IElectrix: Mobile Batteriespeicher für die Wende

E.ON veröffentlichte Ende Februar die Ergebnisse seines Projekts IElectrix – von Mai 2019 bis Oktober 2022 hatte der Stromkonzern gemeinsam mit Partnern batteriebasierte Energiespeichersysteme konzipiert und installiert. Demnach könnten mobile batteriebasierte Energiespeichersysteme (BESS) dazu beitragen, den von Wind- oder Solarparks erzeugten grünen Strom effizienter zu nutzen. Die mobilen Speicher seien laut E.ON in der Lage, kurzfristig Netzengpässe im Verteilnetz zu vermeiden und die Abschaltung dezentraler Erzeugungsanlagen zu senken. Mit den mobilen Batteriespeichern lasse sich einerseits die Zeit, bis die Verteilnetze wie benötigt ausgebaut seien, überbrücken sowie andererseits die Flexibilität im Netz erhöhen. 

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In der zugehörigen Pressemitteilung schreibt E.ON, dass die Betreiber der Stromnetze vielerorts vor der Herausforderung stünden, unzählige einzelne Anlagen zur Erzeugung erneuerbaren Stroms in die Stromverteilnetze zu integrieren.

Diese Herausforderung beschreibt der Stromkonzern E.ON auf seiner Internetseite noch ausführlicher: Diese bestünde in Europa demnach in der Integration von Millionen dezentraler Anlagen zur Stromerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen in bestehende Netze. Diese Netze seien in den vergangenen zwanzig bis fünfzig Jahren ursprünglich zu einem anderen Zweck errichtet worden: Sie sollten der Stromversorgung aus zentralen Großkraftwerken dienen. Infolgedessen würden sich laut E.ON aus den erneuerbaren Kapazitäten, die in der Nähe der Verbraucher oder direkt bei diesen ins Netz eingespeist würden, bei einigen Systemen Probleme mit Spannungsspitzen und -schwankungen ergeben.

Der Stromversorger erklärt weiter, dass mitunter die Kosten für entsprechende Gegenmaßnahmen in die Millionen gehen und ihre Umsetzung Jahre dauern könne und verweist in diesem Zusammenhang auf seinen Pilotstandort „HELGA“ im ungarischen Zánka. Mit mobilen Batteriespeichern sei man am ungarischen Demo-Standort um 80 Prozent kostengünstiger gewesen als herkömmliche Alternativmaßnahmen, berichtet E.ON. Mit einem direkten Lastmanagementsystems seien verschiedene Haushalte zu Gruppen zusammengefasst und der Verbrauch von Strom aus erneuerbaren Energiequellen (RES) optimiert worden.

Nicht jedes Land könne es sich leisten, jedes Jahr viele Milliarden Euro in die Energiewende zu investieren. Ein kosteneffizienter Ausbau bestehender Infrastruktur sei daher unerlässlich. Mit IElectrix wollte E.ON gemeinsam mit den Projektpartnern demonstrieren, wie sich die Netze mit digitalen Erweiterungen wesentlich intelligenter betreiben und damit die Kosten für die Verbraucher senken ließen. Das sagt Dr.-Ing. Leonhard Birnbaum, Chief Operating Officer – Integration von E.ON auf der Internetseite des Stromkonzerns.

Mit den technischen Lösungen, die an diesen Demostandorten zum Einsatz gekommen seien, sei die Grundlage für den Aufbau von Energiegemeinschaften geschaffen worden, schreibt E.ON. In diesen Gemeinschaften würden die stromverbrauchenden Bürger von der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen mit Windparks und Solarparks in ihrer Nähe profitieren. Zudem würden sie in den Prozess eingebunden und könnten aktiv zu einer schnelleren, kostengünstigeren Energiewende beitragen.

Darüber hinaus seien die älteren Netze unter der Prämisse konzipiert worden, dass die Stromerzeugung stets gemäß dem Bedarf erfolgen würde. E.ON weist darauf hin, dass in der künftigen Energiewelt mit viel volatiler Erzeugung aus erneuerbaren Energiequellen das Befolgen dieses Prinzips zu einer ungewollten Einschränkung der Nutzung erneuerbarer Energiequellen führen würde. Dies sei mit dem IElectrix-Pilotprojekt „moew.e“ in Friedland demonstriert worden. Um derartigen Beeinträchtigungen entgegen zu wirken und einen effektiven Netzanschluss erneuerbarer Erzeugungskapazitäten zu garantieren, habe man mit dem IElectrix-Projekt verschiedene technische und wirtschaftliche Konzepte präsentiert.

