18. September 2019

Elektrisches System als Herausforderung der Zukunft

Es sind noch viele Fragen zu beantworten, wenn es um das Stromnetz der Zukunft geht. Je weiter und schneller der Ausbau der Energieversorgung aus erneuerbaren Quellen vorangeht, desto stärker muss der Netzbetrieb auf die neuen Anforderungen umgestellt werden. Ziel muss es immer sein, den stabilen Netzbetrieb zu gewährleisten. Aktuell heißt das, Spannung und  Frequenz innerhalb festgelegter Grenzen zu halten. In Zukunft könnte das vielleicht mal heißen, ein schwingungsfähiges System zu etablieren. Wie können etwa Batterien zum Netzbetrieb der Zukunft beitragen? Wie kann die Kombination von Windenergie und Photovoltaik dafür genutzt werden – und wie müsste das bei Überangebot geregelt werden? Und was ist am Ende wichtiger: nutzbare Wirkleistung oder Blindleistung, die das System abstützt?

Diese und weitere Aspekte sind noch offen, der Forschungsbedarf ist hoch. Beim Workshop „Systemdienstleistungen – Stabile Stromversorgung durch PV- und Windenergie“, einer gemeinsamen Veranstaltung der Forschungsnetzwerke Energie „Stromnetze“ und „Erneuerbare Energien“ Mitte September in Hannover haben rund 90 Expertinnen und Experten zentrale Punkte zusammengetragen. Unternehmen, Forschungseinrichtungen, Universitäten und Politik waren hierbei vertreten.

Demonstrationsprojekte sind nach den Diskussionen der Expertinnen und Experten ein wichtiger Bestandteil von Forschung und Entwicklung. Viele der Anwesenden konnten Berichte über Hürden, die sich erst in Praxistests ergeben, bestätigen. „Es ist immens, wie viele Einzelfälle man hat“, brachte es einer der Teilnehmenden auf den Punkt. Dennoch müssen verlässliche Ergebnisse entstehen, die Energiewende schreitet weiter voran – schon im Jahr 2025 soll der Anteil an Strom aus erneuerbaren Energien 40 bis 45 Prozent der Stromerzeugung in Deutschland betragen. Die benötigten Lösungen müssen jetzt entwickelt werden. Einige Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler äußerten daher den erhöhten Bedarf an Versuchen in realen Stromnetzen. Die im neuen Energieforschungsprogramm der Bundesregierung aufgeführten Reallabore, die es ermöglichen sollen, die Funktions- und Systemtauglichkeit neuer Technologien nach der Prototypphase zu erproben bzw. zu evaluieren, könnten hier ein geeignetes Format darstellen. Rein praktisch fehle jedoch bisher eine geeignete Versicherung, sollte hier trotz ausgereifter Planung ein Schaden entstehen, so das Ergebnis einer Diskussionsrunde. Diese Frage gehe zwar über die reine Förderung von Forschung und Entwicklung hinaus, müsse aber mit bedacht werden.

Ein zentraler Punkt der Diskussionen behandelte zudem das Thema Lasten. Wie kann der Stromverbrauch auf Seiten der Nutzer mit dazu beitragen, das Stromnetz zu stabilisieren? Für die Zukunft sehen die Teilnehmenden der Forschungsnetzwerke hier einen wichtigen Beitrag. So sei es dem Verbraucher am Ende egal, ob der Gefrierschrank nachts stärker runterkühlt und somit den Stromverbrauch auf die Nacht verlagert. Entsprechende Programme könnten eine positive Regelreserve zur Verfügung stellen und überschüssigen Strom aus dem System nehmen. Nicht zuletzt der Sektor der Elektromobilität könne hierfür genutzt werden.

Generell besteht Interesse an einer Roadmap, die zukünftig dazu beitragen könnte, die erforderlichen nächsten Schritte und die zu erwartenden Etappen abzustecken. „Angesichts der Vielzahl aufgeworfener Fragen und Forschungsziele könnte ein Roadmapprozess eine wichtige Hilfe zur Strukturierung sein“, so Timo Haase, Fachreferent aus dem Energieforschungsreferat des BMWi am Ende des Workshops. Querschnittsthemen, die sich durch die Arbeit der Forschungsnetzwerke Energie neben den rein technischen Fragestellungen ergeben, werden innerhalb des BMWi weitergegeben.