Smart
Capital
Region 2.0

Zukunft der Stromversorgung in Berlin & Brandenburg

Intro

Energiewende

Hintergrund für unsere Projektarbeit ist der durch die Energiewende ausgelöste Transformationsprozess unseres gegenwärtigen Energieversorgungsystems.

Dieses baut auf fossilen Energieträgern auf und wird nun in ein nachhaltiges System auf Basis erneuerbarer Energien überführt.

An der damit verbundenen Schnittstelle von Politik, Wirtschaft und Wissenschaft arbeiten wir an Lösungen für die „Stromversorgung der Zukunft“.


Klimaschutz

Das Energiekonzept der Bundesregierung sieht unter anderem vor, die Treibhausgas-Emissionen bis zum Jahr 2050 um mindestens 80 Prozent des Standes von 1990 zu reduzieren. Der Anteil erneuerbarer Energien am Bruttoendenergieverbrauch soll bis dahin 60 Prozent betragen. Der Anteil der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien am Bruttostromverbrauch 80 Prozent. Der Primärenergieverbrauch soll von 2008 bis 2050 um 50 Prozent sinken und der Stromverbrauch soll um 25 Prozent vermindert werden. Im Verkehrsbereich soll der Energieverbrauch um rund 40 Prozent zurückgehen. Quelle

2020

Bis zum Jahr 2020 will die Bundesregierung 1 Millionen Elektrofahrzeuge auf Deutschlands Straßen bringen. Realitätscheck: 2015 waren es bundesweit 18.948 sowie 107.745 Hybride. Wie sieht es in der Hauptstadtregion aus? Knapp 1.200 E-Cars und 11.000 Hybride zählte das Kraftfahrt-Bundesamt in Berlin und Brandenburg (Quelle). Ladeinfrastruktur: Auf ca. 300 öffentlich zugängliche Ladesäulen kommen laut Berliner Agentur für Elektromobilität (eMO) beide Bundesländer zusammen.

Fakt!

In einigen Netzgebieten Brandenburgs liegt der Anteil des EEG-Stroms schon heute bei bis zu 100 Prozent. Das führt jedoch nicht zur „Vollversorgung“, sondern zu Tagen mit extremer Überproduktion oder zu solchen, an denen gar kein „grüner Strom“ erzeugt wird. Die damit einhergehende Ausbilanzierung eines zunehmend wetterabhängigen Stromangebots und einer schwankenden Stromnachfrage wird immer komplexer und stellt neue Anforderungen an das Energieversorgungssystem.

In den letzten 20 Jahren

ist der Anteil der regenerativen Stromerzeugung in Deutschland rasant angewachsen. In 2015 betrug er etwa 27 Prozent. Der Ausbau dieser Erzeugerkapazitäten erfolgte jedoch regional sehr unterschiedlich, völlig losgelöst von der Stromabnahme vor Ort und ohne Berücksichtigung der verfügbaren Transportkapazität der Stromnetze.

Fast täglich

werden in Brandenburg konventionelle und regenerative Einspeiser bereits eingesenkt oder abgeschaltet, um die Netze zu entlasten. Grund hierfür sind hohe regenerative Einspeisungen und ein geringer Verbrauch.

Nur Sekunden

bleiben einem Netzleitstellenmitarbeiter in der Regel, um zu entscheiden, ob, wann und wo konventionelle oder regenerative Einspeiser eingesenkt oder abgeschaltet werden müssen. Im Ernstfall droht ein Blackout.

Lösung Smart Grid?

Ein Smart Grid ist ein „intelligentes Stromnetz“, welches entsteht, wenn die konventionelle Netzinfrastruktur durch innovative Informations- und Kommunikationstechnik verbessert wird. Mit Hilfe eines Smart Grids kann die zunehmenden Anzahl von dezentralen Stromerzeugern, -speichern und -verbrauchern beherrscht werden.

Projektdetails

Was wir machen

In unserem Projekt zeigen wir wo und wann regenerative Stromüberschüsse in der Hauptstadtregion auftreten und demonstrieren die Stromversorgung der Zukunft in einem „intelligenten Netz“ unter Einbindung von Elektromobilität. SMART Capital Region wird an der Brandenburgischen Technischen Universität (BTU) Cottbus-Senftenberg umgesetzt. (Weiter zur Projektanimation)


Projektskizze (PDF) Projektskizze SCR 2.0 (PDF)
Steckbrief (PDF) Steckbrief SCR2.0 (PDF)

Unser Smart Grid

befindet sich auf dem Zentralcampus der BTU Cottbus-Senftenberg. Dazu gehören eine PV-Anlage und ein Blockheizkraftwerk als Erzeuger sowie ein Batteriespeicher, ein Ladesäulenpark mit Elektroatuos sowie eine Power-to-Gas-, Power-to-Heat- und Power-to-Cold-Anlage als Verbraucher.


Detaillierte Infos zu den Smart Grid Komponenten (PDF)

Teil einer bundesweiten Strategie

2012: Für das Förderprogramm „Schaufenster Elektromobilität“ wählt die Bundesregierung vier Regionen aus, in denen Wirtschaft und Wissenschaft ihre Leistungsfähigkeit im Bereich Elektromobilität ausstellen soll.

Neben Baden-Württemberg, Niedersachsen und Bayern-Sachsen wird auch die Hauptstadtregion Teil der Schaufensterinitiative und geht als „Internationales Schaufenster Elektromobilität Berlin-Brandenburg“ mit 30 Kernprojekten und 257 Partnern an den Start. Koordiniert wird das Ganze durch die Berliner Agentur für Elektromobilität (eMO).

2013: SMART Capital Region, eines der Kernprojekte im „Internationalen Schaufenster Elektromobilität Berlin-Brandenburg“, läuft an. Es wird zu 100 Prozent vom Land Brandenburg gefördert und läuft bis Ende 2016.


