UMWELT JOURNAL 2023-6

UMWELTjournal 6/2023 | S10
ENERGIE
Flexibilisierung als Schlüssel
zum Erfolg in der Energiewende
Erneuerbare Energieträger wie Wind und Sonne sind äußerst volatil – die Flexibilität
der Energienetze ist daher auch wesentlich für den Erfolg der Energiewende.
Für den Erfolg der Energiewende braucht es Lösungen, um
Energie lokal zu verbrauchen, flexibel zu speichern oder
durch Kopplung unterschiedlicher Energiesektoren so effizient
wie möglich zu nutzen. Mit diesen Herausforderungen beschäftigt
sich die angewandte Forschung im Green Energy Lab. Ziel des
Innovationslabors ist die Entwicklung von Musterlösungen, die als
Blaupause für eine großflächige Umsetzung dienen können und so
zur Ökologisierung des gesamten Energiesystems beitragen.
In einem Energiesystem – sei es nun das Stromnetz oder ein Fernwärmesystem
– müssen die verfügbare Energie und der Verbrauch
stets im Gleichgewicht sein. Hierzu sind entsprechende Steuerungsprozesse
nötig. In klassischen Systemen mit fossilen Energieträgern
wird im Falle erhöhten Energieverbrauchs – vereinfacht
gesprochen – das Feuer im Kessel angefacht, um den Bedarf zu
decken. Wind und Sonne lassen sich aber nicht einfach per Knopfdruck
ein und ausschalten und es kommt erzeugerseitig zu erheblichen
Schwankungen: Bei gleichzeitigem Sonnenschein und starkem
Wind ist mit Produktionsüberschüssen zu rechnen. Bei Windstille
und starker Bewölkung sinkt die Erzeugung hingegen signifikant
und es kommt in Folge zu einem Mangel an Energie im System.
Diese wechselnden Zustände von Energieüberschuss und Mangel
gilt es flexibel auszugleichen, damit das Netz insgesamt stabil bleibt.
„Green the Flex“ entwickelt als Kooperationsprojekt von Green
Energy Lab innovative Ansätze zur Steigerung der Flexibilität.
Die Idee ist dabei, den Stromverbrauch
von Haushalten in Zeiten zu verschieben,
in denen ausreichend Ökostrom
zur Verfügung steht. Im Fokus liegen
die typischen Großverbraucher eines
Haushaltes wie zum Beispiel Warmwasserboiler,
Wärmepumpe, Batteriespeicher
oder E-Auto. Wird eine große
Anzahl von Haushalten eingebunden,
so kann rasch Energie in der Größenordnung
eines Kraftwerks eingespart
und damit das Netz gezielt entlastet
werden. Bis 2025 ist deshalb geplant,
im Rahmen von „Green the Flex“ rund
3.000 Haushalte in Schwarmspeichern
zu bündeln.
Ähnliche Ziele verfolgen auch die Green Energy Lab-Projekte Car2Flex
und GAMES, bei denen vor allem die Elektromobilität im Fokus ist.
Car2Flex erprobt, wie sich durch bidirektionales Laden die Batterien
von Elektrofahrzeugen als flexible Energiespeicher für das Stromnetz
nutzen lassen. Das Projekt GAMES geht wiederum der Frage nach,
wie die Digitalisierung E-Flotten in die Lage versetzen kann, sowohl
Mobilitätsbedürfnisse zu befriedigen als auch gleichzeitig neue Erlöse
durch die Bereitstellung von Flexibilitätsdiensten zu schaffen, indem
sie die Kapazitäten ihrer Fahrzeugbatterien für das Netz zur Verfügung
stellen. Anhand digitaler Daten wird GAMES die Kompatibilität
von gemeinsam genutzten E-Fahrzeugflotten mit dem Energiemarkt
bewerten und den Mehrwert, der aus der Koppelung der Sektoren Mobilität
und Strom entsteht, evaluieren.
Kopplung von Windkraft und Fernwärme
Das Projekt „Hybrid District Heating“ befasst sich mit der Kopplung
von Windkraftanlagen mit Fernwärmenetzen. In der Region
Parndorf, einer der windreichsten Binnenregionen Europas, transportiert
eine Direktleitung nicht wirtschaftlich nutzbare Stromüberschüsse
aus dem Windpark zum nahegelegenen Heizwerk in Neusiedl
am See. Dort wird der Strom mittels einer Großwärmepumpe
in thermische Energie umgewandelt und in das regionale Fernwärmenetz
eingespeist oder in dezentralen Heißwasserspeichern gepuffert.
Zuletzt wurde die Anlage um einen Elektrolyseur erweitert,
wodurch Stromüberschüsse auch in Wasserstoff umgewandelt und
somit gespeichert werden können.
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