5 Schau­fens­ter-Re­gio­nen für die Ener­gie­wen­de

Staatssekretär Baake (3 v. r.) mit den Vertretern der geförderten Schaufenster. (Bild: BMWi, S. Eriksson)

Staatssekretär Rainer Baake hat im Dezember den Startschuss für fünf ausgewählte Modellregionen gegeben, in denen innovative Technologien und Verfahren für die Energieversorgung der Zukunft untersucht werden. Ziel des Förderprogramms Schaufenster intelligente Energie – Digitale Agenda für die Energiewende (SINTEG) sind Musterlösungen für eine klimafreundliche, sichere und effiziente Energieversorgung bei hohen Anteilen erneuerbarer Energien. Im Zentrum stehen dabei die intelligente Vernetzung von Erzeugung und Verbrauch durch Einsatz innovativer Netztechnologien und -betriebskonzepte. Die fünf Schaufenster werden in den nächsten vier Jahren mit mehr als 200 Millionen Euro vom Bundeswirtschaftsministerium gefördert. Zusammen mit zusätzlichen privaten Investitionen werden so über 500 Mio. Euro in die Digitalisierung des Energiesektors investiert.

Staatssekretär Baake: „Wir starten heute in fünf Schaufenster-Regionen den Praxistest für die Energieversorgung der Zukunft und die Digitalisierung des Energiesektors. Das ist ein wichtiges Signal und ein starker Schub für die Energiewende und den Innovationsstandort Deutschland. Für ein Energieversorgungssystem der Zukunft, das mit bis zu hundert Prozent der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien arbeitet, brauchen wir neue und innovative Netztechnologien und- betriebskonzepte. Und zwar nicht nur auf dem Papier, sondern wir müssen sie in der Praxis testen. Genau das machen wir mit fünf großflächige Modellregionen, die über ganz Deutschland verteilt sind.“

An den Schaufenster-Regionen sind mehr als zweihundert Unternehmen und weitere Akteure etwa aus der Wissenschaft beteiligt. Die Projekte haben den Auftrag, „Blaupausen“ für die breitenwirksame Umsetzung einer intelligenten Stromversorgung auf Basis erneuerbarer Energien zu entwickeln.

Die fünf Schaufenster wurden im Rahmen eines Förderwettbewerbs ausgewählt. Mit der Übergabe der Förderbescheide heute ist dieser Schritt abgeschlossen. Damit beginnt nun der aktive Teil des Programms.

Das Schaufenster „C/sells: Großflächiges Schaufenster im Solarbogen Süddeutschland“ in Baden-Württemberg, Bayern und Hessen hat den Schwerpunkt Solarenergie. Im Fokus steht die regionale Optimierung von Erzeugung und Verbrauch.

Im Schaufenster „Designetz: Baukasten Energiewende – Von Einzellösungen zum effizienten System der Zukunft“ in Nordrhein-Westfalen, Rheinland-Pfalz und Saarland soll Energie aus Solarenergie und Windkraft für die Versorgung von urbanen und industriellen Verbrauchern genutzt werden.

Im Schaufenster „enera: Der nächste große Schritt der Energiewende“ in Niedersachsen geht es u.a. um regionale Systemdienstleistungen, die das Netz lokal stabilisieren und die Zuverlässigkeit der Stromversorgung auf Basis von erneuerbaren Energien weiter erhöhen.

Das Schaufenster „NEW 4.0: Norddeutsche EnergieWende“ in Schleswig-Holstein und Hamburg soll zeigen, dass die Region bereits 2025 sicher und effizient mit siebzig Prozent regenerativer Energie versorgt werden kann.

„WindNODE: Das Schaufenster für intelligente Energie aus dem Nordosten Deutschlands“ umfasst die fünf ostdeutschen Länder und Berlin. Ziel ist eine effiziente Einbindung von erneuerbarer Erzeugung in einem System aus Strom-, Wärme- und Mobilitätssektor.

