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Sinteg – Projekte mit Weitblick

Hinter dem Kürzel Sinteg versteckt sich das Förderprogramm Schaufenster intelligente Energie. In fünf Regionen forschen verschiedene Partner am Energiesystem der Zukunft. Und das nun schon seit etwas über einem Jahr. Was passiert in den Projekten und was ist geplant? Ein Überblick.

02. Mai 2018

Das Förderprogramm des Bundeswirtschaftsministeriums startete im Dezember 2016. Über 200 Millionen Euro Förderung fließen insgesamt in die fünf Schaufenster C/sells, Designetz, Enera, NEW 4.0 und Windnode.

Zusammen mit zusätzlichen privaten Investitionen werden über 500 Millionen investiert, so das Ministerium. Ziel sei, in vier Jahren Musterlösungen für eine klimafreundliche, sichere und effiziente Energieversorgung bei hohen Anteilen erneuerbarer Energien zu entwickeln. Im Zentrum steht die intelligente Vernetzung von Erzeugung und Verbrauch.

Energiespektrum stellt in einer Serie die verschiedenen Sinteg-Projekte vor. Gestartet sind wir an der Küste Niedersachsens mit Enera. In diesem Schaufensterprojekt werden Netz, Markt und Daten verbunden und ein zukunftsfähiges System erprobt.

Wind kompakt

Enera sei deutlich systemischer und vernetzter konzipiert als die anderen Sinteg-Projekte, so Ulf Brommelmeier, operativer Gesamtprojektleiter bei EWE. »Die Enera-Modellregion ist kleiner und stellt damit sicher, dass die Investitionen in ein vernetztes System fließen anstatt in verteilte Leuchtturmprojekte.«

Unter anderem werden im Projekt Speichersysteme gebaut und Windenergieanlagen technisch erweitert. Ein ›Smart Grid Operator‹ soll Anlagen und Netzbetriebsmittel koordinieren.

Ein weiterer Bestandteil ist die Entwicklung regionaler Systemdienstleistungen. Zusammen mit der Strombörse werden bestehende Marktmodelle erweitert.

Zentrale Schaltstelle für alle Daten des Energiesystems soll eine Plattform sein: Sie ermöglicht die Integration zwischen Daten des Energiesystems und beliebigen Anwendungen wie neuen Geschäftsmodellen oder Analysen.

Weitere Einzelheiten zum Projekt finden sich .

Vom Norden geht es nun in die drei westlichen Bundesländer Nordrhein-Westfalen, Rheinland-Pfalz und das Saarland.

Im Westen vernetzt

Im Sinteg-Projekt Designetz haben sich 47 Partner aus Energiewirtschaft, Industrie und Stadtwerken zusammen getan. Sie entwickeln unter der Konsortialführung von Innogy ein Konzept für die Energiewende.

Es soll ländliche Erzeugung mit städtischem Verbrauch in Einklang bringen und lokale Lösungen intelligent vernetzen. Eine wichtige Rolle spielen dabei auch Informations- und Kommunikationstechnik sowie smarte Verteilnetze.

Das Schaufenster verbindet verschiedene bereits funktionierende oder im Projektverlauf noch zu entwickelnde Einzellösungen zu einem Gesamtsystem. »Wir erproben das möglichst effiziente Zusammenspiel von Erzeugungs,- Speicher- und Digitalisierungslösungen. Gleichzeitig integrieren wir im Rahmen der Sektorkopplung weitere Energiesysteme in das Gesamtkonzept«, so Eva Wagner, Projektleiterin bei Westnetz/Innogy.

Rund 30 Projekte innerhalb der Bundesländer wollen die Partner dabei verknüpfen. Die Projekte sind in vier Clustern thematisch sortiert: Speicher, Netzintelligenz, Digitalisierung und Power-to-x-Technologien. Einige Projekte beinhalten auch Elemente von mehr als einem Cluster.

Eine IT-Architektur, der sogenannte Energy Gateway verbindet  alle Projekte miteinander. Es werden verschiedene Datenknoten realisiert, in die die aus den Teilprojekten bereitgestellten Daten einfließen und von Ebene zu Ebene weitergegeben werden. Das Gateway dient der Adressierung und Aggregation von Flexibilitäten.

