Strom speichern statt abregeln: THWS erforscht Einsatz industrieller Batteriespeicher im Verteilnetz
Kick-off für ein neues Forschungsprojekt: Wie industrielle Batteriespeicher zur Entlastung der Stromnetze beitragen können, das wird am Institut für Sustainable Energy Systems (INSYS) der Technischen Hochschule Würzburg-Schweinfurt (THWS) gemeinsam mit vier regionalen Partnern untersucht. Das mainfränkische Konsortium aus Wissenschaft, Industrie und Energiewirtschaft erhält eine Förderung von mehr als vier Mio. Euro, um die Einbindung industrieller Batteriespeicher in den Verteilnetzbetrieb gemeinsam voranzubringen. Ziel ist es, vorhandene Netzkapazitäten effizienter zu nutzen, die Abregelungen erneuerbarer Energien zu reduzieren und zusätzliche Flexibilität für die Energiewende zu gewinnen.
„Mainfranken bietet ideale Voraussetzungen für das Forschungsprojekt ReDiFlex-B“, sagt INSYS-Leiter Prof. Dr. Fabian Scheller. „Im Netzgebiet der ÜZ Mainfranken wird bereits mehr erneuerbarer Strom erzeugt als verbraucht. Gleichzeitig führen lokale Netzengpässe dazu, dass Wind- und Solaranlagen zeitweise abgeregelt werden müssen.“ Die Forschenden wollen übertragbare technische und wirtschaftliche Lösungen entwickeln, die künftig auch anderen Verteilnetzbetreibern und Industrieunternehmen zur Verfügung stehen. Im Mittelpunkt steht dabei die Frage, wie sich unterschiedliche technische, wirtschaftliche und regulatorische Anforderungen miteinander vereinbaren lassen. Als Unternehmenspartner sind ÜZ Mainfranken eG, MAINCOR Rohrsysteme GmbH & Co. KG und AXSOL GmbH mit im Boot, die Projektkoordination übernimmt das Center for Applied Energy Research e. V. (CAE).
Untersucht wird, wie industrielle Batteriespeicher eingesetzt werden können, um Netzengpässe zu reduzieren und mehr erneuerbaren Strom nutzbar zu machen – betrachtet werden die Teilnahme am Strom- und Regelenergiemarkt, Eigenverbrauchsoptimierung und die Redispatch-Prozesse von Verteilnetzbetreibern (also Eingriffe in die Einspeiseleistung).
Schwerpunkt Wirtschaftlichkeit
An der THWS übernehmen Prof. Dr. Fabian Scheller und Carolin Höchner insbesondere die energiewirtschaftliche und regulatorische Bewertung. Sie untersuchen, unter welchen rechtlichen und energiewirtschaftlichen Voraussetzungen industrielle Batteriespeicher gleichzeitig für den Eigenverbrauch, den Strommarkt und Redispatch eingesetzt werden können. Dazu gehören insbesondere die Rollen und Verantwortlichkeiten der beteiligten Akteure, regulatorische Anforderungen an den Speicherbetrieb sowie geeignete Mess-, Bilanzierungs- und Abrechnungskonzepte. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Wirtschaftlichkeit: Welche Erlöse entgehen einem Unternehmen, wenn sein Batteriespeicher zur Entlastung des Stromnetzes eingesetzt wird? Welche zusätzlichen Kosten entstehen durch Batteriealterung? Und wie können solche Einsätze fair vergütet werden?
