Energieeffizienz

Norddeutsche Lösungen zur Energiewende

Hansewerk AG

Im April 2018 ging das vierte Hochleistunge-BHKW der Hanswerk Natur in Hamburg in Betrieb. Aufgrund ihrer extrem hohen Effizienz liegt die CO2-Belastung einer Kilowattstunde Wärme aus dem neuen Blockheizkraftwerk rund 40 Prozent unter einer in einem Kohlekraftwerk mit Wärmeauskopplung erzeugten Kilowattstunde. Damit werden pro Jahr rund 12.800 Tonnen CO2 eingespart.

Dezentral gesteuerte Virtuelle Kraftwerke sind die Kraftwerke der Zukunft. Sie versorgen einerseits hocheffizient ihren jeweiligen Nahbereich mit Strom und Wärme – andererseits wirken sie im Zusammenschluss überregional wie ein einziges Kraftwerk auf das Stromnetz und helfen, dieses zu stabilisieren.

Der Energiedienstleister HanseWerk Natur hat rund 70 Blockheizkraftwerke (BHKW) zu zwei Virtuellen Kraftwerken zusammengeschlossen. Diese verfügen über eine Gesamtleistung von 29 Megawatt und sind damit theoretisch in der Lage, Strom für mehr als 40.000 Haushalte zu erzeugen.

Das Konzept des Virtuellen Kraftwerks ist auch Teil des länderübergreifenden Großprojekts NEW 4.0, dessen Ziel es ist, den Norden bis 2035 zu 100 Prozent regenerativ mit Strom zu versorgen.

von: Ove Struck, Hansewerk AG, Quickborn

Der Anteil der erneuerbaren Energien in Deutschland wächst: 2017 deckten Wind, Sonne und Biomasse bereits etwa ein Drittel des gesamten Stromverbrauchs, so die Zahlen des Bundesverbands der Energie- und Wasserwirtschaft (BDEW). In einer Küstenregion wie Schleswig-Holstein lag im letzten Jahr der Anteil der erneuerbaren Energien im Stromnetz bereits bei rund 130 Prozent des Verbrauchs. Dennoch stellt auch im Norden der Umstieg von herkömmlichen fossilen Energieträgern wie Kohle und Erdgas weiterhin eine große Herausforderung dar. Der Grund: Mit der Stromproduktion aus erneuerbaren Energien sind erhebliche Schwankungen in der Stromeinspeisung verbunden, denn nur wenn die Sonne scheint und viel Wind weht, wird auch viel Strom erzeugt. Umgekehrt kommt die Produktion bei Nacht und Windstille teilweise komplett zum Erliegen. Ein stabiles Stromnetz setzt allerdings jederzeit eine ausgeglichene Stromeinspeisung und -entnahme voraus, sodass in Zeiten von Dunkelheit oder Flaute der benötigte Strom anderweitig erzeugt werden muss.

Genau an diesem Punkt kommen Virtuelle Kraftwerke ins Spiel. Darunter versteht man kleinere Kraftwerke, die aus mehreren sehr flexiblen Erzeugungsanlagen oder Speichern bestehen und ihren Strom gebündelt und bedarfsgerecht ins Stromnetz einspeisen

Strom-Steuerzentrale für erneuerbare Energien

Ein Virtuelles Kraftwerk kann man sich also wie einen digitalen Schwarm von dezentralen möglichst flexiblen Stromerzeugern vorstellen, die zu einem Verbund zusammengeschaltet werden und so Stromschwankungen besser ausgleichen können. Im Falle eines Überangebots an Strom im Netz – beispielsweise an sehr windreichen Tagen – wird die Leistung schnell heruntergefahren. Sollte hingegen wegen einer plötzlichen Flaute zu wenig Strom zur Verfügung stehen, können die Leistungen erhöht werden.

Im Gegensatz zu den nicht beeinflussbaren erneuerbaren Energieträgern Wind und Sonne sind Blockheizkraftwerke, die auf Erdgas- oder Biogasbasis laufen, unabhängig von Wetter oder Tageszeit und somit leichter steuerbar. Dies gilt umso mehr als die aus diesen Anlagen versorgten Fernwärmenetze eine gegebenenfalls schwankend produzierte Wärmemenge leicht speichern können. Der Wärmekunde merkt also nichts.


