Energy Sharing – Simulationsbasierte Potenzialanalyse

Der Ausbau von PV-Anlagen, Wärmepumpen und E-Autos stellt die deutschen Verteilnetze vor wachsende Herausforderungen – gleichzeitig fallen in den kommenden Jahren immer mehr PV-Anlagen aus der EEG-Förderung. Genau hier setzt das sogenannte Energy Sharing an: Mit dem neuen § 42c EnWG wird es künftig möglich, lokal erzeugten Strom über das öffentliche Netz direkt mit anderen Haushalten zu teilen – ohne den Umweg über die klassische Einspeisevergütung. Diese Arbeit untersucht, ob und für wen sich dieses Modell wirtschaftlich lohnt und welchen Effekt es auf das Stromnetz hat.

Energy Sharing in einer Strom-Community mit 50 Haushalten

Kern der Arbeit ist ein in MATLAB entwickeltes Simulationsmodell einer Energy Sharing Community mit 50 Haushalten, die mit PV-Anlagen, Batteriespeichern, Wärmepumpen und Elektroautos ausgestattet sind. Auf Basis realer Wetter-, Lastprofil- und Strompreisdaten simuliert das Modell minutengenau die Energieflüsse zwischen den Haushalten – inklusive eines intelligenten Sharing-Algorithmus zur Preisbildung und Energieverteilung sowie eines eigens entwickelten Dashboards zur Auswertung.

Eigenverbrauchs- und Autarkiegradsteigerung je nach Dimensionierung

Große Photovoltaikanlagen (15 kW) steigern die Gemeinschaftsautarkie deutlich um knapp 8 Prozentpunkte, da sie mehr Energie für den Quartierbedarf bereitstellen. Die maximale Steigerung wird durch die Kombination mit einem 15-kWh-Batteriespeicher erreicht. Der Speicher verstärken den Effekt, indem er solare Erzeugungsspitzen in die Abend- und Nachtstunden verschiebt. Der maximale Sharing-Nutzen liegt bei einem mittleren PV-Anteil von 50 % bei 7 Prozentpunkten. Zu wenige Erzeuger:innen begrenzen den Nutzen, während alle Haushalte mit Solaranlage bereits hohe Autarkie haben und Sharing nur minimalen Mehrwert bringt. Auch eine flächendeckende Heimspeicher-Ausstattung dämpft das Sharing-Potenzial stark, sodass der zusätzliche Nutzen bei Vollausstattung nur noch einen Bruchteil eines Prozentpunktes beträgt.

Eine Entlastung der Verteilnetze ist möglich

Die Simulationen zeigen: Unter heutigen Bedingungen ist Energy Sharing bereits moderat lukrativ und steigert Autarkie und Eigenverbrauch leicht. Richtig attraktiv wird es aber in einem elektrifizierten Zukunftsszenario 2030 mit vielen ausgeförderten PV-Anlagen – hier sinken die Gesamtkosten der Gemeinschaft um bis zu 15,8 %. Auch das Stromnetz kann profitieren: Durch die gemeinsame Nutzung von Heimspeichern lässt sich die Alterung des Ortsnetztransformators um bis zu 15,1 % reduzieren – vorausgesetzt, die Speicher sind ausreichend groß dimensioniert. Sind sie zu klein, kann Energy Sharing die Netzbelastung sogar erhöhen.