Laut dem Stromkonzern würde die Erzeugung von Strom immer mehr schwanken (Volatilität) und der dafür nötige Netzausbau koste Zeit. Das E.ON-Projekt IElectrix zeige jetzt:

5 Vorteile mobiler Batteriespeicher – diese...

1. könnten zur effizienteren Nutzung des von Wind- oder Solarparks erzeugten Stroms sorgen.
2. seien kurzfristig dazu fähig, Netzengpässen im Verteilnetz vorzubeugen.
3. minderten das Abschalten dezentraler Stromerzeugungsanlagen.
4. überbrückten die Zeit bis zum notwendigen Ausbau des Verteilnetzes.
5. machten das Netz flexibler.
   

Mark Ritzmann, der der Managing Director bei E.ON Group Innovation ist, sagte gegenüber der Presse, dass das Einhalten der Klimaziele von Paris (1,5-Grad-Ziel für die Erderwärmung) ein bedeutender Meilenstein auf dem Weg in eine nachhaltige Energiezukunft sei. Die Energiewelt von morgen werde ihm zufolge

• von flexiblen Energieverbrauchern
• und Erzeugern grüner Energie geprägt sein.

Damit sich diese Prosumer effektiv in die bestehende Verteilnetz-Infrastruktur integrieren ließen, würden innovative und digitale Lösungen wie sie im Rahmen des mehrjährigen Projekts IElectrix entwickelt worden seien, notwendige Ergänzungen zu einem effizienten Netzausbau darstellen.

Im Rahmen des IElectrix-Projektes habe E.ON nach eigenen Angaben unter anderem an Standorten in Ungarn und Deutschland untersucht, wie batteriebasierte Speichersysteme dazu beitragen könnten, die Herausforderungen, vor die uns die Energiewendestelle, zu meistern.

Die drei wichtigsten Ergebnisse des E.ON-Projekts IElectrix auf einen Blick

Erstens ließen sich E.ON zufolge technische Hürden, die sich ergeben könnten, wenn die extra erneuerbaren Kapazitäten an die bereits ausgelasteten Stromnetze angeschlossen würden, mit BESS-Systemen einfacher nehmen. Diese seien demnach in der Lage, Spannungsspitzen abzufangen, so dass sich beispielsweise Solarparks ans Netz anschließen lassen würden, die unter Umständen andernfalls lange – die Rede sei hier von mehreren Jahren – auf einen Netzanschluss warten müssten.

Zweitens ließe sich dank der mobilen Batteriespeicher lokal erzeugte Energie effizienter direkt vor Ort verwenden. Das sei E.ON zufolge eine Grundvoraussetzung dafür, dass sich sogenannte Energiegemeinschaften bilden könnten, beispielsweise „Adeje Verde“ auf Teneriffa.

Drittens habe sich gezeigt, dass Energiegemeinschaften ein wirksames Mittel seien, um die vor Ort ansässigen Menschen verstärkt an der Energiewende zu beteiligen. Über die Energiegemeinschaften könnten lokale Akteure, darunter private Haushalte, Gewerbetreibende oder Gemeinden die vor gewonnene erneuerbare Energie gemeinsam verbrauchen, speichern und/oder sogar erkaufen. BESS würden somit eine bessere Abstimmung erlauben, um die Netzkapazitäten gerechter zu verteilen.

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E.ON erklärt dazu, dass diese Ergebnisse aus dem Projekt IElectrix jetzt in Folgeaktivitäten münden würden – und zwar zu den Themen

• Energiespeicherung,
• Flexibilität
• und örtliche Energiegemeinschaften.

Vor allem die Projekterkenntnisse

• zum Einfluss von BESS auf die Netzspannung und den Netzausbau,
• zum regulatorischen Umfeld,
• zu Kundenstudien zu Energiegemeinschaften und Flexibilitätsmärkten

seien demnach von großem Wert für das Initiieren von Nachfolgeprojekten in mehreren europäischen Ländern.

E.ON informiert in diesem Zusammenhang auch dazu, dass die im Rahmen des Projekts IElectrix eingesetzten Speichersysteme an den Standorten im deutschen Friedland in Mecklenburg-Vorpommern sowie im ungarischen Zánka und Dúzs weiter in Betrieb bleiben würden.

Der Stromkonzern schreibt zu den Ergebnissen des Projekts IElectrix außerdem, das mit dessen Entwicklungen eine starke Basis für die europaweite Vermarktung von BESS geschaffen worden sei. Mit ENEDIS und E.ON, die zusammen über drei Millionen Kilometer Verteilnetzinfrastruktur besäßen und betrieben, seien starke und erfahrene Projektpartner an Bord gewesen.

