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Optimierte Q-U-Regelung durch intelligente Steuerung von regelbaren Ortsnetztransformatoren und steuerbaren Verbrauchs- und Erzeugungseinrichtungen in Mittel- und Niederspannungsnetzen, Teilvorhaben: Analyse der optimierten Q-U-Regelung sowie Verbände- und Gremiendialog

Im optiQU-Teilvorhaben 'Analyse der optimierten Q-U-Regelung sowie Verbände- und Gremiendialog' der Thüga Aktiengesellschaft soll eine Bewertung erfolgen, wie effektiv innovative Betriebsmittel - insbesondere, sofern diese durch ein Netzmanagementsystem koordiniert gesteuert werden, wie es im Projekt 'OptiQU' umgesetzt wird - in realen Verteilnetzen zum Spannungs- und Blindleistungsmanagement eingesetzt werden können. Fraglich ist dabei, ob sie eine Alternative bzw. Ergänzung zum konventionellen Netzausbau in der Mittel- und Niederspannung darstellen können, wobei selbst eine temporäre Verschiebung des Ausbaubedarfs die Netzbetreiber bei der schnellen und effektiven Umsetzung der Energiewende unterstützen kann. Das Teilvorhaben soll daher insbesondere die von den anderen Projektpartnern entwickelten technischen Lösungen dahingehend bewerten, ob diese technoökonomisch zielführend sind. Hierbei gilt zu beachten, dass die Entscheidungen von Netzbetreibern als regulierte Unternehmen insbesondere auch vom rechtlich-regulatorischen Rahmen beeinflusst werden. Dieser ist daher zwingend zu berücksichtigen. Es muss davon ausgegangen werden, dass sodann auch ein notwendiger Weiterentwicklungsbedarf dieser Rahmenbedingungen identifiziert wird. Entsprechende Empfehlungen sollen entwickelt und mit der Branche sowie den relevanten Akteuren diskutiert werden. An einzelnen Stellen im Gesamtprojekt 'OptiQU' bringt sich die Thüga Aktiengesellschaft des Weiteren auch bei der technischen Entwicklung und Standardisierung von Lösungen ein. Dies gilt insbesondere in Hinblick auf die Messtechnik in Ortsnetzstationen als auch bezüglich der Systemarchitektur für das zukünftige Netzmanagement in der Mittel- und Niederspannung.

Klimaschutzbeitrag von großen Stromspeichern

Derzeit ist der Netzausbau die Achillesferse für den weiteren Ausbau der erneuerbaren Energien (EE) als eine zentrale Klimaschutzmaßnahme im Strombereich, insbesondere mit der Vorgabe des netzsynchronen EE-Ausbaus im Koalitionsvertrag. Daher bedarf es neuer intelligenter Ansätze, um das Bestandsnetz höher auszulasten, den EE- vom Netzausbau zu entkoppeln, EE-Abregelungen zu reduzieren sowie die Zeit bis zur Realisierung des im Bundesbedarfsplan beschlossenen, dringend notwendigen, aber verzögerten Netzausbaus zu überbrücken. Der intelligente Einsatz von (großen) Batteriespeichern als Netzbetriebsmittel kann einen bedeutenden Beitrag dazu leisten. Sie bieten große Potenziale zu vergleichbaren Kosten, wie zusätzliche HGÜ-Leitungen. Durch ihren Einsatz kann trotz zeitweiliger Netzengpässe der EE-Strom aufgenommen und zu einem späteren Zeitpunkt transportiert werden und somit die nutzbare Übertragungskapazität des bestehenden Netzes ohne einen zusätzlichen Leitungsneubau erhöht werden. (Große) Batteriespeicher können relativ schnell, d.h. innerhalb von ein bis zwei Jahren, realisiert werden und damit deutlich schneller als der Netzausbau die Einspeisemöglichkeit der EE verbessern. Weitere Vorteile sind die in den letzten Jahren erheblich gesunkenen Batteriekosten, die bis 2030 voraussichtlich nochmals auf die Hälfte sinken könnten, und der, im Vergleich zu 'einfachen' neuen Stromleitungen, erheblichen Zusatznutzen im Stromsystem (zusätzliche Reserveleistung, Verbesserung der Netzsicherheit, Schwarzstartfähigkeit und Unterstützung des Wiederaufbaus nach einem Blackout). Im Rahmen dieses Vorhabens sollen daher Einsatzmöglichkeiten und Effekte von (Groß) Speichern zur Optimierung des Stromnetzes für eine verbesserte EE-Integration sowie deren Beitrag zum Klimaschutz mittels detaillierter Modellrechnungen vertieft untersucht, energiewirtschaftlich bewertet sowie Handlungsmöglichkeiten und -empfehlungen entwickelt werden.

