Smarte Energienetze: Pilotprojekte als Blaupause für Kommunen

Intelligente Energienetze als Weg zun einer grünen Zukunft?
Intelligente Energienetze als Weg zun einer grünen Zukunft?

Dezentrale, dekarbonisierte und intelligent gesteuerte Energiesysteme sind die Zukunft – das ist die Meinung vieler Experten. Aber wie können solche Konzepte in größerem Maßstab umgesetzt werden? Sind Kommunen der Schlüssel, um intelligente Energienetze voranzutreiben? Wie können sie entsprechende Projekte effektiv einleiten und umsetzen?

In den vergangenen drei Jahren haben Forschungs-Teams des Zentrums für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW), dem Austrian Institute of Technology (AIT), dem Europäischen Institut für Energieforschung „Eifer“ sowie 13 weitere europäische Partner in einem gemeinsamen Projekt untersucht, was Regionen, Städte und Gemeinden von bereits existierenden Pilotprojekten lernen können. Ein Leitfaden und ein gemeinsam entwickeltes Simulationsmodell sind in englischer Sprache kostenfrei verfügbar.

Voneinander lernen statt das Rad neu zu erfinden

Das Projekt „Reflex – Replicability Concept for Flexible Smart Grids“ analysierte acht europäische Pilotprojekte in vier Ländern. Ziel der Forschungs-Teams war ein Konzept mit dem erfolgreiche intelligente Energieversorgungssysteme aus bestehenden Pilotprojekten auf andere Standorte übertragen werden können. „Regionen sollen so bei der Errichtung klimafreundlicher Energieinfrastrukturen mit weniger CO2-Ausstoß unterstützt werden“, erklärt Simon Hummel, Projektleiter am ZSW. So soll der Einstieg für die Kommunen erleichtert werden, da sie nicht bei null anfangen müssen.

Effiziente, ganzheitliche Energiekonzepte sind notwendig, um die Energiewende erfolgreich umzusetzen. Es gibt bereits technologisch ausgereifte nachhaltige Energiesysteme, die in smarte Strom- und Wärmenetze integriert werden können. Allerdings ist es nicht immer sinnvoll Konzepte einfach zu kopieren. Sie müssen vielmehr auf die Bedingungen vor Ort angepasst werden, betonen die Projektpartner.

Es empfiehlt sich, neben erfahrenen Energiedienstleistern und wissenschaftlichen Instituten, insbesondere lokale Know-how-Träger und Installationsbetriebe miteinzubeziehen.

Der richtige Mix von Energiequellen ist entscheidend

Ein kontinuierliches Monitoring hilft, den korrekten und nachhaltigen Betrieb der Installationen über viele Jahre zu gewährleisten. Wissenschaftliche Begleitforschung kann die Erkenntnisse für weitere Anwender nutzbar machen. Als industrienahes Institut mit Erfahrung in der Entwicklung und Umsetzung von nachhaltigen Energiesystemen hat das ZSW im Projekt Reflex die eingesetzten Technologien verglichen: Photovoltaikanlagen wurden bei allen betrachteten Pilotprojekten genutzt und bilden somit das Rückgrat der dezentralen Stromerzeugung. Ebenfalls weit verbreitet ist Biomasse. Laut den Forschern hat die langfristige Beobachtung gezeigt, dass gerade das Zusammenspiel verschiedener regenerativer Energien ideal für Smart-Grid-Lösungen ist.

Die weitere Bewertung des ZSW ergab: Ein optimiertes Gesamtenergiesystem koppelt nicht nur die Sektoren Elektrizität und Wärme, sondern auch Elektrizität und Mobilität, um die Gesamteffizienz, Nachhaltigkeit und Integration erneuerbarer Energiequellen zu steigern.

Simulationstool und Leitfaden für smarte Energienetze

Die Ergebnisse des Reflex-Projekts wurden in einem Leitfaden zusammengefasst, der die untersuchten Smart-Grid-Lösungen und die verwendeten Technologien hinsichtlich ihrer Übertragbarkeit und Skalierbarkeit bewertet. Der Leitfaden ist als Hilfestellung für kommunale Entscheidungsträger ausgelegt.

Ein weiteres Hilfsmittel ist ein vom Forschungs-Team entwickeltes Simulationswerkzeug: „Reflex Box“ schätzt das Energiebedarfsprofil für Strom und Wärme von Haushalten und Wohngebieten ab und gibt Auskunft darüber, wie zeitlich flexibel der Energiebezug je nach eingesetzter Technologie sein kann. Das Modell informiert Entscheidungsträger über den Nutzen von intelligenten Energiesystemen für Haushalte, insbesondere das Flexibilitätspotenzial und die Verschiebepotenziale von Last und Erzeugungen. Dabei werden auch Faktoren wie die klimatischen Bedingungen vor Ort berücksichtigt.

Akzeptanz in der Bevölkerung als entscheidender Faktor

Entscheidend für die Umsetzung von kommunalen Projekten sind laut der Forscher auch die Akzeptanz in der Bevölkerung für moderne Energieinfrastrukturen und Investitionen in die Zukunft. Auch wenn die Rentabilität kurzfristig nicht immer gegeben ist, können Fördermittel helfen, neben dem Umweltaspekt auch den wirtschaftlichen Nutzen schneller zu realisieren.

Die im  Reflex-Projekt untersuchten Smart-Grid-Regionen zeigen, dass Bürger auf lokaler Ebene bereit sind, sich an einer Infrastruktur zu beteiligen, die einen hohen Anteil an regenerativer Energie lokal erzeugt und nutzt. Grundlage dafür sind jedoch umfassende Informationen.

Für eine umfassende Energiewende müssen zusätzlich regulatorische Rahmenbedingungen geschaffen werden, sodass sich unter anderem auch Geschäftsfelder für die saisonale Speicherung von Energie und für die Erzeugung von erneuerbaren Kraftstoffen für Teile des Mobilitätssektors entwickeln können.

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