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Das VAG-Netz als Speicher für PV-Strom

Das klimaneutrale Freiburger Fußballstadion, Baubeginn geplant 2018, wird mit Strom aus Photovoltaikanlagen versorgt werden. Dabei müssen die Planer den stark schwankenden Energiebedarf – hoch an Spieltagen, niedrig in den Wochen dazwischen – in Betracht ziehen. Deshalb bekommt das Stadion voraussichtlich zwei PV-Anlagen: eine kleine zur Deckung des Grundbedarfs und eine größere zur Deckung der Spitzenlasten. Kann der Strom nicht vom Stadion genutzt werden, wird er ins Stromnetz eingespeist. Wirtschaftlich ist das oft wenig sinnvoll, denn wenn auch andere Erzeuger erneuerbarer Energien viel Strom einspeisen, z. b. in sonnigen Sommermonaten, erhält der Betreiber nur geringe oder gar keine Erlöse. Daher analysiert eine Machbarkeitsstudie der badenova WärmePlus und des Fraunhofer ISE eine alternative Einspeisung, nämlich ins Straßenbahnnetz der VAG. Daraus kann eine Gewinnsituation für beide Seiten entstehen: Die VAG erhält Strom zu günstigeren Konditionen; die WärmePlus kann den PV-Strom direkt,wirtschaftlich und lokal sinnvoll einsetzen.

Zentraler Bestandteil eines solchen Systems ist ein Batteriespeicher, der flexibel zwischen Angebot und Nachfrage puffern kann. Ebenso könnte das Speichersystem auch die Energieeffizienz der VAG verbessern. Bisher gehen bis zu 950.000 kWh Bremsenergie pro Jahr verloren. Zwar sind die Straßenbahnen der VAG rückspeisefähig, d. h. sie können die beim Bremsen erzeugte Energie ans Straßenbahnnetz abgeben, das funktioniert aber nur, wenn sich gerade eine anfahrende oder beschleunigende Straßenbahn in unmittelbarer Nähe befindet, um die Energie aufzunehmen. Ist dies nicht der Fall, z. b. an Ausläuferstrecken oder Endhaltestellen, wandeln die Straßenbahnen die Bremsenergie in Verlustwärme um. Ein Batteriespeicher könnte diesen überschüssigen Strom aufnehmen.

In einem früheren Innovationsfondsprojekt hatte die VAG bereits einen kleineren Schwungradspeicher an einer Endhaltestelle erprobt. Im jetzigen Projekt planen die Experten von WärmePlus und ISE ein komplexeres Speichersystem, dass sowohl PV-Strom als auch Bremsenergie aufnehmen und gezielt und erlösoptimiert entweder über einen Wechselrichter an das öffentliche Netz oder direkt als Gleichstrom in das Straßenbahnnetz abgibt. Dazu vergleichen sie verschiedene auf dem Markt erhältliche Speichermodelle, und analysieren, wie groß ein solcher Speicher sein muss, um sowohl wirtschaftlich wie effizient zu sein.

Mit dem an die lokale Infrastruktur angepassten Konzept zeigt das Projekt neue Wege auf, um Energieversorgung und Energiewende ökologisch und ökonomisch sinnvoll zu gestalten.

Projektdaten

Projektnummer 2017-07
Projektart Forschung und Studien
Projektträger badenova Wärmeplus GmbH & Co. KG
Laufzeit April 2017 bis März 2018
Zuschuss 62.853 €

Ihre Ansprechpartner

Richard Tuth

Richard Tuth

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-29 84

E-Mail: richard.tuth@badenova.de

Michael  Artmann

Michael Artmann

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-22 53

E-Mail: michael.artmann@badenova.de

Einblicke in weitere Förderprojekte:

Regionales Konzept zur Entwicklung der Erneuerbaren Energien und zur Reduzierung der CO2-Emissionen
südlicher Oberrhein

Energieatlas - Verbrauch und Potential der Region

Seit 2008 zur Partnerschaft ‚Klimaschutz am Oberrhein’ zusammengefasst, hatten es sich die die Landkreise Ortenau, Emmendingen und Breisgau-Hochschwarzwald sowie der Stadtkreis Freiburg schon vorher zum Ziel gesetzt, den Energieverbrauch zu senken. Unterstützt durch die Energieagenturen aus Freiburg und Offenburg erarbeiten die Kreise des Regionalverbandes südlicher Oberrhein deshalb ein regionales Entwicklungskonzept und verwendet dieses Planungsinstrument erstmals mit Schwerpunkt auf den erneuerbaren Energien. Teil 1, der Energieatlas Region Südlicher Oberrhein, der sich auf Daten der Verwaltungen und Energieversorger stützt, beschreibt den gegenwärtigen Zustand. Er stellte fest, dass die Region pro Jahr 24.000 Gigawattstunden Energie benötigt, was in etwa 2,4 Millionen Litern Heizöl entspräche. Tatsächlich macht das Öl nur noch 28 Prozent aus während Erdgas ein gutes Drittel beansprucht. Die Industrie verbraucht knapp ein Drittel, die Privathaushalte knapp die Hälfte der Energiemenge, wobei der Atlas besonders im Immobilienbereich große Einsparpotentiale feststellt: Dort verbrauchen die Gebäude, die älter sind als die Wärmeschutzverordnung von 1984, über 80 % der Energie. Indem man die Gebäude besser dämmt oder klimafreundliche Heizoptionen einbaut lässt sich dieser Wert wesentlich reduzieren. Insgesamt kann die Region ihren Energieverbrauch halbieren, indem sie beispielsweise noch stärker Kraftwärmekopplung oder alternative Energiequellen wie Wasser oder Biomasse nutzt. Das ist das Ergebnis der langfristigen Klimaschutzstrategie, mit dem sich der zweite Teil der Studie beschäftigt. Mit der ausführlichen Studie sowie den konkreten Plänen, Energie effizienter einzusetzen und mehr erneuerbare Energiequellen zu verwenden ist der Regionalverband südlicher Oberrhein Vorbild für andere Regionen. Auf einer regionalen Ebene betrachtet, veranschaulicht das Projekt, das immense Marktpotential, das sich im Bereich klimafreundlicher Technologie für das lokale Handwerk ergibt. Mehr Informationen auf der Homepage des Projektes .