In Ungarn sei demnach ein Energiemanagementsystem (EMS) entwickelt und implementiert worden, mit dem sich Energieflüsse, die Batterie sowie flexible Lasten steuern und optimieren ließen. Die so gewonnene Flexibilität nutze man dazu, um erneuerbare Energiequellen wie Solarparks rascher und kostengünstiger in die Netze einzubinden. Allein im ungarischen Projekt habe man die Aufnahmekapazität für Strom aus erneuerbaren Energiequellen vor Ort um 500 Kilowatt (kW) steigern können.

Bei der Pilotanlage „moew.e“ in Friedland sei die effizientere Nutzung aller verfügbaren Ressourcen erprobt worden. Dazu habe man E.ON zufolge einen Algorithmus zur Verminderung der Einschränkungen bei der Integration erneuerbarer Energiequellen entwickelt. Das lokale BESS sei in der Lage, die Umspannstation für zwei Stunden um 1.000 Kilowattstunden (kWh) zu entlasten, berichtet E.ON. Die Pilotanlage sollte auch zeigen, wie ein mobiles BESS einen Zeitgewinn bei der Investition in konventionelle Netzinfrastruktur herbeiführen und somit in bestimmten Ländern die Energiewende beschleunigen könne. Das bestehende System sei zudem zu einem sogenannten Demand Response (DR) Lastmanagementsystem ausgebaut worden, mit dem sich DR-Anlagen und flexible Lasten aktiver und optimal steuern ließen.

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Über das Projekt IElectrix von E.ON – das müssen Sie wissen!

Wofür steht IElectrix?

Die Projektbezeichung „IElectrix“, ein Akronym,  steht für den englischen Ausdruck „Indian and European Local Energy CommuniTies for Renewable Integration and the Energy Transition“.

IElectrix – eine bezahlbare Energiewende für ganz Europa

Thomas König, im E.ON-Vorstand für das Netzgeschäft verantwortlich, sagte zum Start des Projekts IElectrix im Jahr 2019 gegenüber der Presse, dass dieses die Energiewende weit über Deutschland hinaus – nämlich in ganz Europa – voranbringen und dazu beitragen soll, dass sie bezahlbar sei.

Das ließe sich demnach erreichen, wenn der Ausbau der Erneuerbaren Energien und der Ausbau der Netze zueinander passen würden. Mit mobilen Speichern könne man laut König Engpässe vermeiden und Wartezeit bis zum notwendigen Netzausbau überbrücken. Das ermögliche, das Abregeln von Erzeugungsanlagen grüner Energie zu vermeiden und damit die Kosten für die Stromverbraucher zu senken.

Im Rahmen des IElectrix-Projekts sei es nicht nur um das Entwickeln technischer Lösungen gegangen. Laut E.ON habe auch ein Konzept auf der Agenda gestanden, mit dessen Hilfe es den Stromverbrauchern möglich gemacht werden sollte, einerseits selbst einen Beitrag zur Energiewende zu leisten und andererseits auch davon zu profitieren. So sollte ermöglicht werden, dass derjenige, der zum Beispiel in einer Bürgerenergiegemeinschaft (Citizen Energy Community) selbst Strom erzeuge und diesen mit den Nachbarn teilte, auch einen Vorteil davon haben sollte. E.ON zufolge fehle ein europäisches Geschäftsmodell für solche regionalen Energiesysteme noch. Mit neu zu schaffenden EU-Regularien sollte ein gesamteuropäischer Markt für mobile Speicher entstehen, um Erzeugung und Verbrauch im Netz lokal auszugleichen, fordert E.ON.

Das Projekt IElectrix sei nach Aussage von E.ON ein Teil des größten Forschungs- und Innovationsprogramms der europäischen Union (EU) „Horizon 2020“ gewesen. Fünfzehn Projektpartner aus acht EU-Staaten sowie der Verteilnetzbetreiber TATA Power DDL aus Indien hätten demnach innerhalb von dreieinhalb Jahren gemeinsam mobile Speicher als schnelle und kostengünstige Lösung für lokale Herausforderungen im Verteilnetz entwickelt. Das Projekt IElectrix sei im Rahmen der Finanzhilfevereinbarung Nr. 824392 aus dem Forschungs- und Innovationsprogramm der Europäischen Union mit 7,9 Millionen Euro gefördert worden, das Gesamtprojektvolumen habe laut E.ON bei 10,7 Millionen Euro gelegen. Als Konsortialführer agierte der französische Verteilnetzbetreiber ENEDIS. Die technische Leitung habe beim Stromkonzern E.ON gelegen.

Mobile Batteriespeicher für Solar- und Windparks – wie funktioniert das?

