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Zonen-spezifische Energiesteuerung

Das Projekt ECO zone entwickelt ein CO₂-Emissionsmodell für das deutsche Stromnetz. Ziel ist es, durch präzise Erfassung lokaler Emissionsdaten eine zeitliche und räumliche Verschiebung von Lasten zu ermöglichen und so die Abregelung erneuerbarer Energien im Redispatch zu minimieren. Dabei wurden spezifische Zonen innerhalb des Netzes definiert, um regionale Unterschiede in der Energieerzeugung und -nachfrage sowie Netzengpässe in der Energieverteilung zu berücksichtigen. 

Direkt adressiert werden die Ineffizienzen und ökologischen Belastungen, die durch aktuelle Praktiken der Energieversorgung und -nutzung sowie Engpässe in der Übertragungskapazität des Netzes resultieren. Es strebt eine bessere Abstimmung zwischen Energieangebot, insbesondere aus erneuerbaren Quellen, und Verbrauch an, um die Notwendigkeit für Redispatchmaßnahmen signifikant zu verringern. So müssen weniger fossile Kraftwerke als Ausgleich für Netzengpässe hochgefahren werden, was nicht nur eine Reduktion der CO₂-Emissionen und Netzbetriebskosten zur Folge hat, sondern auch die Resilienz und Effizienz des Stromnetzes verbessert. Für Unternehmen könnten diese CO₂-Vermeidungsmaßnahmen zudem die Nachhaltigkeitsberichterstattung (ESG-Reporting) vereinfachen. 

Webanwendung & API

Die in diesem Zusammenhang entwickelte Webanwendung unterstützt eine intelligentere und umweltfreundlichere Energieverteilung in ganz Deutschland. Sie ermöglicht vor allem zunächst großgewerblichen und industriellen Endkunden, ihren Energieverbrauch entsprechend den vorliegenden Daten über einer Lastverschiebung anzupassen. Die Verschiebung kann dabei sowohl räumlich als auch zeitlich erfolgen. 

Wählen Sie hier die Zone aus, für die Sie Emissionsfaktoren abrufen möchten. Nutzen Sie diese Faktoren, um umweltfreundliche Lastverschiebungen in Ihrem Stromverbrauch vorzunehmen. Erfahren Sie hier, wie Sie die Emissionsdaten in Ihrer Anwendung einsetzen können. 

Die dargestellte Aufteilung in eine Nord- und Südzone reflektiert die durchschnittliche Netzengpasssituation. Sie entspricht einer Zonierung, wie sie auch im Rahmen des ENTSO-E Bidding Zone Reviews untersucht wird. 

Nutzen Sie die API, um die Emissionsdaten in eigene Anwendungen zu integrieren. Mit Hilfe der API können beispielsweise dynamische Steuerungen von Stromverbräuchen in Smart Homes und Rechenzentren oder bei der Elektromobilität in Echtzeit optimiert werden, um emissionsarme Entscheidungen zu treffen. In unserer Publikation können sich auch gewöhnliche Stromkund:innen darüber informieren, wie sie die Webanwendung und API anwenden, um den eigenen Stromverbrauch effizienter zu gestalten.

