E.ON macht das Stromnetz fit für die Zukunft

Dass sich die Elektromobilität weiter durchsetzen wird, gilt als sicher. Doch Ausmaß, Tempo und damit auch der Ausbau der Infrastruktur sind offene Fragen. An den Voraussetzungen dafür – ein schnelleres Aufladen, eine größere Reichweite und ein dichteres Netz an Ladesäulen – arbeiten deshalb alle Beteiligten mit Nachdruck.

Ein Blick in die Labore der RWTH Aachen zeigt, was in Sachen Elektromobilität in Zukunft möglich ist. Zum Beispiel beim Thema Batterietechnik: Am Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe (ISEA) entwickelt und testet das Team um Professor Dirk Uwe Sauer die Batterien der Zukunft. Sie sollen leistungsfähiger, langlebiger, günstiger und gleichzeitig sicherer und zuverlässiger werden. In einem anderen Gebäude auf dem Hochschulcampus der RWTH Aachen geht man einer weiteren Frage nach: Wie lassen sich die Stromnetze für den potenziellen Bedarf von Millionen Elektrofahrzeugen wappnen?

Das komplexe Thema des Netzaus- und -umbaus kann weder von der Wissenschaft noch der Wirtschaft alleine umgesetzt werden. In dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten "Forschungscampus Flexible Elektrische Netze", kurz FEN, erforschen deshalb 15 Institute der RWTH Aachen gemeinsam mit internationalen Industriepartnern – darunter E.ON –, wie die Stromnetze fit für die Zukunft gemacht werden können. Lösungswege zeichnen sich bereits heute ab: Viele erneuerbare Energiequellen wie Windparks an Land und auf See oder Solarzellen auf den Dächern der Verbraucher treten an die Stelle einer "Top-Down-Verteilung" mit wenigen zentralen Großkraftwerken. Professor Rik De Doncker, der das Mittelspannungs-Konsortium innerhalb des FEN leitet, erläutert: "Klassische Verteilernetze sind radial aufgebaut, das heißt sie sind keine Verbundnetze wie etwa das Hochspannungsnetz. Deswegen ist es nur möglich, Energie zwischen Unterwerken, die eine Straße oder ein Stadtviertel versorgen, über das Hochspannungsnetz auszutauschen." Zur Zeit der Liberalisierung der Energiemärkte wurden zahllose Mengen an dezentralen Energiequellen – wie Photovoltaik, Windturbinen und Kraft-Wärme-Kopplungssysteme – installiert, nicht nur in Deutschland, sondern europaweit. "Diese dezentralen Erzeuger speisen Energie in die Mittel- und Niederspannungsverteilernetze. Diese können jedoch nur bedingt Energie aufnehmen, um die Stromversorgungsqualität zu gewährleisten", ergänzt Rik De Doncker.

Zukunftsträchtige Gleichspannungstechnik

Hier setzt die Arbeit des Forschungscampus FEN an: Unter anderem untersucht man, wie Verteilernetze Energie zwischen Erzeugern und Verbrauchern flexibel austauschen können. Eine Schlüsselrolle spielt hierbei die Gleichspannungstechnik auf Basis modernster Leistungselektronik, eine Technologie, die im Mittel- und Niederspannungsbereich derzeit noch nicht angewendet wird. Rik De Doncker ergänzt: "Weiterhin werden Normen, Installations-, Schutz- und Sicherheitsaspekte dieser neuer Technologie untersucht. Die zukünftigen Netzstrukturen werden mehr zellular aufgebaut sein und ermöglichen effizienteres Routing von Energie zwischen Unterwerken. Damit ist es denkbar, höhere Kapazitäten, zum Beispiel für Schnellladesäulen, zur Verfügung zu stellen, oder die existierenden Drehstromnetze stabiler zu betreiben."

Der Forschungscampus FEN ist ein zentrales Projekt, an dem E.ON gemeinsam mit seinem wichtigsten Partner im Bereich der Energieforschung, dem E.ON Energy Research Center (ERC), arbeitet. Ebenfalls auf dem Campus der RWTH Aachen angesiedelt, verfügt das E.ON ERC über Labore und Werkstätten sowie Seminar- und Besprechungsräume, in denen interdisziplinär und fakultätsübergreifend geforscht und gelehrt wird. Arbeitsschwerpunkte sind Netze und Speichersysteme, energieeffiziente Gebäude und Städte sowie erneuerbare Wärme und Kraftwerke. Neben der Entwicklung innovativer Technologien werden aber auch das Verhalten der Energiekonsumenten in Privathaushalten und Unternehmen sowie energiepolitische und strategische Fragestellungen untersucht.

Die Kooperation von Wissenschaft und Wirtschaft bringt auch für uns viele Vorteile mit sich, betont Dr. Stephan Ramesohl, Vice President Innovation Strategy and Portfolio Management der E.ON SE: "Wenn wir die Energiewende umfassend und aktiv mitgestalten wollen und neben technischen und ökonomischen Fragestellungen auch ökologische und soziale Aspekte betrachten wollen, brauchen wir den Input von außen und insbesondere auch aus der Wissenschaft. Und die RWTH Aachen und das E.ON Energy Research Center bringen die besten Voraussetzungen für eine interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen Industrie und Forschung mit. Auch deshalb haben wir den 2006 gegründeten Kooperationsvertrag zwischen E.ON und der RWTH Aachen im vergangenen Jahr bis 2021 verlängert." Rik De Doncker unterstreicht: "Die Kooperation zwischen der RWTH Aachen und E.ON garantiert eine langfristige, stabile Zusammenarbeit, wodurch neue Ideen und globale Probleme viel gründlicher untersucht werden können."

Die Energiewende, das Pariser Klimaabkommen und die nachhaltigen Entwicklungsziele der UN sind neben Faktoren wie gestiegenen Kundenanforderungen wichtige Antriebsfedern für die gemeinsame Forschungsarbeit im Forschungscampus FEN und im E.ON ERC. Denn bei E.ON weiß man: Um Kunden in Zukunft eine sichere, bezahlbare und nachhaltige Energieversorgung anbieten zu können und zugleich zum Gelingen der nationalen und internationalen Klimaschutzziele beizutragen, müssen jetzt die entsprechenden Weichen gestellt werden.