerung und Erfassung detaillierter Informationen über die Anlagen der dezentralen Energieerzeugung gemangelt hat. Abbildung 1 zeigt die Heatmap der dezentralen Stromerzeugung von Scottish Power Energy Network, aus der hervorgeht, dass viele Regionen im Vereinigten Königreich mit eingeschränkten Anschlüssen der dezentralen Stromerzeugung konfrontiert sind (Abbildung 1), was unweigerlich zu Netzinstabilität und Ineffizienz führen kann.

Abbildung 1: Zu den Engpässen in den Verbindungen der GD

Vereinigtes Königreich, Umspannwerk

Förderung des Ausbaus von Energiegemeinschaften

Die Standards erleichtern die Entwicklung von Energiegemeinschaften – lokale Organisationen, die sich der Nutzung von dezentralen Energiequellen (DERs) wie kleinen Solaranlagen und Windkraftanlagen verschrieben haben, um saubere, erneuerbare Energie in der Nähe des Verbrauchsortes zu erzeugen. Diese Standards stellen sicher, dass die Integration von DERs in das Verteilnetz nicht nur machbar, sondern auch sicher und zuverlässig ist. Auf diese Weise unterstützen sie den Übergang zu nachhaltigeren und gemeinschaftsorientierten Energiesystemen und ermöglichen es den Gemeinden, ihre eigene Energie zu produzieren und zu einem umweltfreundlicheren Stromnetz beizutragen. Dieser Ansatz trägt zur Dezentralisierung der Energieerzeugung, zur Reduzierung von Übertragungsverlusten und zur Verbesserung der Netzstabilität bei.

Abbildung 3: Darstellung einer Energiegemeinschaft

Von Energiegemeinschaften profitieren

Die Gründung von Energiegemeinschaften bringt sowohl Verbrauchern als auch Unternehmen im Energiesektor erhebliche Vorteile:

Für die Verbraucher signalisierenEnergiegemeinschaften einen Wandel hin zu niedrigeren Energiekosten durch gemeinsame Investitionen in erneuerbare Energiequellen. Dieser kooperative Ansatz gibt den Einzelnen nicht nur mehr Kontrolle über ihren Energieverbrauch, sondern fördert auch die lokale Wirtschaftsentwicklung durch die Schaffung von Arbeitsplätzen. Darüber hinaus erhöht es die Zuverlässigkeit der Energieversorgung und stärkt die Widerstandsfähigkeit der Gemeinden gegenüber Störungen. Die Wirkung dieses Modells geht über einfache Kosteneinsparungen hinaus; es fördert die lokale Wirtschaft und stärkt die Stabilität der Energieinfrastruktur. Durch die Einführung erneuerbarer Energien leisten diese Gemeinden einen erheblichen Beitrag zum Umweltschutz, senken die gesamten CO2-Emissionen und ebnen den Weg für eine nachhaltigere Zukunft.

Für Energieunternehmen stelltdas Aufkommen von Energiegemeinschaften einen grundlegenden Wandel dar, der zu einem Umdenken bei herkömmlichen Geschäftsmodellen führt. Dieser Wandel führt dazu, dass der Schwerpunkt auf kundenorientierten Dienstleistungen liegt, darunter maßgeschneidertes Energiemanagement, Beratung und Unterstützung bei der Integration erneuerbarer Energiesysteme. Darüber hinaus verringern Energiegemeinschaften die Notwendigkeit für Energieunternehmen, erhebliche Kapitalinvestitionen in neue Infrastrukturen zu tätigen, und reduzieren die Abhängigkeit von der Stromerzeugung in großem Maßstab, was den Übergang zu einem stärker dezentralen, widerstandsfähigeren und umweltfreundlicheren Energienetz unterstützt. Die Entstehung von Energiegemeinschaften stärkt zudem die Rolle von Aggregatoren, die Active Network Management (ANM) nutzen, um eine Reihe von dezentralen Energiequellen (DERs) zu überwachen und die Teilnahme an Stromgroßhandelsmärkten zu ermöglichen.

Der Aufstieg der Energiegemeinschaften

Laut dem von Scottish Power Energy Networks gesponserten Bericht zur Lage des Sektors im Vereinigten Königreich aus dem Jahr 2022 gab es im Jahr 2021 495 Energiegemeinschaften, gegenüber 228 im Jahr 2017 (Abbildung 3), was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 21 % entspricht.

Abbildung 3: Ausbau der Energiegemeinschaften, unterstützt durch regulatorische Rahmenbedingungen

Vereinigtes Königreich, Anzahl der Gemeinden

Die Festlegung von Standards für den Anschluss dezentraler Energiequellen (DER) an das Stromnetz im Vereinigten Königreich fördert das Wachstum von Energiegemeinschaften, indem sie die Integration lokaler erneuerbarer Energiequellen vereinfacht und so den Übergang zu dezentralen Energiesystemen wie Energiegemeinschaften vorantreibt.

