NETZ- INNOVATIONEN IN DEUTSCH- LAND

BEITRÄGE DER NETZBETREIBER ZUR UMSETZUNG DER ENERGIEWENDE INHALT

Netzinnovationen in Deutschland Inhaltsverzeichnis

Vorwort 05

KAPITEL 1 KAPITEL 5 Autobahnen der Energiewende Digitale Netze 1A Ultranet 08/09 5A Smart Operator 54/55

1B compactLine 10/11 5B Operationalisierung Smart Grid 56/57

1C AmpaCity 12/13 5C StromPager 58/59

1D Renaturierung 14/15 5D Smart Grid EWS 60/61

1E CHARM-2 16/17 5E Fühler im Netz 62/63

5F Intelligent City 2.0 64/65

KAPITEL 2 5G Gas & Glasfaser 66/67 Integration Erneuerbare Energien 2A Mobile Biogas-Verdichteranlage 20/21 KAPITEL 6 2B Solarthermie GDRA 22/23 Netzdienstleistungen 2C IREN2 24/25 6A Hausanschlusskonfi gurator 70/71

2D SysDL 2.0 26/27 6B Kommunikation SüdLink 72/73

6C Eine Insel ans Erdgasnetz 74/75

KAPITEL 3 6D Bauauskunftsregister BIL 76/77

Betriebsmittel der Zukunft 6E Marktmodelle für eine Elektromobilitätsinfrastruktur 78/79 3A Sauerstoffentfernungsanlage 30/31 3B Phasenschieber 32/33 KAPITEL 7 3C Steuerbare ONS 34/35 Hinter den Kulissen 3D Self-healing Grid 36/37 7A Energieinformationsnetz 82/83

3E e-Home 38/39 7B MONA 2030 84/85

7C Auslastungsmonitoring 86/87

KAPITEL 4 7D openKONSEQUENZ 88/89

Speicher 7E Netzanschlusszertifi zierung 90/91 4A SmartRegion Pellworm 42/43 4B Power-to-Gas-Demonstrationsanlage 44/45 Deutschlandkarte 92/93 4C NETZlabor Boxberg 46/47 Impressum 94 4D Speicheroptimierung in lokalen Verteilnetzen 48/49

4E econnect 50/51

2 3 VORWORT

Sehr geehrte Damen und Herren,

schon vor über 70 Jahren stellte Joseph Schumpeter in seinen grund- legenden Werken zur Volkswirtschaftslehre die Innovation in den Kontext einer „schöpferischen Zerstörung“. Diese Darstellung könnte heute nicht passender sein.

Die gesamte Energiebranche befindet sich nicht erst seit der Klimakonferenz in Paris vom Dezember 2015 in einem gewaltigen Umwälzungsprozess. Für die Betreiber von Energienetzen erhöht sich in dieser Transformation der grundsätzliche, technisch und kaufmännisch gebotene Anspruch, vorausschauend planen und investieren zu müssen, um netzseitig eine Johannes Roger sichere, bezahlbare und umweltschonende Kempmann Kohlmann Energieversorgung zu gewährleisten.

Die weltweiten Trends der Dezentralisierung und Digitalisierung treffen in Deutschland mit der Energiewende auf einen Katalysator, der die Entwicklungen beschleunigt. Die Antwort hierauf lautet: Innovation in Produkten und Prozessen. Der vorliegende Bericht zeigt, dass die Energienetzbetreiber in Deutschland auf allen Netzebenen und Druckstufen, von Nord bis Süd, in der Stadt und auf dem Land diesem Anspruch zukunftsorientiert begegnen.

Die nicht abschließende Auswahl der in diesem Band vorgestellten Projekte macht darüber hinaus deutlich, dass im regulierten Bereich der Energiewirtschaft – sofern es der Rahmen gestattet – Innovation nicht nur möglich ist, sondern in vielfältiger Ausprägung alltäglich gelebt wird. Hieraus resultieren aktuell jährliche Investitionen in Höhe von rund 10 Milliarden Euro, die dem Standort Deutschland und den Anschlussnutzern zugutekommen: ein substanzieller Beitrag der Ener- gienetzbetreiber in Deutschland für das Gelingen der Energiewende.

Dipl.-Ing. Johannes Kempmann Roger Kohlmann BDEW-Präsident Mitglied der Hauptgeschäftsführung und Geschäftsbereichsleiter Energienetze, Regulierung und Mobilität

4 5 KAPITEL 1

Autobahnen der Energiewende

Höchstspannungs- und Hochspannungsnetze sowie die Fernleitungsnetze ermöglichen einen deutsch- landweiten und grenzüberschreitenden sicheren Transport von Strom und Gas über große Entfernun- gen – möglichst verlustarm und direkt dorthin, wo viel Strom und Gas verbraucht wird.

In der Energiewende rücken diese Netzinfrastrukturen oft in den Fokus der Wahrnehmung.

