Mit den Änderungen soll es möglich sein, die Regelenergie für die Netzstabilisierung besonders klimafreundlich zur Verfügung zu stellen. Das Hybridregelkraftwerk im Bremer Stadtteil Hastedt verfügt über eine Batterie und einen Elektrodenkessel für die Erzeugung von Wärme aus Strom (Power-to-Heat). Negative Regelleistung kann es zunächst über die Batterie bereitstellen. Muss besonders viel Leistung aus dem Netz aufgenommen werden, wird diese über einen „innovativen Schalter“ direkt auf den Elektrodenheizkessel umgeleitet. Ein Wärmespeicher nimmt sie auf, bei Bedarf fließt sie dann ins Fernwärme-Netz.

Das DLR hat im Projekt HyRek 2.0 unter Berücksichtigung der aktuellen gesetzlichen Vorgaben ein Betriebskonzept entwickelt, um das Kraftwerk ökologisch und wirtschaftlich zu optimieren. Teile des Konzepts kommen in Hastedt bereits zum Einsatz. Insbesondere sei die Ausnutzung der Batterie verbessert worden. So habe diese eine längere Lebensdauer.  

Lebenszyklus-Analyse fürs Regelenergie-Kraftwerk: Treibhausgas-Emissionen um 25 Prozent gesenkt

Henning Wigger vom DLR-Institut für Vernetzte Energiesysteme hat die Anlage bezüglich ihrer Klimabilanz bewertet. Dafür hat er die gesamte Lebensdauer betrachtet „Wir haben alle verbauten Komponenten in ihrem gesamten Lebenszyklus untersucht. Dieser beginnt bereits beim Abbau des Erzes zur Herstellung von Komponenten und berücksichtigt, unter welchen Bedingungen ein Bauteil hergestellt wurde und welche Emissionen dadurch entstanden sind.“ Unterm Strich sei es in Hastedt gelungen, im vergleich zu konventionellen Batteriespeichern die Treibhausgas-Emissionen um 25 Prozent zu senken. Auch Recyclingkonzepte seien mitbedacht worden. Für den Batteriespeicher könnten beispielsweise auch ausgediente Batterien aus Elektroautos in Frage kommen.

Hybrides Regelenergie-Konzept auch für Industrie interessant

Die Batteriealterung haben die Forschenden mit Hilfe eines selbst entwickelten Simulationsmodell untersucht. Dieses haben sie in Hastedt mit realen Daten validiert. Das Modell kann abbilden, wann und wie lange wie viel Strom in die Batterien ein- und ausgespeist wird. Zum Projekt gehörte auch die Fragen, wie sich das Kraftwerk aktuell am Netz verhält und in welcher Form Regelenergie in Zukunft erforderlich sein muss.

Darin sind auch reale Daten der einzelnen Geräte eingeflossen, zum Beispiel des Wechselrichters. Im Gegenzug lieferte das Modell Impulse, um diese weiterzuentwickeln. Ziel sei des bestmögliche Zusammenspiel der Einzelkomponenten, sodass sich ein wirtschaftlich tragfähiges Betriebskonzept ergebe.

Das Hybridkonzept für die Regelleistung aus Batterie und Elektrodenkessel lasse sich auf viele andere Anwendungen übertragen. Zum Beispiel könnten Industriebetriebe von der Kombination von Stromdirektverbrauch und Energiespeichern profitieren. Durch den einfachen Aufbau und die übersichtlichen Genehmigungsprozesse sei der Ausbau von Batteriespeichern in ganz Deutschland für einen robusten Betrieb der Stromnetze der Zukunft sehr gut vorstellbar, so das DLR.

Reine Power-to-Heat-Anwendungen für die Regelenergie gibt es in vielen Fernwärmenetzen. Übertragungsnetzbetreiber investieren dabei teils selbst in die Elektrodenkessel. Die entsprechende gesetzliche Regelung läuft aber Ende des Jahres aus.

27.4.2023 | Quelle: DLR | solarserver.de © Solarthemen Media GmbH