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Intelligentes Stromnetz für dezentrale Erzeuger

Immer mehr Wasserkraft-, Windkraft-, und Solaranlagen speisen ihren Strom ins Netz ein. Auch die Zahl der KWK-Anlagen steigt stetig. Diese an sich erfreuliche Entwicklung stellt die Netzbetreiber vor neue Herausforderungen. Sie müssen zunehmend dezentrale Erzeuger in ihr Netz integrieren und für einen stabilen Betrieb sorgen. Auch für die Anlagenbetreiber ändert sich die Lage in den nächsten Jahren. Das KWK-Gesetz fördert schon 2011 viele Anlagen nicht mehr, so dass ihre Besitzer neue Strategien für eine wirtschaftliche Betriebsführung finden müssen. Die Gemeindewerke Gundelfingen, das Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme und die badenova-Töcher Netz und WärmePlus analysierten deshalb die Netzsituation der Gundelfinger EEG- und KWK-Anlagen. Ziel war es, den Lastfluss zu berechnen und mögliche Energieszenarien zu erstellen. Dazu integrierten die Wissenschaftler die Daten aus dem Netz und von den Erzeugern in einen speziellen Betriebsführungsassistenten und in das geografische Informationssystem (GIS) der badenova. Dieser Betriebsführungsassistent für die Leitwarten entstand in einem früheren Projekt von ISE und badenova, das erstmals eine größere Anzahl dezentraler Anlagen zu einem ‚virtuellen Kraftwerk’ zusammenfasste. Nach einer Testphase simulierten die Forscher dann verschiedene Szenarien und konnten das Netz nach ökologischen oder wirtschaftlichen Kriterien optimieren. Das Projekt ist damit Modell für andere Gemeinden und Stromnetzbetreiber.

Projekterkenntnisse:

  • Durch State Estimation kann der Stromnetzzustand in Echtzeit bestimmt werden. Daraus ergeben sich Vorteile für die Betriebsführung und Planung der Netze. Es ist dafür ausreichend bereits vorhandene Messungen durch Wetterprognosen zu ergänzen.
  • Die Untersuchung der Kraftwärmekopplungsanlagen im Netzgebiet zeigt auf, dass die angewendeten Betriebsführungsstrategien bereits sehr gut sind. Eine weitere Verdienstmöglichkeit ist Eigenstromnutzung. Damit können die Strombezugskosten verringert werden.
  • Spannungsabhängige Einspeisung von Blindleistung ist eine sehr effiziente Möglichkeit zur Spannungsregelung. Die komplexe Parametrierung der Anlagen ist Aufgabe der Anlagenbetreiber. Um die Einstellungen zu überprüfen, sollte der Netzbetreiber temporär das Verhalten der Anlage messen.

Projektdaten

Projektnummer 2011-08
Projektart Forschung und Studien
Projektträger Fraunhofer ISE
Laufzeit Juni 2011 bis Juni 2015
Zuschuss 170.000

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:

Umwelt-, Klima- und Nachhaltigkeitskonzept für die Landesgartenschau Lahr 2018
Lahr