Unstrittig ist: Die Ausbauziele der Erneuerbaren Ener- gien sind ohne Ausbau der Netze nicht realisierbar. Effi ziente Technologien und leistungsstarke, innova- tive Systeme leisten in diesem Zusammenhang einen unmittelbaren Beitrag für die Gewährleistung der System- und Versorgungssicherheit und nicht zuletzt für die Akzeptanz in der Bevölkerung.

1A Ultranet (Amprion, TransnetBW) 1B compactLine (50Hertz) 1C AmpaCity (Westnetz / RWE) 1D Renaturierung (GASCADE) 1E CHARM-2 (Open Grid Europe)

6 7 1A UNTERNEHMENSPROFILE

Ultranet AMPRION / TRANSNETBW PROJEKT Beim Projekt Ultranet kooperieren die Amprion GmbH und die TransnetBW Amprion GmbH, TransnetBW GmbH GmbH. Amprion ist ein führender Übertragungsnetzbetreiber in Europa BETEILIGTE NETZBETREIBER und bewirtschaftet das mit 11.000 Kilometern längste Höchstspannungs- rund 1.000.000.000 EURO 0 EURO netz in Deutschland. Das Unternehmen transportiert Strom für mehr als 27 Millionen Menschen in einem Gebiet von Niedersachsen bis zu den Alpen. INVESTITIONSVOLUMEN DAVON ÖFFENTLICHE FÖRDERUNG Rund 1.100 Mitarbeiter sind bei Amprion beschäftigt. TransnetBW steht www.netzausbau.amprion.net/projekte/ultranet/projektbeschreibung als Übertragungsnetzbetreiber mit Sitz in Stuttgart für eine sichere und www.transnetbw.de/de/ultranet zuverlässige Versorgung von rund 11 Millionen Menschen in Baden-Würt- INTERNETADRESSE temberg. Das Höchstspannungsnetz erstreckt sich über eine Fläche von 34.600 km2 bei einer Stromkreislänge von rund 3.473 Kilometern. 2012 – 2019 (geplant) ZEITRAUM

Von 2012 bis 2014 wurden in Datteln und Mannheim technische Feldversuche für das Innovationsprojekt Ultranet durchgeführt. In Datteln wurden auf einer 2.400 Meter langen Teststrecke 380-Kilovolt-Wechselstromsysteme zusammen Ultranet: Gleichstrom und Wechselstrom mit einem +/- 380-Kilovolt-Gleichstromsystem auf einer Stromtrasse installiert. Das Ergebnis: Die Übertragung von Wechselstrom und Gleichstrom auf denselben auf denselben Masten Masten funktionierten störungsfrei. Auf dem Bild sind Isolatoren zu sehen.

Ultranet – so heißt die geplante Gleichstromverbindung von watt für den Minuspol parallel geschaltet werden, um die be- Nordrhein-Westfalen nach Baden-Württemberg. Rund 2.000 Me- nötigte Gesamtkapazität von zwei Gigawatt zu erhalten. Bei gawatt elektrische Leistung kann die 340 Kilometer lange Leitung Ultranet soll die derzeit modernste Konvertertechnik zum Einsatz übertragen. Es ist ein Gemeinschaftsprojekt von Amprion und kommen – ein sogenannter Modular Multilevel Converter (MMC). So funktioniert Ultranet: TransnetBW. Die Netzführung kann auf den Punkt genau einstellen, wie viel Über zwei Konverter im Rheinland und in Nordbaden wird die neue Gleichstromverbin- Leistung in welche Richtung übertragen werden soll – vom dung mit dem existierenden Wechselstromnetz verbunden. Ultranet sieht aus wie jede andere Hochspannungsleitung. Trotz- Rheinland nach Nordbaden oder umgekehrt. Zudem kann eine dem ist es etwas vollkommen Neues. Die Unternehmen setzen auf weitere Verbindung nach Ostfriesland angeschlossen werden. eine innovative und ressourcenschonende Technologie: Erstmals So kann der Energiefl uss zwischen den drei Konvertern fl exibel weltweit wird Gleich- und Wechselstrom mit einer Spannung von gesteuert werden. Es wird möglich, den Windstrom aus dem 380 Kilovolt auf denselben Masten übertragen – und das in bereits Norden zur Versorgung des Rheinlandes und zur Versorgung von bestehenden Trassen. Um sicherzugehen, dass Ultranet sicher Süddeutschland zu nutzen. An sonnigen, aber windstillen Tagen WECHSELSTROM HYBRIDMAST WECHSELSTROM und zuverlässig funktionieren wird, hat Amprion die neue Techno- kann der Strom auch in die entgegengesetzte Richtung fl ießen. logie intensiv untersucht und seit 2012 im Feldversuch erfolgreich getestet. Ganz ohne Umbau lässt sich diese neue Technik jedoch nicht ein- führen. So sind die Wechselstromabschnitte, die auf Gleichstrom Am Anfangs- und Endpunkt der Gleichstromverbindung bilden umgestellt werden, heute an Umspannstationen angeschlossen. zwei Konverter die technische Basis für Ultranet. Der nördliche Hier müssen Anpassungen vorgenommen werden. Eines kleinen Konverter wird im Rhein-Kreis Neuss im Netzgebiet von Amprion Komponententausches bedarf es auch bei den Masten: Die Isola- gebaut, der südliche im Landkreis Karlsruhe im Netzgebiet von toren – die Befestigungen der Seile am Mast – müssen getauscht GLEICHSTROMVERBINDUNG TransnetBW. Die Aufgabe der beiden Anlagen: Sie wandeln für den werden. Die neuen Isolatoren werden aus einem anderen Material (HGÜ) Transport den Wechselstrom in Gleichstrom um und danach wie- gefertigt und sind für Gleich- und Wechselstrom geeignet. Die der zurück zur Einspeisung in das Netz. Die Konverter ermöglichen meisten Masten können ansonsten unverändert weiterverwendet so einen gezielten und effi zienten Energietransport über eine werden. Nur im Einzelfall muss ein bestehender Mast erhöht oder KONVERTERSTATION KONVERTERSTATION RAUM OSTERATH RAUM PHILIPPSBURG große Distanz in beide Richtungen. ersetzt werden.