Unsichtbare Stromverbraucher in kommunalen Gebäuden erkennen
Lörrach und Weil am Rhein

Unsichtbaren Stromverbrauch erkennen

Die Städte Lörrach und Weil am Rhein versuchen schon seit längerem, den städtischen Energieverbrauch zu reduzieren und haben dafür beispielsweise in effizientere Heiz- und Leuchtsysteme investiert. Entgegen aller Erwartungen jedoch, ist der Stromverbrauch in den letzten Jahren weiter gestiegen. Die Ursachen hierfür sind mit herkömmlichen Methoden nur schwer zu finden. In den meisten Gebäuden gibt es nur einen einzelnen Stromzähler. Wie viel Strom beispielsweise Kleingeräte wie Computer, Kaffeemaschinen oder Drucker verbrauchen lässt sich nicht feststellen. Gerade um diese Kleingeräte und andere verstecke Verbräuche geht es den Verantwortlichen in Lörrach und Weil am Rhein. An zwei Beispielgebäuden messen die beiden Städte den tatsächlichen Stromverbrauch. Dazu erfassen Experten in einem ersten Schritt alle Geräte, deren Alter und Energieeffizenz und befragen Mitarbeiter, wie sie diese benutzen. Für ein Jahr erfassen in der Folge intelligente, durch ein Softwaresystem verbundene Strommessgeräte, welche Geräte und Gerätegruppen wann wie viel Energie verbrauchen und wie hoch ihr Anteil am Gesamtverbrauch ist. Aus diesen Daten entsteht anschließend eine Strategie, um den Stromverbrauch zu reduzieren. Zeitschaltprogramme sorgen dafür, dass Drucker oder Kaffeeautomaten nicht unnötig in Betrieb sind. Denselben Zweck erfüllt ein sogenannter Standby-Killer, der verhindert, dass Geräte unnötig in diesem Betriebsmodus verbleiben. Die Mitarbeiter lernen in Schulungen, wie sie Computer oder Drucker energieeffizienter einsetzten können und welche Geräte möglicherweise nur einmal pro Abteilung oder Stockwerk notwendig sind. Am Ende steht ein Verfahren, das eingesetzt in anderen kommunalen Gebäuden dazu beitragen kann, dass Städte und Gemeinden ihren Strombedarf senken können und die Entwicklung eines realistischeren Standards über den tatsächlichen Verbrauch in Bürogebäuden.

Versickerung von Regenwasser im Vauban
Freiburg

Funktioniert die Regenwasserversickerung wie geplant?

Weil mehr und mehr Flächen bebaut oder mit Beton versiegelt sind, versickert in den Großstädten Regenwasser immer schlechter ins Grundwasser. Die Kapazitäten des Kanalsystems sind oft begrenzt und deswegen bei Starkregen überlastet. Darüber hinaus schwemmt der Regen Schadstoffe in die Gewässer. Während man davon ausgeht, dass städtische Grünflächen, Bäume oder begrünte Dächer das Problem mildern, fehlen noch statistische Daten, die das erforschen. Im Freiburger Stadtteil Vauban untersuchte das Institut für Hydrologie der Universität Freiburg diese Zusammenhänge. Als junger Stadtteil ist das Vauban besonders gut dafür geeignet zu überprüfen, inwieweit die Stadtplaner tatsächlich vorhersagen konnten, wie der Regen abfließt. Weil der undurchlässige Lehmboden Wasser schlecht aufnimmt, entschieden sich die Planer damals dafür, Regenwasser weitgehend über Pflasterrinnen und Sammelgräben abzuleiten. Anders als herkömmliche Methoden arbeiten die Freiburger Hydrologen nicht nur mit Computermodellen, sondern stellen selbst umfassende Messreihen an, die in dieser Kombination bisher einzigartig sind. Sie untersuchen, wie viel Regen fällt, abfließt und verdunstet, wie viel Wasser Grünflächen aufnehmen können und ob bewaldete Flächen mehr Wasser speichern. Luftbilder geben Auskunft darüber, wie viele begrünte Dächer überhaupt vorhanden sind. Nach Projektabschluss steht das Simulationswerkzeug FReWaB (Freiburger Regen Wasser Bewirtschaftung) Gemeinden, Behörden und andere Interessierten zur Verfügung. Das Model ermöglicht die Abschätzung der Effekte von Regenwasserbewirtschaftung auf die Wasserbilanz eines spezifischen Standortes oder Grundstückes.. Das Modell sowie weiterführende Informationen finden Sie unter der Webseite des Instituts für Hydrologie der Universität Freiburg. Einige der während des Projektes angelegten Messstellen (einen Übersichtsplan (PDF, 1.5MB) finden Sie hier