Um die Energiewende voranzutreiben, kommt dem Konzept der Sektorenkopplung eine zentrale Rolle zu: Eine umfassende Vernetzung aller Sektoren der Energiewirtschaft und Industrie ist notwendig, um die Erzeugung, Umwandlung und folglich Speicherung erneuerbarer Energien wirtschaftlich zu gestalten, sowie eine gleichbleibend hohe Versorgungssicherheit zu gewährleisten. Im Forschungsprojekt „SektIM“ widmet sich der Lehrstuhl für Elektrische Energieversorgungstechnik an der Bergischen Universität Wuppertal unter Leitung von Prof. Dr.-Ing. Markus Zdrallek der seit Jahrzehnten bestehenden Trennung von Strom- und Gasnetzen.
Im Projekt „SektIM“ erforschen Wuppertaler Wissenschaftler die Kopplung von Strom- und Gasnetzen. © Lehrstuhl für Elektrische Energieversorgungstechnik
Diese separat voneinander zu betrachten, wird aufgrund des steigenden Kostendruckes zukünftig nicht mehr ausreichen. Ziel ist es daher, die Voraussetzungen für eine sektorengekoppelte Zustandsbewertung beider Netztypen zu schaffen. Das Projekt wird über eine Laufzeit von drei Jahren mit rund 549.000 Euro durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert.
Bei der Erzeugung von Strom aus erneuerbaren Energien wie Photovoltaik- oder Windenergieanlagen kommt es je nach Sonnenstunden oder Windstärken immer wieder zu einer Über- oder Unterproduktion. Hier setzt das Konzept der Sektorenkopplung an: Der überschüssige Strom wird dabei mittels Kopplungselementen auch in die Sektoren Wärme und Mobilität übertragen oder als Gas zwischengespeichert, um in Zeiten von Dunkelflauten wieder rückverstromt zu werden.
Ein wesentlicher Baustein im Zuge der Sektorenkopplung ist die Verknüpfung der Zustandsbewertung innerhalb der Versorgungsnetze, sodass die knappen finanziellen Ressourcen gezielt dort eingesetzt werden können, wo tatsächlich Bedarf besteht. Ein Augenmerk liegt hierbei auf den Integritätsmanagementsystemen (IMS), die genutzt werden, um den tatsächlichen Zustand der Betriebsmittel zu bewerten. Mithilfe von IMS werden präzise Erneuerungs- und Instandhaltungsbedarfe identifiziert, was die Planungssicherheit erhöht und einen langfristig wirtschaftlichen Netzbetrieb ermöglicht.
Die Herausforderung: Für den Betrieb von Strom- und Gasnetzen existieren derzeit verschiedene IMS und die Vorgehensweise der Zustandsbewertung basiert jeweils auf unterschiedlichen Ansätzen. „Im Rahmen der Sektorenkopplung muss also auch die Kopplung der Zustandsbewertung möglich werden. Grundsätzlich sind die Aussagen der jeweiligen IMS ähnlich und mit einem entsprechenden Aufwand ineinander überführbar“, erklärt Prof. Dr. Markus Zdrallek.
Im Forschungsvorhaben „Sektorenkopplung Integritätsmanagementsysteme – Entwicklung eines Verfahrens zur sektorengekoppelten Zustandsbewertung von Strom- und Gasnetzen“ (SektIM) betreiben die Wuppertaler Wissenschaftler gemeinsam mit ihren Projektpartnern der Dr.-Ing. Veenker Ingenieurgesellschaft mbH diesen Aufwand: Ziel ist die Entwicklung und Validierung eines gesamtheitlichen Systems, das sektorenübergreifend einsetzbar ist und auf die vorhandenen IMS der Strom- und Gasnetze aufbaut. Dafür identifizieren die Beteiligten die notwendigen Kriterien und Methoden der IMS aus den Bereichen Strom und Gas, ermitteln die Schnittstellen und wollen so ermöglichen, die Zustandsaussagen zwischen den Sektoren in ein übergeordnetes IMS zu überführen.
„Wir wollen ein System, um die technisch erforderlichen Maßnahmen zum Erhalt der Betriebsfähigkeit und Sicherheit von Strom- und Gasnetzen zu erkennen sowie gezielt Erneuerungsmaßnahmen priorisieren und durchführen zu können. Um eine valide Entscheidungsgrundlage zu liefern, müssen wir also die Vergleichbarkeit bislang unterschiedlicher Systeme, aber auch unterschiedlicher Betriebsmittel in den jeweiligen Netzen ermöglichen“, so Prof. Zdrallek.
Weitere beteiligte Forschungspartner im Projekt sind die EWE Netz GmbH und die Rheinische NETZGesellschaft mbH.