Die Ultranet-Konverter verfügen über zwei Pole (Plus und Minus), Mit Abschalten der Kernkraftwerke im Süden Deutschlands soll bestehend aus jeweils zwei „Teilpolen“. Somit können Leistungen Ultranet fertig sein und das Stromnetz noch sicherer und leis- von zweimal 500 Megawatt für den Pluspol und zweimal 500 Mega- tungsfähiger machen.

8 9 1B UNTERNEHMENSPROFIL

50HERTZ compactLine 50Hertz sorgt für den Betrieb, die Instandhaltung, die Planung und den Ausbau des 380/220-Kilovolt-Übertragungsnetzes im Norden und Osten PROJEKTNAME Deutschlands. Dieses Netz erstreckt sich über eine Fläche von 109.360 km² 50Hertz und hat eine Länge von rund 10.000 Kilometern. Es sichert die Netzintegra- BETEILIGTE NETZBETREIBER tion von etwa 40 Prozent der gesamten in Deutschland installierten Wind- kraftleistung. Das Unternehmen beschäftigt ca. 900 Mitarbeiter. 3.075.967 EURO 1.836.283 EURO INVESTITIONSVOLUMEN DAVON ÖFFENTLICHE FÖRDERUNG www.50hertz.com/netzausbau/forschung-und-entwicklung 1 INTERNETADRESSE

2013 – 2018 Drei mögliche Varianten der compactLine ZEITRAUM befinden sich derzeit in der Erforschung. In der Animation zu sehen: die Drahtmasten mit unterschiedlichen Seilaufhängungen.

KONVENTIONELLER DONAUMAST compactLine – ein neuer Ansatz zum COMPACTLINE m Freileitungsdesign mit dem Ziel der m 32–36 Akzeptanzsteigerung für Netzausbau 50–60 55–60 m 72 m

TRASSENBREITE 2

Unter dem Namen compactLine führt 50Hertz gemeinsam mit in der Bevölkerung. Daher wird parallel zu den technischen Das Projekt startete 2013 und läuft noch bis 2018. Nach Partnern aus Industrie und Wissenschaft ein Forschungs- und Forschungen eine breit angelegte Akzeptanzstudie durchgeführt. theoretischen Berechnungen fanden mechanische und elek- Entwicklungsprojekt zu raumsparenden Freileitungen durch. In Form von Experteninterviews, Workshops mit interessierten trische Tests an Prototypen statt. 2015 wurde zusätzlich die Ziel ist die Entwicklung einer 380-Kilovolt-Freileitung, deren Kreisen und Umfragen in der allgemeinen Bevölkerung werden Akzeptanzforschung durchgeführt. 2017 ist der Betrieb einer kompakte Abmessungen eine erhöhte Übertragungskapazität in Ergebnisse aus dem gesamten Netzgebiet von 50Hertz eingeholt, Pilotstrecke geplant, um die Praxistauglichkeit der compactLine der Breite und der Höhe von 220-Kilovolt-Freileitungskorridoren ausgewertet und in die Projektentwicklung einbezogen. zu beweisen. ermöglichen. Anders als bei konventionellen Masten werden die stromführen- Partner des Projektes sind neben 50Hertz: die Forschungsge- Um bisherige Ausmaße einer Höchstspannungstrasse in der den Seile girlandenartig an ein bis zwei Tragseilen zwischen Voll- meinschaft für Elektrische Anlagen und Stromwirtschaft e. V. Höhe auf maximal 36 Meter und gleichzeitig in der Breite auf wandmasten befestigt. Dadurch verringert sich der Durchhang aus Mannheim für elektrische Anordnung und Versuche, der maximal 60 Meter zu reduzieren, werden viele Bestandteile des der Seile, wodurch die Masten niedriger werden bei gleichzeitig Armaturenhersteller RIBE aus Schwabach, der Bereich Stahlbau gesamten Leitungssystems neu entwickelt. Diese technischen höherem Abstand des tiefsten Durchhangspunktes zum Boden. der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen Weltneuheiten unterscheiden die compactLine wesentlich von Zusätzlich werden neue Seilaufhängungen inklusive Isolatoren und die Leitungsbau-Spezialisten der SAG GmbH aus Langen. anderen Kompaktmastprojekten auf Höchstspannungsebene. sowie Bündelabstandshalter, Erdseile und Maste entwickelt. Wissenschaftlich begleitet wird compactLine von der Bundes- Mit dem neuartigen Freileitungskonzept sollen die Auswirkun- Angepasste Bauweisen sorgen dafür, dass die compactLine trotz anstalt für Materialforschung und -prüfung. gen auf Mensch und Umwelt beim (Aus-)Bau von Höchstspan- ihrer siebenfach höheren Zugkräfte mindestens so verkehrs- nungs-Stromnetzen vermindert werden. Bei der Entwicklung liegt sicher ist wie konventionelle Leitungen. Außerdem werden alle LAPP Insulators unterstützt das Projekt, das vom Bundesminis- der Fokus des Konsortiums auf hoher Akzeptanz der compactLine Emissionsgrenzwerte streng eingehalten. terium für Wirtschaft und Energie gefördert wird. 3

