So funktioniert die Energiewende auf dem Land
RWE hat nach vier Jahren eine positive Bilanz für sein intelligentes Strom-Verteilnetz in der Eifel gezogen. Im Rahmen des Forschungsprojektes Smart Country hatte das Unternehmen seit 2011 in der Region Bitburg-Prüm in einem Demonstrationsnetz neue Betriebsmittel wie etwa einen Biogasspeicher getestet und wirtschaftlich bewertet. In der Praxis sollen sie bestehenden Verteilnetzen helfen, die steigende Menge an regenerativ erzeugter Energie auf dem Land kostengünstig zu integrieren und in die Städte zu den Verbrauchern zu transportieren. Dabei stellen vor allem die kontinuierliche Netzstabilität und Versorgungssicherheit eine Herausforderung für die Verteilnetze dar.
12.08.2015
Mehrere Windräder auf dem umliegenden Land, Solarpanelen auf den Dächern der Scheunen und des Wohnhauses und eine Biogasanlage auf dem Gelände: Damit produziert der Eifelbauer Heinz Hoffmann aus Üttfeld jährlich so viel Ökostrom, dass es für 4.000 Haushalte reicht, wie Zeitonline berichtete. Der ehemalige Milchbauer Hoffmann ist ein Paradebeispiel eines Landwirts, der heute nicht mehr mit seinen ursprünglich produzierten Waren den Hauptteil seines Einkommens verdient, sondern mit regenerativer Energie.
Der Hof von Hoffmann war damit der geeignete Platz für RWE, um einen Biogasspeicher in das Testnetz Smart Country in der Region Bitburg-Prüm zu integrieren. Dieser speichert das Methan, das die Biogasanlage herstellt und gibt es dann an ein Blockheizkraftwerk zur Strom- und Wärmegewinnung ab, wenn Sonnen- und Windkraft nicht genügend Strom produzieren.
Auf diese Weise wird das Problem der schwankenden, von der jeweiligen Wetterlage abhängigen Einspeisung des Ökostroms gelöst, versorgt doch der Speicher auch in Zeiten ohne ausreichend regenerative Erzeugung im Schnitt 300 Haushalte mit Energie: „Das Projekt Smart Country bestätigt mich in meiner Meinung, dass die Energiewende nur mit innovativer Technik und im Zusammenspiel mit der Tatkraft von uns Bürgern vor Ort funktioniert“, so Hoffmann.
Regenerative Energie kommt vom Land
Die Notwendigkeit mit innovativer Technik bestehende Verteilnetze zu optimieren, ergibt sich aus der Prognose, dass Strom aus dezentraler Erzeugung überwiegend auf dem Land produziert wird. Dort ist allerdings der Strombedarf deutlich niedriger als in den dicht besiedelten urbanen Zentren, wodurch die Verteilnetze eher an ihre Belastungsgrenzen stoßen. Die Modellregion Bitburg-Prüm war unter mehr als 400 Landkreisen ausgewählt worden, weil sie schon heute das Profil einer typischen ländlichen Versorgungssituation aufweist.
So liegt hier die Einspeisung grüner Energie mit über 52,3 Megawatt deutlich über der Jahreshöchstlast von drei Megawatt; die regenerative Stromerzeugung ist damit 17 Mal höher als der lokale Verbrauch. „In den Verteilnetzen werden mehr als 90 Prozent des in Deutschland erzeugten Stroms aus erneuerbaren Energien eingesammelt. Smart Country ist ein wichtiger Baustein der Energiewende, um die zunehmenden Strommengen aus regenerativer Erzeugung in das Netz zu integrieren“, sagte Dr. Joachim Schneider, Technikvorstand RWE Deutschland. „Dazu brauchen wir intelligente technische Lösungen, wie wir sie hier in der Praxis entwickelt haben.“
Weitere Lösungen
Insgesamt testete RWE in seiner Projektphase 30 Netzkonzepte in einem Demonstrationsnetz von rund 125 Kilometern Mittelspannungsleitungen mit rund 100 Ortsstationen; das erste Smart Grid dieser Art in Deutschland. Neben der Funktionsweise des Biogasspeichers gehörten dazu beispielsweise auch Lösungen, die mit moderner Informations- und Kommunikationstechnik operieren. Dazu zählt die sogenannte Weitbereichsregelung, die die Lastflüsse innerhalb des Netzes über wenige weit entfernte Mess-Sensoren erfasst und die Netzspannung bedarfsgerecht darauf einstellt.
Diese Form der Spannungsregelung senkt Netz-Schwankungen um fast 30 Prozent. Das Konzept basiert auf der Erkenntnis, dass eine Messung am Anfang des Verteilnetzes bei steigender dezentraler Stromversorgung mit schwankenden Energieströmen künftig nicht mehr ausreicht, um die Spannung in zulässigen Grenzen zu halten und das Netz effizient zu steuern. Aufgrund der positiven Testergebnisse wird die Weitbereichsregelung bereits von RWE im Netzausbau eingesetzt.
Wirtschaftlich muss es sein
Innovative Netzkonzepte unterscheiden sich vom konventionellen Netzausbau dadurch, dass solche intelligenten Verbindungen von Betriebsmitteln bislang nicht möglich waren, wie RWE mitteilt. Grundsätzlich seien die künftigen Netzanforderungen zwar auch mit konventionellen Betriebsmitteln technisch erfüllbar. Dies würde jedoch erhebliche Belastungen durch Baumaßnahmen und Kosten bedeuten, die es zu reduzieren gelte. „Wirtschaftliche Verteilnetze zu realisieren, ist daher die wesentliche Herausforderung der Energiewende und das Untersuchungsziel dieses Forschungsprojektes.“
So hat RWE im Modellprojekt zum Beispiel Spannungsregler auf Halbleiterbasis getestet, die die Netzspannung kontinuierlich auf einem bestimmten Sollwert halten und Schwankungen ausregeln. Auf diese Weise werden bestehende Netze flexibler und leistungsstärker und können mehr regenerativ erzeugte Energie aufnehmen. Im Vergleich zu der alternativen Verlegung neuer Kabel konnten die Spannungsregler die Kosten um 21 Prozent reduzieren.
Über Smart Country
Zu den Partnern des Forschungsprojektes gehören der Anlagenhersteller ABB, die TU Dortmund und das Beratungsunternehmen Consentec. Die Gesamtkosten beliefen sich auf rund sieben Millionen Euro, wovon die Bundesregierung im Rahmen der Forschungsförderung rund drei Millionen Euro getragen hat. So ist Smart Country Teil der vom Wirtschaftsministerium unterstützten Initiative „Netze für die Stromversorgung der Zukunft“.
Darüber hinaus hat Smart Country bei den diesjährigen GreenTec Awards eine Auszeichnung in der Kategorie Energie gewonnen.
