WindNODE – Schaufenster für Intelligente Energie in Nordostdeutschland

Optimierung und Flexibilisierung von Erneuerbarer Energieerzeugung durch Digitalisierung

Im Verbundprojekt WindNODE wurde das effiziente Zusammenspiel von Erneuerbarer Energieerzeugung und -nutzung sowie der Stromnetze dazwischen erforscht. Alles wurde digital miteinander vernetzt und dadurch optimiert und flexibilisiert. Dies fand in der Modellregion Nordostdeutschland statt, die der Regelzone des Übertragungsnetzbetreibers 50Hertz entspricht. Das RLI war einer von rund 50 Verbundpartnern, die im Projekt einzelne Arbeitspakete übernommen haben.

Untersuchung zweier unterschiedlicher regionaler Ansätze zur Integration großer Mengen Erneuerbarer Energien

In der Modellregion Nordostdeutschland untersuchte das RLI zwei unterschiedliche regionale Ansätze zur Integration hoher Anteile Erneuerbarer Energien und verglich diese miteinander: das Reallabor Anhalt-Wittenberg mit einem dezentralen Ansatz und das Regionalkraftwerk Uckermark mit einem zentralen Ansatz. Während im Reallabor Anhalt vor Ort erzeugte Energie aus erneuerbaren Quellen möglichst direkt auf den unteren Netzebenen genutzt werden sollte, wurde im Regionalkraftwerk Uckermark die erzeugte Energie aus Erneuerbaren Energie-Anlagen zunächst auf Mittelspannungsebene gebündelt und anschließend größtenteils in das Hochspannungsnetz eingespeist. In beiden Regionen lag das Hauptaugenmerk auf dem Einsatz von Flexibilitätsoptionen, um Abregelung zu vermeiden, Überschüsse aus Erneuerbaren Energien zu nutzen und ihren Anteil vor Ort zu erhöhen („regionaler Marktplatz“).

Wie können große Mengen Erneuerbarer Energien effizient in ein energieträgerübergreifendes System eingebunden werden?

Im Fokus des Schaufensters stand die effiziente Einbindung großer Mengen Erneuerbarer Energien in einem energieträgerübergreifend optimierten System aus Strom-, Wärme- und Mobilitätssektor sowie die Orchestrierung von Flexibilitätsoptionen auf allen Ebenen. Konkrete Ziele waren etwa die Entwicklung innovativer Produkte und Dienstleistungen, die das klassische Geschäft des mengenbasierten Energieabsatzes ergänzen, sowie die Schaffung von Verbraucherschutz- und Datensicherheitsstandards. Außerdem behandelte das Schaufenster Fragen des Marktdesigns und der Systemarchitektur.

WindNODE war eins von fünf Verbundprojekten, die im Rahmen des Förderprogramms "Schaufenster intelligente Energie - Digitale Agenda für die Energiewende" (SINTEG) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert wurden.

Projektzeitraum 01.12.2016 - 30.11.2020

Weitere Informationen zu WindNODE und den einzelnen Partnern.

Weitere Informationen zum Förderprogramm SINTEG.

Das Reiner Lemoine Institut untersuchte im Rahmen von WindNODE zwei unterschiedliche regionale Ansätze zur Integration hoher Anteile Erneuerbarer Energien und verglich diese miteinander:

1. Im Reallabor Anhalt: Untersuchung wie vor Ort erzeugte Energie aus erneuerbaren Quellen direkt genutzt werden kann mit Hilfe von Szenarien und Flexibilitätsoptionen und unter Berücksichtigung der vorhandenen Netzkapazitäten auf Hoch- und Mittelspannungsebene
2. Im Regionalkraftwerk Uckermark: Untersuchung der Fragestellung, wie Geschäftsmodelle, die aus betriebswirtschaftlicher Sicht funktionieren, gestaltet sein müssen, damit sie auch einen gesamtsystemischen und volkswirtschaftlichen Vorteil bieten (unter anderem wurde die SINTEG-Verordnung untersucht)

Untersuchung von Flexibilitätsoptionen, um Abregelung zu vermeiden, Überschüsse aus Erneuerbaren Energien zu nutzen und ihren Anteil vor Ort zu erhöhen Die Untersuchungen erfolgten in enger Zusammenarbeit mit der Energieavantgarde Anhalt, dem Fraunhofer IWES, dem Institut für ökologische Wirtschaftsforschung und der Firma Enertrag, die das Regionalkraftwerk betreibt.

Nach dem Abschluss des Projekts WindNODE lassen sich aus RLI-Sicht folgende Ergebnisse festhalten:

• Es sind ausreichend Flächen für die Installation von Wind und PV vorhanden
• Regionale Energieversorgung ist ein wichtiger Aspekt in den beiden Regionen
• Für die beiden Modellregionen lassen sich jeweils spezifische Ergebnisse festhalten:
  
  
  1. Für das Reallabor Anhalt-Wittenberg:
     • Landnutzungs-Restriktionen für Erneuerbare Energien sollten zugunsten des Ausbaus Erneuerbarer Energien überarbeitet werden
     • Hohes Export-Potenzial von Erneuerbaren Energien, stark abhängig von Landnutzungs-Restriktionen
     • Regionale Stromgestehungskosten können bei großskaligem Stromexport sinken
     • Klimaneutrale Energieszenarien können durch den Einsatz von Flexibilitäten technisch funktionieren, auch mit hohen Autarkiegraden (>80%)
       
       
  2. Für das Regionalkraftwerk Uckermark:
     • Der regulatorische Rahmen verhindert die Nutzung von abgeregeltem Windstrom („Level-Playing-Field“ sinnvoll)
     • CO2-Bepreisung kann Rentabilität von Flexibilitäten erhöhen und Raum für Geschäftsmodelle schaffen (insbesondere Für PtH)
     • Flexibilitätsoptionen können Abregelung vermindern, wenn auch nicht vollständig eliminieren (Netzausbau zu einem gewissen Grad evtl. trotzdem erforderlich)
  
  
  
  • Im Rahmen des Projekts WindNODE wurden folgende Publikationen veröffentlicht:
    
    
    • Flexibility options for enhanced use of electricity from renewable energy sources (Amme et al. 2020)"
      
    • Marcus Schluzy fertigte am RLI die Masterarbeit "Wirtschaftliche Analyse und Bewertung des Einsatzes von Flexibilitätsoptionen in regionalen Energiesystemen mit steigenden Anteilen von Erneuerbaren Energien: Eine Modellierung von technischen und regulatorischen Szenarien am Beispiel der Region Uckermark" an
      
      

      Ausführliche Ergebnisse zu den Untersuchungen für den Regionalen Marktplatz Anhalt-Bitterfeld

      Ausführliche Ergebnisse zu den Untersuchungen für das Regionalkraftwerk Uckermark

Im Verbundprojekt WindNODE arbeiteten über 70 Partner aus Wirtschaft und Wissenschaft zusammen. Eine umfassende Liste finden Sie auf der offiziellen Projekt-Webseite:

WindNODE war Teil des Förderprogramms „Schaufenster intelligente Energie – Digitale Agenda für die Energiewende (SINTEG)“ des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi).




Die Forschungsarbeit am RLI wurde finanziell durch die Reiner Lemoine Stiftung unterstützt.