Schaufenster Elektromobilität
SCR auf den Seiten der eMO

Wir laden bidirektional!

Bidirektionales Laden bedeutet, dass Fahrzeuge bei Bedarf elektrische Energie auch wieder ans Netz zurückgeben können und so zu „rollenden Energiespeichern“ werden. Mit unserer Technik haben wir diese wichtige Evolutionsstufe der Elektromobilität bereits im Vorgängerprojekt "eSolCar" demonstriert und uns damit in diesem Forschungsgebiet positioniert.

BIENe

Die Modellanlagen, die zu unserem Smart Grid gehören, sind rund um das "Besucherzentrum Intelligente Energie Netze" (BIENe) aufgebaut. Ein frei zugänglicher Schilderrundgang bietet dort Wissenswertes über jede einzelne Komponente und in BIENe selbst ermöglicht ein Zeitstrahl Einblicke in die Geschichte der Elektromobilität und in die Entwicklung der Energieversorgung in der Hauptstadtregion. Regelmäßig finden hier Präsentationen und Workshops statt.

Visionen

Elektromobilität in Deutschland

„Die kommenden Jahre werden von einer langsam aber stetig wachsenden Zahl von Plug-In-Hybriden geprägt sein. Die rein elektrisch fahrbaren Strecken werden sich auf Reichweiten bis hin zu 60 Kilometern ausdehnen. Die großen Hersteller haben bereits batterie-elektrische Fahrzeuge im Programm, auch hier mit langsam steigenden Energiekapazitäten. Diverse Konzeptfahrzeuge mit Reichweiten von 350 bis 500 Kilometern wurden bereits vorgestellt und sollen in den nächsten Jahren verfügbar sein.“


Prof. Dr.-Ing. Harald Schwarz

Stromversorgung in Deutschland

„Ein gewaltiger Aus- und Umbau der Stromnetze ist erforderlich, kommt aber wegen lokaler Widerstände nur extrem langsam voran. Ein stark wachsender Verkabelungsanteil ist wegen der hohen Kosten volkswirtschaftlich eher nachteilig und aus netzbetriebstechnischer Sicht als schwierig zu bewerten. Dennoch wird die regenerative Erzeugung auch zukünftig über die Höchstlast ansteigen. Konventionelle Erzeugung wird auch weiterhin aus dem Markt gedrängt werden. Sie muss aber als Kapazitätsreserve bei Nichtverfügbarkeit regenerativer Erzeugung am Netz gehalten und als 'Stand-by' über den Strompreis finanziert werden.“


Prof. Dr.-Ing. Harald Schwarz

Brandenburg als Energieregion

„Aus wissenschaftlicher Sicht bietet Brandenburg ein exzellentes Reallabor, um die Interaktionen im Energiebereich zu erforschen. Mit seinem gleichermaßen hohen Anteil an konventioneller und regenerativer Erzeugung, sowie Stromnetzen, in denen der Anteil an regenerativer Energie inzwischen 100 Prozent der Stromabnahme erreicht hat, finden wir hier eine Situation vor wie sie in Gesamtdeutschland etwa in 30 Jahren Realität sein wird.“


Prof. Dr.-Ing. Harald Schwarz

Wie geht es weiter mit SCR?

„Als Teil des 'Internationales Schaufensters Elektromobilität Berlin-Brandenburg' hat SMART Capital Region in der Erforschung der zukünftigen Situation in den letzten drei Jahren einen Beitrag geleistet. Nun wird das Projekt inhaltlich weiterentwickelt und im Rahmen des Förderprogramms 'Schaufenster intelligente Energie - Digitale Agenda für die Energiewende' (SINTEG) des Bundeswirtschaftsministeriums bis 2020 fortgeführt.“


Prof. Dr.-Ing. Harald Schwarz

Team

Prof. Dr.-Ing Harald Schwarz

Lehrstuhlinhaber & Projektleiter

T: 0355/ 69-4502
E: harald.schwarz@b-tu.de

Dipl.-Ing. Lars Karge

SMART Campus

T: 0355/ 69-4296
E: lars.karge@b-tu.de

M.A. Khrystyna Shakhmatova

Stakeholder-Dialoge und Ergebnistransfer im AP3

T: 0355 / 69-4044
E: shakhmatova@b-tu.de

Dr.-Ing. Erik Blasius

stellv. Projektleiter/Projektmanagement

T: 0355 / 69-5578
E: erik.blasius@b-tu.de

Dipl.-Ing. Enrico Jende

BHKW & Wärme- und Kälteanlagentechnik

T: 0355 / 69-5576
E: enrico.jende@b-tu.de

M. Sc.Yang Li

Visualisierung der Netzbetreiberdaten

T: 0355 / 69-5575
E: liyang@b-tu.de

M.Sc. Marcel Kaßner

Micro-Grid

T: 0355 / 69-5574
E: marcel.kassner@b-tu.de

SCR wird am Lehrstuhl Energieverteilung & Hochspannungstechnik an der BTU Cottbus-Senftenberg umgesetzt. Maßgebende fachliche Unterstützung und Anregung erhält das Projektteam dabei durch die Lehrstuhlmitarbeiter Dipl.-Ing. Dirk Lehmann, Dr.-Ing. Klaus Pfeiffer, Dipl.-Ing. (FH) Lothar Kleinod und Dipl.-Ing. (FH) Holger Häusler.

Medien

Schilderrundgang

Detaillierte Infos zu den Smart Grid Komponenten im „Versuchsfeld Intelligente Energie Netze“ (PDF)

Veröffentlichungen

Workshop "Microgrids und Elektromobilität in der Praxis" (PDF) April 2015

Partner

Partnerlogos