EnerPrax – Energiespeicher der Zukunft

Die Energiewende ist eine zentrale Herausforderung unserer Zeit – und insbesondere ist sicherzustellen, dass das Stromnetz stabil ist. Die Einbindung erneuerbarer Energien führt zu Schwankungen – etwa dann, wenn die Stromproduktion höher ist als der Bedarf. Das kann an einem sonnigen und windigen Tag schnell passieren, wenn die vielen Photovoltaik- und Windenergieanlagen mehr grüne Energie liefern als gerade gebraucht wird. Speichertechnologien können hier Abhilfe schaffen. Sie nehmen Stromüberschüsse auf, speichern diese für eine spätere Nutzung und entlasten so das Stromnetz. Um ihre Nutzung voranzutreiben, forschte die FH Münster im EFRE-geförderten Projekt „EnerPrax“ gemeinsam mit der Gemeinde Saerbeck, der Gelsenwasser AG, dem Gas- und Wärme-Institut e.V., der SaeVE und den Stadtwerken Lengerich daran, welche Kombination der Speichermöglichkeiten für verschiedene Bedarfe und Erzeugungsmengen optimal ist.

Simulation

„EnerPrax“ untersuchte den Betrieb von Energiespeichern für den Bioenergiepark Saerbeck im Münsterland und für vergleichbare Kommunen. Die Forscherinnen und Forscher wählten unterschiedliche Speichertechnologien aus, um mit diesen einen Großspeicherbetrieb unter realistischen Bedingungen zu simulieren, Daten zu gewinnen und Erfahrungen zu sammeln. Die Wahl des Speichermediums bzw. -verfahrens – z. B. Batteriespeicher, Gas (Power to Gas), Wärme (Power to Heat) – ist genauso bedeutend wie der Zeitraum, für den gespeichert werden soll (Kurz-, Mittel- oder Langzeitspeicher). 

Eine besonders große Herausforderung ist es, die Speicher an die hohen Anforderungen des sich wandelnden Energiemarktes anzupassen. Die Speicher müssen schnell und flexibel arbeiten und gleichzeitig große Energiemengen aufnehmen und abgeben können. Dafür braucht es die optimale Speicherkombination. Nur so kann eine möglichst hohe System- und Netzstabilität bei hohen Anteilen erneuerbarer Energien gewährleistet werden. Diese Kombination mehrerer Speichertechnologien zur späteren Einspeisung elektrischer Energie aus Batteriespeichern in das Stromnetz bzw. die Umwandlung überschüssiger elektrischer Energie aus Photovoltaik und Windenergie in andere Energieformen zur Verwendung in anderen Bereichen nennt man auch Sektorenkopplung.

Synchronisierung

Im Fokus des Projektes stand nicht der Handel an der Strombörse oder am Energiemarkt, wie es bei vielen kommerziellen Speicherprojekten der Fall ist, sondern der Ausgleich zwischen der dezentralen regenerativen Erzeugung und dem Bedarf ganz konkret vor Ort. Eine weitere Herausforderung war daher die Synchronisierung der verschiedenen Speicheranlagen über unterschiedliche Schnittstellen. Außerdem gingen die Projektbeteiligten der Frage nach, wie sich der Wärme- und Kraftstoffmarkt in das System einbinden lässt. Da es sich bei den verwendeten Speichertechnologien zum Teil noch um Prototypen handelte, wurden auch Optimierungsmöglichkeiten in Bezug auf Technik, Steuerung und Integration dieser Technologien in den Blick genommen. Zudem flossen genehmigungsrechtliche Aspekte und die Berücksichtigung im Netzentwicklungsplan mit in die Forschung ein.

Blaupause

Ziel des Projektes EnerPrax war, am konkreten Beispiel von Saerbeck eine Blaupause zu schaffen und einen Weg aufzuzeigen, wie sich Ergebnisse auf andere Städte und Gemeinden übertragen lassen. Denn nur eine stimmige Kombination von Strom aus erneuerbaren Energien mit einer flexiblen und leistungsstarken Speichertechnologie ermöglicht eine Stromversorgung rein aus regenerativen Quellen.