Forschungsprojekt "Electric City Neuss"

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ElCiN
Das Forschungsprojekt in Neuss

Das Forschungsprojekt Electric City Neuss (kurz: ElCiN) ist ein aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) 2014-2020 „Investitionen in Wachstum und Beschäftigung“ und dem Land Nordrhein-Westfalen gefördertes Forschungsvorhaben. Die Gesamtfördersumme beträgt 1,26 Millionen Euro. Als Projektpartner haben sich die Stadtwerke Neuss Energie und Wasser GmbH (Konsortialführer), die Stadt Neuss, die Neusser Bäder und Eissporthalle GmbH sowie die Bergische Universität Wuppertal zusammengeschlossen. Das Projekt läuft drei Jahre und ist für den Zeitraum von Juni 2018 bis Mai 2021 angesetzt.

Um die energiepolitischen Ziele der Bundesregierung zu erreichen und die Energiewende realisieren zu können, müssen Veränderungen im Energiesystem geschehen. Die immer weiter steigende Anzahl der regenerativen Stromerzeugungsanlagen, wie zum Beispiel Photovoltaik- und Windkraftanlagen, soll bestmöglich in die Netze integriert werden. Ein vielversprechender Ansatz für diese Zielsetzung ist die Sektorenkopplung. Hierbei liegt die Betrachtung der Energienutzung nicht mehr nur auf dem Stromsektor, sondern auch auf den anderen drei Energiesektoren Gas, Wärme und Mobilität. Regenerative Stromerzeuger zeichnen sich durch eine volatile Einspeisung aus, da deren Stromerzeugung von den Wetterverhältnissen abhängig ist. Um diese Volatilität der Erzeugung auszugleichen, müssen Flexibilitäten im Netz vorhanden und nutzbar sein, um die erzeugte Energie effizient zu nutzen. Flexibilitäten können dazu genutzt werden den Verbrauch zu senken, wenn die Erzeugungsanlagen im Stromnetz zu wenig elektrische Energie in das Netz einspeisen. Ebenfalls können Flexibilitäten bei zu starker Einspeisung in das Stromnetz dazu genutzt werden die überschüssige Energie aufzunehmen, um die Netze zu entlasten und eine effizientere Nutzung der Energie zu ermöglichen.

Die Idee

Die Idee hinter dem Prinzip der Sektorenkopplung ist die Schaffung von Flexibilitäten durch die Nutzung oder Speicherung der elektrischen Energie in den anderen Sektoren. Beispielsweise kann Strom durch elektrische Heizungsanlagen in Wärme umgewandelt oder durch Laden eines Elektrofahrzeugs in den Mobilitätssektor verschoben werden. Ein hohes Potenzial bietet der Gassektor. Mit der Power-to-Gas-Technologie kann überschüssiger Strom in Gas umgewandelt werden, welches in das Erdgasnetz eingespeist werden kann. Bei einer Erzeugungsflaute kann Gas in Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen wieder in Strom umgewandelt werden. Während der Wärme- und der Mobilitätssektor nur als flexible Verbraucher angesehen werden, kann der Gassektor einen sektorübergreifenden Energiespeicher darstellen.

Die Konzepte

Der Quartiersregler ist das Ziel

Die Konzepte für die einzelnen Sektoren werden anschließend zu einem Gesamtkonzept zusammengeführt. Um das sektorenübergreifende Gesamtsystem optimal steuern zu können, wird ein Regelungskonzept entwickelt, umgesetzt und validiert. Dazu wird im ersten Schritt parallel zur Entwicklung des Reglers ein intelligentes Stromnetz im Quartier installiert. Dafür werden Teile der Stromnetze in den Quartieren mit intelligenter Mess- und Regelungstechnik ausgestattet.  Die Reglerentwicklung selbst durchläuft die Phasen der theoretischen Entwicklung und Simulation, Programmierung und Testphase im Labor. Abschließend findet die Validierung des entworfenen Quartierreglers in den Energienetzen der Quartiere durch einen breit angelegten Feldtest statt.

Die Quartiere

Ziel der Quartiersauswahl war es, zwei geeignete Quartiere zu finden, für die die Konzepte des „energetischen Quartiers der Zukunft“ erarbeitet und im Verlauf des Projektes in realen Energienetzen umgesetzt werden können. Im Ergebnis wurden die Quartiere „Allerheiligen“ als Vertreter eines Wohnquartieres und „Gewerbegebiet Moselstraße & Sportpark Reuschenberg“ als Vertreter eines Gewerbe- und Freizeitquartiers ausgewählt.

Nach dem Projekt

Wir wollen zum Projektende die Lebensqualität im Quartier weiter gesteigert haben. Dazu wollen wir die Luftqualität verbessern, die CO2-Emissionen mindern und die Lärmbelästigung durch Verkehr verringern. Gleichzeitig möchten wir die Wahlmöglichkeiten bei der Energie- und der Mobilitätsnutzung ausweiten.

Christian Knoll, Projektleiter

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