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Referenzkraftwerk Lausitz, Teilvorhaben: Wasserstofferzeugung und Sektorenkopplung

Das Reallabor Referenzkraftwerk Lausitz (RefLau) beinhaltet die Planung, Errichtung und den Betrieb eines Wasserstoff-Kraftwerks als technologische Innovation sowie die Vermarktung des grünen Wasserstoffs in unterschiedlichen Sektoren. Hierfür müssen neue Erneuerbare Energien Anlagen in der Region für die Bereitstellung von Grünstrom errichtet werden. Der Großteil des grünen Wasserstoffs wird verschiedenen Anwendungen in Verkehr, Industrie und Wärme zur Verfügung gestellt, wodurch die Treibhausgasemissionen dieser Sektoren reduziert werden. Ein kleinerer Teil des grünen Wasserstoffs wird forschungsseitig genutzt, um eine skalierbare und integrierte Lösung für die wesentlichen Herausforderungen der nächsten Phase der Energiewende zu erproben. Ziel ist hier den Nachweis zu erbringen, dass ein Kraftwerk neuen Typus und auf der Basis von 100 % Erneuerbaren Energien in der Lage ist, alle Systemdienstleistungen zu erbringen, die derzeit von konventionellen Kraftwerken bereitgestellt werden. Aus der Perspektive des Strukturwandels fokussiert das Projekt auf die Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit des Wirtschaftsstandortes Lausitz. Die langfristige Zielsetzung ist, Speicherkraftwerke mit einer hochskalierten Erzeugerleistung im dreistelligen Megawattbereich an anderen Industrie- und Kraftwerksstandorten der Lausitz zu realisieren. Das Vorhaben bietet zudem die Chance als Referenzlösung auf andere Standorte, insbesondere andere Reviere, übertragen zu werden.

Referenzkraftwerk Lausitz

Das Reallabor Referenzkraftwerk Lausitz (RefLau) beinhaltet die Planung, Errichtung und den Betrieb eines Wasserstoff-Kraftwerks als technologische Innovation sowie die Vermarktung des grünen Wasserstoffs in unterschiedlichen Sektoren. Hierfür müssen neue Erneuerbare Energien Anlagen in der Region für die Bereitstellung von Grünstrom errichtet werden. Der Großteil des grünen Wasserstoffs wird verschiedenen Anwendungen in Verkehr, Industrie und Wärme zur Verfügung gestellt, wodurch die Treibhausgasemissionen dieser Sektoren reduziert werden. Ein kleinerer Teil des grünen Wasserstoffs wird forschungsseitig genutzt, um eine skalierbare und integrierte Lösung für die wesentlichen Herausforderungen der nächsten Phase der Energiewende zu erproben. Ziel ist hier den Nachweis zu erbringen, dass ein Kraftwerk neuen Typus und auf der Basis von 100 % Erneuerbaren Energien in der Lage ist, alle Systemdienstleistungen zu erbringen, die derzeit von konventionellen Kraftwerken bereitgestellt werden. Aus der Perspektive des Strukturwandels fokussiert das Projekt auf die Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit des Wirtschaftsstandortes Lausitz. Die langfristige Zielsetzung ist, Speicherkraftwerke mit einer hochskalierten Erzeugerleistung im dreistelligen Megawattbereich an anderen Industrie- und Kraftwerksstandorten der Lausitz zu realisieren. Das Vorhaben bietet zudem die Chance als Referenzlösung auf andere Standorte, insbesondere andere Reviere, übertragen zu werden.