Das Fraunhofer IWES in Kassel arbeitet mit seinen Kompetenzen Energieinformatik, Energiemanagement und Elektrische Netze in den folgenden drei der fünf Modellregionen mit: C/sells, NEW 4.0 und WindNODE.

Im Rahmen des Projekts NEW 4.0 passen die Kasseler Fraunhofer-Forscher ihre Modelle von heutigen und zukünftigen Energieversorgungsstrukturen mit aktivierbaren Flexibilitäten sowie IT-Strukturen zur Aggregation verteilter, erneuerbarer Erzeugung, sogenannte virtuelle Kraftwerke, an und entwickeln sie weiter. Insbesondere der Interaktion mit dem Außenraum wird hierbei Rechnung getragen: „In der Integration der virtuellen Kraftwerke in Markt- und Netzbetriebsmechanismen und die Konzeption der dabei zugrundeliegenden Datenstrukturen und -austauschkonzepte ist die konsequente Fortführung der Energiewende aus informationstechnischer Sicht“, so der Leiter der Abteilung Energieinformatik und Informationssysteme Reinhard Mackensen.

Für die bestmögliche Integration fluktuierender Energieerzeuger sind Forschungsarbeiten für einen verbesserten Netzbetrieb durch die Optimierung der Engpassbewirtschaftung sowie deren Analyse und Auswirkung auf die Netzausbauplanung geplant. Insbesondere die netzbetriebliche Umsetzung der „gelben Ampelphase“ zur Engpassbeiseitigung durch Nutzung von Flexibilitäten dezentraler Anlagen über eine Marktplattform steht im Fokus der netztechnischen Aufgabenstellungen. Martin Braun, Leiter der Abteilung Betrieb Verteilungsnetze, ist sich sicher: „Eine optimierte Betriebsweise von Verteil- und Übertragungsnetzen in Kombination mit einer effizienten Netzplanung sind wichtige Bausteine, um die Energiewende effizient umzusetzen.“

In mittleren Umfang arbeitet das IWES in Kassel auch in C/sells mit. C/sells entstand auf Initiative der Smart Grids-Plattform Baden-Württemberg e.V., der Forschungsstelle für Energiewirtschaft e.V. München und des Energieversorgers EAM und umfasst Demonstrationsbausteine aus Baden-Württemberg, Bayern und Hessen. Im C/sells-Konsortium haben sich Partner aus den Bereichen Energiedienste und Netze, Betreiber und Hersteller, Wissenschaft und Transfer zusammengefunden. Albrecht Reuter von Fichtner zusammen mit seinem Stellvertreter Ole Langniß leiten C/sells.

C/sells wird demonstrieren, wie die intelligente Energieversorgung der Zukunft aussieht: zellulär, vernetzt, partizipativ, nachhaltig und komfortabel. Mit einem Projektvolumen von ca. 100 Mio. € werden dazu rund 50 Partner aus Industrie, Energiewirtschaft und Wissenschaft innerhalb der nächsten vier Jahre dezentral verbundene Energiesysteme in Baden-Württemberg, Bayern und Hessen demonstrieren. Bereits heute wird etwa die Hälfte der solaren Stromerzeugung in Süddeutschland produziert und in vielfältigen Anwendungen eingesetzt. Die mittelständisch geprägte Industrie und auch die aktiven Haushalte sind dankbare Abnehmer und oft auch findige Veredler dieses Solarstromes. Gerade deshalb ist es sinnvoll, diese Region als Vorbild für Lösungen in ganz Deutschland zu sehen und zur Modellregion für die dezentrale Energiewende zu etablieren.

Mit einem kleineren Arbeitspaket ist das Fraunhofer IWES in Kassel auch in WindNODE vertreten. Rund fünfzig Verbundpartner arbeiten insgesamt vier Jahre lang an gemeinsamen Lösungen, um große Mengen erneuerbarer Energie möglichst effizient in die Stromnetze zu integrieren. WindNODE umfasst alle sechs ostdeutschen Bundesländer inklusive Berlin und steht unter der Schirmherrschaft der sechs Regierungschefs. Die Region ist schon heute der bundesweite Vorreiter für erneuerbare Energien – rund die Hälfte des Stromverbrauchs stammt hier bereits aus Wind, Sonne und anderen erneuerbaren Quellen.