„Die eigentliche Herausforderung liegt darin, dass ein Batteriespeicher nicht gleichzeitig alle Anforderungen erfüllen kann“, erklärt Prof. Dr. Fabian Scheller. „Wird er für den Eigenverbrauch oder den Strommarkt eingesetzt, verändert sich sein Ladezustand und damit die Flexibilität, die dem Netzbetreiber für Redispatch zur Verfügung steht. Gleichzeitig müssen Netzanschlussgrenzen eingehalten und mögliche Verpflichtungen aus dem Regelenergiemarkt berücksichtigt werden. Es stellt sich also die Frage, welches Signal wann Vorrang hat, wie sich die tatsächliche Netzwirkung nachweisen lässt und wer die wirtschaftlichen Folgen eines Eingriffs trägt. Am INSYS erforschen wir genau dieses komplexe Zusammenspiel von technischen Möglichkeiten, Marktmechanismen und regulatorischen Vorgaben – mit dem Ziel, industrielle Speicher verlässlich und wirtschaftlich sinnvoll in den Netzbetrieb einzubinden.“
Zusammenarbeit mit MAINCOR und AXSOL
Ein zentraler Bestandteil des Projekts ist der Industriestandort von MAINCOR in Knetzgau. Das Unternehmen verfügt bereits über umfangreiche Photovoltaikanlagen und einen kontinuierlichen Strombedarf durch seine Produktion. Im Rahmen des Vorhabens soll ein Batteriespeicher mit rund zehn Megawattstunden Kapazität eingebunden und unter realen Produktionsbedingungen erprobt werden. „Die Zusammenarbeit mit der THWS und den weiteren Forschungspartnern bietet uns die Möglichkeit, innovative Speicherlösungen direkt in unserem Produktionsalltag zu erproben. Gerade die Verbindung von wissenschaftlichen Ansätzen und praktischen Anforderungen macht das Projekt für uns besonders wertvoll“, erklärt MAINCOR-Geschäftsführer Dieter Pfister.
Der regionale Netzbetreiber ÜZ Mainfranken untersucht die Integration des Speichers in die Netzleitstelle und die Redispatch-Prozesse. Das CAE koordiniert das Projekt und entwickelt intelligente Optimierungsverfahren für den Speicherbetrieb. AXSOL übernimmt die technische Umsetzung und Integration des Energiemanagementsystems.
„ReDiFlex-B zeigt, wie wichtig die enge Zusammenarbeit zwischen Hochschulen, Forschungseinrichtungen und Unternehmen ist. Gemeinsam können wir wissenschaftliche Erkenntnisse in praxistaugliche Technologien überführen und Lösungen hier vor Ort in Mainfranken entwickeln, die später auch an anderen Standorten eingesetzt und damit vertrieben werden können“, betont Jürgen Zinecker, Geschäftsführer von AXSOL.
Das dreijährige Forschungsprojekt ReDiFlex-B hat ein geplantes Gesamtvolumen von rund 4,65 Millionen Euro und wird mit rund 2,42 Millionen Euro im Rahmen des 8. Energieforschungsprogramms des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie gefördert.
Über das INSYS
Das Institut für Sustainable Energy Systems (INSYS) der Technischen Hochschule Würzburg-Schweinfurt (THWS) forscht interdisziplinär an nachhaltigen Energie- und Ressourcensystemen. Fünf Forschungsprofessoren und rund 15 Mitarbeitende beschäftigen sich mit Fragestellungen der Energie- und Ressourceneffizienz, Kreislaufwirtschaft und Lebenszyklusanalyse, Technologie- und Klimafolgenmanagement, Sensorik sowie multiphysikalischer Simulation. Als fakultätsübergreifendes Forschungsinstitut verbindet das INSYS wissenschaftliche Erkenntnisse mit praxisorientierten Lösungsansätzen. In enger Zusammenarbeit mit Unternehmen, öffentlichen Einrichtungen und weiteren Praxispartnern leistet das Institut einen Beitrag zur nachhaltigen Transformation.
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Über die THWS
Die Technische Hochschule Würzburg-Schweinfurt (THWS) zählt zu den größten Hochschulen für angewandte Wissenschaften in Bayern und steht seit ihrer Gründung im Jahr 1971 für hervorragende Lehre und angewandte Forschung. Mit rund 9.200 Studierenden, einem breit gefächerten Angebot von mehr als 60 Studiengängen sowie zwei Promotionszentren deckt die THWS ein weites Spektrum ab, das von Technik über Wirtschafts- und Sozialwissenschaften sowie Sprache bis hin zu Gestaltung reicht. Die THWS ist nicht nur regional in Franken und Bayern verwurzelt, sondern auch stark international ausgerichtet, was sich in zahlreichen Kooperationen und Austauschprogrammen weltweit und nicht zuletzt in einem vielseitigen englischsprachigen Studienangebot widerspiegelt.
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