Nach eigenen Angaben habe E.ON im Rahmen des Projekts IElectrix in Zusammenarbeit mit dem Konsortialführer ENEDIS und den weiteren Projektpartnern

• mobile,
• zielgerichtete
• und flexibel einsetzbare

Speicher entwickelt.

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Mit deren Einsatz ließe sich demnach überschüssiger grüner Strom speichern und entsprechend dem jeweiligen Bedarf zeitversetzt wieder zur Verfügung stellen. Die mobilen Speicher seien auf diese Weise in der Lage, kurzfristig Netzengpässe im Verteilnetz zu verhindern und ein Abschalten von dezentralen Stromerzeugungsanlagen zu mindern. Mit mobilen Batteriespeichern lasse sich die Zeit bis zum nötigen Verteilnetzausbau überbrücken und die Flexibilität im Netz steigern. Ist das Netz erfolgreich ausgebaut worden, ließen sich die mobilen Batteriespeicher an den nächsten Standort versetzen.

Laut E.ON sollten derart mobile Batteriespeicher in ganz Europa insbesondere dort zeitweise zum Einsatz kommen, wo die eingespeiste Menge an erneuerbarem Strom, der mit Solarparks oder Windparks erzeugt worden ist, in kurzer Zeit spürbar steige. Das sei oft in ländlichen Regionen der Fall, erklärt E.ON.

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Über das IElectrix-Demoprojekt in Ungarn „HELGA – Hungarian Energy Storage: Local Communities for Global Advantage“

In Ungarn – wie in vielen Teilen Osteuropas – laufe dem Bericht von E.ON zufolge der Ausbau der erneuerbaren Energien gebremst. Als Grund dafür nennt der Stromkonzern, dass neue Anlagen zur Produktion erneuerbarer Energien, die einen Netzanschluss beantragen, die derzeit verfügbaren Anschlusskapazitäten übersteigen würden. Weil der Ausbau des Netzes sehr viel Zeit koste, dienten die Batterie-Energiespeicher der beiden Demo-Standorte in Ungarn als Zwischenlösung, um schon jetzt einen schnellen und kostengünstigen Netzanschluss neuer Solarparks möglich zu machen. Dank der mobilen Batteriespeicher sei es machbar die Solarpaneele am nächstgelegenen Anschlusspunkt ans Netz anzuschließen. Das führe zu einer erheblichen Kostenersparnis, weil damit kostspielige und zeitraubende Arbeiten, wie sie zur Installation an einem weiter entfernten Anschlusspunkt mit freien Kapazitäten nötig wären, vermieden würden. Mit der Kombi

• mobiler Batteriespeicher
• plus aktives Energiemanagementsystem
• plus intelligente Zählersysteme in Wohnhäusern

sei es möglich gewesen, einen Rahmen zu schaffen, in dem sich neue Energiegemeinschaften haben bilden können.

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Über das IElectrix-Demoprojekt „moew.e“ – „Mobile Energy with E.DIS“

Das IElectrix-Demoprojekt „moew.e“ – „Mobile Energy with E.DIS“ sei laut E.ON das erste in Betrieb genommene, mobile Speichersystem des IElectrix-Projekts gewesen. Es befinde sich demnach in der Kleinstadt Friedland im östlichen Teil des Landkreises Mecklenburgische Seenplatte im Osten Mecklenburg-Vorpommerns. Friedland liege E.ON zufolge im Netzgebiet der E.ON-Tochter E.DIS.

In Friedland würde demnach doppelt so viel erneuerbare Energie erzeugt, wie verbraucht werde. Wegen begrenzter Netzkapazitäten könne der große Überschuss an erneuerbarer Energie nicht in das Netz eingespeist werden. Deshalb hätten Anlagen zur Produktion erneuerbarer Energie vor Ort des Öfteren abgeschaltet werden müssen.

Um Windparks und Solarparks automatisiert und effizient in die Netze zu integrieren, würden intelligente (smarte) Algorithmen die eigenständige und aktive Kommunikation zwischen dem Energiespeichersystem und dem Transformator im Umspannwerk übernehmen, beschreibt E.ON die Funktionsweise des Demoprojekts. Erreiche der Transformator seine Kapazitätsgrenze, signalisiere der Algorithmus dem Speichersystem, das Stromspeichern zu starten. Umgekehrt stünde der erneuerbare Wind- oder Solarstrom lokal wieder zur Verfügung, wenn die Nachfrage steige. Das sei beispielsweise am Abend der Fall, wenn die Produktion erneuerbarer Energie gering ausfalle, der Stromverbrauch aber hoch sei. Darüber hinaus unterstütze das intelligente System dabei, Lastspitzen auszugleichen und so die Netzstabilität zu steigern.