Bereit für die Energiezukunft

Um Klimaziele zu erreichen, muss grüner Strom in möglichst vielen Bereichen genutzt werden. Dafür braucht es intelligente Strom- und Gasnetze. Lesen Sie, was diese bei Avacon heute schon können und wie sie für künftige Anforderungen aufgestellt werden.

In Zeiten großer Herausforderungen ist eine sichere Versorgung besonders wichtig. Als Energiedienstleister und Betreiber kritischer Infrastruktur widmet Avacon der Sicherheit und der Stabilität der Netze volle Aufmerksamkeit. Um die Umwelt zu schonen und die Klimaziele zu erreichen, ist darüber hinaus die Verzahnung von Bereichen wie Wärme und Mobilität essenziell. So kann der Anteil an Strom aus Erneuerbaren Energien im Netz erhöht werden. „Viele Akteure und Technologien müssen dafür zusammenspielen. Optimal aufgestellten Verteilnetzen kommt dabei eine entscheidende Rolle zu“, erläutert Helge Born, Leiter Netzsteuerung bei Avacon.

Schon jetzt demonstriert Avacon, wie neue Anforderungen bei der Netzplanung berücksichtigt werden und die Netzleitstelle schwankende Auslastungen managt. Wie smart sind die Stromnetze? „Intelligent sind zunächst die Menschen, die sie planen, bauen und betreiben.“ Die Übertragungsnetzbetreiber sind dafür zuständig, dass Stromerzeugung und -verbrauch europaweit ausgeglichen sind. Künftig wird auch Avacon als Verteilnetzbetreiber einen signifikanten Beitrag zu dieser Balance beitragen. „Bereits heute sind unsere Stromnetze und die Leittechnik hochautomatisiert in der Lage, Engpässe oder ungewollte Situationen zu erkennen und Gegenmaßnahmen zu initiieren.“ Im Bereich der Hoch- und Mittelspannung ist das seit Langem Praxis, für die Ortsnetze im Bereich der Niederspannung laufen erste Forschungsprojekte wie Interflex.

Die größte Herausforderung besteht für Avacon darin, die Steuerung der Netze weiter zu automatisieren und künftige gesetzliche Anforderungen schon im Blick zu haben. Dabei geht es etwa darum, Energiebedarfe vorauszusagen. Zudem braucht es einen verstärkten Austausch mit anderen Netzbetreibern, um ein effizienteres Gesamtsystem zu ermöglichen. Eine weitere Aufgabe ist, die Einflussfaktoren auf die Systembilanz und die Verteilnetze zu analysieren. Dafür müssen komplexe Informationen reduziert werden. „Wir müssen wissen, wie viele Lasten und welche Einspeiser gerade am Netz sind und wie sie sich regeln lassen.“

Um Engpässe im Netz zu vermeiden, ist es notwendig, Anlagen sinnvoll zu steuern, die Erneuerbare Energien einspeisen. Dies wird über das Einspeisemanagement geregelt, das ins Leitsystem von Avacon integriert ist. Regelmäßig rechnet es das Hoch- und Mittelspannungsnetz durch und ermittelt bei drohenden Engpässen automatisch, welche Windkraftanlage am wirkungsvollsten in der Leistung reduziert werden kann. Weitere Module, die Spannungsprobleme beheben und Netzzustände prognostizieren, werden momentan in das Leitsystem integriert. Um Überlastungen im Netz zu vermeiden oder zu beheben, will Avacon zudem bis Oktober 2021 ein Engpassmanagement umsetzen sowie einen „Redispatch“ ermöglichen. Letzterer bedeutet eine Anforderung an Kraftwerke, ihre Einspeiseleistung zu reduzieren. „Diese Maßnahmen ermöglichen es uns, im Netz reduzierte Erzeugungsleistung von Erneuerbaren Energien an anderer Stelle ausgleichend abzurufen.“

„Ein elementarer Teil unserer Netzstrategie und notwendiger Baustein zum Gelingen der Energiewende werden auch die Gasnetze sein“, erklärt Helge Born. Sie speichern und transportieren große Energiemengen, auch zu dezentralen Erzeugungsanlagen wie Blockheizkraftwerken. Außerdem lassen sich in die Gasnetze grünes Methan und zukünftig mehr und mehr grüner Wasserstoff einspeisen, die aus überschüssigem Strom erzeugt werden. „In der Netzleitstelle sehe ich uns dafür gut aufgestellt.“

