Smart
Capital
Region
2.0

Intelligente Energie aus dem Nordosten Deutschlands

Intro

Energiewende

Treiber unserer Projektarbeit ist der durch die Energiewende ausgelöste Transformationsprozess des gegenwärtigen Energieversorgungsystems.

Dieses baut auf fossilen Energieträgern auf und wird nun in ein nachhaltiges System auf Basis erneuerbarer Energien überführt.

An der damit verbundenen Schnittstelle von Politik, Wirtschaft und Wissenschaft arbeiten wir an Lösungen für die „Stromversorgung der Zukunft“.


Klimaschutz

Das Ziel vom im November 2016 verabschiedeten Klimaschutzplan ist es, bis zum Jahr 2050 weitgehend treibhausgasneutral zu werden. Mittelfristziel ist das Senken der Treibhausgasemissionen in Deutschland bis 2030 um mindestens 55 Prozent gegenüber dem Niveau von 1990. Von zentraler Bedeutung ist der Umbau der Energiewirtschaft. In diesem Sektor sollen es, durch den weiteren Ausbau Erneuerbarer Energien und den einhergehenden Rückgang konventionellen Energiekapazitäten, die Emissionen bis 2030 um mindestens 61 Prozent gegenüber 1990 reduziert werden. Flankiert werden diese Planzahlen mit den Ausbauzielen für Erneuerbare Energien, die im Jahr 2035 bereits 55-60 Prozent des Bruttostromverbrauchs decken sollen. Quelle

2025

Nach aktuellen Zahlen stammten im Jahr 2016 31,7 Prozent des deutschen Stromverbrauchs aus Erneuerbaren Energien. Seit Einführung des EEG im Jahr 2000 ist der Anteil demnach von etwa 6 Prozent um 25,7 Prozentpunkte gewachsen. Bis zum Jahr 2025 soll sich der Anteil weiter auf 40-45 Prozent erhöhen. (Quelle)

Fakt!

In einigen Netzgebieten Brandenburgs liegt der Anteil des EEG-Stroms schon heute bei über 100 Prozent. Das führt jedoch nicht zur „Vollversorgung“, sondern zu Tagen mit extremer Überproduktion oder zu solchen, an denen gar kein „grüner Strom“ erzeugt wird. Die damit einhergehende Ausbilanzierung eines zunehmend wetterabhängigen Stromangebots und einer schwankenden Stromnachfrage wird immer komplexer und stellt neue Anforderungen an das Energieversorgungssystem.

In den letzten 20 Jahren

ist der Anteil der regenerativen Stromerzeugung in Deutschland rasant angewachsen. In 2016 betrug er etwa 29 Prozent. Der Ausbau dieser Erzeugerkapazitäten erfolgte jedoch regional sehr unterschiedlich, völlig losgelöst von der Stromabnahme vor Ort und ohne Berücksichtigung der verfügbaren Transportkapazität der Stromnetze. (Quelle)

Fast täglich

werden in Brandenburg und Mecklenburg-Vorpommern konventionelle und regenerative Einspeiser bereits eingesenkt oder abgeschaltet, um die Netze zu entlasten. Grund hierfür sind hohe regenerative Einspeisungen und ein geringer Verbrauch.

Nur Sekunden

bleiben einem Netzleitstellenmitarbeiter in der Regel, um zu entscheiden, ob, wann und wo konventionelle oder regenerative Einspeiser eingesenkt oder abgeschaltet werden müssen. Im Ernstfall droht ein Blackout.

Lösung Smart Grid?

Ein Smart Grid ist ein „intelligentes Stromnetz“, welches entsteht, wenn die konventionelle Netzinfrastruktur durch innovative Informations- und Kommunikationstechnik verbessert wird. Mit Hilfe eines Smart Grids kann die zunehmenden Anzahl von dezentralen Stromerzeugern, -speichern und -verbrauchern beherrscht werden.

