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Energieausgleich

Energiesystem der Zukunft soll regionale Gegebenheiten beachten

| Redakteur: Rebecca Vogt

Die zentrale Frage im Projekt Integra-Net: Welche Techniken eignen sich in welchen Regionen für den Energieausgleich?
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Die zentrale Frage im Projekt Integra-Net: Welche Techniken eignen sich in welchen Regionen für den Energieausgleich? (Bild: Fraunhofer Umsicht)

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Im Projekt Integra-Net beschäftigen sich Forscher des Fraunhofer-Instituts für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik (Umsicht) mit den Strom-, Gas- und Wärmenetzen in Deutschland. Ziel ist es, ein effizientes und zukunftssicheres Energiesystem zu entwerfen.

Der Anteil der erneuerbaren Energien wie Sonne und Wind am deutschen Energie-Mix nimmt stetig zu. Jedoch sind diese Energiequellen abhängig von Tageszeit und Witterung, was zu Schwankungen führt. Hinzu kommen große saisonale Unterschiede.

Gleichzeitig liegen Energiebedarf und Energieproduktion oftmals räumlich weit entfernt. Bedingt durch den regional ungleichmäßigen Ausbau von Wind- und Solarstromanlagen müssen künftig immer öfter erneuerbare Energieerzeuger heruntergeregelt werden, um die Netzstabilität zu gewährleisten. Zusätzliche Ungleichgewichte werden durch die Stilllegungen der Kernkraftwerke sowie fossiler Kraftwerke entstehen.

Speichertechniken helfen beim Bedarfsausgleich

Das stellt das deutsche Energiesystem vor große Herausforderungen. Eine Möglichkeit, den zeitlichen und regionalen Stromausgleichsbedarfen zu begegnen, ist die Nutzung von Speicher- und Transportkapazitäten der Gas- und Wärmenetze über sogenannte Sektorkopplungstechniken. Diese dienen der Energieumwandlung zwischen verschiedenen Energieträgern (Strom, Gas und Wärme).

Beispiele sind Wärmepumpen, Kraft-Wärme-Kopplung oder Methanisierung. „Die Vorteile liegen auf der Hand, denn Wärme- und Gasspeicher sind günstiger und besser für die Langzeitspeicherung geeignet als Stromspeicher“, erklärt Anne Hagemeier, Abteilung Energiesysteme bei Fraunhofer Umsicht.

Regionale Unterschiede müssen miteinbezogen werden

Doch stellt sich die Frage, welche Techniken sich in welchen Regionen für den Energieausgleich eignen. Fraunhofer Umsicht betrachtet hierzu gemeinsam mit dem Gas- und Wärme-Institut Essen e.V. die deutschen Strom-, Gas- und Wärmenetze. Ziel des Projekts Integra-Net ist es, deren Potenziale zum Energieausgleich durch Integration der Energienetze zu ermitteln. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) fördert das Vorhaben.

Aufgrund der unterschiedlichen Ausbaustufen und Verbrauchsstrukturen können keine generellen Aussagen getätigt werden. Deswegen unterscheiden die Forscher vier Ebenen. Auf den oberen beiden Ebenen (Deutschland, Bundesländer) werden die Ausgleichsbedarfe und Potenziale auf Basis einer energetischen Bilanzierung ermittelt.

Die Ergebnisse der unteren Ebenen fließen ebenfalls in die Betrachtung ein. Hier, auf der Regionen- sowie Stadt-/Gemeinde-/Quartiersebene, werden dynamische Simulationen durchgeführt, um das Verhalten von Verbrauchern und Produzenten in Verbindung mit den jeweiligen Techniken zu untersuchen.

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