Förderung des Peer-to-Peer (P2P)-Stromhandels

Die Standards spielen eine zentrale Rolle bei der Förderung eines günstigen Umfelds für einen robusten Peer-to-Peer (P2P)-Stromhandel, indem sie (1) den Anschluss kleiner Stromerzeuger erleichtern und das Potenzial der Verbraucherbeteiligung erweitern; (2) die Integration großer Projekte im Bereich der erneuerbaren Energien ermöglichen und dadurch das Gesamtangebot an für den Handel verfügbaren erneuerbaren Energien erhöhen; und (3) ein effizientes Gleichgewicht zwischen Energieangebot und -nachfrage unterstützt wird, das für die Stabilität des P2P-Handels von entscheidender Bedeutung ist. Die Standards gewährleisten eine stabile, effiziente und skalierbare Infrastruktur und schaffen eine solide Grundlage, auf der dynamische und nachhaltige P2P-Stromhandelsökosysteme gedeihen können.

Der P2P-Stromhandel, der auf einer vernetzten Plattform basiert, ermöglicht es Käufern und Verkäufern, Strom direkt untereinander zu tauschen (Abbildung 5a und 5b). Diese Methode macht Zwischenhändler im Transaktionsprozess überflüssig. Dieses Modell, das im Energiesektor oft mit „Uber“ oder „Airbnb“ verglichen wird, ermöglicht es Einzelpersonen oder Unternehmen, die lokal Energie erzeugen, ihre eigenen Preise festzulegen und mit Verbrauchern in Kontakt zu treten, die bereit sind, Strom zu diesen Tarifen zu kaufen.

Die Vorteile des Peer-to-Peer-Stromhandels

P2P bietet den Teilnehmern zahlreiche Vorteile:

• Verbesserte Effizienz und geringere Kosten: Durch den Wegfall von Zwischenhändlern auf dem Strommarkt kann der P2P-Handel die Transaktionskosten senken, was zu niedrigeren Preisen für die Verbraucher und höheren Erträgen für die Erzeuger führt. Durch diese höhere Effizienz können erneuerbare Energiequellen wettbewerbsfähiger und zugänglicher werden.
• Stärkung von Verbrauchern und Erzeugern: Der P2P-Handel gibt Verbrauchern und Erzeugern mehr Kontrolle über ihren Energieverbrauch und ihre Produktion. Die Erzeuger können ihre eigenen Preise für den von ihnen erzeugten Strom festlegen, während die Verbraucher anhand von Preis, Herkunft und anderen Präferenzen entscheiden können, von wem sie Strom beziehen, was einen dynamischeren und partizipativeren Energiemarkt fördert.
• Verbesserte Netzstabilität und Effizienz: Der P2P-Stromhandel kann zur Netzstabilität beitragen, indem er die Verteilung der Energieerzeugung über ein größeres Gebiet erleichtert. Dieser dezentrale Ansatz kann dazu beitragen, Angebot und Nachfrage effektiver auszugleichen, das Risiko von Stromausfällen zu verringern und die allgemeine Widerstandsfähigkeit des Energiesystems zu verbessern.
• Finanzielle Vorteile für Erzeuger: Kleinproduzenten wie Haushalte mit Solaranlagen können ihre Investitionen monetarisieren, indem sie überschüssigen Strom verkaufen, eine zusätzliche Einnahmequelle schaffen und die Wirtschaftlichkeit der Installation von Anlagen zur Nutzung erneuerbarer Energien verbessern und so die Energiewende unterstützen.

Die Verbreitung des Peer-to-Peer-Stromhandels

Der Stromhandel auf P2P-Basis im Vereinigten Königreich befindet sich noch in einem frühen Stadium (aufgrund der Marktstruktur, eines komplexen regulatorischen Rahmens, technischer Herausforderungen usw.), doch das Interesse wächst, wie Pilotversuche zeigen, die von einigen der größten Energieunternehmen des Landes durchgeführt wurden, darunter Centrica und EDF Energy. Das Vereinigte Königreich ist führend in der akademischen Forschung zum P2P-Energiehandel. Es trägt fast 20 % zur weltweiten akademischen Produktion zu diesem Thema bei (Abbildung 5a) und gehört zu den fünf Ländern mit den meisten Energiehandelsprojekten (Abbildung 5b) bis 2022.

Gestützt auf die Standards, die eine sichere und effiziente Integration erneuerbarer Energiequellen ermöglichen, schafft das Vereinigte Königreich die Voraussetzungen für ein Umfeld, in dem dynamische und nachhaltige P2P-Stromhandelsökosysteme gedeihen und so zu einer dezentraleren, effizienteren und nutzerfreundlicheren Energiezukunft beitragen können.

Fazit

Die britische Energielandschaft befindet sich derzeit in einem tiefgreifenden Wandel, der auf Investitionen in kohlenstoffarme Technologien zurückzuführen ist und durch die G98-, G99- und G100-Standards unterstützt wird. Diese Standards spielen eine zentrale Rolle bei der Integration erneuerbarer Energiequellen in das Stromnetz und fördern so das Potenzial der bestehenden Möglichkeiten im britischen Energiesektor.

Während das Vereinigte Königreich Fortschritte auf dem Weg zur Netto-Null-Emissionen macht, unterstreicht es die entscheidende Rolle klarer regulatorischer Rahmenbedingungen und technischer Standards für eine erfolgreiche Energiewende und die Erschließung neuer Möglichkeiten. Während sich auch andere Nationen zu Netto-Null-Zielen bekennen und mit der Dekarbonisierung ihrer Energiesektoren beginnen, stehen die Pionierbemühungen und Errungenschaften des Vereinigten Königreichs kurz davor, als Quelle der Inspiration zu dienen und sich anderswo zu wiederholen, wodurch sich ähnliche Chancen auf globaler Ebene eröffnen.