10 11 1C UNTERNEHMENSPROFIL

AmpaCity RWE DEUTSCHLAND AG Die RWE Deutschland AG mit Sitz in Essen verantwortet die deutschen PROJEKT Aktivitäten des RWE-Konzerns in den Bereichen Netz, Vertrieb und Westnetz Energieeffizienz und führt die deutschen Regionalgesellschaften. Das BETEILIGTE NETZBETREIBER Unternehmen verfügt über rechtlich eigenständige Tochtergesellschaf- ten für den Vertrieb, den Verteilnetzbetrieb, das Zählerwesen und den 13.500.000 EURO 5.900.000 EURO Vertrieb technischer Dienstleistungen. Weitere Töchter sind für die Ak- INVESTITIONSVOLUMEN DAVON ÖFFENTLICHE FÖRDERUNG tivitäten rund um die Energieeffizienz einschließlich Elektromobilität www.rwe.com und für die Gasspeicher verantwortlich. Die RWE Deutschland AG ist an INTERNETADRESSE rund 70 regionalen und kommunalen Energieversorgern beteiligt und beschäftigt ca. 19.000 Mitarbeiter. April 2014 – April 2016 ZEITRAUM

1 | Der für das Essener Pilotprojekt eingesetzte Kabeltyp ist besonders kompakt aufgrund seines konzentrischen Aufbaus. Es sind drei in Isolationsmaterial eingeschlossene Supraleiter- schichten für die drei Stromphasen vorhanden.

2 | Vertreter der Projektpartner gemeinsam mit Hochleistungskabel für signifikant Nobelpreisträger Johannes Georg Bednorz (2. v. l.) verbesserten Stromtransport beim offiziellen Spatenstich im April 2013.

Der Strombedarf steigt weiterhin vor allem in Ballungsregionen Stromtransport signifikant. Dabei wird das Hochtemperatur- » Erhöhung der Ansprechzeiten des Schutz- an. Deshalb entwickelt RWE neue, leistungsfähigere Lösungen Supraleiterkabel (HTS-Kabel) auf rund minus 200 Grad Celsius systems nach kurzen Stromunterbrechun- für die Stromversorgung der Stadtzentren. Dazu sind Leitun- gekühlt. Durch den Einsatz von HTS-Kabelsystemen werden gen (KU) für unterbrechungsfreien Betrieb. 1 gen mit höherer Übertragungskapazität erforderlich. Kompakte Hochspannungsstrecken und Umspannanlagen im innerstädti- Hochleistungskabel erfüllen die definierten Anforderungen. schen Bereich künftig schrittweise verzichtbar und der dadurch Wissenschaftlich wird das gesamte Projekt frei werdende Platz für andere Verwendungen verfügbar. vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) In Essen setzt RWE Deutschland erstmals ein supraleitendes Mit- begleitet. Der Projektträger Jülich (PTJ) ist telspannungskabel zur Verbindung von zwei Umspannanlagen Die innovative Technologie des Supraleiters gewährleistet zudem als Bindeglied zum Bundesministerium für im innerstädtischen Bereich als Ersatz für eine 110.000-Volt-Ver- eine höhere Versorgungssicherheit bei den Netzen. Dazu trägt Wirtschaft und Energie, das das Projekt mit bindung ein. Auf der weltweit längsten Strecke von rund 1.000 auch ein so genannter Kurzschlussstrombegrenzer bei, durch insgesamt 5,9 Millionen Euro fördert, einge- Metern wird der Strom nahezu verlustfrei transportiert. den Fehlerströme auf zulässige Werte begrenzt werden.Seit der bunden. Inbetriebnahme ist eine problemlose Funktion des Systems zu Das Supraleiterkabel überträgt bei gleichem Durchmesser ca. konstatieren, mittlerweile wurden mehr als 60 Millionen kWh AmpaCity übernimmt eine weltweite Vor- fünfmal mehr Strom als ein konventionelles Kabel. Das neue übertragen. Im laufenden Betrieb wurden lediglich einige kleine- bildfunktion bei der Weiterentwicklung der Kabelsystem verursacht praktisch keine elektrischen Übertra- re Optimierungen vorgenommen: Stromnetze in Ballungsräumen. Das Projekt ist gungsverluste, keine Wärmeabstrahlung und keine magne- ein konkreter Schritt auf dem Weg zur Markt- tischen Felder. Es kann damit in bereits bestehenden Kabel- » Kompensation der unsymmetrischen Erdkapazitäten (koaxiale fähigkeit der Supraleittechnik und somit auch schächten verlegt werden, und ein Betrieb in direkter Nähe zu Anordnung der drei Leiter) durch nachträglichen Einbau von ein Baustein zum Gelingen der Energiewende. empfindlichen Datenkabeln ist ohne Probleme möglich. Kondensatoren, AmpaCity wurde bereits mehrfach ausge- Der keramische Leiter in dem von der Firma Nexans entwickel- » Ertüchtigung der Vakuumpumpen in der Kühlanlage nach zeichnet. Dies macht seine große Bedeutung ten und hergestellten Kabel verbessert den innerstädtischen Einfrierungen von feuchter Luft, überaus deutlich. 2