Neben dem Verbundkoordinator 50Hertz kümmern sich die Unternehmen Siemens und Stromnetz Berlin sowie die Wirtschaftsförderer Berlin Partner, Energy Saxony und ZukunftsAgentur Brandenburg um die strategische Lenkung von WindNODE. Beteiligt sind neben Energieversorgern, Netzbetreibern und High-Tech-Spezialisten auch Unternehmen des Automobilbaus, der Ver- und Entsorgung, der Wohnungswirtschaft und des Einzelhandels sowie mehrere Universitäten und Forschungsinstitute aus der Region. Die drei Unternehmensvertreter aus dem Lenkungskreis, Dirk Biermann (50Hertz Transmission GmbH), Frank Büchner (Siemens AG) und Erik Landeck (Stromnetz Berlin GmbH), betonen die Bedeutung des Verbundprojekts: „Niemand kann die Energiewende alleine zum Erfolg führen. WindNODE bietet eine hervorragende Plattform, um gemeinsam mit einer Vielzahl beteiligter Partner die neuen, intelligenten Lösungen für das Energiesystem der Zukunft zu entwickeln und zu erproben.“

Designetz erstreckt sich über die drei Bundesländer Nordrhein-Westfalen, Rheinland-Pfalz und Saarland und wird vom Bundeswirtschaftsministerium mit rund dreißig Millionen Euro gefördert. „Im Verbundprojekt Designetz entwickelt das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz KI-Verfahren zur Vorhersage von Erzeugung und Verbrauch erneuerbarer Energien auf Basis von Energiemassendaten und trägt somit zur Energiewende in Deutschland bei“, sagt Boris Brandherm, DFKI Designetz-Projektleiter.

Die drei Bundesländer bieten ideale Voraussetzungen, die Herausforderungen der Energiewende realitätsbezogen anzugehen. Hier leben und arbeiten rund 22 Millionen Menschen, also etwa ein Viertel der Bevölkerung Deutschlands, ein Umstand, der Designetz zu einer Blaupause der Energiewende werden lässt. So findet man Gebiete mit sehr hohen Einspeisungen aus erneuerbaren Energien, z.B. aus Wind und Photovoltaik. Gleichzeitig gibt es aber auch industriegeprägte Verbrauchszentren mit extremen Lastspitzen, die auch zukünftig zuverlässig und wirtschaftlich mit elektrischer Energie versorgt werden müssen.

Das DFKI beschäftigt sich mit der Konzeption und Entwicklung von intelligenten Verfahren zur Erweiterung der Zustandsbewertung von Netzen für eine Vorhersagekomponente zur nachgelagerten Verbesserung von Steuerungsempfehlungen und mit Security und Privacy sowie Daten- und Diensteplattfomen. Dazu werden Konzepte und Lösungen zur Entwicklung einer Referenzarchitektur und eines Vorgehensmodells für Security-by-Design und Privacy-by-Design für kritische Infrastrukturen des Energiesektors erarbeitet sowie deren Umsetzung in einer sicheren integrierten Daten- und Diensteplattform. Darauf aufsetzend werden Prognoseverfahren zur Unterstützung einer sicheren Energieversorgung entwickelt. Sowohl für die Daten- und Diensteplattform als auch für die Prognoseverfahren wird eine Rollen- und Rechteverwaltung umgesetzt. (Quellen: BMWi / Fh.-IWES / DFKI)

Links:  Informationen zum Förderprogramm Schaufenster intelligente Energie – Digitale Agenda für die Energiewende (SINTEG), Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, (PDF: 40 kB)Institutsteil Energiesystemtechnik, Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES, KasselFB Intelligente Benutzerschnittstellen, Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH (DFKI), Kaiserslautern

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