Die Organisationsform der Energienetze soll sich in Zukunft grundlegend verändern. In sogenannten Energiezellen soll die lokal – in Siedlungen, Dörfern, Bezirken oder Stadtteilen – erzeugte Elektrizität mithilfe entsprechender Technologien vor allem auch lokal konsumiert oder gespeichert werden. Überschüsse werden dagegen an benachbarte Zellen abgegeben. Die Systematik soll nicht nur die Nutzung der erneuerbaren Energieformen vor Ort fördern, sondern auch für stabile und ausfallsichere Netze sorgen.

Doch der Weg zu einer großflächigen Umsetzung dieses Ansatzes ist noch weit. Verschiedenste Technologien müssen interagieren können, damit beispielsweise bei großem Sonnenstromangebot elektrisch beladbare Wärmespeicher in Haushalten aktiviert werden können. Es braucht intelligente Schalt- und Abrechnungstechnologien sowie auch die Bereitschaft der Bürger, sich solchen Netzeinheiten anzuschließen und somit externen Zugriff auf einen Teil der Haustechnik zu erlauben.

In dem vom Era-Net-Programm der EU unterstützten Projekt R2EC kooperieren Forschungsinstitutionen und Unternehmen in Norwegen, Belgien und Österreich miteinander, um den Weg in Richtung einer neuen Stromwirtschaft zu ebnen. Energiezellen werden dabei auf Basis realer Verbrauchsdaten simuliert, prototypische Technologieverbünde im Labormaßstab erprobt. Das Projekt ist Teil der Forschungsinitiative Green Energy Lab, die via Klima- und Energiefonds vom Klimaschutzministerium gefördert wird.

Unterschiedliche Optimierungen

"Wir starten mit dem aktuell gegebenen Stand der Technik in den Projektländern und schätzen anhand von nationalen und EU-Roadmaps ab, wie künftige Szenarien aussehen könnten – beispielsweise was die Durchdringung mit Photovoltaik oder intelligenter Steuerungs- und Speichertechnologie bis zum Jahr 2030 betrifft", beschreibt Projektleiter Peter Illich vom Bereich Renewable Energy Systems der FH Technikum Wien die Vorgehensweise.

Die Nutzerdaten über Art, Ausmaß und Verteilung des Strombedarfs kommen dabei aus der tatsächlichen, gegenwärtigen Praxis: Sie wurden von der Klima- und Energiemodellregion Tullnerfeld Ost in Niederösterreich – auch der Energieversorger EVN ist Projektpartner – zur Verfügung gestellt. Neben den Labordaten zu möglichen Technologiekonfigurationen und -schnittstellen fließen sozialwissenschaftliche Untersuchungen ein, die Nutzer- und Konsumverhalten sowie eine grundsätzliche Bereitschaft zur Teilnahme an Energiezellen abfragen.

"All das hilft uns, um eine möglichst umfassende Simulationsarchitektur erschaffen zu können", betont Illich. Damit können dann verschiedene Szenarien und Geschäftsmodelle durchgespielt werden, die sich jeweils unterschiedlichen Optimierungen widmen – etwa der Nutzung erneuerbarer Energie, hoher Netzstabilität oder anderer wirtschaftlicher, technischer oder sozialer Zielsetzungen.

Ländervergleich

Die beiden weiteren beitragenden Länder Norwegen und Belgien gehen in dem Projekt ähnlich vor. "Was den internationalen Vergleich sehr spannend machen wird, sind die unterschiedlichen Ausgangspositionen in den jeweiligen Staaten, die nicht nur technischer, sondern auch rechtlicher und regulatorischer Natur sind", erläutert Illich. "Wir werden hier unter anderem herausarbeiten, wo es noch Barrieren für eine Umsetzung der Konzepte gibt und wo noch Handlungsbedarf durch die Gesetzgeber besteht."

Dass die Unterschiede zum Teil beträchtlich sind, zeigt der Vergleich mit dem Projektland Norwegen, das bekannt für seinen bereits jetzt hohen Anteil von Elektromobilität ist. Wasserkraft ist dort als Energieform noch dominanter als in Österreich, die Energiepreise sind äußerst günstig, Strom wird meist auch zum Beheizen der Wohnungen verwendet, und die bestehenden Anschlussleistungen sind ungleich höher – ein Umstand, der die hohe Durchdringung mit Elektromobilität sehr begünstigt.

Eines der Ziele des Projekts ist es auch, einen Implementierungsleitfaden zu entwerfen. "Wir wollen Richtlinien für eine Umsetzung von Energiezellen bieten, in denen wir etwa auf optimale Technologien, den besten Mix an Verbrauchern und Speichern oder den lokal optimalen Anteil an erneuerbarer Energie eingehen", erklärt Illich. Das Projekt läuft bis 2022. In einem Folgeprojekt wäre auch die exemplarische Umsetzung in einer Pilotregion möglich. (Alois Pumhösel, 1.6.2020)