»Durch diesen kaskadierenden Ansatz schaffen wir die Voraussetzung, um die Komplexität des zukünftigen dezentralen Energiesystems managen zu können. Hierbei entwickeln wir ein technisches Konzept als Grundlage perspektivischer Marktmodelle«, stellt Wagner heraus.

Der stellt verschiedene Teil-Projekte vor und berichtet von der Planung und weiteren Entwicklung.

Auch im südlichen Teil unserer Republik wird eifrig geforscht. Über das Projekt C/sells der Bundesländer Bayern, Baden-Württemberg und Hessen berichete Energiespektrum im dritten Teil unserer Serie.

Wir sind die Sonne

Wichtiger Leitgedanke des Schaufensters ist, viele verschiedene Einzelakteure zu einem Movement für die Energiewende zusammenschließen. Im Gegensatz zu den anderen Projekten liegt in diesem Schaufenster der Schwerpunkt auf Solarenergie. 56 Partner aus Wissenschaft, Industrie und Netzbetrieb haben sich hier zusammengeschlossen.

Das C steht für die Zellen, aus der die gesamte Modellregion aufgebaut ist. Die Zellen können sowohl Erzeuger, Verbraucher, Netze und Speicher beinhalten. Diese befinden sich in räumlicher Nähe zueinander. Eine Stadt kann ebenso eine Zelle sein, wie ein Quartier oder ein Industriegebiet. Das sells steht für neue Geschäftsmodelle.

»Grundsätzlich basiert die C/sells-Leitidee auf der Vision eines Energiesystems, in dem sich viele verschiedene Einzelakteure zu einem Movement zusammenschließen und gemeinsam die Energiewende voranbringen«, so Dr. Albrecht Reuter, Gesamtprojektleiter des Schaufensters in dem Beitrag.

Dabei spielen Lösungsansätze, die mit zellulär, partizipativ und vielfältig beschrieben werden können, eine Rolle.

Der stellt unter anderem Beispiele aus Mannheim und München vor und geht auf die wichtigsten Instrumente zur Realisierung ein. Unter anderem sollen auch regionalisierte Systemdienstleistungen entstehen.

Mit den Sinteg-Projekten Windnode und NEW 4.0 wird Energiespektrum in den kommenden Ausgaben die Serie abschließen. Hier schon einmal ein Ausblick auf die zwei noch fehlenden Schaufenster unserer Serie.

Ostdeutscher Wind of Change

Das Projekt Windnode umfasst die sechs ostdeutschen Bundesländer inklusive Berlin und steht unter der Schirmherrschaft der teilnehmenden Bundesländer. Es zeigt eigenen Angaben zufolge ein Netzwerk flexibler Energienutzer, die ihren Stromverbrauch nach dem schwankenden Angebot von Wind- und Sonnenkraftwerken ausrichten können.

Ziel sei es, große Mengen erneuerbaren Stroms  ins Energiesystem zu integrieren und zugleich die Stromnetze stabil zu halten. In der Region stammen bereits rund 50 Prozent des verbrauchten Stroms aus erneuerbaren Energien.

Im ersten Projektjahr haben die Partner mit- und untereinander ein Energiewende-Netzwerk in den ostdeutschen Bundesländern und darüber hinaus etabliert, teilt die Pressestelle des Projekte mit. Auch enstand ein Netz an besuchbaren Orten, an denen sich das intelligente Energiesystem erleben lässt.

Erster Schwerpunkt für die kommenden Monate und Jahre soll die Identifikation sogenannter Flexibilitäten im industriellen und gewerblichen Bereich sein: Stromlasten, die flexibel dann abgerufen werden können, wenn gerade viel Strom erzeugt wird.

Im zweiten Schritt geht es darum, diese verschiebbaren Stromlasten mithilfe einer neuartigen Flexibilitätsplattform zu managen und zu realisieren, um Engpässe im Stromnetz zu vermeiden.