2030 Szenario für Deutschland bei verzögertem Netzausbau

Ecofys hat im Auftrag der Smart Energy for Europe Platform (SEFEP) untersucht, wie sich ein verzögerter Ausbau der Stromübertragungsnetze bei unterschiedlicher geografischer Verteilung Erneuerbarer Energien-Anlagen auswirkt. Wird das Netz nicht optimal ausgebaut, müssen regional mehr Speicher und flexible Kraftwerke eingesetzt, und Erneuerbare Energie Anlagen häufiger abgeregelt werden. Die dadurch verursachten Kosten sinken, wenn die Anlagen zur Nutzung erneuerbaren Energiequellen gleichmäßiger verteilt sind.

INTegrierte WärmewENDe - Optimierter Ausbau und systemdienlicher Betrieb von Wärmenetzen und dezentralen Wärmepumpen, Teilvorhaben: Optimierte Transformation der Wärmeversorgung Erlangens unter Berücksichtigung vorhandener Strom- und Wärmeversorgungsnetze

Die Wärmewende in Deutschland stellt alle Beteiligten vor große Herausforderungen. Der Ausbau dezentraler Wärmepumpen und Wärmenetze ist zentral für die Umstellung auf klimaneutrale Wärmeversorgung. Dieser Ausbau muss volkswirtschaftlich optimal und abgestimmt mit der elektrischen Infrastruktur erfolgen. Die Trägheit und kosteneffiziente Speicherfähigkeit thermischer Systeme bieten Flexibilitätspotentiale, die systemdienlich genutzt werden müssen. Erstes Hauptziel des Forschungsvorhabens ist es, durch die Nutzung dieser Flexibilitätspotentiale einen kostengünstigeren Ausbau der Strom- und Wärmeinfrastruktur zu unterstützen. Planungs- und Simulationsmethoden werden weiterentwickelt, um diese Potentiale zu quantifizieren und im Betrieb zu nutzen. Fallstudien bei Netzbetreibern untersuchen die Anwendung und Auswirkungen auf den Netzausbau. Verschiedene Technologien sichern je nach Wärmebedarfsdichte eine klimaneutrale Wärmeversorgung. Das Projekt ermittelt die beste Kombination dieser Technologien für verschiedene Gebietstypen und betrachtet die systemdienliche Steuerung von Wärmepumpen und elektrischen Anlagen. Zweites Hauptziel ist es, das Flexibilitätspotential zu quantifizieren und den Betrieb auf der Equigy Crowd-Balancing-Platform (CBP) zu demonstrieren. Die Wärmewende ist auf Jahrzehnte angelegt und muss stets eine sichere Versorgung gewährleisten. Drittes Hauptziel des Vorhabens ist die integrierte Betrachtung lokaler Transformationsprozesse unter den Gesichtspunkten des energiewirtschaftlichen Zieldreiecks. Die Komplexität der Wärmewende erfordert die Zusammenarbeit vieler Akteure. Dieses Vorhaben bringt alle wesentlichen Akteure (Stadtwerke, Verteilnetzbetreiber, Übertragungsnetzbetreiber, Wärmenetzbetreiber, Hersteller von Wärmeerzeugern, Hersteller von Infrastruktur der Strom- und Wärmeversorgung, betroffene Bundesverbände) zusammen, um eine gesamtheitliche Analyse zu ermöglichen.

INTegrierte WärmewENDe - Optimierter Ausbau und systemdienlicher Betrieb von Wärmenetzen und dezentralen Wärmepumpen, Teilvorhaben: Optimierter Ausbau von Anergiewärmenetzen

