Stadt als Speicher

 
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Die Energiewende kann nur gelingen, wenn Energieerzeugung und –verbrauch besser abgestimmt und die Möglichkeiten der Digitalisierung für eine intelligente Steuerung der Anlagen im Verbund genutzt wird. Dabei bieten insbesondere städtische Räume Chancen für Lastverschiebungen und Sektorkopplung. Die deutschen Ballungsräume sind geprägt von Bestandsbauten und technischer Infrastruktur, weshalb die Herausforderung darin besteht, neue Anlagen in bestehende Infrastrukturen einzubinden und unterschiedliche Anlagen miteinander zu vernetzen. Im Projekt geht es also darum, die Flexibilität eines urbanen Raums gebündelt zu nutzen und die Potentiale virtueller Speicher unter realen Bedingungen zu testen.

Die Hertener Stadtwerke sind Praxispartner für den Feldversuch eines Konsortiums unter Federführung der TU Dortmund, Institut für Energiesysteme, Energieeffizienz und Energiesysteme und der Partner Fraunhofer Umsicht, Universität Duisburg-Essen sowie den Unternehmen Bosch und Bittner und Krull.

Wichtige Akteure sind neben den Konsortialpartnern des von den Bundesministerien für Forschung, Wirtschaft und Umwelt geförderten Projekts die Betreiber der eingebundenen Anlagen vor Ort. In Herten waren das einerseits die Stadtwerke mit den BHKW’s der Städtischen Bäder und dem BHKW einer Siedlung, andererseits zwei Privathaushalte mit Wärmepumpen und das Technologiezentrum h2herten mit seinem Batteriespeicher im Rahmen des wasserstoffbasierten Energiekomplementärsystems zur autarken CO2-neutralen Stromversorgung.

Am Ende des 2014 bis 2018 laufenden Projekts sollen unterschiedliche Betriebs- und Kommunikationsstrategien evaluiert, der Einsatz zur Vermeidung zusätzlicher Netzbelastungen und die Entwicklung von Geschäftsmodellen für den Betrieb virtueller Speicher stehen. In einem ersten Schritt wurden die beteiligten Anlagen ausgewählt, dann wurden die Schnittstellen eingerichtet, um den Fahrplan für die einzelnen Anlagen über einen zentralen Aggregator steuern zu können und schließlich wurde der konkrete Fahrplan in einem komplexen iterativen System entwickelt, das Wetterprognosen, Daten von der Strombörse und Bedürfnisse der jeweiligen Nutzer einbezieht.

Es hat sich gezeigt, dass nur ein als städtische Tochter gut vernetztes und lokal akzeptiertes Stadtwerk ausreichendes Vertrauenskapital mitbringt, um Anlagenbetreiber zu überzeugen, Forscher und Entwickler in ihre Keller und Wohnzimmer zu lassen und ihre Anlage über einen Aggregator steuern zu lassen. Obwohl die Hertener Stadtwerke über gute Datennetze verfügen, war die Kompatibilität der IT-Systeme zwischen den Anlagen nicht trivial und hat mehr Zeit in Anspruch genommen, als ursprünglich geplant und erforderte den Einsatz von Fachingenieuren vor Ort. Bei den BHKW’s in den Schwimmbädern stellte sich die Frage, welche Flexibilitäten möglich sind ohne Einbußen im Komfort der Badegäste. Inwieweit kann ich mein BHKW nach den Strompreisen an der Börse oder der Stabilität des lokalen Stromnetzes führen, ohne dass die Becken kalt werden? Hier waren neben IT- und Energiekompetenz auch physikalische Kenntnisse zur Trägheit des Wassers als Speichermedium, aber auch menschliche Fähigkeiten zur Überzeugung der Bademeister nötig.

Es handelt sich um das erste Speicherprojekt in Deutschland, das unterschiedliche Bestandsanlagen mit unterschiedlichen Funktionen im lokalen Netz in einem Feldversuch zusammengeschlossen hat.

Ein Erfolgsfaktor war die gute interdisziplinäre Zusammenarbeit aller Akteure, die vom privaten Hausbesitzer über den Monteur und den Ingenieur der Stadtwerke bis zu den Forschern und Entwicklern großer universitärer und außeruniversitärer Forschungseinrichtungen, vom mittelständischen Unternehmen in Bayern zum Weltkonzern Bosch reichte. Wesentlich dazu beigetragen hat neben der erfahrenen Konsortialführung der Kümmerer der Hertener Stadtwerke, der als Bereichsleiter Technischer Service und Verantwortlicher für das Hertener Klimakonzept Akteure in der Stadtgesellschaft und im eigenen Unternehmen motivieren und die Fäden zu den Konsortialpartnern zusammenhalten konnte.

Die Aufgabenstellung, unterschiedliche dezentrale Erzeugungsanlagen miteinander zu vernetzen und ihre Optimierung und Speicherfähigkeit vor dem Hintergrund der Zunahme fluktuierender dezentraler Stromerzeugung zu nutzen, stellt sich überall, wenn man die Stromerzeugung in Deutschland auf erneuerbare Energien umstellen möchte. Dabei müssen gleichzeitig starke Fluktuationen bewältigt und der Energieverbrauch insgesamt gesenkt werden.

Die Finanzierung beruht auf der Förderung des Bundes.

  • Rechnerische Abbildung der Flexibilitäten im Hertener Stromnetz erleichtert und verbessert zukünftige Planungen und Geschäftsmodelle
  • Gegenseitiger Lernprozess über die Realitäten vor Ort für die beteiligten Forscher und über den gegenwärtigen Forschungsstand für die Hertener Stadtwerke
  • Die Ergebnisse sind in mehrere Doktorarbeiten eingeflossen.
  • Dauerhafte Verbesserung der Fahrweise der BHKW’s der Hertener Stadtwerke
  • Beitrag zum Hertener Klimakonzept
  • Alle beteiligten Projektpartner können Erfahrungen aus dem Projekt „Stadt als Speicher“ in andere Anwendungsfälle übertragen.
  • Klar ist aber auch geworden, dass ein virtueller Speicher unter den jetzigen Rahmenbedingungen nicht wirtschaftlich zu betreiben ist.
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