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Städte ganzheitlich mit Energie versorgen
Wie Städte künftig nachhaltig mit Strom und Wärme versorgt werden können, will die Stadtwerke Jena Gruppe gemeinsam mit Partnern in einem Reallabor der Energiewende demonstrieren. Das Bundeswirtschaftsministerium fördert das Projekt JenErgieReal mit rund 20,4 Millionen Euro.
Mit JenErgieReal wird Jena zum Reallabor für die Energiewende.
© George Burba/Shutterstock
Ziel ist es, Lösungen für eine bedarfsgerechte und kostengünstige Energiewende in Städten zu entwickeln und in der Praxis zu erproben. Dafür sollen bis 2027 über das Stadtgebiet von Jena verteilt elektrische Großspeichersysteme sowie Photovoltaik- und Solarthermieanlagen errichtet werden. Diese neuen, sowie bereits vorhandene Erzeuger, Speicher und Verbraucher von Energie sollen über eine digitale Infrastruktur vernetzt und so zu einem virtuellen Kraftwerk verbunden werden. So können sie abhängig von der jeweiligen Lastverteilung im Netz hochflexibel gesteuert werden.
Durch diesen ganzheitlichen Ansatz und den hohen Praxisbezug soll JenErgieReal als Blaupause für einen nachhaltigen Umbau von urbanen Räumen dienen und damit auch Relevanz über die thüringische Großstadt hinaus entfalten. Insbesondere die übergreifende Betrachtung aller Teile des urbanen Energiesystems – vom Erzeuger bis zum Endverbraucher – könnte Jena zu einem Pilotstandort für die Transformation der Energieversorgung in Städten machen.
Förderbescheid über 20,4 Millionen Euro für das Reallabor der Energiewende JenErgieReal
© Stadtwerke Jena/Jürgen Scheere
„Mit JenErgieReal wollen wir alle Bereiche, in denen Energie erzeugt und verbraucht wird, übergreifend betrachten und intelligent miteinander vernetzen“, sagte Gunar Schmidt, Geschäftsführer der Stadtwerke Energie Jena-Pößneck. Das geplante virtuelle Kraftwerk in Jena führe erneuerbare Energiequellen und -speicher sowie die Haupttreiber des Energieverbrauchs in Städten – Verkehr, Industrie, Gewerbe und Wohnen – zusammen. Auf einer übergreifenden Plattform werden sie mittels künstlicher Intelligenz steuerbar. „So können wir vorhandene Energiepotenziale effizienter nutzen und unseren Energiebedarf klimaschonend decken. Diese Sektorenkopplung ist aus unserer Sicht der Schlüssel zum Gelingen der Energiewende.“
Mehr zu den Projektinhalten:
Im Rahmen des Reallabors der Energiewende JenErgieReal sollen bis 2027 über das Stadtgebiet von Jena verteilt elektrische Großspeichersysteme sowie Photovoltaik- und Solarthermieanlagen errichtet und betrieben werden. Die gewählten Standorte bilden verschiedene Sektoren des städtischen Energiesystems ab. Dabei werden Quartiersspeicher oder netzdienliche Energiespeicher etwa an Ladesäulen errichtet oder mit Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen zur Strom- und Wärmeerzeugung kombiniert. Auch Elektrofahrzeuge sollen als kurzzeitige Energiespeicher integriert werden. Ein zusätzlicher Gewerbespeicher soll darüber hinaus die Schnellladung von E-Fahrzeugen ermöglichen.
Ein besonderes Augenmerk legt das Projekt auf die Nutzung der thermischen Energie. So soll Wärme aus verschiedenen regenerativen Quellen dezentral erzeugt und Verlustwärme stärker nachgenutzt werden. Geplant ist beispielsweise, die beim Schnellladeprozess entstehenden Wärmeverluste in einem dezentralen Wärmesystem zur Verfügung zu stellen und so nutzbar zu machen.
Um die verschiedenen Erzeuger, Speicher und Verbraucher zu vernetzen, werden sie über eine digitale Infrastruktur verbunden. Der Vorteil des so entstehenden virtuellen Kraftwerks: Neben der optimierten Leistungsfähigkeit zeichnet es sich durch eine flexible Skalierbarkeit in Echtzeit aus. Abhängig von der jeweiligen Situation kann die Lastverteilung des Netzes mit den verschiedenen Akteuren – von Erzeugern über elektrische Großspeicher und Elektromobilität bis hin zum Endverbraucher – hochflexibel gesteuert werden. Photovoltaik-Anlagen können beispielsweise eingesetzt werden, um Energieverluste des Stromnetzes und der -speicher auszugleichen.
