Forschungsprojekt NEW 4.0

In größerem Umfang ist das Fraunhofer IEE im Schaufensterprojekt »NEW 4.0: Norddeutsche EnergieWende« beteiligt, das die Kernherausforderungen der Energiewende mit einer Doppelstrategie lösen will: Die Steigerung des Stromexports in andere Regionen durch effiziente Nutzung und Ausbau der Energieinfrastruktur sowie innovative Netztechnologien in der Region, ferner durch die Erhöhung der energetischen Selbstverwertungsquote für regionale, regenerative Erzeugungspotenziale mit Hilfe konsequenter Sektorenkopplung.

NEW 4.0 legt den  Entwicklungspfad zu dem Ziel, die Region bereits 2025 zu 70 Prozent sicher und zuverlässig mit regenerativem Strom zu versorgen. Gleichzeitig soll regenerativ erzeugter Strom sukzessive für die Wärmeversorgung und für industrielle Prozesse, die bislang mit fossilen Energien wie Gas betrieben wurden, verwendet werden: Aus der »Stromwende« soll in Schleswig-Holstein und Hamburg eine Energiewende werden. Hierbei kommen verschiedene Speicher, Technologien wie Power-to-Heat, Power-to-Gas und neue Systeme in industriellen Prozessen (Power-to-Product) zum Einsatz. Zudem soll die marktorientierte Integration mithilfe weiterentwickelter Marktregeln auf Basis einer regulatorischen »Experimentierklausel« erprobt werden: Die Ergebnisse zur Wirksamkeit eines zukünftigen Rechtsrahmens kann wertvolle Erkenntnisse für die Bundespolitik zur Entwicklung des zukünftigen Marktdesigns liefern.  

Die Kasseler Fraunhofer-Forscher werden im Rahmen des Projekts New 4.0 ihre Modelle von heutigen und zukünftigen Energieversorgungsstrukturen mit aktivierbaren Flexibilitäten sowie IT-Strukturen zur Aggregation verteilter, erneuerbarer Erzeugung, sogenannte virtuelle Kraftwerke, anpassen und weiter entwickeln. Insbesondere der Interaktion mit dem Außenraum wird hierbei Rechnung getragen: »In der Integration der virtuellen Kraftwerke in Markt- und Netzbetriebsmechanismen und die Konzeption der dabei zugrundeliegenden Datenstrukturen und -austauschkonzepte ist die konsequente Fortführung der Energiewende aus informationstechnischer Sicht«, so der Leiter der Abteilung Energieinformatik und Informationssysteme Dr. Reinhard Mackensen.

Für die bestmögliche Integration fluktuierender Energieerzeuger sind Forschungsarbeiten für einen verbesserten Netzbetrieb durch die Optimierung der Engpassbewirtschaftung sowie deren Analyse und Auswirkung auf die Netzausbauplanung geplant. Insbesondere die netzbetriebliche Umsetzung der »gelben Ampelphase« zur Engpassbeiseitigung durch Nutzung von Flexibilitäten dezentraler Anlagen über eine Marktplattform steht im Fokus der netztechnischen Aufgabenstellungen. Prof. Dr. Martin Braun, Leiter der Abteilung Betrieb Verteilungsnetze, ist sicher: »Eine optimierte Betriebsweise von Verteil- und Übertragungsnetzen in Kombination mit einer effizienten Netzplanung sind wichtige Bausteine, um die Energiewende effizient umzusetzen.« Die Kombination dieser verschiedenen Forschungskompetenzen des IEE liefert so einen wesentlichen Beitrag zu dem Verbundprojekt New 4.0. Zur Analyse und Demonstration des Gesamtsystems und der Wechselwirkungen verschiedener Betriebsführungen wird die Test- und Simulationsplattform OpSim eingesetzt.