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Hafen Hamburg  - © www.mediaserver.hamburg.de/O.Heinze

Norddeutsche Energiewende nimmt Fahrt auf

Ende 2016 startete das Verbundprojekt Norddeutsche EnergieWende 4.0 der Länder Hamburg und Schleswig-Holstein. Was wurde in dieser Zeit erreicht?

NEW 4.0 soll entscheidende Impulse für ganz Deutschland geben. Das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) geförderte Großprojekt hat kein geringeres Ziel, als den Weg in das Energiesystem der Zukunft zu weisen. Und das heißt bis 2035: 100 % der elektrischen Energie aus erneuerbaren Quellen zu gewinnen. Dafür haben sich rund 60 Partner aus Wissenschaft, Wirtschaft und Politik zu einer bisher einmaligen Innovationsallianz vernetzt. Sie wollen anhand praktischer Pilotanwendungen demonstrieren, dass die Energiewende machbar ist. Die Projekte stecken bereits mitten in der Umsetzung. Inzwischen wurden nicht weniger als 100 Einzelprojekte angestoßen. Außerdem wird an rund 25 konkreten Demonstrationsvorhaben gearbeitet.

Aufbruch in ein neues Energie-Zeitalter

Die Signale aus der Politik klingen euphorisch. Frank Horch, Senator der Stadt Hamburg für Wirtschaft, Verkehr und Innovation, sprach von einem Jahrhundertprojekt, das „die Zukunftsfähigkeit der gesamten Region stärken will“. Jens Kerstan, Senator für Umwelt und Energie, hebt den Nutzen für die beiden beteiligten Länder hervor: „Überschüssiger Windstrom aus Schleswig-Holstein wird in der Metropole genutzt. Dafür zeigen wir intelligente Lösungen und erproben Speichertechnologien. Wenn diese sich im großen Maßstab umsetzen lassen, wäre das ein Quantensprung für den Klimaschutz im Norden.“

Projektkoordinator Prof. Dr. Werner Beba bilanziert nach einem Jahr Projektlaufzeit: „Wir sind auf einem guten Weg zu unserem Ziel, die Machbarkeit der Energiewende in Schleswig-Holstein und Hamburg umfassend zu demonstrieren.“ Im Einzelnen stellt sich das wie folgt dar:

Abstimmung von Angebot und Verbrauch

Im Gegensatz zur konventionellen Energieerzeugung ist Energie aus Windkraftanlagen großen Schwankungen unterworfen. Weht der Wind, steht Energie im Überfluss zur Verfügung. Herrscht Flaute, wird sie zum kostbaren Gut. Hier sind effiziente Speicherlösungen erforderlich. Aber auch wenn ausreichend Windenergie vorhanden ist, kann sie heute längst nicht immer sinnvoll genutzt werden. Allzu oft müssen Windenergieanlagen abgeregelt werden, weil nur so viel Strom ins Netz eingespeist werden kann, wie auch verbraucht wird.

Ein wesentliches Ziel von NEW 4.0 besteht daher darin, Angebot und Bedarf besser aufeinander abzustimmen. Hier sind vor allem Großverbraucher gefragt, deren Energiebedarf weitaus größer ist als zum Beispiel der privaten Haushalte. Die hier angesiedelten Projekte zielen daher darauf ab, den Energieverbrauch möglichst eng an das vorhandene Angebot zu koppeln.

Ein gangbarer Weg ist auch die Sektorkopplung: Die Umwandlung von überschüssiger elektrischer Energie in andere Energieträger wie Wärme oder Gas, die dann im Sinne der Sektorkopplung für den Wärmemarkt, den Verkehrssektor oder für industrielle Fertigungsprozesse genutzt werden können

So untersucht zum Beispiel das Stahlwerk der ArcelorMittal Hamburg GmbH die Möglichkeit, bei der Wärmeerzeugung auf eine angebotsabhängige Kombination von Gas und Strom als Energiequelle zu wechseln. Das bedeutet: Je höher das aktuelle Stromangebot ist und Strom damit zu einem niedrigem Marktpreis zur Verfügung steht, desto mehr wird die Vorwärmung des Brennofens von Gas auf Strom umgeschaltet.

Power to Heat

Eine typische Anwendung ist die Nutzung überschüssiger Windenergie zur Wärmeerzeugung. Dieses Konzept setzt derzeit Vattenfall Wärme im Hamburger Karolinenviertel um. Hier wurde ein 30 Jahre alter Heizkessel zu einer Power-to-Heat-Anlage umgebaut und kann künftig mit überschüssigem Windstrom betrieben werden, um Fernwärme für Wohngebiete zu erzeugen.

Einen ähnlichen Weg gehen die Stadtwerke Flensburg. Bei einem Projekt im Rahmen von NEW 4.0 geht es darum, die bisherigen Öl-Heizsysteme zur Erzeugung von Fernwärme mit elektrischen Systemen möglichst zu ersetzten. Bei einem Überangebot an Windenergie aus den Schleswig-Holsteiner Windparks soll dann künftig automatisch auf einen Elektroheizer umgeschaltet werden. Dieser kann sehr kurzfristig den Strom, der nicht mehr ins Netz gespeist werden kann, in Fernwärme umwandeln. Das spart erhebliche Mengen an fossilen Brennstoffen und verhindert, dass Windkraftanlagen abgeregelt werden müssen.

Power to Gas

Neben intelligenten Systemen auf Verbraucherseite fokussieren sich einige NEW 4.0-Projekte auch auf innovative Technologien direkt bei der Energieerzeugung. Eine interessante Lösung in diesem Bereich entsteht derzeit bei der Wind to Gas Energy GmbH & Co. KG. Hier wurde in Brunsbüttel ein neuer Batteriespeicher errichtet. Er dient vor allem zur Sicherstellung der Netzstabilität und wird entscheidend dazu beitragen, Schwankungen im Energienetz schon an der Quelle entgegenzuwirken.

Darüber hinaus wird in Brunsbüttel in Kürze eine Anlage zur Wasserstoff-Elektrolyse ergänzt. Diese Technik hat den Vorteil, dass sie jederzeit kurzfristig hoch- und runtergefahren werden kann. Die 2,4 MW-Anlage lässt sich dadurch automatisch mit dem Windpark koppeln und wird immer dann ihren Betrieb aufnehmen, wenn die erzeugte Windenergie die aktuelle Nachfrage übersteigt. Das erzeugte Gas soll direkt in die Gasversorgung der Region eingespeist werden und steht damit Haushalten und Industrie zur Verfügung.

Besser steuern durch bessere Information

Der Erfolg der Energiewende liegt also nicht nur im Verbund zwischen unterschiedlichen erneuerbaren Energieformen. Ein wesentliches Kriterium ist auch die intelligente Vernetzung von Energieerzeugern und Verbrauchern zur Sicherstellung einer stabilen Energieversorgung. Die Basis dafür ist eine umfassende Echtzeit-Kommunikation aller verfügbaren Daten über Energieerzeugung, Nachfrage und Netzzustände.

Im Rahmen von NEW 4.0 entstehen dafür die „ENKO-Plattform“ und die damit verbundene Netzampel. Sie werden von der Schleswig-Holstein Netz AG und der ARGE Netz GmbH & Co. KG entwickelt und sollen dazu beitragen, alle Aspekte eines Energienetzes zu erfassen und zu visualisieren. Die Initiative NEW 4.0 konnte also innerhalb des ersten von insgesamt vier Jahren Projektlaufzeit bereits konkrete Ergebnisse erzielen.
sw/hn/kk

Quelle und weitere Informationen:
www.erneuerbare-energien-hamburg.de

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