Innovative Lösung

Nach dreieinhalb Jahren Forschungszeit haben EWR und Partner das Forschungsprojekt RegEnZell erfolgreich abgeschlossen. Wird es realisiert, könnte die Energiewende in den Kommunen deutlich beschleunigt werden.

Die aktuelle Energiekrise und die hohe Abhängigkeit von fossilen Energieträgern, insbesondere aus Förderländern wie Russland, zeigen: Die Energiewende muss schneller voranschreiten als bisher. Auch im Sinne des Klimaschutzes. Darin sind sich Fachleute und Politik einig. „Gelingen kann das nur durch mehr Anlagen zur Erzeugung erneuerbarer Energien aus Wind, Solar und Biomasse“, so EWR-Vorstandsmitglied Dirk Stüdemann. Das sei aber nur ein Schritt. „Die Ökoenergie muss auch in die bestehenden Netze integriert werden.“ Strom aus Wind und Sonne ist allerdings wetterabhängig, das heißt, das Netz muss flexibel auf die schwankende Verfügbarkeit reagieren können.

Wie das in der Praxis gelingen kann, sollte das Forschungsprojekt RegEnZell zeigen. An dem Projekt beteiligten sich EWR, die Stadt Alzey, die Stadt Kirchheimbolanden sowie Privatunternehmen. Forschungspartner waren das Karlsruher Institut für Technologie, die Forschungsstelle des Deutschen Vereins des Gas- und Wasserfachs am Enger-Bunte-Institut und die Transferstelle Bingen. „Nach dreieinhalb Jahren Forschungszeit konnte das Projekt erfolgreich abgeschlossen werden“, berichtet Stüdemann. Für seinen zukunftsweisenden Charakter wurde „RegEnZell“ mit dem Siegel „Innovativ durch Forschung“ des Stifterverbands und des Bundesministeriums für Bildung und Forschung ausgezeichnet.

Angebot und Nachfrage

Bei dem Projekt ging es darum zu überprüfen, ob sich mittels digitaler Technik innerhalb regionaler Kommunen ein Gleichgewicht zwischen Energienachfrage und -angebot regeln lässt. „Die Frage war: Gelingt es, erneuerbare Energien dort hinzubekommen, wo sie aktuell gebraucht werden, und das ohne einen aufwendigen Netzausbau“, erklärt EWR-Projektleiter Thomas Kern. Letzter Punkt war besonders wichtig, denn je schneller die Energiewende vorangetrieben wird, desto besser gelingt es, das Ziel des Pariser Klimaschutzabkommens, die Erderwärmung auf 1,5 Grad zu begrenzen, zu erreichen.

Dazu dienen sollte das Prinzip der energetischen Sektorenkopplung, also „die Verbindung der Strom-, Wärme- und Gasnetze sowie des Mobilitätssektors“, erläutert Thomas Kern. Damit könne überschüssige Energie, also ein „Zuviel“ an Ökostrom, der sonst ungenutzt bliebe, nutzbar werden. Der Ökostrom muss dazu gespeichert werden. Ein Windkraftpark könnte so beispielsweise mit einer Power-to-X-Anlage ausgestattet sein. Diese würde den Stromüberschuss in eine andere Energieform, beispielsweise in Wasserstoff, umwandeln, der im vorhandenen Erdgasnetz zwischengespeichert werden könnte. „Durch die Kopplung kann diese Energie auch in anderen Sektoren genutzt werden, eben dort, wo sie gerade benötigt wird“, sagt Kern.

Simulation und Forschung

Zunächst musste alles auf Basis von Messdaten, Prognosen und realen Daten in der Simulation funktionieren. Aus den gewonnenen Ergebnissen entwickelten die Forscher eine intelligente Steuerung, die es erlaubte, Energieerzeugung, -verbrauch und -speicherung miteinander zu koordinieren.  Zuerst einzeln in den für den Testlauf ausgewählten Ortsnetzen von Alzey und Kirchheimbolanden, dann in beiden Netzen zusammen. Experten sprechen auch von Energiezellen, womit alle lokal begrenzten Einrichtungen zur Energieversorgung sowie das jeweilige Strom- und Gasnetz gemeint sind. Die Ergebnisse nach der dreieinhalbjährigen Forschungsdauer zeigen: Eine Kopplung der Netze ist möglich. Allerdings müssen für die Umsetzung von RegEnZell sämtliche Energieeinrichtungen und Anlagen in den Kommunen technisch angepasst werden. Dafür müssen aber ­entsprechende Anreize geschaffen werden.

Auf zellularer Ebene

Wie kann ein sinnvolles Gleichgewicht geschaffen werden zwischen Stromangebot und -nachfrage? RegEnZell beweist, dass mit einer intelligenten digitalen Steuerung flexibel das schwankende Ökostromangebot aus Windkraft und Solaranlagen dort hingeschickt werden kann, wo es benötigt wird. So können die erneuerbaren Energien innerhalb einer regionalen Energiezelle besser genutzt werden. Das Schaubild rechts zeigt, wie das innerhalb einer Energiezelle künftig im Ideal funktionieren könnte. Die Strommenge, die aus dem vorgelagerten Netz bezogen werden muss, würde sich damit verringern und das Netz müsste für die Integration erneuerbarer Energien nicht so stark ausgebaut werden. Die Energiewende könnte so an Tempo zulegen.  

Mehr Informationen zum Projekt unter ewr-netz.de

„RegEnZell zeigt, wie die regionale Energiewende funktionieren kann.“ – Dirk Stüdemann, EWR-Vorstandsmitglied