Die Wärmewende in Deutschland stellt alle Beteiligten vor große Herausforderungen. Der Ausbau dezentraler Wärmepumpen und Wärmenetze ist zentral für die Umstellung auf klimaneutrale Wärmeversorgung. Dieser Ausbau muss volkswirtschaftlich optimal und abgestimmt mit der elektrischen Infrastruktur erfolgen. Die Trägheit und kosteneffiziente Speicherfähigkeit thermischer Systeme bieten Flexibilitätspotentiale, die systemdienlich genutzt werden müssen. Erstes Hauptziel des Forschungsvorhabens ist es, durch die Nutzung dieser Flexibilitätspotentiale einen kostengünstigeren Ausbau der Strom- und Wärmeinfrastruktur zu unterstützen. Planungs- und Simulationsmethoden werden weiterentwickelt, um diese Potentiale zu quantifizieren und im Betrieb zu nutzen. Fallstudien bei Netzbetreibern untersuchen die Anwendung und Auswirkungen auf den Netzausbau. Verschiedene Technologien sichern je nach Wärmebedarfsdichte eine klimaneutrale Wärmeversorgung. Das Projekt ermittelt die beste Kombination dieser Technologien für verschiedene Gebietstypen und betrachtet die systemdienliche Steuerung von Wärmepumpen und elektrischen Anlagen. Zweites Hauptziel ist es, das Flexibilitätspotential zu quantifizieren und den Betrieb auf der Equigy Crowd-Balancing-Platform (CBP) zu demonstrieren. Die Wärmewende ist auf Jahrzehnte angelegt und muss stets eine sichere Versorgung gewährleisten. Drittes Hauptziel des Vorhabens ist die integrierte Betrachtung lokaler Transformationsprozesse unter den Gesichtspunkten des energiewirtschaftlichen Zieldreiecks. Die Komplexität der Wärmewende erfordert die Zusammenarbeit vieler Akteure. Dieses Vorhaben bringt alle wesentlichen Akteure (Stadtwerke, Verteilnetzbetreiber, Übertragungsnetzbetreiber, Wärmenetzbetreiber, Hersteller von Wärmeerzeugern, Hersteller von Infrastruktur der Strom- und Wärmeversorgung, betroffene Bundesverbände) zusammen, um eine gesamtheitliche Analyse zu ermöglichen.

ARL-Bausteine für einen raumverträglichen Netzausbau

Im Sommer 2011 wurde ein umfangreiches Gesetzespaket zur Umsetzung der Energiewende beschlossen. Ein Kernelement ist der beschleunigte Ausbau des Stromnetzes durch ein koordiniertes Vorgehen in der gesamten Prozesskette von der Bedarfsfeststellung bis zur abschließenden Inbetriebnahme. Die ersten Schritte zur Bedarfsfeststellung sind getan (Szenarien, gemeinsamer Netzentwicklungsplan der vier Übertragungsnetzbetreiber). Den Entwurf für den vom Bundesgesetzgeber zu beschließenden verbindlichen Bedarfsplan will die Bundesnetzagentur noch in diesem Jahr der Bundesregierung vorlegen. Der Bedarfsplan wird die erforderlichen Ausbaumaßnahmen für das Übertragungsnetz mit den jeweiligen Anfangs- und Endpunkten festlegen, aber noch nicht die für die Neubaumaßnahmen zu ermittelnden Trassenkorridore. Dies ist gemäß § 4 NABEG Aufgabe der Bundesfachplanung, einer Raumverträglichkeitsprüfung, die dem Raumordnungsverfahren nach § 15 ROG nachgebildet ist, aber (anders als ein Raumordnungsverfahren) mit verbindlichen Vorgaben für das nachfolgende Planfeststellungsverfahren endet. Ziele und Adressaten der Bausteine: Die Akademie will praxisorientierte Hilfestellungen für eine raumverträgliche Planung der Ausbaumaßnahmen für das Übertragungsnetz geben. Das Augenmerk liegt dabei auf der Bundesfachplanung nach dem NABEG. Die zu gewinnenden Erkenntnisse werden in Teilen aber auch für das Verteilernetz anwendbar sein. Mit den Bausteinen wird folgendes Ziel verfolgt: - Erarbeitung von konkreten, praxisorientierten Empfehlungen zu einer allseitigen Akzeptanzverbesserung bei gleichzeitiger Straffung des Planungsprozesses auf der Grundlage bisheriger Erfahrungen bei der Planung für trassengebundene Vorhaben. Die Bausteine richten sich hauptsächlich an die verfahrensleitende Behörde (BNetzA), sollen aber auch die Perspektive der Antragsteller (etwa im Hinblick auf Abschnittsbildung und Ausgestaltung der Antragsunterlagen) einbeziehen. Vorgehensweise zur Erstellung der Bausteine: Praxisorientierte Empfehlungen können am ehesten anschauliche Hilfestellungen liefern, wenn aus einem Bestand von auszuwertenden Best-Practise-Beispielen geschöpft oder aus früheren Fehlern gelernt wird. Auf die Ableitung theoriebasierten Wissens wird hier verzichtet. Die Erarbeitung der Bausteine basiert auf drei Leistungssäulen: - Auswertung der positiven sowie auch negativen Erfahrungen der zuständigen verfahrensleitenden Behörden mit raumbedeutsamen Trassenplanungen für Infrastrukturgroßprojekte (z.B. Fernstraßen, Hochspannungsfreileitungen). - Der Bearbeiter wird eigene Erfahrungen aus dem Themenbereich und solche von Vorhabenträgern mit einbringen. - Auswertung relevanter Literatur. Die Bausteine werden durch die Fichtner-Gruppe erarbeitet. Dem Bearbeitungsteam steht eine Lenkungsgruppe der Akademie zur Seite, die den Arbeitsprozess in enger Abstimmung begleitet, an dem Entwurf der Bausteine mitwirkt und die inhaltliche Letztverantwortung trägt. (Text gekürzt)

