Verteilnetze
zukunftsfähig
gestalten

Eine gute Energieverteilung spart Zeit, Geld, CO2 und erfüllt die Bedingungen einer stabilen Energieversorgung.

Die Energiewende kann nur mit dem Ausbau Erneuerbarer Energien und deren Nutzung in allen Sektoren gelingen. Die Volatilität von Strom aus Wind und Sonne stellt Verteilnetze schon heute vor Herausforderungen. Dank neuer Technologien und Infrastrukturen können Netzstabilität und Versorgungssicherheit auch mit steigendem Anteil grünen Stroms gewährleistet werden. Im Bereich des Wärmesektors gibt es viele Alternativen zu den noch überwiegend genutzten fossilen Energieträgern. Sie müssen nur eingesetzt werden.

 

Konventionelle Energieerzeugungsanlagen wie Kohle- und Kernkraftwerke können kontinuierlich Energie in die Stromnetze einspeisen und lassen sich angebotsunabhängig steuern. Windenergie- und Photovoltaikanlagen speisen Energie hingegen auf Verteilnetzebene überwiegend dezentral und witterungsabhängig in die Netze ein. Das heißt: Die Stromeinspeisung ist weniger planbar. Das Netz der Zukunft muss daher vermehrt mit Schwankungen in Stromerzeugung und -verbrauch umgehen. Hierzu muss das Netz digital und innovativ sein.   

 

Das Verteilnetz umrüsten

Die Nutzung von Erdgas zur Wärmeversorgung muss an vielen Stellen überdacht werden. Erdgasleitungen können zu Wasserstoffleitungen umgerüstet werden. Im Wärmesektor werden Wärmenetze aber voraussichtlich außerhalb des industriellen Bereichs eine wichtigere Rolle spielen.

 

Insbesondere folgende Aspekte sind für das Netz der Zukunft von Bedeutung:

Digitalisierung des Stromnetzes

Lastspitzen und Volatilität Erneuerbarer Energien sind Herausforderungen für die Energiewende

Unter anderem durch E-Autos und Wärmepumpen steigt die Nachfrage nach elektrischer Energie. Das führt neben einer höheren Stromlast in den Verteilnetzen zu neuen Lastprofilen. Diese Lasten stellen zusammen mit den volatilen Einspeisern eine neue Herausforderung für den stabilen Netzbetrieb dar. 

 

Digitalisiertes Netz ebnet Weg für Netzstabilität der Zukunft

Die meisten Verteilnetze haben keine Informationen darüber, zu welchem Zeitpunkt an welchem Ort Strom in das Verteilnetz ein- und ausgespeist wird. Die Lösung: Ein intelligentes Stromnetz. Das sogenannte Smart Grid soll das Verteilnetz zentral überwachen und steuern. Es transportiert nicht nur Strom, sondern auch große Datenmengen. So ist es möglich, dezentrale Erzeuger und Verbraucher zu steuern und im Extremfall sogar auf- oder abzuregeln. Diese Digitalisierung der Stromnetze gewährleistet eine höhere Netzstabilität. Außerdem kann der notwendige Netzausbau auf ein wirtschaftliches Optimum begrenzt werden. 

 

Verteilnetzstudie NRW zeigt Einsparpotenziale

Wieviel kostet es, die Sektoren Strom, Wärme, Industrie und Verkehr miteinander zu vernetzen? Und wie viel Geld kann durch die Digitalisierung und Steuerung von Verteilnetzen eingespart werden? Diesen Fragen gingen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in der Verteilnetzstudie NRW nach. Sie fanden heraus: Ohne Komfort- und Qualitätsverlust führt die intelligente Steuerung der „neuen“ Verbraucher zu erheblichen Einsparungen im Netzausbau. Die Studie zeigt: Die meisten Netze müssen in der Niederspannungsebene ausgebaut werden. Grund dafür ist die Sektorenkopplung. Gleichzeitig besteht im Niederspannungsbereich aber auch das größte Einsparpotenzial. Denn die Ladevorgänge von E-Autos können gezielt gesteuert werden. 

Ungenutzte Wärme als Energieträger

Abwärme als Alternative zu Erdgas

Derzeit ist Erdgas der zentrale Energieträger für Raumwärme und Warmwasser – sowohl für private Haushalte als auch für Gewerbe, Handel und Dienstleistungen und Industrie. Doch bei der Nutzung fossilen Erdgases werden klimaschädliche Gase freigesetzt. Neben der Umwandlung Erneuerbarer Energien in Gas ist es eine gute Alternative, Abwärme zu nutzen. Das ist Wärme, die in Industrieprozessen entsteht, zum Beispiel durch laufende Maschinen, aber ungenutzt bleibt. Ein Wärmenetz wird dann aufgebaut, wenn geeignete Wärmequellen vorliegen. So kann Abwärme sowohl in der Industrie als auch in Nah- und Fernwärmenetzen verwendet werden. Außerdem kann sie mittels der Organic Rankine Cycle-Technologie in Strom umgewandelt werden. 

 

Mit Abwärme 13 Millionen Tonnen CO2 jährlich einsparen

Derzeit bleibt ein Drittel der Energie, mit der Prozesswärme erzeugt wird, als Abwärme ungenutzt. Damit besteht ein großes Potenzial für den Klimaschutz. Eine aktuelle Potenzialanalyse des Landesamts für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen geht von jährlich 88 bis 96 Terawattstunden verfügbarer Abwärme in Nordrhein-Westfalen aus. Davon wird etwa die Hälfte als technisch verwendbar eingeschätzt. Können die vorhandenen Hemmnisse aufgelöst werden und würde diese Wärme genutzt, könnten bis zu 13 Millionen Tonnen CO2 pro Jahr eingespart werden. 

Ausbau von Wasserstoffnetzen

Bestehende Erdgasnetze können genutzt werden, um Wasserstoff zu verteilen. Das ist günstiger und geht deutlich schneller, als ein komplett neues Netz aufzubauen. Umfangreiche Informationen zum Thema Wasserstoff finden Sie auf unseren Seiten. 

Ihr Kontakt

Portrait des Projektmanagers für Energiewirtschaft Matthias Schneider vor einer Glasfront.

Matthias Schneider

Projektmanager Energiewirtschaft

Tel: +49 211 8220 864-42

E-Mail senden
Portrait der Projektmanagerin für Energiewirtschaft Lisa Schmitt vor einer stylischen Glasfront.

Lisa Schmitt

Projektmanagerin Energiewirtschaft

Tel: +49 211 8220 864-56

E-Mail senden

Jan-Bernd Kruse

Projektmanager Energiewirtschaft

Tel: +49 211 8220 864-60

E-Mail senden

Melden Sie sich zum Newsletter an!

Mit unserem Newsletter halten wir Sie über Aktuelles, Projekte und Veranstaltungen auf dem Laufenden.