Früher versorgten zentrale Großkraftwerke das Land mit Energie, nun verschiebt sich die Energiegewinnung in den ländlichen Raum, wo es genügend Flächen für Windkraft- und Photovoltaikanlagen gibt. Doch diese Stromproduktion ist wetterabhängig und richtet sich nicht nach dem Energiebedarf. Das Projekt NEKOM hat in diesem Zusammenhang das Ziel, großräumige Speicher- und Energieverteilungssysteme individuell für kleinere und mittlere Kommunen auszulegen, wobei die gesellschaftliche Akzeptanz berücksichtigt wird.
Innovative Speicher- und Energieverteilungssysteme für Kommunen
„Ein typischer Anwendungsfall ist die Einbindung von Batteriespeichern und Photovoltaikanlagen auf Hausdächern in Verbindung mit einem Elektroauto“, sagt Heinsbergs Bürgermeister Kai Louis. So könne der in der Mittagszeit produzierte Strom der PV-Anlage in einem Batteriespeicher zwischengespeichert werden. „Wenn der Fahrer oder die Fahrerin abends wieder mit dem E-Auto nach Hause kommt, kann mit dem gespeicherten Strom das Fahrzeug geladen werden.“ So würde der überschüssige Strom genutzt und das Stromnetz entlastet.
Methoden auf andere Gemeinden übertragbar
Insgesamt sind drei Kommunen aus dem Rheinischen Revier an dem Projekt NEKOM des Chair for Wind Power Drives, Instituts für Städtebau und europäische Urbanistik der RWTH Aachen und des Lehrstuhls Energietechnik der Universität Duisburg-Essen beteiligt: Heinsberg, Bedburg und Roetgen. Mit im Boot sind auch die jeweiligen lokalen Versorgungsunternehmen (Stadtwerke) und Netzbetreibende der beteiligten Kommunen. Für Heinsberg sind das Alliander Netz Heinsberg und Veolia Industriepark Deutschland GmbH. „Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung von Konzepten zur Nutzung von Überschussstrom in Verbindung mit nachhaltigen Speicher- und Energieverteilungssystemen, insbesondere in ländlichen Gebieten und kleineren Städten“, so Louis.
Lokale Akzeptanz im Fokus
In dem Projekt wird eine allgemein übertragbare Methode erarbeitet, die in den drei Kommunen des Rheinischen Reviers erprobt wird. „Das Projekt nimmt die Speicherintegration in den Fokus und hat eine individuelle Auslegung von Speicher- und Energieverteilungssystemen zum Ziel. Das Institut für Städtebau befasst sich im Projekt mit der städtebaulichen Integration der Energiespeicheranlagen in das Stadt- und Landschaftsbild und untersucht deren Auswirkungen auf die lokale Akzeptanz“, sagt Professor Christa Reicher, Leiterin des Instituts für Städtebau und Europäische Urbanistik.
Entwicklung nachhaltiger Konzepte für Speicherintegration und Netzstabilität
Eine umfassende Bestandsaufnahme in den drei teilnehmenden Kommunen ist die Basis des Projektes. Dabei wird erfasst, wo ein Überschuss an Strom und Wärme entsteht und wo dieser sinnvoll eingesetzt, verteilt oder für die spätere Nutzung gespeichert werden kann. Doch in dem Projekt sollen noch weitere Fragen beantwortet werden: Welche strukturellen und räumlichen Voraussetzungen bringen die Kommunen mit? Welche Eigenschaften fördern oder hindern die Integration unterschiedlicher Speichersysteme? Welche Speichersysteme sind für die jeweilige Kommune geeignet? Wie können solche Energiespeicher baulich in das Stadtbild integriert werden? Wie wirken sich Energiespeicher auf die Wirtschaftlichkeit der Energiesysteme und damit letztendlich auf die Energiekosten für die Bürgerinnen und Bürger aus? Welche räumlich, gesellschaftlichen und gestalterischen Akzeptanzprobleme stellen sich im Zuge einer Speicherintegration?
Gesellschaftliche Akzeptanz und städtebauliche Aspekte von Energiespeichern
Batteriespeicher sind eine Möglichkeit Strom zu speichern. Eine weitere Möglichkeit ist die Umwandlung von überschüssiger elektrischer Energie in Wärme oder Gas. Gerade in der Mittagszeit wird oft viel Strom durch die Photovoltaikanlagen erzeugt, doch der Energiebedarf ist zu dieser Zeit meist eher gering. Ein Ansatz, um den zeitlichen Versatz zwischen Energiebereitstellung und -verbrauch auszugleichen stellt die Speicherintegration dar. Der überschüssige Strom kann mittels Elektrolyse in Wasserstoff oder durch Elektrokessel oder Wärmepumpen in Wärme umgewandelt und somit in anderen Sektoren nutzbar gemacht werden. Wasserstoff und Wärme können einfacher gespeichert werden als elektrische Energie und so wäre die Nutzung zu einem späteren Zeitpunkt möglich. „Die so gespeicherte Energie kann nach Bedarf später zum Heizen oder als Prozesswärme von der Industrie und den Haushalten genutzt werden“, erklärt Louis. Darüber hinaus ist regenerativ erzeugter Wasserstoff ein essenzieller Bestandteil zukünftig klimaneutraler Industrieprozesse, in etwa als Grundstoff in der Chemie.
Stromspeicherung durch Batteriespeicher, Wasserstoff und Wärmepumpen
Das Ergebnis der Untersuchungen im Rahmen von NEKOM ist konkrete Handlungsempfehlungen für die beteiligten Kommunen. Doch nicht nur Heinsberg, Bedburg und Roetgen profitieren davon, denn das Projekt hat Modellcharakter: Ein Leitfaden bietet für andere interessierte Kommunen Anregungen und konkret übertragbare Lösungsansätze. So können Kommunen ihre eigenen Potenziale und Möglichkeiten erkennen und selbst aktiv werden. „Die Stadt sowie die Alliander Netz Heinsberg sehen großes Potenzial in den Projektergebnissen“, ist Bürgermeister Louis überzeugt. Energiespeicher an den richtigen Stellen platziert, können dazu beitragen, die Versorgungsstabilität zu gewährleisten. „Eine frühzeitige Berücksichtigung der Speicher-Infrastruktur stellt einen Mehrwert für die Stadt Heinsberg im Rahmen der Stadtplanung dar.“
Leitfaden für andere Kommunen des Gigawattpakts
Der Kreis Heinsberg gehörte 2022 zu den Gründungsmitgliedern des Gigawattpakts. Dieses Bündnis aus rund 60 Landkreisen, Kommunen und Unternehmen verfolgt das Ziel, die Stromerzeugungskapazitäten aus erneuerbaren Energien bis 2028 auf fünf Gigawatt auszubauen. Finanziell und beratend unterstützt wird der Gigawattpakt durch die NRW-Landesregierung. NEKOM ist dabei ein Modellprojekt, dessen Ansätze kleine und mittlere Kommunen übernehmen können.
