Projektbeschreibung

Das weitere Anwachsen der dezentral erzeugten erneuerbaren Energien (EE), insbesondere des Wind- und des PV-Stromes mit seinen großen Volatilitäten und dessen Integration in das bestehende Energiesystem, erfordern von der Energiewirtschaft große Anstrengungen. Die Dekarbonisierung nicht nur des Stromsystems, sondern auch der Energiesysteme Gas, Wärme und Mobilität, erfordern weitere Anstrengungen zurSystemintegration erneuerbarer Energien in die anderen Sektoren. So muss neben einer stärkeren Verteilung der Energie auf der Übertragungsnetzebene auch die effizientere regionale Nutzung auf der Verteilnetzebene durch eine intelligente Verschaltung (Sektorenkopplung) aller erzeugenden und verbrauchenden Energieträger in einem multimodalen Energienetz vorangetrieben werden. Das im Projektantrag beschriebene Forschungsvorhaben legt den Fokus auf dieses Thema. Es verwendet dabei den in Forschung und Technik vielfach beschriebenen zellularen Ansatz des Energiesystems [1-3] für die wissenschaftlichen Untersuchungen (vgl. Abbildung 1).

Ziel des Forschungsvorhabens ist es, die innerhalb von intelligent kooperierenden multimodalen Einzelzellen zur Verfügung stehenden erneuerbaren Energien dort auch möglichst optimal für alle Energieanwendungen zu nutzen. Dies bedeutet konkret, dass die lokal anfallende Energie zunächst auch möglichst in der eigenen Zelle verbraucht wird. Ein eventueller Überschuss wird dann entweder zellintern gespeichert oder aber den im Verbund betrachteten anderen Zellen zugeführt. Dadurch wird zwar Energie über das Übertragungsnetz verteilt, jedoch nur zwischen den kooperierenden Zellen. Somit liegt zwar nach wie vor die im Vorgängerprojekt fokussierte Minimierung der Ausgleichsleistungsmenge zwischen den Verteilnetzen und dem Übertragungsnetz vor, aber eben nur des Anteils, der nicht zwischen den Zellen ausgetauscht wird. Durch diese erweiterte Regionsbetrachtung kann der Netzausbau im Rahmen der Energiewende reduziert werden und deren Akzeptanz in der Bevölkerung erhöht werden. Darüber hinaus leistet dieser Ansatz einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz vor Ort.

Neben diesen übergeordneten Zielen verfolgt speziell der Realbetrieb der Dreiphasen-Methanisierungsanlage am KIT in Karlsruhe das Ziel, reale Prozessdaten zu den verfahrenstechnischen Grenzen und Möglichkeiten experimentell auszuloten, theoretisch zu beschreiben und den Projektpartnern zur Verfügung zu stellen. In diesen Datenpool sollen auch Ergebnisse aus anderen PtG-Projekten eingespielt werden, an denen die Projektpartner beteiligt sind. Besonders hervorzuheben ist dabei das EU-Projekt STORE&GO (https://www.storeandgo.info), in welchem drei unterschiedliche PtG-Anlagen errichtet und betrieben werden.

Hervorzuheben ist, dass die Forschungsarbeiten nicht rein theoretischer Natur sind, sondern sich praxisnah als Demonstrationsprojekt auf konkreten Energiezellen zweier benachbarter Modellstandorte (Alzey, Kirchheimbolanden) beziehen.

Involvierte Personen

Sina Steinle, M.Sc. , Dr.-Ing. M. Suriyah, Prof. Dr.-Ing. T. Leibfried

Projektpartner

• EWR AG

• Transferstelle Bingen (TSB) in der ITB gGmbH

• DVGW-Forschungsstelle am Engler-Bunte-Institut

• Karlsruher Institut für Technologie