JenErgieReal: Reallabor der Energiewende startet in die Umsetzung

Seit Ende 2022 bereits arbeiten die Stadtwerke Jena Netze, die Stadtwerke Energie, jenawohnen, die Westsächsische Hochschule Zwickau, die Ernst-Abbe-Hochschule Jena, die Stadt Jena, die AWO Mitte-West-Thüringen und die Brunata Metrona im Reallabor der Energiewende JenErgieReal zusammen. Bis Ende 2027 wollen die Partner gemeinsam intelligente Lösungen entwickeln und erproben, um den durch die Energie-, Wärme- und Verkehrswende steigenden Strombedarf zu decken. Dabei setzen die Projektpartner auf Digitalisierung und intelligente Steuerung statt auf großflächigen Netzausbau. 

Zum Halbjahrestreffen mit dem vom Bundeswirtschaftsministerium beauftragten Projektträger Jülich gaben die Verbundpartner einen Einblick in den Stand des Projektes und einen Ausblick auf die nächsten Schritte. 

Virtuelles Kraftwerk
Kern von JenErgieReal ist der Aufbau eines virtuellen Kraftwerks, das Erzeuger, Verbraucher und Speicher von Strom und Wärme dezentral vernetzt. So werden sie in Abhängigkeit von der aktuellen Situation am Strommarkt in Echtzeit steuerbar. Teil des Kraftwerksverbundes können dezentrale Energieanlagen, aber auch moderne Anlagenkomponenten aus den Bereichen Strom, Wärme und Mobilität sein. Vorgesehen ist die Vernetzung von Photovoltaikanlagen und Wärmeerzeugern, aber auch von Energiespeichern, Ladeinfrastruktur, regelbaren Ortsnetztrafos, intelligenten Zählern und intelligenten Hausanschlussstationen. 

Herzstück des Kraftwerks ist eine Datendrehscheibe, die Informationen aus verschiedenen Quellen sammelt, analysiert und gezielt Steuerbefehle ableitet. Ziel ist es, Energieangebot und -bedarfe intelligent aufeinander abzustimmen. So wird lokal erzeugte regenerative Energie effizient genutzt, Netzbelastung reduziert, Netzausbau vermieden und ein Beitrag zu einer stabilen und kostengünstigen Energieversorgung geleistet. 

Die Konzeptionierung und Umsetzung des virtuellen Kraftwerks von JenErgieReal übernimmt die Westsächsische Hochschule Zwickau. 

Intelligente Komponenten statt Netzausbau
Überlastete Niederspannungsnetze sind eine der größten Herausforderungen der Energie-, Wärme- und Verkehrswende. Insbesondere in den von Ein- und Zweifamilienhäusern geprägten Ortsrandlagen vollzieht sich der Wandel zum Heizen mit Strom (Wärmepumpe) und Fahren mit Strom (Elektroautos) sowie zur eigenen Stromerzeugung mit Solaranlagen auf Dächern und Balkonen schnell. In der Folge müssen die Niederspannungsleitungen nicht nur zur Entnahme, sondern auch zur Einspeisung von Energie ausgelegt sein. In schneller Folge wechseln Zeiten von hoher Nachfrage und von hohen Stromüberschüssen im Netz. Anhand von Echtzeitmessungen in ausgewählten Wohnquartieren konnten diese Effekte im Rahmen von JenErgieReal konkret aufgezeigt werden. 

Gemeinsam haben die Stadtwerke Jena Netze und die Westsächsische Hochschule verschiedene Möglichkeiten ermittelt, bewertet und verglichen, wie die auftretenden Netzüberlastungen abgemildert werden können. Insbesondere ist in dafür geeigneten Quartieren – von Drackendorf über Isserstedt bis zu den Fuchslöchern - die Nachrüstung von sogenannten regelbaren Ortsnetztrafos (rONT) vorgesehen. Auch ist in Drackendorf die Errichtung eines Batteriespeichers geplant, der gezielt Stromüberschüsse aufnehmen und in Zeiten großer Nachfrage wieder freigeben soll. 

Sektorenkopplung zwischen Strom, Wärme und Mobilität
Den Energiebedarf einerseits zu reduzieren und andererseits so zu flexibilisieren, dass er (v.a. zeitlich) zur Verfügbarkeit von Strom aus erneuerbaren Quellen passt – das ist das Ziel von verschiedenen Projekten, an denen die Stadtwerke Energie im Rahmen von JenErgieReal arbeiten. 

Im Bereich der Sektorenkopplung Strom-Wärme ist im Modellquartier am Salvador-Allende-Platz und weiteren Standorten der Einbau von intelligenten Hausanschlussstationen (iHAST) für die Fernwärme vorgesehen. Die Anlagen lassen das Heizwasser so lange im Gebäude zirkulieren, bis es vollständig abgekühlt ist, und greifen erst dann wieder auf das öffentliche Netz zurück. Gesteuert aus aktuellen Verbrauchs- und Prognosedaten, kann so das Gebäude bedarfsgerecht beheizt und der Energieverbrauch gesenkt werden. 

In der Fernwärmestation Lobeda-Ost wird zudem der Bau einer Power-to-heat-Anlage geprüft, die vorhandene Stromüberschüsse im Netz zur Fernwärmeerzeugung nutzt. 

Im Bereich der Sektorenkopplung Strom-Mobilität arbeiten die Stadtwerke Energie zudem an steuerbaren Ladesäulen für Elektroautos. So sollen am Stadtwerke-Haus und am Bahnhof Göschwitz weitere Ladesäulen errichtet und netzdienlich betrieben werden. Die virtuelle Kraftwerkssteuerung soll hier sicherstellen, dass in Spitzenlastzeiten mit hohen Netzentgelten die Ladevorgänge gestoppt oder gedrosselt oder aus einem integrierten Batteriespeicher bedient werden. Gemeinsam mit dem Jenaer Nahverkehr arbeiten die Stadtwerke zudem an der Flexibilisierung der Energieverbräuche für Straßenbahnen und Elektrobusse. 

Modellquartier Salvador-Allende-Platz
Der WBS70-Plattenbaukomplex am Salvador-Allende-Platz dient als Modellquartier für JenErgieReal. Hier erproben die Verbundpartner verschiedene Ansätze, um den Energieverbrauch in den Wohnungen sowie in der Gebäudeversorgung digital zu steuern und zu optimieren. In den Wohnungen kommt die von Verbundpartner Brunata Metrona entwickelte intelligente Heizungssteuerung ImmoHeatIQ zum Einsatz. Sie ermöglicht durch moderne Sensorik, digitale Heizkostenverteiler und einen permanenten hydraulischen Abgleich eine bedarfsgerechte Wohnungsbeheizung. Wärmepumpen kühlen das Kaltwasser auf eine hygienisch erforderliche Temperatur und nutzen die Abwärme zum Heizen. Die Abwärme aus dem Abwasser der Gebäude wird ebenfalls über Wärmepumpen nutzbar gemacht. Balkon-PV-Anlagen erzeugen erneuerbaren Strom aus Sonnenlicht. 

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