12 13 Pipelinebau und UNTERNEHMENSPROFIL 1D Renaturierung Mit dem Bau der Anbindungsleitungen an die ersten beiden Stränge der Nord Stream hat der Fernleitungsnetzbetreiber GASCADE Gastransport GmbH zusammen mit seinen Schwes- Renaturierung tergesellschaften zwei der zuletzt größten Erdgas-Pipeline- PROJEKT Projekte in Europa erfolgreich umgesetzt. Die 440 Kilometer lange Nordeuropäische Erdgasleitung (NEL) führt von Greifs- GASCADE Gastransport GmbH wald nach Niedersachsen, die 441 Kilometer lange Ostsee-An- BETEILIGTE NETZBETREIBER bindungsleitung (OPAL) beginnt in Greifswald und endet im k. A. k. A. tschechischen Brandov. Insgesamt können durch die 1,40 Meter GASCADE GASTRANSPORT GMBH INVESTITIONSVOLUMEN DAVON ÖFFENTLICHE FÖRDERUNG dicken Rohre seit 2012 bis zu 56 Milliarden Kubikmeter Erdgas ist ein Gemeinschaftsunternehmen von BASF und Gazprom mit Sitz in Kas- pro Jahr transportiert werden – Erdgas, auf das die europä- sel. Der Fernleitungsnetzbetreiber und seine Schwestergesellschaften bie- www.gascade.de ischen Verbraucher angesichts sinkender Eigenproduktion tet ihren Kunden mitten in Europa hochmoderne und wettbewerbsfähige INTERNETADRESSE angewiesen sind. Transportdienstleistungen über das unternehmenseigene Pipeline-Netz 2012 – 2015 von über 3.200 Kilometern Länge an. ZEITRAUM Dass der Bau solcher Leitungen nicht ohne Eingriffe in die Natur vonstattengeht, liegt auf der Hand. Um die Eingriffe aber so gering wie möglich zu halten, verpflichtet sich GASCADE dem Umweltschutz in allen Bereichen ihrer Bau- und Betriebs- tätigkeiten. So findet während des gesamten Bauzyklus – von der Bauvorbereitung bis zur Renaturierung und Rekultivierung der Arbeitstrasse – eine ökologische Baubegleitung statt. Dabei wird auf die Umsetzung von landschaftsökologisch verträglichen bautechnischen Lösungen geachtet. Ausgleichs- 1 | Während des Leitungsbaus (oben) und danach (unten): maßnahmen nach dem Leitungsbau gehören ebenfalls dazu. Mit dem Bau der Anbindungsleitungen an die Nord Stream hat GASCADE Insgesamt wurde dafür beim Bau der OPAL ein zweistelliger eine Fläche in der Größe von ca. 2.800 Fußballfeldern rekultiviert. Zum Vergleich: Ein Fußballfeld (68 x 105 Meter) hat eine Fläche von Millionenbetrag ausgegeben. Bei der NEL lagen diese Investi- 0,714 Hektar. Ein Hektar entspricht der Fläche von 10.000 Quadratmetern. tionen im einstelligen Millionenbereich.