Umwelt-, Klima- und Nachhaltigkeitskonzept für die Landesgartenschau Lahr 2018

Im Dezember 2009 hat der Ministerrat Baden-Württemberg der Stadt Lahr den Zuschlag für die Landesgartenschau 2018 erteilt. Bei einer Großveranstaltung wie einer Landesgartenschau, haben die Flächeninanspruchnahme, die notwendige Infrastruktur, die Versorgung mit Energie und Wasser, die Anreise, die Verpflegung der Besucher und die Entsorgung des Abfalls einen enormen Einfluss auf Ökosysteme, Umwelt und Klima. Erfahrungen von anderen Großveranstaltungen zeigen, dass Klima- und Umweltschutz keine nachrangigen Ziele sind, die sich bei Veranstaltungen „beiläufig“ oder „nebenher“ realisieren lassen. Sie sind immer dann effektiv und erfolgreich, wenn sie von Anfang an in allen Phasen berücksichtigt werden. Bei der Planung und Organisation der Landesgartenschau in Lahr sollen daher frühzeitig Klima- und Umweltbelange, aber auch Aspekte der Nachhaltigkeit einbezogen werden. Die von der Stabsstelle Umwelt erarbeiteten Grundlagen und Ideen wurden vom beauftragten Öko-Institut e.V. in Dortmund aufgegriffen und weiterentwickelt. Unter Einbeziehung wichtiger Akteure (Stadtverwaltung, Gemeinderat, Freundeskreis) wurde gemeinsam ein abgestimmtes Umwelt-, Klima- und Nachhaltigkeitskonzept für die Landesgartenschau 2018 erarbeitet. Wesentliche Punkte aus wichtigen Themengebieten wurden daraus als Umwelt-, Klima- und Nachhaltigkeits-Leitlinien formuliert und anschließend von der Landesgartenschau Lahr 2018 GmbH beschlossen. Als Publikumsmagnet weckt die Gartenschau Interesse an Umwelt- und Klimaschutz und ist ein weiteres Modell, um Großveranstaltungen in Zukunft nachhaltig und möglichst klimaneutral zu gestalten. Weiterführende Informationen und Ergebnisse der Untersuchungen finden Sie im beigefügten Abschlussbericht. Darstellung dreier wesentlicher Erkenntnisse aus dem Projekt Bei Großveranstaltungen ist eine frühzeitige Erarbeitung und Abstimmung und eine verbindliche Beschließung von Umwelt-, Klima- und Nachhaltigkeitsleitlinien erforderlich, damit diese Punkte bei der Planung und Durchführung berücksichtigt werden. Neben den Leitlinien ist die Zurverfügungstellung eines umfassenden Maßnahmenkatalogs bzw. einer Checkliste eine wichtige Hilfestellung für die Beteiligten. Damit die Leitlinien und Maßnahmen in konkrete Aktionen und Projekte umgesetzt werden, sind eine Begleitung und ein Monitoring während des Planungs- und Durchführungszeitraums erforderlich.

Grundwasserschonende Bioenergieerzeugung
Freiburg, Südbaden

Wie erzeugt man klima- und grundwasserschonend Biomasse?

Immer mehr Landwirte erwägen, neben ihren zum Verzehr bestimmten Feldfrüchten auch Pflanzen anzubauen, aus denen feste, gasförmige oder flüssige Brennstoffe entstehen. Obwohl es unzählige solche Energiepflanzen gibt, verwendet die deutsche Landwirtschaft in der Praxis nur wenige. Die Agentur für Nachhaltige Nutzung von Agrarflächen (ANNA) analysierte daher auf Testflächen in Hausen und Bad Krozingen, welche Pflanze unter welchen Bedingungen wirtschaftlich sinnvoll und ökologisch vorteilhaft ist. Für vier Anbauoptionen untersuchten die Experten unter anderem, wie stark verschiedene Energiepflanzen Grundwasser und Atmosphäre belasten: Neben der Dauerwiese, die besonders für Wasserschutzgebiete geeignet ist, waren das zwei Dauerkulturen mit Micanthus (Chinaschilf) und Salix, einer schnell wachsenden Kurztriebweide. Außerdem verglichen die Wissenschaftler eine Energiefruchtfolge mit einer Fruchtfolge aus der Nahrungsmittelproduktion. Aus den Daten erstellten sie eine Ökobilanz, welche die Energieaubeute des Endproduktes mit dem Energieaufwand verrechnet, der während des Anbaus anfiel. Dazu zählt neben der unmittelbaren Wachstumsphase beispielsweise auch die Energie für Dünger, Transport oder anschließende Produktionsschritte. Im Ergebnis waren die Dauerkulturen Micanthus und Salix am umweltfreundlichsten, weil sie weniger Dünger benötigen und die Landwirte ihre Maschinen seltener einsetzen, wenn sie übers Jahr nur eine Frucht anbauen. Im Gegenzug schnitt die Energiefruchtfolge relativ schlecht ab, weil sie mehr Arbeit und Dünger erfordert, was auch die Umwelt stärker belastet. Trotz der Unterschiede sind alle vier Anbauarten eine umweltfreundlichere Alternative zu fossilen Energien, wobei Micanthus und Dauerwiese das höchste Energiesparpotential pro Kilogramm Trockenmasse aufweisen. Als Fazit sprachen sich die Experten von ANNA deshalb dafür aus, dass die Landwirte in Deutschland zukünftig einen Mix aus Energiepflanzen anbauen, bei dem die untersuchten vier Optionen einen großen Anteil ausmachen. Mehr Informationen auf der Homepage von ANNA.