Netzausbau im Bereich Lauchhammer, Neubau FGL 307.05, Neubau Verbindungs-leitungen von FGL 215 bzw. FGL 301 zur GDRMA II

Die PLE Pipeline Engineering GmbH beantragte mit Schreiben vom 21.08.2024, für das Vorhaben „Netzausbau im Bereich Lauchhammer, Neubau FGL 307.05, Neubau Verbindungsleitungen von FGL 215 bzw. FGL 301 zur GDRMA II“ der ONTRAS Gastransport GmbH die Einzelfallprüfung zur Feststellung der UVP-Pflicht. Die ONTRAS Gastransport GmbH (ONTRAS) plant in Verbindung mit der Errichtung einer zweiten Gasdruckregel- und Messanlage (GDRMA) auf dem betriebseigenen Gelände des Netzknotenpunkts Lauchhammer (GDRMA Lauchhammer II) den Neubau eines Anschlusses an die EUGAL sowie der zugehörigen Verbindungsleitungen zum ONTRAS Netz. Über die GDRMA Lauchhammer II sollen etwa 60 % der künftig über die EUGAL zusätzlich ins ONT-RAS Netz gelangenden Gasmengen zur Gasversorgung von drei bereits in Planung befindlichen Kraftwerken der LEAG in der Lausitz genutzt werden. Rund 40 % der Gasmenge sollen über die bestehenden Ferngasleitungen FGL 301 und 215 ins ONTRAS Netz gespeist und zur Versorgung anderer Anschlussnehmer bereitgestellt werden, um die Gasversorgung der Region nachhaltig zu stärken und zukunftsfest zu machen. Die Anschlussleitung FGL 307.05 führt von Westen nach Osten, beginnend an der EUGAL, der Gasleitung der GASCADE Gastransport GmbH, westlich des Fließgewässers Oberer Lauchgraben, am westlichen Rand der Pommerheide, etwa 1.500 m westlich der Ortschaft Lauchhammer. Sie endet an der geplanten GDRMA II, etwa 500 m westlich von Lauchhammer und etwa 330 m südlich des Unteren Neuteichs im Landkreis Oberspreewald-Lausitz. Im Rahmen des Vorhabens sollen drei Leitungen realisiert werden: - Verbindungsleitung EUGAL (ONTRAS-Bezeichnung FGL 307) - GDRMA II, DN 800, DP 100 mit einer Länge von ca. 1.005 m, verbindet die bestehende Gasleitung EU-GAL mit der geplanten GDRMA. Dem Vorhaben geht der Rückbau der bestehenden Leitung FGL 10 (DN600/500) voraus. - Verbindungsleitung von der bestehenden FGL 301 zur GDMRA, DN 400, DP 84 mit einer Länge von ca. 320 m. - Verbindungsleitung von der bestehenden FGL 215 zur GDMRA auf dem Betriebsge-lände der ONTRAS in zwei Abschnitten:  DN 800, DP 84 mit einer Länge von ca. 342 m von der geplanten GDRMA bis zu einer Abzweig-Armaturengruppe; dieses Leitungsstück wird später be-triebstechnisch der FGL 21 zugeordnet. DN 500, DP 84 von diesem Abzweig zur bestehenden Ferngasleitung FGL 215 mit einer Länge von 80 m.  Für die beiden geplanten Anbindungsleitungen auf dem Netzknotenpunkt (NKP) Lauchhammer wird die bestehende ONTRAS-Leitung FGL 206.01 (DN 200) auf einer Länge von ca.75 m demontiert. Im Rahmen des Vorhabens sind temporäre Wasserhaltungen während der Bauphase vorgesehen. Die maximal zu hebende Wassermenge beträgt für die Leitungen maximal 1,44 Mio. m3 im Umsetzungsjahr. Eine Waldumwandlung aufgrund der Beanspruchung von Waldflächen im Sinne des LWaldG wird auf einer Fläche von ca. 1.12 ha (0,53 ha dauerhaft, 0,59 ha temporär) notwendig. Der Rück- und Neubau der Anlagen soll im Zeitraum März – Dezember 2026 erfolgen, wobei die bauvorbereitenden Maßnahmen, wie z. B. Gehölzeinhieb im Januar 2026 beginnen sollen.

