Integrierte Netzplanung von Gas, Strom und Wärme Interview mit Daniela Vorwerk, Helmut-Schmidt-Universität der Bundeswehr

Im Bloginterview erläutet die wissenschaftliche Mitarbeitern Daniela Vorwerk, Helmut-Schmidt-Universität der Bundeswehr, Ziele und Inhalte des Projektes "iNeP" - Integrierte Netzplanung.

EEHH: Worum ging es in Ihrem Projekt? Was waren die wesentlichen Fragestellungen?

Daniela Vorwerk: "In iNeP ging es um die integrierte Netzplanung – das bedeutet die gemeinsame Netzplanung der drei leitungsgebundenen Energieträger Strom-, Gas- und Wärme in Hamburg. Im Gegensatz zu getrennten Netzplanungsprozessen sollen sich durch die integrierte Betrachtung mehr Lösungsräume für Energieversorgungskonzepte und Ausbaualternativen ergeben. Außerdem können ggf. Punkte identifiziert werden, die sich gut für Standorte von Kopplungstechnologien, d.h. Wandlungstechnologien, die die Energieträger der Energienetze ineinander umwandeln (z.B. Power-to-Heat, Power-to-Gas etc.), eignen. Eine wesentliche Fragestellung des Projektes ist dabei, wie ein gesamter Prozess für eine integrierte Netzplanung gestaltet sein muss, um daraus eine Netzplanung für eine zuverlässige, versorgungssichere, volkswirtschaftlich vertretbare und klimaneutrale Energieversorgung in Hamburg (zum Projektstart noch bis 2045) abzuleiten. Zu diesem Prozess gehören neben der Bedarfsprognose (Wo entstehen welche Nutzenergiebedarfe?) auch die Ausarbeitung von Versorgungskonzepten (Mit welche/n/m Energieträger(n) können/sollten diese Energiebedarfe gedeckt werden? Wie können Flexibilitäten in der Netzplanung berücksichtigt werden?), die Netzausbauplanung (wie sehen die dazu gehörenden Netzstrukturen aus?), sowie die Netzberechnung (Sind die Netzstrukturen ausreichen dimensioniert?). Da sich die Energieträger Strom, Gas und Wärme physikalisch voneinander unterscheiden war ebenso Teil von iNeP die Entwicklung von FuE-Methoden für energieträgerübergreifende Netzberechnungen."

EEHH: Wie lange lief das Projekt? Wer war alles beteiligt?

Daniela Vorwerk: "Das Projekt startete am 1. April 2021 und läuft noch bis zum 31.03.2026. iNeP ist ein Teilvorhaben in der AG 1 (Netze und Infrastrukturen) des Norddeutschen Reallabors. Das NRL wird gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie. Beteiligte Hochschulen und Institute sind: Helmut-Schmidt-Universität mit dem Bereich Elektrische Energiesysteme, die Technische Universität Hamburg mit dem Institut für Elektrische Energietechnik und Institut für Technische Thermodynamik sowie die Technische Hochschule Lübeck mit dem Bereich Intelligente Energiesysteme. Die beteiligten Industriepartner sind die Hamburger Energienetze (zu Projektbeginn als Gasnetz Hamburg als Förderpartner und Stromnetz Hamburg als assoziierter Partner) und die Hamburger Energiewerke."

EEHH: Welche wesentlichen Erkenntnisse haben Sie gewonnen?

Daniela Vorwerk: "Eine wesentliche Erkenntnis war, dass die integrierte Denkweise zwar grundsätzlich einen großen Lösungsraum eröffnet, allerdings auch sehr komplex ist. Insbesondere durch hohe Technologievielfalt, z. B. für die Erzeugung von Raumwärme oder bei Mobilitätsträgern, gibt es viele verschiedene Möglichkeiten, verschiedene Bedarfe zu decken. Diese werden dabei nicht zwangsläufig nur einem Energieträger zugeordnet. Daher war eine wichtige Erkenntnis, für die integrierte Betrachtung, Nutz- und Endenergie streng voneinander zu trennen. Der Lösungsraum sollte hier anhand bestimmter Kennzahlen aus bekannten Netzplanungsprozessen, z.B. Wärmeflächendichte, sinnvoll eingeschränkt werden.

Flexibilität in die Planungsprozesse einzubeziehen kann sinnvoll sein. Dafür braucht es in Zukunft die Möglichkeit des Netzbetreibers, diese abzurufen, einzukaufen und vorzuhalten. Die Energieträger können, trotz ihrer verschiedenen physikalischen Eigenschaften, miteinander in gemeinsamen Netzberechnungen mit ähnlichen bzw. gleichen Methoden berechnet werden, (z.B. mit dem Newton-Raphson-Lastflussverfahren oder Knotenpunktverfahren mit elektrischen Analogien."

EEHH: Was ist als Fortsetzung geplant?

Daniela Vorwerk: "Bisher gibt es noch keine konkrete Ausarbeitung einer Projektskizze für ein Nachfolgeprojekt, aber noch einige Fragestellungen. Wir sind im Austausch untereinander und mit den Netzbetreibern."

Vielen Dank für das spannende Interview!