Offenlandbiotope beispielsweise sind in der eng besiedel- 2 | Naturschutz ganz konkret: Bei der Verlegung der OPAL wurden einige ten Kulturlandschaft Deutschlands selten geworden – und Leitungsmeter mehr in Kauf genommen, um eine 200 Jahre alte Eiche zu schützen. damit umso wertvoller für den Artenreichtum der Region. Die wenigen bereits bestehenden Biotope bedürfen zudem besonderer Pflege. Während des Baus der OPAL investierte der Bauherr deswegen mehrere Millionen Euro in den Ausbau, den Erhalt und die Pflege dieser ökologisch wertvollen Gebiete. In Brandenburg wurden so rund 280 Hektar in naturnahe Biotope umgewandelt und knapp 90 Hektar Waldgebiet wiederaufge- forstet. Auf rund 40 Hektar förderte GASCADE die Vielfalt der Heidelandschaften und wandelte 40 Hektar Wald-Monokultu- ren um. In Brandenburg trug GASCADE Sorge dafür, dass sich in den Gebieten der Großen Massower Heide sowie im Nuthe- Urstromtal nach und nach Zwergstrauchheide und Sandma- gerrasen mit Sandflächen zu wertvollen Offenlandbiotopen zusammenfügten. 2 Neben dem späteren Ausgleich steht bereits während des Baus der Schutz von Biotopen, Pflanzen und Tieren an oberster Stel- Auch zusätzliche Leitungsmeter wurden gerne in Kauf le: Ein besonderes Augenmerk lag beim Bau der Anbindungs- genommen, um Pflanzen zu schützen. Statt den 1,60 Meter leitungen auf der Behandlung der Fledermäuse. In Brandenburg mächtigen Stamm einer 200 Jahre alten Eiche in der branden- kümmerten sich Biologen um Winterquartiere für die Tiere und burgischen Gemarkung Golßen zu fällen, wie es die Planfest- hängten Ersatzquartiere außerhalb des Arbeitsstreifens auf. stellung erlaubt hätte, schlugen die Bauherren in Abstimmung Daneben wurden zwei alte Bunkeranlagen für die Nutzung von mit Land eigentümern und Förstern einen Bogen um den 1 Fledermäusen umgerüstet. alten Baum.

14 15 1E UNTERNEHMENSPROFIL

CHARM®2 PROJEKT OPEN GRID EUROPE | THE GAS WHEEL Open Grid Europe GmbH Open Grid Europe ist eines der führenden Unternehmen für Ferngas- transporte in Deutschland und betreibt und wartet eines der größten BETEILIGTE NETZBETREIBER Ferngasleitungsnetze hierzulande mit einer Länge von rund 12.000 Kilo- ca. 4.000.000 EURO 0 EURO metern. OGE projektiert, baut und betreibt auch neue Leitungen. Damit INVESTITIONSVOLUMEN DAVON ÖFFENTLICHE FÖRDERUNG bietet das Unternehmen eine umfassende Infrastruktur, die perfekt auf die Anforderungen der Kunden zugeschnitten ist. www.open-grid-europe.com INTERNETADRESSE seit 2009 ZEITRAUM

1 | CHARM® im Einsatz

2 | Die Laser-Doppel-Pulse werden ausgesandt, vom Boden zurückgestreut und vom Detektor mit unter- schiedlicher Signalstärke empfangen, wenn Methan 1 in der Atmosphäre ist. Hubschrauberbewegung und Leitungskurven werden durch automatische Scan-Strahl-Führung ausgeglichen. CHARM®2 – die Fortsetzung einer Erfolgsgeschichte

Das hubschraubergestützte Lasersystem CHARM® (CH4 Air- sodass die Hubschrauberfl ugbewegungen und Kurven im Tras- Um die Effi zienz und Wirtschaftlichkeit weiter zu steigern, wur- borne Remote Monitoring) der Open Grid Europe GmbH hat sich senverlauf ausgeglichen werden. Ein Scanner verteilt zudem die de vor einigen Jahren bereits mit der Entwicklung des leistungs- bei der Kontrolle des eigenen Fernleitungsnetzes seit Jahren be- Laserpulse so am Boden, dass auch 3,5 Meter zu beiden Seiten stärkeren CHARM®2-Systems begonnen. währt. Es erfüllt die Anforderungen der DVGW-Richtlinie G 501. der Leitungsmittellinie gemessen wird. Auch andere europäische Gas-Hochdruck-Netzbetreiber haben Durch die Vervielfachung der Laserpulsfrequenz ist es zum einen die Vorteile der innovativen und einzigartigen Technologie Gegenüber einer klassischen Detektion hat die Technologie möglich, schneller zu fl iegen und somit die Flugzeit pro Pipe- erkannt und sich aufgrund der Zuverlässigkeit bereits langfristig den Vorteil, dass eine effi ziente, umfangreichere und wesent- line-Kilometer zu reduzieren. Zum anderen kann die Trassenab- für eine intensive Prüfung ihrer Netze mit CHARM® entschieden. lich schnellere Überprüfung möglich ist. Nach Datenaufbe- deckung weiter verbessert und noch präziser gemessen werden. reitung, Flugplanung und Einholen von Genehmigungen kann Das Kernstück von CHARM®2 – der Laser – wird derzeit in das CHARM® führt mit höchster Präzision vollautomatisch mit bereits wenige Tage nach Auftragserteilung mit der Befl iegung Gesamtsystem integriert, das dann in Kürze in Betrieb genom- Laserlicht eine Methanmessung durch. Die Laserpulse sind begonnen werden. CHARM® misst dabei so präzise, dass sogar men werden kann. nicht fokussiert und somit für Mensch und Umwelt vollkommen für den Leitungsbetrieb irrelevante Methan-Indikationen aus ungefährlich. Durch die Doppelpulstechnologie – ein Laser- natürlichen Fäulnisprozessen, Landwirtschaft oder industriellen Darüber hinaus ist vorgesehen, CHARM®2 in einen neueren Hub- strahl ist Methan-sensitiv, der zweite geht unbeeinfl usst durch Emissionen festgestellt werden. Selbstverständlich durchlaufen schraubertyp zu installieren, der es ermöglicht, länger in der Luft Methan hindurch – kann CHARM unterscheiden, ob die Signal- die zahlreichen Meldungen einen ausführlichen Auswertungs- zu bleiben. Das wiederum reduziert die Anzahl von Tankstopps änderung vom Boden herrührt oder durch CH4 verursacht prozess. Die detaillierte Dokumentation mit Luftaufnahmen, und die damit verbundenen Transferfl üge. Dadurch verbessern wurde. Zusätzlich werden die Laserpulse durch eine Zielvorrich- Koordinaten der Fundstelle und Wetterdaten gehören dabei zum sich Wirtschaftlichkeit und Umweltbilanz von CHARM noch tung mit höchster Genauigkeit auf die Pipeline-Trasse gelenkt, Leistungspaket des CHARM®-Prozesses. einmal zusätzlich. 2

