Stromnetz - Zuverlässige Versorgung

 

Frankfurt zählt zu den Welthauptstädten des Informationszeitalters. Die Stadt ist eine gigantische Datenschaltstelle. Der German Commercial Internet Exchange, kurz DE-CIX, ist, gemessen am Datendurchsatz, der größte Internetknoten der Welt. Serverfarmen von Unternehmen – wie Interxion oder Equinix – halten die Rechenpower für Hunderte Unternehmen, Netzwerkbetreiber, Cloud Service Provider und Finanzdienstleister bereit. Frankfurts Stellung als internationales Finanz- und Dienstleistungszentrum hängt in hohem Maße vom reibungslosen Funktionieren dieser digitalen Infrastrukturen ab. Eine entscheidende Rolle kommt dabei der zuverlässigen Versorgung der Rechenzentren mit elektrischer Energie zu. Die empfindlichen Mikroprozessoren der Großrechner dulden keine Spannungsschwankungen – von Stromausfällen ganz zu schweigen. Die Stabilität des Stromnetzes besitzt deshalb eine immense Bedeutung für den Wirtschaftsstandort Frankfurt.

 

Zahlreiche Unternehmen haben sich in den vergangenen Jahren mit ihren Rechenzentren in Frankfurt angesiedelt. Der Grund: Das Frankfurter Stromnetz ist in puncto Versorgungszuverlässigkeit europaweit spitze. Ausschlaggebend dafür ist das Versorgungskonzept für die Mainmetropole. Dieses Konzept ruhte bisher auf drei Säulen. Säule Nummer eins stellt Frankfurts doppelte Anbindung an das deutsche Höchstspannungsnetz dar. Die Stadt liegt an der Grenze der Übertragungsnetzgebiete von Tennet TSO und Amprion und kann deshalb Strom aus zwei unterschiedlichen Regelzonen beziehen. Sollte es in einem dieser Übertragungsnetzgebiete zu einem Blackout kommen, wäre immer noch ein zweiter Leitungsstrang vorhanden, mit dem die Versorgung der Stadt gewährleistet werden könnte.

 

Säule Nummer zwei sind die Großkraftwerke im Stadtgebiet. Diese bilden mit einer Erzeugungsleistung von etwa 460 Megawatt elektrisch eine zusätzliche Versicherung bei Lastengpässen und Störungen. Säule Nummer drei bildet schließlich der hohe Vermaschungsgrad der Frankfurter Mittel- und Niederspannungsnetze. Dieser sorgt dafür, dass im Fall einer Versorgungsunterbrechung eine Wiederversorgung innerhalb kürzester Zeit über die untergeordnete Netzebene erfolgen kann. Das Frankfurter Versorgungskonzept hat sich bestens bewährt.

 

Durch die Energiewende wird die Versorgungszuverlässigkeit nun jedoch mit neuen Herausforderungen konfrontiert. Wegen des Ausbaus der erneuerbaren Energien unterliegt die Stromerzeugung deutschlandweit immer größeren Schwankungen. Verantwortlich dafür ist der wachsende Anteil von Strom aus Windparks und Fotovoltaikanlagen. Im Gegensatz zu konventionellen Kraftwerken fluktuiert die Stromproduktion dieser Anlagen stark. Je nach Sonneneinstrahlung und Windaufkommen fällt mal mehr, mal weniger elektrische Energie an. Damit es nicht zu Ausfällen innerhalb des deutschen Verbundnetzes kommt, muss die Stromproduktion zu jeder Zeit genauso groß sein wie der Stromverbrauch innerhalb des Netzes. Doch nicht nur die zunehmende Volatilität der Produktion bereitet den Netzbetreibern Sorgen, auch die zunehmenden regionalen Ungleichgewichte gefährden die Netzstabilität. Ein Großteil der Windenergie entsteht im Norden Deutschlands, während die großen Verbraucherzentren im Süden liegen. Aus diesem Grund kommt es immer wieder zum Stau auf den Stromautobahnen der Übertragungsnetzbetreiber.