Referenzkraftwerk Lausitz, Teilvorhaben: Kraftwerksregelung und Betriebsführung

Im Rahmen des Reallabors Referenzkraftwerk Lausitz ist eine wissenschaftliche Begleitung eines Großprojekts, welches die Errichtung eines modernen Kraftwerks am Standort Spremberg im Industriepark Schwarze Pumpe beabsichtigt, geplant. In dem Kraftwerk werden ausschließlich erneuerbare Energien genutzt. Weiterhin werden Möglichkeiten der Sektorenkopplung erschlossen und neue Wertschöpfungspotentiale durch Systemdienstleistungen im elektrischen Netz der öffentlichen Versorgung aufgezeigt. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, das vorgestellte Konzept für ein vollständig systemrelevantes H2-Speicherkraftwerk in allen relevanten Details, die für die Errichtung und Inbetriebnahme sowie den Probebetrieb notwendig sind, zu erarbeiten und im Zusammenwirken des Gesamtprozesses zu optimieren. Hierbei wird die Funktionalität der Komponentenanordnung als Speicherkraftwerk demonstriert. Alle Einzelkomponenten sowie die zugehörige Regelung und Steuerung werden dazu dimensioniert, simuliert, implementiert und bei allen vorgesehen Betriebsarten erprobt. Die Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg (BTU) entwickelt hierbei in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IEG (Fh IEG) die Kraftwerksregelung, welche die Bereitstellung der Systemdienstleistungen am Netzkopplungspunkt sicherstellt. Außerdem liefert die BTU eine Analyse des potenziellen Beitrages der Wasserstoff-Rückverstromung zur Bereitstellung eines grundlastfähigen Portfolios aus erneuerbaren Energieanlagen und die Überführung in ein Betriebsführungskonzept.

Sicherer und stabiler Betrieb des stromrichterdominierten Verteilnetzes, Teilvorhaben: Neue Funktionalitäten & Eigenschaften netzbildender Stromrichter im Verbundnetz

SMA befasst sich mit den Möglichkeiten der PV-, Batterie- und Elektrolyse-Stromrichtertechnik und entsprechender Systemlösungen (insb. großer Solar- und Speicherkraftwerke und Elektrolyseanlagen). Ziel und Schwerpunkt der Untersuchungen von SMA ist hierbei die Analyse und Evaluation der neuen, im Konsortium erarbeiteten Erkenntnisse, Ansätze und Lösungen aus gerätetechnischer Sicht (Wechselrichter), unter Einbeziehung von Aspekten aus Praxis & Forschung auch außerhalb des Konsortiums sowie die experimentelle Umsetzung ausgewählter neuer Funktionalitäten in vorhandenen Geräteplattformen & Systemlösungen und ihre Evaluation im Labortest und Praxiseinsatz. Darüber hinaus sollen - gemeinsam mit den Partnern - international konsensfähige Empfehlungen für die zukünftige Gestaltung der Netzregelung und der Netzanschlussbedingungen für PV- und Speicher-Systeme, inkl. entsprechender praxistauglicher, effizienter, zukunftsfähiger Prüf- & Qualifizierungsverfahren und Standardisierungsvorschläge, erarbeitet werden.

Design und Betriebsverhalten von Energieanlagen mit überkritischem Kohlendioxid (sCO2) als Arbeitsfluid, Teilvorhaben: Optimierung von Komponenten der SCO2-Kraftwerkstechnologie und Stabilisierung des Prozesses

Design und Betriebsverhalten von Energieanlagen mit überkritischem Kohlendioxid (sCO2) als Arbeitsfluid, Teilvorhaben: Techno-ökonomische Analyse von sCO2-basierten Speicherkraftwerken

Design und Betriebsverhalten von Energieanlagen mit überkritischem Kohlendioxid (sCO2) als Arbeitsfluid, Teilvorhaben: Technologische Aspekte von sCO2 Turbomaschinen und Systemen

Kosteneffiziente Zuverlässigkeit von PV-Kraftwerken und Wechselrichtertechnik - Aufklärung und Vorhersage von Alterungs- & Fehlervorgängen für Geräteentwicklung und Predictive-Maintenance sowie Realisierung praxisnaher Lösungen, Teilvorhaben: Diagnose des Solargenerators

Aufbauend auf vorangegangenen Forschungsarbeiten zu UV-Fluoreszenz, Elektrolumineszenz und Licht-Induzierter Elektrolumineszenz sollen in diesem Teilprojekt Solargenerator-Analyseverfahren entwickelt werden, die vom Wechselrichter unterstützt werden und damit ein Umverdrahten des Solargenerators für Analysezwecke unnötig machen, qualitativ hochwertigere Analysebilder und zuverlässigere Defektanalysen ermöglichen als üblich. Auf Basis der im Projekt erarbeiteten Erkenntnisse und Lösungen wird das ISFH mit SMA diese Ergebnisse im Anschluss an das Vorhaben bei ihren zukünftigen Produktentwicklungen und in der entsprechenden Serienproduktion nutzen bzw. in entsprechende Dienstleistungsangebote überführen. Dies wird dann generell zu einer Verbesserung der Wirtschaftlichkeit, Zuverlässigkeit und Nachhaltigkeit von Solar- und Speicherkraftwerken und ihren entsprechenden Komponenten führen und somit auch zu einer Beschleunigung des Ausbaus der Erneuerbaren Energien beitragen.