Projektdetails

Was wir machen

In unserem Projekt untersuchen wir die Auswirkungen eines wachsenden Anteils regenerativer Erzeuger, Speicher und steuerbarer Lasten des Strom-, Wärme-, Gas- und Elektromobilitätssektors in einem "intelligenten Netz". Das Projekt wird auf dem BTU Zentralcampus bis 2019 durchgeführt.

Projektskizze SCR2.0 (PDF)
Steckbrief SCR2.0 (PDF)

Unser Smart Grid...

...befindet sich auf dem Zentralcampus der BTU Cottbus-Senftenberg. Dazu gehören eine PV-Anlage und ein Blockheizkraftwerk als Erzeuger sowie ein Batteriespeicher, ein Ladesäulenpark mit Elektroatuos sowie eine Power-to-Gas-, Power-to-Heat- und Power-to-Cold-Anlage als Verbraucher.


Detaillierte Infos zu den Smart Grid Komponenten (PDF)

Teil einer bundesweiten Strategie

2016: Den ausgewählten Projekten des Förderprogramms "Schaufenster intelligente Energie - Digitale Agenda für die Energiewende" (SINTEG) wurden die Förderbescheide vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie übergeben. Fünf ausgewählten "Schaufensterregionen" sollen skalierbare Musterlösungen für eine effektive Energieversorgung bei hohen Anteilen erneuerbaren Energien entwickeln und demonstrieren. Somit wird ein wichtiger Beitrag zur Digitalisierung der Energiewende geleistet.

Das Verbundvorhaben WindNODE ist eines der fünf Schaufensterregionen, in dem SCR 2.0 eingebettet ist. Ziel des Verbundvorhabens ist ein effizientes Zusammenspiel von erneuerbaren Erzeugungskapazitäten, Stromnetzen und Energienutzern auf Basis einer digitalen Vernetzung zu demonstrieren. Die Schaufensterregion umfasst die fünf ostdeutschen Bundesländer und Berlin.

SINTEG
WindNODE

Wir laden bidirektional!

Bidirektionales Laden bedeutet, dass Fahrzeuge bei Bedarf elektrische Energie auch wieder ans Netz zurückgeben können und so zu „rollenden Energiespeichern“ werden. Mit unserer Technik haben wir diese wichtige Evolutionsstufe der Elektromobilität bereits im Vorgängerprojekt e-SolCar demonstriert und uns damit in diesem Forschungsgebiet positioniert.

Besuchbare Orte

BIENe: Die Modellanlagen, die zu unserem Smart Grid gehören, sind rund um das "Besucherzentrum Intelligente Energie Netze" (BIENe) aufgebaut. Ein öffentlich zugänglicher interaktiver Schilderrundgang bietet dort Wissenswertes über jede einzelne Komponente. Besuche sind nach Vereinbarung möglich.

PSS: Power System Simulator!

PSS: Der Power System Simulator ist ein simuliertes Netzleitsystem mit einer modularen Netzberechnung zur kontinuierlichen Abbildung physikalischer Netzvorgänge. Besuche sind nach Vereinbarung möglich.

Visionen

Elektromobilität in Deutschland

„Die kommenden Jahre werden von einer langsam aber stetig wachsenden Zahl von Plug-In-Hybriden geprägt sein. Die rein elektrisch fahrbaren Strecken werden sich auf Reichweiten bis hin zu 60 Kilometern ausdehnen. Die großen Hersteller haben bereits batterie-elektrische Fahrzeuge im Programm, auch hier mit langsam steigenden Energiekapazitäten. Diverse Konzeptfahrzeuge mit Reichweiten von 350 bis 500 Kilometern wurden bereits vorgestellt und sollen in den nächsten Jahren verfügbar sein.“