 

Das Versorgungskonzept für Frankfurt soll deshalb um zwei weitere Säulen ergänzt werden. Die erste dieser zusätzlichen Säulen ist in der Erzeugungsstrategie des Energiedienstleisters Mainova festgeschrieben. Bis 2015 sollen insgesamt 500 Millionen Euro in erneuerbare Energien und effiziente Strom- und Wärmeerzeugungsanlagen investiert werden. Der Fokus liegt dabei verstärkt auf Windparks in der Region FrankfurtRheinMain, damit der Strom dort entsteht, wo er auch verbraucht wird. Durch die räumliche Nähe der neu geschaffenen Erzeugungskapazitäten wird die Stromversorgung Frankfurts besser gegen Störungen im deutschen Übertragungsnetz gewappnet. Zugleich trägt die Nähe von Erzeugungskapazitäten und Verbrauchszentrum zur Stabilität des deutschen Übertragungsnetzes bei. Der regionale Fokus hilft, Lastengpässe zu vermeiden.

 

Bei der zweiten neuen Säule handelt es sich um ein virtuelles Kraftwerk. Am 26. April ist das erste System dieser Art auf Frankfurter Boden in Betrieb gegangen. Die Mainova hat dazu zehn Blockheizkraftwerke in verschiedenen Liegenschaften der städtischen Wohnungsbaugesellschaft ABG Frankfurt Holding mit modernster Informations- und Kommunikationstechnik vernetzt. Ziel ist es, die Stromproduktion innerhalb dieser dezentralen Struktur zu synchronisieren und immer dann ans Netz zu gehen, wenn die Stromnachfrage deutschlandweit besonders hoch ist. Auf diese Weise hilft das virtuelle Kraftwerk, die fluktuierende Stromproduktion aus regenerativen Energien auszubalancieren. Durch die intelligente Verknüpfung der hocheffizienten Blockheizkraftwerke werden die Netze entlastet. Das virtuelle Kraftwerk springt schnell und flexibel ein, wenn gerade keine Sonne scheint oder kein Wind weht. Das ist eine wichtige Voraussetzung dafür, dass die Energiewende gelingt.

 

Das virtuelle Kraftwerk leistet aber nicht nur einen Beitrag zur Stabilität des deutschen Übertragungsnetzes, sondern auch für das Lastmanagement im Frankfurter Verteilnetz. Sollte es in den Übertragungsnetzen zu Störungen kommen, könnte das virtuelle Kraftwerk zusammen mit den anderen Frankfurter Kraftwerken einspringen, um die Spannung im Mittel- und Niederspannungsnetz der Stadt stabil zu halten. Um diese Aufgabe möglichst gut zu erfüllen, soll das virtuelle Kraftwerk weiter wachsen. Die Technik ist so ausgelegt, dass grundsätzlich alle bestehenden Blockheizkraftwerke in Frankfurt und der RheinMain-Region in das System integriert werden können. Ebenfalls kompatibel mit dem virtuellen Kraftwerk sind Mikroblockheizkraftwerke. Dabei handelt es sich um kühlschrankgroße Geräte, die Wärme für Ein- und Zweifamilienhäuser mit einem Jahresverbrauch von rund 25 000 Kilowattstunden Gas oder rund 2 500 Liter Heizöl produzieren und darüber hinaus auch noch Strom ins Netz einspeisen. Mehrere dieser Mikroblockheizkraftwerke werden derzeit im Rahmen von Pilotprojekten in Frankfurter Haushalten getestet.

 

Die Energieversorgung der Zukunft ist überwiegend regenerativ, hocheffizient und dezentral. Die Anpassung der Netzinfrastruktur an diese neue Energiearchitektur stellt aber eine große Herausforderung dar. Mit innovativen Techniken und einer regional angelegten Erzeugungsstrategie lässt sich die hohe Stabilität des Frankfurter Stromnetzes sichern. Das Beispiel des virtuellen Kraftwerks zeigt außerdem, wie Partnerschaften von Energiedienstleistern mit Unternehmen der Wohnungswirtschaft und Hauseigentümern Lösungen ermöglichen, die die Versorgungssicherheit der digitalen Infrastruktur Frankfurts erheblich verbessern. Die Mainmetropole ist dadurch für den internationalen Standortwettbewerb bestens gerüstet.

 

      

Autor

 

Dr. Constantin H. Alsheimer

Vorsitzender des Vorstands, Mainova, Frankfurt

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