Vernetzte Produktion speichert Energie

07.01.2020 – „Was passiert, wenn der Strombedarf hoch ist, aber die Sonne nicht scheint – oder umgekehrt, wie kann überschüssige Energie genutzt werden?“, stellt Dr. Bernhard Klaaßen vom Fraunhofer SCAI eine mit dem Ausbau erneuerbarer Energien immer wieder aufkommende Frage. Ideal wäre es, erzeugte erneuerbare Energie für beide Fälle in großem Maße speichern zu können und Produktion und Speicherung gleichzeitig aufeinander abzustimmen. Das war auch das Ziel des Gemeinschaftsprojekts ES-FLEX-INFRA unter der Leitung des Fraunhofer Instituts für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI, dessen Projektleitung Klaaßen übernommen hat.

Das vom Land NRW geförderte Projekt steht dabei für die „Kopplung von Energiesektoren zur Flexibilisierung der Energieinfrastruktur“. In dem Vorhaben, an dem neben dem Fraunhofer SCAI auch die Technische Hochschule Köln, die Werusys GmbH & Co. KG sowie die Rheinische NETZGesellschaft mbH beteiligt sind, ist eine Software entwickelt worden, die Energieversorger in die Lage versetzt, Lastverlagerungen und die Integration von Speichern in der städtischen Infrastruktur analysieren und betreiben zu können.

Cross Energy Management
Schematische Darstellung der Sektorenkopplung im städtischen Netz. (Foto: Fraunhofer SCAI)

Als Grundlage für die Entwicklung von ES-FLEX-INFRA wurden virtuelle Simulationen durchgeführt sowie auch das reelle Netz der Rheinischen Netzgesellschaft unter verschiedenen Lastzuständen betrachtet – über die Sektoren Strom, Gas und Wärme hinweg. Dabei kamen verschiedenen Flexibilitätsoptionen in Frage, wie Klaaßen erklärt. Beispielsweise kann die Nutzung bisher ungenutzter Wärme mit Wärmepumpen und Wärmespeichern beziehungsweise Wärmenetzen erfolgen. Überschussstrom kann wiederum zur Erzeugung von Methan verwendet werden, während der die daraus resultierende Prozesswärme durch Kraft-Wärme-Kopplung eingesetzt werden kann. Der Bezug und die Einspeisung von Methan können in Gasnetze, Speicher oder KWK-Prozesse erfolgen. Auch die Elektromobilität kann mit Überschussstrom beziehungsweise erdgasbetriebene Fahrzeuge über Power-to-Gas unterstützt werden.

„Der Bedarf an Speicherung und anderen Flexibilitätsoptionen wird noch weiter zunehmen. Effizient und ökonomisch kann die Energiewende nur gelingen, wenn die Sektoren Strom, Wärme, Gas – und auch Transport etwa durch Elektromobilität oder mit Erdgas betriebenen Fahrzeugen – untereinander vernetzt und Synergien in Lastflüssen und Speicherung genutzt werden“, schließt Klaaßen. Die Vorteile der Sektorenkopplung werden ihm zufolge zunehmend erkannt. Die vom Fraunhofer SCAI entwickelte Simulations-Software wird laut Klaaßen etwa von der Industrie bereits nachgefragt, um zukünftige Planungen – etwa im Wasserstoffbereich – zu unterstützen. Industriell eingesetzt werde sie unter anderem schon der Open Grid Europe GmbH (OGE) in Essen. (vb)

www.scai.fraunhofer.de