Energieoptimiertes Reallabor Jena mittels in Echtzeit skalierbarer Energiespeicher, Teilvorhaben: Konzeption und Erprobung virtueller Kraftwerksstrukturen am Beispiel der Stadt Jena

JenErgieReal versteht sich als 'Blaupause' für die zukünftig ganzheitliche Versorgung mit elektrischer und thermischer Energie sowie der Integration der Mobilität als Bindeglied. Dabei werden die Haupttreiber des Energieverbrauchs Verkehr, Industrie, Gewerbe und Wohnen sektorenübergreifend betrachtet. JenErgieReal wird als Reallabor der Energiewende die für die deutsche Energiepolitik wesentlichen systemischen Herausforderungen in einem klar umrissenen Großvorhaben exemplarisch angehen und die Rolle der Infrastrukturbetreiber im Energiewendeprozess verdeutlichen. JenErgieReal hat Pioniercharakter für die Transformation des Energiesystems und widmet sich Forschungsfragestellungen, die eine Schlüsselrolle bei der Umsetzung der Energiewende einnehmen. Die Demonstration der Ergebnisse erfolgt als Reallabor in der Stadt Jena. Das Teilziel des TP 8 ist dabei die wissenschaftliche Betreuung des in der Verbundvorhabenbeschreibung gestellten Gesamtziels. Die zentralen Themen des Projektes JenErgieReal fokussieren die Netzdienlichkeit und zielen auf die Netzstabilisierung ohne Netzausbau ab. Als Beispiele seien die Lastspitzenglättung, die Lastensteuerung, auch aus dem vorgelagerten Netz, und die verringerte Rückeinspeisung erwähnt. In den verschiedenen Arbeitsthemen werden Lösungen für zukünftige Quartiere vom Endverbraucher bis zum Erzeugerentwickelt und realisiert. Das regulatorische Lernen nimmt dabei eine wichtige Rolle ein.

Bewertung von Einspeisenetzen

Der Ausbau der Erneuerbaren Energien in den vergangenen Jahren, insbesondere der Ausbau der Windenergieerzeugung, stellt die regionalen 110-kV-Verteilungsnetze und die 220/380-kV-Übertragungsnetze vor große Herausforderungen. Aufgrund von Kapazitätsengpässen der Netze ist bereits aktuell nicht mehr gewährleistet, dass der EE-Strom zu jeder Zeit vollständig abgenommen und übertragen werden kann. Mit dem weiteren Zubau an Erneuerbaren Energien, die bis 2020 mehr als 35 Prozent des Stromverbrauchs im Jahr abdecken sollen, werden diese Netzengpässe voraussichtlich weiter zunehmen. Die Planung und Genehmigung von Freileitungstrassen zur Erweiterung der Netzkapazität öffentlicher Netze zur Integration von Erneuerbaren Energie, zu der Netzbetreiber durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz verpflichtet sind, erstreckt sich allerdings häufig über mehrere Jahre. Der Netzausbau kann dadurch in vielen Fällen nicht mit der Dynamik des Zubaus an EE-Leistung mithalten. Der Bundesverband WindEnergie e.V. (BWE) beauftragte Ecofys mit einer Kurzstudie zu den technischen Rahmenbedingungen von Einspeisenetzen. Die Ergebnisse der Studie stellte der BWE am Rande der Hannover Messe 2012 vor.

Aktualisierung von Grenzwertempfehlungen im nichtionisierenden Bereich - Unterstützung der Arbeiten der Internationalen Kommission zum Schutz vor nichtionisierender Strahlung (ICNIRP)

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