Denn für neue Aufgaben sind die Gasnetze weitestgehend ausgelegt. Perspektivisch soll jedoch eine höhere Wasserstoff-Beimischung erzielt werden. Dazu will Avacon in der Region Fläming im Osten Sachsen-Anhalts in einem Innovationsprojekt einen Anteil von 20 Prozent Wasserstoff testweise beimischen. „Während der Erprobungsphase achten wir besonders auf Anrufe von Kunden aus dieser Region“, berichtet Helge Born. „Wasserstoff ist zwar nicht explosiver oder gefährlicher als Erdgas. Unsere Kunden haben jedoch ein Anrecht darauf, dass wir Besonderheiten des Vorhabens kennen, berücksichtigen und transparent kommunizieren.“

Lesen Sie in der nächsten Ausgabe einen ausführlichen Artikel samt Interview mit unserem Vorstandsvorsitzenden Marten Bunnemann zum Energieträger Wasserstoff. 

Grüner Strom ist unverzichtbar für das Erreichen der Klimaziele. Um diesen in immer mehr Bereichen einzusetzen, braucht es intelligente Strom- und Gasnetze. Helge Born, Leiter der Netzsteuerung bei Avacon, erklärt im Interview, wo Avacon als Netzbetreiber heute steht und welche Aufgaben die Zukunft mit sich bringt.

Herr Born, die Kopplung der Stromerzeugung aus Erneuerbaren Energien mit den Sektoren Wärme, Mobilität und in der industriellen Anwendung eröffnet neue Möglichkeiten, um Klimaziele zu erreichen. Welche Rolle spielen in diesem Zusammenhang die Netze?

Viele Akteure und Technologien müssen erfolgreich zusammenspielen, damit wir die Klimaziele erreichen. Die Verteilnetze spielen dabei eine tragende Rolle. Wir demonstrieren heute schon an vielen Stellen, dass wir die Anforderungen bei der Netzplanung berücksichtigen und in der Netzleitstelle in der Lage sind, schwankende Lastflüsse und Engpässe zu erkennen und zu beherrschen.

Immer wieder hört man, dass wir smarte Netze benötigen, um Erzeugung und Verbrauch optimal aufeinander abzustimmen. Wie intelligent ist das Netz heute – immerhin haben Erneuerbare Energien 2019 fast 43 Prozent des deutschen Stromverbrauchs gedeckt?

Intelligent sind zunächst einmal die Menschen, die unsere Netze planen, bauen und betreiben, oder im Fall der Netzleitstelle das hierfür benötigte Leitsystem steuern. Der europaweite Ausgleich von Erzeugung und Verbrauch ist aktuell eine wichtige Aufgabe für die Übertragungsnetzbetreiber.

Künftig wird aber auch Avacon als Verteilnetzbetreiber gefordert sein, einen signifikanten Beitrag zu dieser Balance beizutragen. Bereits heute sind unsere Stromnetze und unsere Leittechnik hochautomatisiert in der Lage, Engpässe oder ungewollte Situationen zu erkennen und notwendige Gegenmaßnahmen zu initiieren. Das ist in der Hoch- und Mittelspannung reale Praxis. Für die Ortsnetze in der Niederspannung laufen diesbezüglich erste Forschungsprojekte, zum Beispiel Interflex.

Unsere Gashochdrucknetzte sind übrigens in dem Zusammenhang schon seit längerem ‚smart‘, denn Simulationen und geschlossene Regelkreise, wie wir sie im Strom immer häufiger zur Anwendung bringen, sind dort schon länger im Einsatz.

Im Netzgebiet von Avacon liegt der Anteil an Erneuerbaren noch höher. Verschärft das die Anforderungen zusätzlich?

Das wird sich insbesondere an der Geschwindigkeit des Ausbaus Erneuerbarer Energien in bevölkerungsarmen Regionen zeigen, da dort die Netze überproportional verstärkt werden müssen. Die drängendsten Aufgaben sind derzeit, die Automatisierung voranzutreiben, künftige gesetzliche Anforderungen schon heute im Blick zu haben und uns für ein effizienteres Gesamtsystem stärker mit anderen Netzbetreibern auszutauschen.

Elektromobilität, Smart-Meter-Rollout und so weiter – worin bestehen die größten Herausforderungen der kommenden Jahre?

Die Herausforderung wird darin bestehen, das Gesamtsystem zu verstehen, die Auswirkungen auf die Verteilnetze zu kennen und die komplexen Informationen auf das für uns notwendige Maß zu reduzieren. Wir müssen wissen, wie viele Lasten und welche Einspeiser gerade am Netz sind und wie sie sich regeln lassen.