Handlungsempfehlungen

Empfehlungen zu den politischen Rahmenbedingungen  

• Infrastruktur mit Nachdruck modernisieren:
  Derzeitige Anstrengungen des Gesetzgebers und seiner Organe bezüglich Smart Meter-Rollout, Stromnetz-, Speicher- und Glasfaserkabelausbau und der flächendeckenden Digitalisierung des Energiesystems sollten mit höchster Priorität weiter vorangetrieben werden. Nur wenn diese Infrastrukturprojekte erfolgreich umgesetzt werden, können allgemeine Potenziale der Energiewende und spezifische Potenziale wie die Emissionsreduktion anhand von ECO zone vollumfänglich ausgeschöpft werden.
• Öffentlichkeitsarbeit zu Flexibilitätsnotwendigkeiten und CO₂-Preis-Entwicklung:
  Die Öffentlichkeits- und Aufklärungsarbeit sollte massiv ausgebaut werden: Die Dynamisierung des Stromnetzes wird mittelfristig alle deutschen Verbraucherinnen und Verbraucher betreffen und bedeutet eine Abkehr von gewohnten Abläufen bei der Stromnutzung und –bezahlung. Je früher und unmissverständlicher die Öffentlichkeit über Zusammenhänge aufgeklärt und auf Veränderungen vorbereitet wird, desto reibungsloser kann die Transformation des Energiesektors gelingen. Hierzu gehört auch, dass Wirtschaft und Bevölkerung deutlich offensiver auf den zukünftig steigenden CO₂-Preis hingewiesen werden sollte.
• Emissionsfaktoren als Entscheidungskriterium:
  Der Gesetzgeber sollte den Faktor der Emissionsreduktion in seinen Entscheidungen bezüglich des Energiesystems berücksichtigen und in Verwaltung, Vergabeverfahren, Erteilung von Subventionen, etc. als eigenständiges und entscheidendes Kriterium berücksichtigen.
• Standortförderung anhand lokaler marginaler Emissionen:
  Standortförderung und Wirtschaftsraumentwicklung sollten auch anhand der Höhe lokaler marginaler Emissionen erfolgen.
• Verpflichtendes Emissionsmonitoring:
  Sowohl innerhalb der staatlichen Verwaltung als auch bei öffentlichen Vergaben sollte Emissionsmonitoring verpflichtend sein.
• Ausweitung des ESG-Reportings:
  Die Bundesregierung sollte für ESG-Reporting werben und mit ihren Organen beispielhaft vorangehen.
• Regionalisierung der Kostenkomponenten des Strompreises:
  Der Gesetzgeber sollte untersuchen, ob eine Regionalisierung der Kostenkomponenten des Strompreises basierend auf Emissionsfaktoren perspektivisch ein gangbarer Weg für die CO₂-Neutralität ist. Energiepolitische Instrumente, die dafür in der Vergangenheit unter anderem bislang diskutiert wurden, sind zum Beispiel eine Regionalisierung und Dynamisierung von Netzentgelten oder eine komplexe Gebotszonenanpassung für Großhandelspreise.
• Forschung in den Bereichen Carbon Aware Computing und geografische Lastverlagerung in Rechenzentren
  sollte gezielt gefördert werden, ebenso Virtualisierungen und das dynamische Scheduling in Rechenzentren. So können perspektivisch Workloads zwischen den Instanzen verschiedener Cloud-Anbieter verschoben werden.

Empfehlungen an privatwirtschaftliche/ institutionelle Akteure   

• Stromverbraucher wie Rechenzentren
  sollten ihre Workload-Management-Systeme stärker auf dynamische Energiepreise, orientiert an Emissionsfaktoren, ausrichten. Sie sollten ihre Stromnachfrage verstärkt auf Zeiten und an Orte mit niedrigen Emissionsfaktoren verlagern.
• Elektrolyseure, Wärme- und Kälteanwendungen sowie weitere industrielle Prozesse
  sollten auch den Empfehlungen der Stomverbraucher folgen.
  
• Private Verbraucherinnen und Verbraucher
  sollten ihren Stromverbrauch verstärkt auf emissionsärmere Zeiten verlagern, beispielsweise bei der Elektrofahrzeugladung.
• Alle diese Akteure können hierfür die Webanwendung des Modells ECO zone inklusive API-Anbindung nutzen und nahtlos in ihre Energiemanagementsysteme integrieren.
• Die Rechenzentrumsbranche, insbesondere Cloud-Anbieter, Colocation-Dienstleister und Hosting-Firmen, sollte Branchenstandards für einheitliche Cloud-Instanzen (anbieterübergreifend) entwickeln.
• Branchenverbände sollten den Austausch von Best Practices hinsichtlich der Lastverschiebung fördern und sich für regulatorische Maßnahmen einsetzen, die dies erleichtern.
• Energieversorger sollten verstärkt dynamische Stromtarife in den Markt bringen, die auf Emissionsfaktoren basieren. Dabei sollten die dynamischen Tarifsysteme an regionale Emissionsfaktoren angepasst werden.
• Unternehmen, die ihre ESG-Ziele verfolgen, sollten ihre Berichterstattung über CO₂-Emissionen mithilfe von zonalen marginalen Emissionsfaktoren verbessern und ihre CO₂-Emissionen auf dieser Basis gezielt reduzieren.
• Universitäre und private Forschung sollte verstärkt die Bereiche Carbon Aware Computing und geografische Lastverlagerung in Rechenzentren, Elektrolyseuren und anderen (Groß-)Verbrauchern erforschen.