16 17 KAPITEL 2

Integration Erneuerbare Energien

Die Netzintegration der stetig steigenden Anzahl dezentraler Erzeugungseinheiten, die auf die Nutzung Erneuerbarer Energien abzielen, ist eine der zentralen Herausforde- rungen für den Netzbetrieb und die System- führung. Das gilt über sämtliche Netzebenen im Strom- und sämtliche Druckstufen im Gasnetz hinweg.

Um weiterhin die gewohnt hohe Versorgungs- qualität in Deutschland aufrechterhalten zu können, müssen teilweise neue Ansätze erforscht und in der Praxis getestet werden.

Die Energiewende schlägt sich schrittweise auch in einem Systemumbau nieder und ver- langt neue Denkansätze, beispielsweise bei der zukünftigen Erbringung sogenannter System- dienstleistungen, beim Versorgungswiederauf- bau oder in der Biogasverdichtung.

2A Mobile Biogas-Verdichteranlage (ONTRAS) 2B Solarthermie GDRA (EAM) 2C IREN2 (Allgäunetz) 2D Systemdienstleistungen 2.0 (DREWAG u. a.)

18 19 2A

Mobile Biogas-Verdichteranlage PROJEKT ONTRAS Gastransport GmbH, Leipzig BETEILIGTE NETZBETREIBER 2.000.000 EURO 0 EURO INVESTITIONSVOLUMEN DAVON ÖFFENTLICHE FÖRDERUNG www.ontras.com INTERNETADRESSE Januar 2014 – Januar 2015 1 2 ZEITRAUM

1 | Trailer 1 mit der Verdichteranlage. Bildmitte: einer der beiden Kolben- verdichter, rechts daneben ein Teil des Mittelmotors