Die HanseWerk Gruppe ist mit ihren verschiedenen Gesellschaften eng mit der Energiewende verzahnt: Über die Tochtergesellschaft Schleswig-Holstein Netz hat das Unternehmen im nördlichsten Bundesland in den letzten Jahren fast 35.000 Anlagen zur Erzeugung erneuerbarer Energien mit einer installierten Leistung von 8.400 Megawatt angeschlossen. Gleichzeitig betreibt die Tochtergesellschaft HanseWerk Natur im gesamten norddeutschen Raum rund 200 flexible und teilweise hocheffiziente Blockheizkraftwerke. Vier dieser Blockheizkraftwerke im Raum Hamburg hat das Unternehmen technisch so aufgerüstet, dass sie über bis zu 99 Prozent Gesamtwirkungsgrad verfügen. Die spezifische CO2-Fracht einer Kilowattstunde Wärme aus einem neuesten, im Februar 2018 in Betrieb gegangenen BHKW in Hamburg-Eidelstedt, liegt beispielsweise aufgrund der hohen Effizienz der Anlage rund 40 Prozent unter der einer in einem Kohlekraftwerk mit Wärmeauskopplung erzeugten Kilowattstunde Wärme (abgeleitet aus der AGFW-Richtlinie 309-6).

Rund 70 seiner Blockheizkraftwerke hat HanseWerk Natur mit einer Gesamtleistung von 29 Megawatt zu einem Virtuellen Kraftwerk zusammengeschaltet. Damit können bis zu 40.000 Haushalte mit Strom und Wärme versorgt und gleichzeitig flexibel auf die schwankende Einspeisung erneuerbarer Energien reagiert werden. Zu Zeiten von überschüssigem Wind- und Sonnenstrom werden die BHKW heruntergefahren, ohne die Wärmeerzeugung zu beeinträchtigen. Wird hingegen kurzfristig Strom benötigt, kann die Leistung der BHKW gesteigert und der entstandene Bedarf gedeckt werden.
 


Innovative Lösungen für den Norden

HanseWerk engagiert sich parallel dazu im Projekt Norddeutsche Energiewende 4.0 (NEW 4.0). Hierzu hat sich in Hamburg und Schleswig-Holstein eine Allianz aus Wirtschaft, Wissenschaft und Politik gebildet, die in dem länderübergreifenden Großprojekt zeigt, wie die Gesamtregion mit 4,5 Millionen Einwohnerinnen und Einwohnern zu 100 Prozent mit regenerativem Strom versorgt werden kann. Dieses Ziel soll bereits 2035 umgesetzt sein.

Zur Aufgabenstellung im Rahmen von NEW 4.0 gehört bei der HanseWerk Natur, Stromverbrauch und -erzeugung bei der Wärmeversorgung zu flexibilisieren und so Schwankungen auszugleichen. Dazu sollen in einem ersten Schritt mehrere Blockheizkraftwerke von HanseWerk Natur zukünftig zusätzlich mit einer Power-to-Heat-Anlage ausgestattet werden. Mit diesen kann der Strombedarf vor Ort gesteigert werden, wenn zu viel Windstrom im Netz ist und gleichzeitig die dabei erzeugte Wärme in den Wärmenetzen zwischengespeichert werden.  

Das Virtuelle Kraftwerk bietet damit einen größeren Hebel, um auf Abweichungen der Prognosen über Stromproduktion und Stromverbrauch gezielt zu reagieren. Im Projekt NEW 4.0 wird dies bereits umgesetzt. Auf dieser Basis kann ein sicherer Netzbetrieb gewährleistet und Schwankungen im Stromnetz reduziert werden. Der Vorteil: Die erneuerbaren Energien können weiter ausgebaut und zunehmend auf konventionelle Großkraftwerke verzichtet werden. Virtuelle Kraftwerke spielen somit eine große Rolle beim Gelingen und Umsetzen der Energiewende in Deutschland.

Über den Autor

Ove Struck ist Leiter der Unternehmenskommunikation bei der Hansewerk AG in Quickborn.

Tel.: 04106 629-3678
ove.struckhansewerkcom
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www.hansewerk.com