Im Projekt „Zellulare Energiesysteme zur Umgestaltung der Energieversorgung im suburbanen Raum“ soll eine Machbarkeitsstudie zur Umgestaltung des Energiesystems im ländlichen Raum hin zu einem zellularen Energieversorgungssystem erarbeitet werden.
Der Fokus liegt hierbei auf städtischen Randgebieten (suburbane Gebiete, die nicht Bestandteil einer zentralen Wärme- und Kälteversorgung sind), welche zukünftig verstärkt in energetischer Wechselwirkung mit einem Kerngebiet, der Stadt, stehen werden (am Beispiel Hoyerswerda). Intensiviert wird dies zusätzlich durch die Bevölkerungsentwicklung und der damit verbundenen Nachfrage nach Wohnraum in den Randbereichen einer Stadt, sowie dem zusätzlichen Bedürfnis einer möglichst grünen Mobilität zum Kerngebiet Exemplarisch soll hierbei die Region um Hoyerswerda betrachtet werden . Die Machbarkeitsstudie soll so angelegt werden, dass eine hohe Skalierbarkeit und Übertragbarkeit auf andere Regionen in Sachsen und deutschlandweit erreicht werden kann. Aktuell wird Hoyerswerda von einer zentralen Wärmeversorgung aus dem Kraftwerk Schwarze Pumpe versorgt. Diese Versorgung wird mit dem Ende der Kohleförderung, spätestens im Jahre 2038, eingestellt. Die Versorgungsbetriebe Hoyerswerda erarbeiten aktuell ein Konzept zur Transformation der urbanen Wärmeversorgung, bei dem der Ersatz der Kraftwerkskapazität von Schwarze Pumpe im Fokus der Betrachtungen steht. Nicht adressiert werden hierbei die suburbanen Gebiete um Hoyerswerda. Der Fokus des Projektes soll daher genau die Gebiete in und um Hoyerswerda betrachten, in denen keine Fernwärme vorhanden ist oder eine strukturelle Veränderung vorliegt (z.B. Zubau von Industrie, Einwohnerzu- bzw. -abnahme), die die Anforderungen an die Fernwärmeversorgung erheblich verändert. Hier soll zur Unterstützung des urbanen Fernwärmesystems ein flexibles zellulares Energiesystem etabliert werden, das die Sektoren Gas, Wärme und Elektrizität integral in Verbindung setzt. Die nachfolgende Abbildung illustriert die Sektorenkopplung und die dazu notwendige digitale Vernetzung.
Abb.: Prognose zur Änderung der Struktur des Energiesystems, Quelle: [1]
Die Energiewende führt zu fundamentalen Veränderungen auf der deutschen Energielandschaft. Anstelle zentraler, regelbarer Großkraftwerke (Atom-, Gas- und Kohlekraftwerke) speisen vermehrt viele dezentrale Anlagen (PV-Anlagen, Windkraftanlagen, Biogasanlagen) ihren Strom in das deutsche Stromnetz. Hierdurch entstehen neue Anforderungen auf der Angebots- und Nachfrageseite. Besonders im Wohngebäudebereich wandelt sich durch Eigenerzeugung der bisherige Verbrauch (“Consumer”) zum Energieerzeuger (“Prosumer”) wodurch sich das übliche Lastverhalten (abgebildet als Standardlastprofil) zunehmend verändert und durch individualisierte Nachfrageprofile abgelöst wird. Auf der Angebotsseite wird die Residuallast zur bestimmenden Größe für konventionelle Erzeuger. Als Folge der dezentralen Einspeisung wird das Stromnetz immer stärker ausgelastet und es kommt vermehrt zu Abregelungen regenerativer Energiequellen, um die Netzstabilität sicher zu stellen.
Ausgangslage:
Ziel:
Maßnahmen:
In Folge dessen wandelt sich das zentrale Energiesystem hin zu einem Zellularen Energiesystem.
[1]:J.Seifert/P.Schegner: Zellulare Energiesysteme, Grundlagen, Teilsysteme, Märkte, regulatorische Rahmenbedingungen, Praxisbeispiele; VDE Verlag; ISBN: 978-3-8007-5557-8, Link