„Durch die schwankende Energiebereitstellung aus Sonne und Wind muss mehr und mehr die Verbraucherseite zum Energiegleichgewicht beitragen. Industrielle Flexibilitäten sind dafür besonders geeignet“, so Professor Przemyslaw Komarnicki vom Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF.

Dritter Schwerpunkt wird das Thema „Digitalisierung“, unter anderem mit einem Energiedatenmarktplatz vom Fraunhofer-Institut FOKUS, einer Open Data-Plattform von Stromnetz Berlin und anderen Dienstleistungen.

„Keine andere Region in Deutschland steht so sehr für Energiekompetenz und gleichzeitig Erfahrung mit tiefgreifendem gesellschaftlichen Wandel wie der Nordosten. Das Projekt Windnode schöpft aus dieser Expertise und bringt unsere Region so als Leuchtturm der Energiewende weiter voran“, so Windnode Gesamtprojektleiter, Markus Graebig.

Flexibel am Meer

In Hamburg und Schleswig-Holstein haben sich im Rahmen des Großprojekts Norddeutsche Energiewende 4.0 (NEW 4.0) 60 Partner aus Wirtschaft, Wissenschaft und Politik zusammen gefunden. Die Projektkoordination liegt bei der HAW Hamburg. Über 100 Einzelprojekte in 30 Demonstrationsvorhaben werden von den beteiligten Unternehmen realisiert, teilt die Projektleitung weiter mit.

Wesentliches Ziel des Projektes sei es, die wachsende Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien, insbesondere aus Windenergie, optimal zu nutzen, besser in unser Versorgungssystem zu integrieren und mit dem Verbrauch zu synchronisieren.

„NEW 4.0 ist gut für den Norden, denn es hebt Synergien und vertieft die Zusammenarbeit mit unseren Nachbarn: Überschüssiger Windstrom aus Schleswig-Holstein wird in der Metropole genutzt und verbraucht. 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“, so Jens Kerstan, Hamburger Senator für Umwelt und Energie.

Ende 2017 zogen die Konsortialpartner eine Zwischenbilanz und stellten einzelne Teilprojekte vor: Demnach werden die großen Industrieunternehmen in der Verbrauchsregion Hamburg ihre industriellen Prozesse flexibler steuern, also je nach erzeugter Strommenge mehr Strom für die Produktion aufnehmen, oder aber die Produktionsprozesse – bei geringem Stromaufkommen – zeitlich verlagern.

Hieran arbeitet in Hamburg der Kupferproduzent Aurubis durch flexibilisierten Stromverbrauch. Das Stahlwerk Arcelor-Mittal ersetzt in Zeiten hohen Stromaufkommens Gas durch Strom. Das Unternehmen Trimet setzt bei der Aluminium-Elektrolyse steuerbare Wärmetauscher ein, auch kurzfristige Schwankungen können so ausgeglichen werden.

Als Power-to-Heat-Anwendung baut Vattenfall Wärme in Hamburg am Standort Karoline einen Elektrodenheizkessel mit 40-45 Megawatt sowie einen Strömungserhitzer, der 2018 in Betrieb gehen soll – Windstrom speist hierdurch die Fernwärme. Die Stadtwerke Flensburg planen in Phasen, in denen ansonsten Windstrom abgeregelt würde, Elektroheizsysteme für die Fernwärmeerzeugung einzusetzen. 

Wind-to-Gas Südermarsch errichtet an einem Windpark in Brunsbüttel einen Batteriespeicher sowie einen Wasserstoff-Elektrolyseur.

Die Digitalisierung von Prozessen zwischen den Partnern ist der Kitt des zukünftigen Energiesystems in NEW 4.0. Für die Echtzeit-Kommunikation der Netzzustände und der Erzeugungs- sowie Verbrauchsdaten werden technische und marktbezogene Plattformen entwickelt.

Hierzu ist die Netzampel Enko und die dazugehörige Online-Plattform von Schleswig-Holstein Netz  und der Erneuerbare-Energien-Gruppe der ARGE Netz als Koordinationsmechanismus zwischen Netzbetreibern und Flexibilitätsanbietern entstanden.

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