Neugenehmigung gem. § 4 BImSchG (Markus Bogendörfer)

Neugenehmigung gem. § 4 BImSchG im vereinfachten Verfahren: Erweiterung der bestehenden Biogasanlage (Umnutzung Gärrestelager als Nachgärer, Errichtung neues Gärrestelager, Erhöhung Inputstoff- und Gasmengen, Errichtung Vorgrube und Erweiterung Fahrsilo); Erweiterung des bestehenden BHKW (Austausch Motorblock und Erhöhung der elek. Leistung von 75 kW auf 100 kW); Errichtung und Betrieb eines Speicherkraftwerkes (Gebäude mit 2x Satelliten-BHKW, Wärmepufferspeicher und Reingasspeicher)

§ 4 BImSchG - Neugenehmigung eines Speicherkraftwerks mit 2 Satelliten-BHKW und einem Reingasspeicher

Die BENS Biogas GmbH & Co.KG, Appenfelden 76, 91483 Oberscheinfeld, beantragt gem. § 4 BImSchG die Errichtung und den Betrieb eines Speicherkraftwerks mit BHKW-Gebäuden (2 Satelliten-BHKW mit je 3.608 kWFWL), Reingasspeichers (ca. 16.640 m³ Gasspeichervolumen), Wärmepufferspeichers (ca. 3000 m³ Fassungsvolumen), einer Mikrogasleitung, Trafostation und eines Löschwasserteichs auf dem Grundstück, Fl.Nr. 322, Gemarkung Appenfelden. Die BENS GmbH betreibt bereits eine immissionsschutzrechtlich genehmigte Biogasanlage. Um sich an die neuen Gegebenheiten des Marktes anzupassen wird zur Versorgung einer benachbarten Gärtnerei und anderen Nahwärmeabnehmern eine Wärmezentrale entstehen. Die Betriebseinheit der Blockheizkraftwerke übertrifft eine Feuerungswärmeleistung von 1 MW, weshalb das zu errichtende BHKW nach Nr. 1.2.2.2 Anhang 1 zur 4. BImSchV eigenständig immissionsschutzrechtlich genehmigungsbedürftig – im vereinfachten Verfahren – ist. Bei dem Vorhaben handelt es sich um ein Neuvorhaben i. S. von § 2 Abs. 4 Nr. 1 a) UVPG, für das gem. § 7 Abs. 2 UVPG und Nr. 1.2.2.2, Nr. 9.1.1.3 der Anlage 1 zum UVPG eine standortbezogene UVP-Vorprüfung durchzuführen ist. Nach § 7 Abs. 2 S. 2 UVPG ist die standortbezogene Vorprüfung in 2 Stufen als überschlägige Prüfung durchzuführen, wobei die Stufe 2 mit Prüfung erheblicher nachteiliger Umweltauswirkungen nur dann durchzuführen ist, wenn die Stufe 1 mit der Prüfung der in Anlage 3 Nr. 2.3 aufgeführten Schutzkriterien zu dem Ergebnis kommt, dass besondere örtliche Gegebenheiten vorliegen. Der Anlagenstandort liegt westlich von Appenfelden und ist insbesondere von land- und forstwirtschaftlichen Flächen umgeben. Das nächstgelegene bedeutende Oberflächengewässer ist der südlich gelegene Appenbach. Zudem liegt der Standort im Landschaftsschutzgebiet „Naturparkt Steigerwald“ (vgl. Nr. 2.3.4 Anlage 3 UVPG. Nordwestlich, sowie südöstlich der Anlage befinden sich jeweils Biotope (vgl. Nr. 2.3.7 Anlage 3 UVPG). Gemäß fachlicher Einschätzung (insb. naturschutzfachlich) sind für die Schutzgüter im Sinne von § 2 Abs. 1 UVPG keine erheblich nachteiligen Auswirkungen zu erwarten. Die Vorprüfung ergab, dass keine besonderen örtlichen Gegebenheiten gem. den in Anlage 3 Nr. 2.3 zum UVPG aufgeführten Schutzkriterien von dem Vorhaben berührt werden. Nach überschlägiger Prüfung und Einschätzung durch die Immissionsschutzbehörde kann das Vorhaben somit keine erheblichen nachteiligen Umweltauswirkungen haben. Eine Umweltverträglichkeitsprüfung ist nicht erforderlich.

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