Welche Rolle spielt in diesem Zusammenhang das neue Leitsystem eBASE?

Bei den Einspeisern von Erneuerbarer Energien ist es unbedingt notwendig, die Erzeugung sinnvoll zu steuern, um Engpässe im Netz zu vermeiden: Das ist das sogenannte Einspeisemanagement (EinsMan). Unser Leitsystem rechnet zyklisch komplett unser gesamtes Hoch- und Mittelspannungsnetz durch, um zu ermitteln, ob und wo Engpässe drohen. Es wird dann automatisch berechnet, welche Winderzeugungsanlage beispielweise am wirkungsvollsten in der Leistung reduziert werden kann, um den Engpass zu beheben oder zu vermeiden. Bis Oktober 2021 werden wir zudem ein Engpassmanagement umsetzen sowie einen „Redispatch“ ermöglichen. Wir sind damit in der Lage, im Netz reduzierte Erzeugungsleistung von Erneuerbaren Energien an anderer Stelle ausgleichend abzurufen, um die oben beschriebene Systembalance zu wahren.

Im Rahmen des Projektes Interflex hat eine zentrale Einheit in der Netzleitstelle kleine Erzeuger und Verbraucher gesteuert – welche Erfahrungen haben Sie bei dem Pilotprojekt gesammelt?

Wir haben sehr gute Erkenntnisse darüber gewonnen, wie wir die erwähnten Herausforderungen zukünftig meistern können. Oder anders ausgedrückt, wie wir Einspeiser und Verbraucher im Ortsnetz sinnvoll beeinflussen können, und wie groß und realistisch überhaupt der Spielraum dafür ist, ohne unsere Netzanschlusskunden zu beeinträchtigen. Außerdem konnten wir Erkenntnisse darüber gewinnen, wie sich Informationen aus dem Niederspannungsnetz für die Auswertung in der Netzleitstelle übersetzen lassen.

Was bedeutet der Wandel, in dem wir uns befinden, für den Betrieb der Gasnetze?

Die Gasnetze werden ein elementarer Teil unserer Netzstrategie und ein notwendiger Baustein zum Gelingen der Energiewende sein. Durch ihre Speicherfähigkeit und ihre hohe Energie(transport)dichte dienen sie als Energieträger für dezentrale Erzeugungsanlagen sauberer und zumindest CO₂-ärmerer Primärenergie, wie Blockheizkraftwerke. Darüber hinaus bieten sie die Möglichkeit, grünen Wasserstoff und grünes Methan zu einem gewissen Teil mit aufzunehmen. Die Gasnetze sind dafür schon weitestgehend ausgelegt. Es muss jedoch perspektivisch eine höhere Wasserstoff-Beimischung erzielt werden und vermutlich müssen auch reine Wasserstoffnetze aufgebaut werden.

Auf welche Veränderungen stellen Sie sich künftig ein?

Für den technischen Betrieb der Gasnetze sind das signifikante Veränderungen, sobald Wasserstoff beigemischt wird. In der Netzleitstelle sehe ich uns gut aufgestellt, da wir im Zuge der L-H-Gas-Umstellung, also dem Wechsel von Gas mit unterschiedlicher Qualität und unterschiedlichem Brennwert, wichtige Erfahrungswerte gesammelt haben. Eine Power-to-Gas-Anlage würden wir ähnlich wie eine Biogas-Einspeiseranlage fahren. Mit Brennwertberechnungen/-messungen und -simulationen haben wir dazu langjährige Erfahrungen. Den Betrieb eines reinen Wasserstoffnetzes fände ich darüber hinaus eine faszinierende Technologie und Aufgabe – das möchte ich auf jeden Fall erleben!

In einem Gasnetzabschnitt in der Region Fläming im östlichen Sachsen-Anhalt sollen dem Erdgas ab Ende 2020 bis zu 20 Prozent Wasserstoff beigemischt werden. Was bedeutet das für die Arbeit in Ihrer Netzleitstelle?

In der Leitstelle werden wir den H₂-Anteil im Gasnetz in der Region Fläming nicht direkt beeinflussen können. Wir betreiben allerdings eine Meldestelle für alle Gasstörungen/Gasgerüche im Netzgebiet von Avacon. Während der Erprobungsphase werden wir dann ein besonderes Augenmerk auf Kundenanrufe aus diesem Gebiet legen. Wasserstoff ist zwar nicht explosiver oder gefährlicher als Erdgas, die Kunden haben jedoch ein Anrecht darauf, dass wir die Besonderheiten des Vorhabens kennen, berücksichtigen und transparent kommunizieren.