Mit dem Stromnetz in seiner gegenwärtigen Form ist die Energiewende nicht zu bewältigen

Dr. Joachim Kabs, Vorstand Netztechnik der Schleswig-Holstein Netz AG
Dr. Malte Posewang, ENSURE Projektleiter bei der Schleswig-Holstein Netz AG

Mit dem Stromnetz in seiner gegenwärtigen Form ist die Energiewende nicht zu bewältigen. Das liegt unter anderem daran, dass das Energiesystem nicht länger nur zur Übertragung des Stroms in eine Richtung genutzt wird, vom Kraftwerk zum Verbraucher. Angesichts der steigenden Zahl der sogenannten „Prosumer“, die selbst z. B. durch PV-Anlagen Strom erzeugen und in die Netze einspeisen, muss der Strom zunehmend in beide Richtungen transportiert werden. Hinzu kommt, dass Solar- und Windanlagen nicht durchgehend Strom erzeugen; die Produktion schwankt und erfolgt zunehmend dezentral.

Um diesen Herausforderungen angemessen zu begegnen, optimieren deutsche Verteilnetzbetreiber fortlaufend ihre Netzinfrastruktur, wobei die Versorgungssicherheit immer das zentrale Element bleibt. Hierbei werden die Komponenten des bestehenden Stromnetzes angepasst und im Hinblick auf die erneuerbaren Energiequellen umgerüstet.

ENSURE ist eines der wichtigsten deutschen Forschungsinitiativen im Bereich der Energiewende

Die vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unterstützten Kopernikus-Projekte nehmen dabei eine wichtige Rolle ein. Als eine der wichtigsten deutschen Forschungsinitiativen im Bereich der Energiewende umfasst das Programm verschiedene Projekte, die allesamt auf die Hauptziele ausgerichtet sind: Einen Paradigmenwechsel und damit einen gesamtgesellschaftlichen Wandel herbeizuführen sowie eine Welt dezentralisierter, CO2-armer Energiesysteme zu schaffen.

Da sich unsere Gesellschaft und der Stand der Wissenschaft im permanenten Wandel befinden, sind die Kopernikus-Projekte so ausgelegt, dass sie sich auch hinsichtlich zukünftiger Veränderungen als flexibel erweisen. Werden beispielsweise in einem relevanten Bereich grundlegend neue Erkenntnisse gewonnen, können die Kopernikus-Projekte entsprechend angepasst werden. Klar festgelegte Meilensteine stecken die Ziele der Projekte ab und dienen ihnen als Erfolgsindikatoren.

Eines der vielversprechendsten Kopernikus-Projekte ist ENSURE, das sich seit 2016 mit der Entwicklung des Stromnetzes der Zukunft befasst. 21 Partnerorganisationen, darunter Industrieunternehmen, wissenschaftliche und zivilgesellschaftliche Organisationen wie E.ON, die RWTH Aachen, Hitachi-ABB, Siemens, KIT und TenneT, arbeiten derzeit im Rahmen dieses Projekts an Lösungen für ein neues Energienetz.

Wichtigstes Ziel von ENSURE ist die Entwicklung eines systemischen Gesamtkonzepts für eine erfolgreiche Energiewende, unter Berücksichtigung aller relevanten Faktoren: Topologie, Anlagen und Konzepte für die operative Steuerung. Die besten Lösungsansätze sollen dann im realen System demonstriert werden, und zwar sowohl physisch als auch in einer virtuellen 1:1 Abbildung der realen Netzdemonstration. Zusätzlich ermöglicht die Visualisierung dieses digitalen Zwillings ein virtuelles Erleben der Energiewende für seine Bürgerinnen und Bürger.

Die E.ON-Tochter Schleswig-Holstein Netz AG (Teil der HanseWerk-Gruppe) arbeitet in ihrer Rolle als Verteilnetzbetreiber im ENSURE Projekt. Als E.ON-Vertreter im Projekt erforscht das Unternehmen die technischen und gesellschaftlichen Herausforderungen, die es auf dem Weg zu einer erfolgreichen Energiewende zu bewältigen gilt.

Das bundesweite Forschungsprojekt ENSURE ist in Schleswig-Holstein beheimatet. Norddeutschland gilt als eine Energiewende-Region, da hier enorme Mengen Erneuerbarer Energien produziert werden. Die Modellregion wurde nicht nur aufgrund der vorhandenen gut entwickelten Elektrizitäts-, Gas-, Verkehrs- und Wärmeinfrastruktur gewählt, sondern auch, weil dort neue Technologien sowohl in städtischen als auch ländlichen Gebieten erprobt werden können. Industriegebiete mit Anschlüssen auf unterschiedlichen Spannungsebenen gibt es dort ebenfalls. Sobald die erwünschten positiven Testergebnisse der ENSURE Projekte vorliegen und positive Auswirkungen für die Energiewende in diesem Testgebiet nachgewiesen werden können, kann das Projektmodell auf andere Regionen in Deutschland übertragen werden.

ENSURE kann einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz liefern

Die ersten Pilotanlagen im Rahmen des ENSURE-Projekts sollen 2021 installiert werden und 2022 in Betrieb gehen. Nun bleibt noch die Frage, wie dieses Projekt zum Wegbereiter für das Energienetz der Zukunft werden soll? Eine wichtige Rolle spielt dabei die sogenannte Sektorenkopplung – das Zusammenspiel der Bereiche Strom, Verkehr, Wärme und Gas. Außerdem wollen die Projektpartner Digitalisierung und Automatisierung nutzen, um die Flexibilität des Netzes zu verbessern.

Dr. Joachim Kabs, Vorstand Netztechnik der Schleswig-Holstein Netz, betont die Bedeutung von ENSURE für eine erfolgreiche Energiewende: „Wir haben das Gesamtsystem im Auge, um mehr grünen Strom in unsere Netze integrieren zu können.“ ENSURE kann so einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz liefern. „Dabei wollen wir unser Netz noch effizienter betreiben und Energieverluste reduzieren“, erklärt Kabs.

Vor allem stellt das Projekt die Energieproduzenten und -verbraucher in den Mittelpunkt des zukünftigen Energiesystems. Hier ist ein völlig neuer, technisch komplexerer Ansatz gefragt. Innovative Technologien sollen den Betrieb eines dezentralen und digitalisierten Systems mit Tausenden von Energieerzeugern ermöglichen. So sollen wesentlich effizientere, sicherere und flexiblere Netze geschaffen werden, die es den Betreibern ermöglichen, den Netzausbau in Grenzen zu halten und damit Kosten zu sparen.

ENSURE Projektleiter bei der Schleswig-Holstein Netz AG, Dr. Malte Posewang: „Wir erforschen hier zum ersten Male eine Vielzahl neuer Ansätze und wie diese miteinander harmonieren. Wir wollen demonstrieren, wie Innovationen in unser bestehendes Netz integriert werden können. Gleichzeitig entwickeln wir einen digitalen Zwilling des neuen, modernen Netzes, so dass Bürgerinnen und Bürger selbst online die Energiewende erleben können.“

Die Errungenschaften von Nikolaus Kopernikus waren das Ergebnis seiner Offenheit, Neugier und Vielseitigkeit, sowie die Erkenntnis, dass die ganzheitliche Betrachtung verschiedener Szenarien und Zusammenhänge zur besten Lösung führt. Dieser Ansatz wird auch seinen Beitrag leisten, das aktuelle Ziel zu erreichen, die Energieversorgung bis 2050 klimaneutral zu gestalten.

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