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Energiewende

Wie von Geisterhand

Ein virtuelles Kraftwerk soll künftig Schwankungen beim Windstrom ausgleichen.

Wie von Geisterhand Wie von Geisterhand
ENERGLOBE.DE, Denny Rosenthal

Als erstes Energieunternehmen versorgt Vattenfall in einem Pilotprojekt seine Verbraucher durch ein virtuelles Kraftwerk. Dabei werden dezentrale Stromerzeuger und -verbraucher zentral gesteuert. Wissenschaftler arbeiten bereits am nächsten Schritt: Ein Kombikraftwerk, das verschiedene Erneuerbare Energien zusammenschließt, um Ökostrom zuverlässiger zu machen.

Vier Ingenieure sitzen hinter jeweils zwei Monitoren. Darüber blinkt eine große elektronische Wand mit einzelnen Bildschirmausschnitten. Eine geschwungene Kurve bildet die Windprognose für die nächsten Stunden ab. Willkommen in der Berliner Wärmeleitwarte von Vattenfall im Stadtteil Prenzlauer Berg. Von diesem Großraumbüro werden 25 dezentrale Anlagen mit einer Leistung von zusammen 30 Megawatt gelenkt. Wie von Geisterhand steuert der Versorger über eine Mobilfunkverbindung Wärmepumpen und kleine Gaskraftwerke vor allem im Großraum Berlin und in Hamburg an, um die unterschiedlich starke Stromerzeugung der Windräder auszugleichen. Derzeit beliefert das virtuelle Kraftwerk rund 6.000 Wohnungen mit Wärme.

Zentrale Steuerung von dezentralen Anlagen

Bei überschüssigem Windstrom werden Wärmepumpen angesteuert, die den Strom verbrauchen, um zeitversetzt ein Haus zu beheizen. Sie nutzen die Umgebungsluft als Wärmequelle. Ein Kältemittel verdampft schon bei geringen Temperaturen und macht die Energie nutzbar. Durch einen Verdichter wird das Gas komprimiert und so auf eine Temperatur von rund 50 Grad Celsius gesteigert – genug um damit Wasser zu erhitzen oder Wohnräume zu beheizen.

Herrscht dagegen Windflaute, funkt der Techniker diverse Blockheizkraftwerke an. Sie erzeugen Strom und Wärme gleichzeitig und sehr effizient. Durch einen mit Gas betriebenen Verbrennungsmotor kann die geringe Stromproduktion kurzfristig ausgeglichen werden.

Stromspeicher Kühlhaus

Im Sommer sind die Speicherkapazitäten des virtuellen Kraftwerks jedoch bedeutend niedriger, weil keine Heizwärme benötigt wird. Alternativ können künftig Großverbraucher wie Kühlhäuser den Strom aufnehmen und ihre Lager auf einige Grade tiefer kühlen. So wie es beim E-Energy-Projekt in Cuxhaven vom Oldenburger Energieversorger EWE praktiziert wird.

Der Ausbau bis zur Leistungsfähigkeit eines Großkraftwerks sei technisch schnell realisierbar, sagt Frank May, Vorstand der Wärmesparte bei Vattenfall Europe. Die größten Herausforderungen bei der Software seien im Prinzip gelöst. „Es ist möglich, bis zu 25.000 Anlagen anzuschließen“, so May. Als Abnehmer sollen vermehrt Hotels, Mehrfamilienhäuser und große Einkaufszentren eingebunden werden, da sie einen großen Wärmebedarf haben. Ende 2013 plant Vattenfall 200.000 Wohnungen mit rund 1.000 Anlagen zu versorgen. Das entspricht einer elektrischen Leistung von 200 Megawatt – genug um beispielsweise den Bedarf der schleswig-holsteinischen Landeshauptstadt Kiel zu decken.

Einheitlicher Standard für schnellen Ausbau erforderlich

Mit einem einheitlichen Anlagenstandard will Vattenfall die Voraussetzungen für das geplante Wachstum des Verbunds schaffen. Bislang sind die Hersteller Stiebel Eltron, SenerTec und SES Energiesysteme eingebunden. Die Steuerung für Wärmepumpen und Blockheizkraftwerke kann so kostengünstiger installiert werden. Die Kernfrage in den nächsten Jahren sei, ob weitere Hersteller andere Standards in den Markt bringen, so May. Das weitere Wachstum des virtuellen Kraftwerks wird zunehmend davon abhängen, ob sich weitere Anlagenhersteller dem Kommunikationsstandard anschließen. May ergänzt: „Mit dem Angebot, über das virtuelle Kraftwerk an der Nutzung der Windenergie teilzunehmen, haben insbesondere Wärmepumpenhersteller ein zusätzliches Verkaufsargument in der Hand.“

Der schwedische Energiekonzern Vattenfall testet erstmals den virtuellen Zusammenschluss von Anlagen. Je nach Windstärke richtet es seine Verbraucher aus. „Das ist die flexibelste Antwort, die es zurzeit auf das steigende Angebot von Ökostrom gibt“, kommentiert May. Dieses Know-how mache die dezentrale Speicherung des Windstroms als Wärme im großen Stil möglich und bringe damit die Netzintegration der Regenerativen einen großen Schritt vorran, sagt er weiter. Das Projekt ist Neuland für den Konzern – könnte aber bald auch in anderen Regionen, insbesondere im schwedischen Heimatmarkt von Vattenfall, zum Einsatz kommen.

Die Bundesregierung plant innerhalb der nächsten zehn Jahre, die Erneuerbaren Energien von derzeit 16 auf 30 Prozent am Strommix auszubauen. Den größten Beitrag soll dazu die unbeständige Windenergie liefern. Deshalb sind Anlagen und Speicher gefragt, die Strom aufnehmen, wenn Wind weht und nicht nachgefragt wird. Und entsprechend abgeben, wenn Verbraucher Strom und Wärme benötigen und der Wind stillsteht.

Kombikraftwerk gleicht Schwankungen aus

Wissenschaftler sind bereits einen Schritt weiter. Verschiedene erneuerbare Energieträger können sich auch untereinander ausgleichen. So funktioniert ein
Kombikraftwerk, das damit das virtuelle Kraftwerk erweitert: „Wir brauchen die Kombination von Wind- und Photovoltaikanlagen mit Biomasseanlagen“, betont Professor Manfred Fischedick, Vizepräsident des Wuppertal Instituts gegenüber ENERGLOBE.DE. Dadurch werde das Energieangebot zuverlässiger.

Derzeit startet ein neues Forschungsprojekt unter der Federführung des Fraunhofer-Instituts für Windenergie und Energiesystemtechnik mit einem Budget von 1,8 Millionen Euro. „Kombikraftwerk 2“ soll die Netzstabilität bei einer Stromversorgung mit 100 Prozent Erneuerbarer Energien modellieren.

Weitere Informationen:

Demonstrationsfilm von Vattenfall: www.vattenfall.de

Forschungsprojekt „Kombikraftwerk 2“: www.kombikraftwerk.de

»DIE KRISE DER IDEE VON EINER WELTORDNUNG

(IST) DAS ULTIMATIVE INTERNATIONALE

PROBLEM VON HEUTE«

Henry Kissinger,„World Order”, August 2014