Multi-Energie-Systeme der Energiewende
Die Energienetze für Strom, Gas, Wärme und Wasser miteinander zu koppeln und zu einem effizienten und nachhaltigen Multi-Energie-Netz zusammenzuführen, ist das Ziel im von der EU geförderten Forschungsprojekt „SmartMES Intel-ligente Multi-Energie-Systeme“. Ein interdisziplinäres Forscherteam arbeitet daran, durch die Mehrfachnutzung von Infrastrukturen, durch die Schaffung von Synergien und Flexibilitäten in den unterschiedlichen Energienetzen kostspielige Eingriffe der Betreiber zu reduzieren und Einschränkungen für die Netznutzer zu minimieren. Dadurch werden perspektivisch Betriebskosten gesenkt, Klimaschutzziele erreicht und ein intelligentes Ressourcenmanagement gewährleistet, wodurch letztendlich auch die Energiekosten für die Verbraucher sinken.
„Das Überangebot elektrischer Energie insbesondere aus erneuerbaren Quellen führt bereits heute regelmäßig zu Netzengpässen“, erläutert Prof. Dr.-Ing. Martin Wolter vom Institut für Elektrische Energiesysteme. „Die Energiemengen können im elektrischen Netz alleine nicht mehr abgeführt werden. Der erforderliche Netzausbau ist aber teuer und dauert zu lange. Daher müssen Netzbetreiber immer häufiger in die Erzeugung eingreifen und insbesondere Windenergieanlagen abschalten, um das Netz nicht zu überlasten. Das wiederum erhöht den CO - Ausstoß, da die nicht nutzbaren Energiemengen durch netztechnisch günstiger gelegene, konventionelle Kraftwerke kompensiert werden müssen.“
Um das gesamte Energieversorgungssystem langfristig zuverlässig, stabil, nachhaltig und wirtschaftlich zu betreiben, seien neben dem weiteren Ausbau der Energienetze neue, wirksame und kostengünstigere Lösungen erforderlich. Durch eine ganzheitliche Betrachtung aller einzelnen Energiesysteme sollen nun mögliche Schnittstellen und Synergien definiert, Potenziale zur Energiespeicherung und -umwandlung erschlossen und modellartig in einem intelligenten Multi-Energie-System zu-sammengeführt werden. Hierzu seien, so Martin Wolter, insbesondere die Nebenbedingungen und Anforderungen der jeweiligen Energieträger und deren Anwender exakt zu erforschen und einzubinden.
Lösungen, die das elektrische Netz mit dem Gas- und dem Wärmenetz koppeln, werden dafür bereits getestet. „Die Erzeugung gasförmiger oder flüssiger Kraftstoffe durch den Einsatz von überschüssiger elektrischer Energie, Power-to-Gas- oder Power-to-Liquid-Technologie, verhindert die kostenintensive Abschaltung von erneuerbaren Energieträgern im Fall von Netzengpässen und ist ein Beispiel für Effizienzsteigerung und Kostenminimierung“, skizziert Professor Wolter.