Berücksichtigt werden zudem Vernetzungsstrategien im Sinne einer Smart City. Hierzu setzt JenErgieReal auf künstliche Intelligenz und baut eine entsprechende Plattform mit einer hierfür optimierten Hardware- und Software-Architektur auf. Für den neuen Virtualisierungsansatz entwickeln die Forschenden ein mit dem Eichrecht konformes Messsystem und binden dieses in die digitale Infrastruktur ein. So kann Gleichstrom unterschiedlicher Stärke in Echtzeit abgerechnet und automatisierte und individuelle Mikro-Kontrakte realisiert werden.
Eine wichtige Rolle nimmt auch regulatorisches Lernen ein, das Identifizieren von Verbesserungspotenzialen im Energiewirtschaftsrecht. Und nicht zuletzt sollen auch gesellschaftliche und soziale Aspekte sowie die Auswirkungen der Digitalisierung auf die Menschen untersucht und Rahmenbedingungen für eine zukunftsgerechte, integrierte Stadtentwicklung geschaffen werden.
Im Rahmen des Reallabors der Energiewende JenErgieReal sollen bis 2027 über das Stadtgebiet von Jena verteilt elektrische Großspeichersysteme sowie Photovoltaik- und Solarthermieanlagen errichtet und betrieben werden. Die gewählten Standorte bilden verschiedene Sektoren des städtischen Energiesystems ab. Dabei werden Quartiersspeicher oder netzdienliche Energiespeicher etwa an Ladesäulen errichtet oder mit Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen zur Strom- und Wärmeerzeugung kombiniert. Auch Elektrofahrzeuge sollen als kurzzeitige Energiespeicher integriert werden. Ein zusätzlicher Gewerbespeicher soll darüber hinaus die Schnellladung von E-Fahrzeugen ermöglichen.
Ein besonderes Augenmerk legt das Projekt auf die Nutzung der thermischen Energie. So soll Wärme aus verschiedenen regenerativen Quellen dezentral erzeugt und Verlustwärme stärker nachgenutzt werden. Geplant ist beispielsweise, die beim Schnellladeprozess entstehenden Wärmeverluste in einem dezentralen Wärmesystem zur Verfügung zu stellen und so nutzbar zu machen.
Um die verschiedenen Erzeuger, Speicher und Verbraucher zu vernetzen, werden sie über eine digitale Infrastruktur verbunden. Der Vorteil des so entstehenden virtuellen Kraftwerks: Neben der optimierten Leistungsfähigkeit zeichnet es sich durch eine flexible Skalierbarkeit in Echtzeit aus. Abhängig von der jeweiligen Situation kann die Lastverteilung des Netzes mit den verschiedenen Akteuren – von Erzeugern über elektrische Großspeicher und Elektromobilität bis hin zum Endverbraucher – hochflexibel gesteuert werden. Photovoltaik-Anlagen können beispielsweise eingesetzt werden, um Energieverluste des Stromnetzes und der -speicher auszugleichen.
Berücksichtigt werden zudem Vernetzungsstrategien im Sinne einer Smart City. Hierzu setzt JenErgieReal auf künstliche Intelligenz und baut eine entsprechende Plattform mit einer hierfür optimierten Hardware- und Software-Architektur auf. Für den neuen Virtualisierungsansatz entwickeln die Forschenden ein mit dem Eichrecht konformes Messsystem und binden dieses in die digitale Infrastruktur ein. So kann Gleichstrom unterschiedlicher Stärke in Echtzeit abgerechnet und automatisierte und individuelle Mikro-Kontrakte realisiert werden.
Eine wichtige Rolle nimmt auch regulatorisches Lernen ein, das Identifizieren von Verbesserungspotenzialen im Energiewirtschaftsrecht. Und nicht zuletzt sollen auch gesellschaftliche und soziale Aspekte sowie die Auswirkungen der Digitalisierung auf die Menschen untersucht und Rahmenbedingungen für eine zukunftsgerechte, integrierte Stadtentwicklung geschaffen werden.
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