Prof. Dr.-Ing. Harald Schwarz

Stromversorgung in Deutschland

„Ein gewaltiger Aus- und Umbau der Stromnetze ist erforderlich, kommt aber wegen lokaler Widerstände nur extrem langsam voran. Ein stark wachsender Verkabelungsanteil ist wegen der hohen Kosten volkswirtschaftlich eher nachteilig und aus netzbetriebstechnischer Sicht als schwierig zu bewerten. Dennoch wird die regenerative Erzeugung auch zukünftig über die Höchstlast ansteigen. Konventionelle Erzeugung wird auch weiterhin aus dem Markt gedrängt werden. Sie muss aber als Kapazitätsreserve bei Nichtverfügbarkeit regenerativer Erzeugung am Netz gehalten und als 'Stand-by' über den Strompreis finanziert werden.“


Prof. Dr.-Ing. Harald Schwarz

Brandenburg als Energieregion

„Aus wissenschaftlicher Sicht bietet Brandenburg ein exzellentes Reallabor, um die Interaktionen im Energiebereich zu erforschen. Mit seinem gleichermaßen hohen Anteil an konventioneller und regenerativer Erzeugung, sowie Stromnetzen, in denen der Anteil an regenerativer Energie inzwischen 100 Prozent der Stromabnahme erreicht hat, finden wir hier eine Situation vor wie sie in Gesamtdeutschland etwa in 30 Jahren Realität sein wird.“


Prof. Dr.-Ing. Harald Schwarz

Wie geht es weiter mit SCR?

„Als Teil des 'Internationales Schaufensters Elektromobilität Berlin-Brandenburg' hat SMART Capital Region in der Erforschung der zukünftigen Situation in den letzten drei Jahren einen Beitrag geleistet. Nun wird das Projekt inhaltlich weiterentwickelt und im Rahmen des Förderprogramms 'Schaufenster intelligente Energie - Digitale Agenda für die Energiewende' (SINTEG) des Bundeswirtschaftsministeriums bis 2020 fortgeführt.“


Prof. Dr.-Ing. Harald Schwarz

Team

Prof. Dr.-Ing Harald Schwarz

Lehrstuhlinhaber & Projektleiter

T: 0355/ 69-4502
E: harald.schwarz@b-tu.de

Dr.-Ing. Erik Blasius

Projektmanagement & Elektromobilität

T: 0355 / 69-5578
E: erik.blasius@b-tu.de

M.A. Khrystyna Shakhmatova

Stakeholder-Dialoge & Ergebnistransfer im AP3

T: 0355 / 69-4044
E: shakhmatova@b-tu.de

Dipl.-Ing. Lars Karge

SMART Campus

T: 0355/ 69-4296
E: lars.karge@b-tu.de

Dipl.-Ing. Enrico Jende

Wärme- & Kälteanlagentechnik

T: 0355 / 69-5576
E: enrico.jende@b-tu.de

M. Sc. Yang Li

Netzbetreiberdaten

T: 0355 / 69-5575
E: liyang@b-tu.de

M.Sc. Marcel Kaßner

Micro Grid

T: 0355 / 69-5574
E: marcel.kassner@b-tu.de

SCR 2.0 wird am Lehrstuhl Energieverteilung & Hochspannungstechnik an der BTU Cottbus-Senftenberg umgesetzt. Maßgebende fachliche Unterstützung und Anregung erhält das Projektteam dabei durch die Lehrstuhlmitarbeiter Dipl.-Ing. Dirk Lehmann, Dr.-Ing. Klaus Pfeiffer, Dipl.-Ing. (FH) Lothar Kleinod und Dipl.-Ing. (FH) Holger Häusler.

Medien

Schilderrundgang

Detaillierte Infos zu den Smart Grid Komponenten im „Versuchsfeld Intelligente Energie Netze“ (PDF)

Veröffentlichungen

Artikeln in der internationalen Fachschrift "Frontiers of Energy" Februar 2017

Workshop "Microgrids und Elektromobilität in der Praxis" (PDF) April 2015

Partner