Hybrid Grids DEMO - Demonstration einer smarten Verknüpfung der urbanen Strom-, Erdgas- & Fernwärmenetze zu funktionalen Stromspeichern

28.04.2015 bis voraussichtlich 27.04.2018

Ausgangssituation

Gegenstand des Projektes ist die Entwicklung und der „Living-Lab“-Testbetrieb einer passiven energieträger- und -netzübergreifenden Verteilnetzbetriebsführung über einen besonders multiplizierbaren Lösungsansatz. Dadurch soll das städtische Energiesystem in einen funktionalen Energiespeicher (einem Energieschwamm) umgewandelt werden, welcher große zusätzliche Energiemengen speichern kann. Damit können sowohl kurzfristige Stromüberschüsse und Wärmeenergiedefizite, als auch Schwankungen über Monate im Dargebot der erneuerbaren Energien ausgeglichen werden. Das Projekt hat daher einen neuartigen Projektfokus (Bereitstellung eines „Herzschrittmachers“ für bestehende zentrale Controller) und setzt dort an, wo Entwicklungs- und Know-how-Bedarf besteht (Forcierung einer vielfachen Multiplikation). Dieser Ansatz entspricht der übergeordneten Stadtvision, Roadmap und dem Actionplan der Stadt, welche mit diesem Projekt die CO2-Emissionen signifikant reduzieren und die eigenen Stadtwerke stärken möchte.

Problemstellungen

Wie kann das Energieversorgungs- und Energienutzungssystem einer Stadt so flexibilisiert werden, dass die Stadt als „Energieschwamm“ das Energiedargebot im Stadtgebiet und dem Umland optimal aufnehmen und abgeben kann? Aufgrund der Ausgangssituation ergibt sich ein komplexes System mit vielen Freiheitsgraden, dass dennoch holistisch und interdisziplinär optimiert werden muss. Es entstehen dabei Problemstellungen auf rechtlichen, technischen, wirtschaftlichen und sozialen Ebenen.

Ziele

Prioritäres Ziel ist daher die Entwicklung und der Testbetrieb eines innovativen, flächendeckenden und integrierten Energieschwamm-Systems für Strom, Wärme und Kälte bzw. deren Netze in der Stadt Hartberg. Es sollen die Energieflüsse netz- und energieträgerübergreifend (Strom, Wärme/Kälte, Gas) und in Echtzeit optimiert werden.

Methodik

Im Mittelpunkt steht ein neuer technischer Ansatz über einen zentralen Optimierer, der parallel zur vorhandenen Regelinfrastruktur implementiert wird und der die dezentralen Akteure (Erzeuger und Verbraucher) mit Empfehlungen versorgt sowie Informationen von dieser Infrastruktur bezieht. Somit erfolgt kein aktiver, sondern ein passiver Eingriff in die sensible Netzregelung, wodurch mit diesem Ansatz auch die aktuellen regulatorischen Rahmenbedingungen erfüllt werden und eine Demonstration (sowie ein breiter Roll-out) des angedachten Systems auch tatsächlich gewährleistet werden kann. Die dezentralen Akteure bekommen vom Optimierer auch ein wirtschaftliches Anreizsignal übermittelt und können selbst entscheiden (manuell oder automatisiert), ob sie diese Empfehlung / diesen Anreiz annehmen. Es erfolgt somit keine „Bevormundung“ der Akteure und dies schafft Akzeptanz. Der Optimierer vereint somit sämtliche Informationen des Energiesystems und beeinflusst über einen Bottom-up-Ansatz (über die dezentralen Akteure) das Energiesystem bzw. die Netze positiv.

Die aktuellen regulatorischen Rahmenbedingungen erfordern nicht nur einen neuen technologischen Ansatz, sondern erschweren eine „Bepreisung“ und somit finanzielle Weitergabe netzseitiger Vorteile an die verschiedenen Akteure (Erzeuger, Verbraucher, Netzbetreiber, Handel). So diskutiert die Energiewirtschaft aktuell über die Schaffung eines neuen Aggregators, welcher lokal / regional bilanziert und dadurch über neue Geschäftsmodelle diese Vorteile auch finanziell verteilt werden. Das Unbundling lässt jedoch einen solchen Ansatz idR. aktuell nicht zu. Dies trifft jedoch nicht auf das projektbeteiligte Energieversorgungsunternehmen zu, da es aufgrund der Größe nicht dem Unbundling unterworfen ist. Somit sind in diesem EVU sämtliche Unbundlingbereiche in einer Organisation vereint und es kann über neue Geschäftsmodelle eine tatsächliche Demonstration und Weitergabe finanzieller Vorteile ohne Umgehung der aktuellen Rahmenbedingungen erfolgen. Andererseits können Handlungsempfehlungen für die Gestaltung von neuen regulatorischen Rahmenbedingungen gegeben werden (z. B. für einen neuen / lokalen Aggregator).

Das gesamte Projekt wird über einen Living-Lab-Ansatz und einer intensiven NutzerInnenintegration und E-Partizipation abgewickelt.

Angestrebte Ergebnisse und Erkenntnisse

  • Realistische Lösungsansätze zur Umsetzung eines passiven energieträger- und -netzübergreifenden Verteilnetzbetriebes (Energieschwammes)
  • Basis für einen Technikstandard
  • entwickelte / adaptierte, getestete und verifizierte Komponenten
  • Testanwendung
  • Fundierte, experimentell erfasste Aussagen über Potenzial von „passiven“ Akteuren als integraler Bestandteil eines Energiesystems
  • Erhebung der Potentiale an energieträger- und -netzübergreifenden Freiheitsgraden bei paralleler Betrachtung verschiedener Nutzenergieformen und Verbraucher / Gebäude
  • Erfahrungen / Barrieren / Erfolgsfaktoren

Durch das Projekt lassen sich entsprechende CO2-Einsparungen im Energiebereich sowohl direkt bei den Demonstrationsobjekten sowie insbesondere durch weitere ökologische Effekte über den Betrieb als funktionaler Energiespeicher darstellen (Harmonisierung des Netzprofiles, Erhöhung der Direktnutzungsquote von Erneuerbaren im Projektgebiet und Umland, höhere Effizienz bei der Erzeugung/Verteilung und dem Verbrauch, umfassende Integration Erneuerbarer).

Projektpartner

  • Forschung Burgenland GmbH
  • Stadtwerke Hartberg Verwaltungs Gesellschaft m.b.H.
  • General Electric Austria GmbH
  • TBH Ingenieur GmbH


Dieses Projekt wird aus Mitteln des Klima- und Energiefonds gefördert und im Rahmen des Programms „SMART ENERGY DEMO – fit4set“ durchgeführt.