2 | Einer der beiden Kolbenverdichter der mobilen Anlage

Je nach Aufbereitungsverfahren liegen die Sonderanfertigung, denn der Grundrahmen darf Mobiler Verdichter überbrückt Saugdrücke des Biogases zwischen 0,05 und sich über die Gesamtlänge von 9 Metern höchs- Ausfälle beim Einspeisen von 10 bar. Abhängig vom benötigten Betriebsdruck tens 1 Millimeter bewegen, während sonst Tor- des anliegenden Gasnetzes kann der Enddruck sionsbewegungen von mehreren Zentimetern Biogas ins Gasnetz zwischen 16 und 84 bar liegen. Der mobile Bio- üblich sind. Zudem muss die Anlage in gefülltem gas-Kompressor erreicht bei einem Saugdruck Zustand (Wasser-Glykol-Gemisch sowie Ölsys- von wenigen Millibar und einem Enddruck von tem) transportierbar sein, damit sie sich schnell 84 bar eine Gasfördermenge von 800 Nm³/h. anschließen und in Betrieb nehmen lässt. Bei geringerem Druckverhältnis steigt die Gas- Anlagen zum Einspeisen von Biogas ins Gasnetz fördermenge entsprechend. Der mobile Verdichter lässt sich zudem auch müssen laut Gesetz hoch verfügbar sein. Dies für andere Zwecke einsetzen, etwa als Backup- lässt sich durch mobile Verdichteranlagen errei- Das mobile System ist auf zwei Trailern mon- System für Erdgas-Verdichter oder zur Ein- UNTERNEHMENSPROFIL chen, die im Bedarfsfall den Ausfall einer Ein- tiert. Im ersten befinden sich zwei Kolbenver- speisung ins Gasnetz. Ein weiterer Einsatzbe- speiseanlage überbrücken. Der Fernleitungs- dichter, angetrieben von einem 315-Kilowatt- reich ist das Umpumpen oder Abpressen von netzbetreiber ONTRAS Gastransport GmbH Mittelmotor. Im zweiten Trailer sind die Wasser- Gasmengen. (ONTRAS) hat gemeinsam mit der NEUMAN & kühlung und Containerklimatisierung, Steu- ESSER Group 2013 die Spezifikationen für einen erung, Regelung sowie Steuerlufterzeugung So nutzte ONTRAS den mobilen Verdichter mobilen Biomethan-Verdichter definiert, der untergebracht, zudem während des Transports im August 2015 erstmals zum Entleeren einer vom Hersteller in einem Jahr entwickelt und auch Zubehör wie Stützen, Blitzschutz-Fang- 77 Kilometer langen Ferngasleitung. Insgesamt gebaut wurde. Ziele waren 1. Biogas unabhängig stangen mit Betongewichten, Öl- und Glykol- wurden dabei rund 100.000 Kubikmeter Erdgas vom Fertigstellungstermin einer Einspeise- behälter sowie die abnehmbaren Ausbläser. Die in eine benachbarte Leitung umgepumpt – ein ONTRAS GASTRANSPORT GMBH anlage einspeisen zu können, 2. Ausfallzeiten vollwertige mobile Anlage ist fernüberwachbar kosten- und umweltschonendes Verfahren. ONTRAS Gastransport GmbH ist ein überregionaler Fernleitungsnetzbe- bei Wartung oder Reparatur fest installierter und für einen wartungsarmen, unbemannten treiber im europäischen Gastransportsystem mit Sitz in Leipzig. Für den Anlagen zu überbrücken und 3. Gasmengen Dauerbetrieb ausgelegt. Voraussetzung ist eine Leitung zum Aufneh- reibungslosen Erdgastransport der Kunden betreibt ONTRAS Deutsch- zum Minimieren der sonst bei Reparaturarbei- men der zusätzlichen Gasmengen und genü- lands zweitlängstes Ferngasnetz mit rund 7.000 Kilometern Leitungs- ten an Leitungen üblichen Ausblasungsverluste Die Trailer entsprechen der Straßenverkehrs- gend Zeit. Denn neben den Vorbereitungs- und länge und knapp 450 Netzkopplungspunkten. Dabei vereint das Unter- umzupumpen. Das erfordert eine hohe Flexibi- ordnung (StVZO) für normale Lkw-Anhänger. Anschlussarbeiten nimmt das Umpumpen je nehmen als verlässlicher Partner die Interessen von Transportkunden, lität bezüglich Saug- und Betriebsdruck sowie Damit ist die Anlage ohne Sondergenehmigun- nach Menge, Saug- und Enddruck bis zu meh- Händlern, regionalen Netzbetreibern und Erzeugern regenerativer Gase. Fördermenge. gen jederzeit fahrbereit. Dennoch sind sie eine rere Tage in Anspruch.

20 21 2B UNTERNEHMENSPROFIL

Regenerative und energieeffi ziente Vorerwärmung in Gasdruckregelanlagen PROJEKT EAM GMBH & CO. KG Die EAM ist ein zu 100 Prozent kommunales Unter- EAM GmbH & Co. KG nehmen im Bereich der Energieversorgung mit Sitz in BETEILIGTE NETZBETREIBER Kassel. Das Netzgeschäft wird von der EAM-Tochter- 675.000 EURO 215.000 EURO gesellschaft EnergieNetz Mitte GmbH verantwortet. INVESTITIONSVOLUMEN DAVON ÖFFENTLICHE FÖRDERUNG Zu den Gas-Versorgungseinrichtungen gehören 73 Erdgas-Übernahmestationen und rund 300 Gas-Be- www.EAM.de zirksregelanlagen. 1 INTERNETADRESSE seit 2010 ZEITRAUM

1 | Solarthermie

2 | Heizungsanlage (HA Hessen Agentur GmbH, Branchenlösung für den wirtschaftlichen Einsatz Jan Michael Hosan) regenerativer Energien in Gasdruckregelanlagen 3 | Schematische Darstellung der Anlage 2

Gasdruckregelanlagen (GDRA) werden weltweit in Erdgasnetzen wirkte die EAM-Tochtergesellschaft EnergieNetz Mitte GmbH (im 12.400 Kilogramm CO2-Einsparung pro Jahr) zur Reduzierung des Druckniveaus von Ferntransportnetzen auf folgenden EAM) in dem Projekt mit. Zusätzlich wurde die Ener- eingebunden. Für Ende 2015 ist die zusätzliche BIOGASANLAGE NAHWÄRMENETZ GASDRUCK- UND BLOCKHEIZ- REGELANLAGE das Verbraucherniveau eingesetzt. Die Gasentspannung verläuft tracting GmbH gegründet, die noch heute der kompetente Partner Integration von mehreren Gaswärmepumpen KRAFTWERK endotherm, benötigt also eine Wärmezufuhr von außen, um das der EAM bei der Umsetzung von Folgeprojekten ist. geplant (Einsparung von 220.000 kWh). Für Einfrieren von Anlagenteilen zu verhindern und die Sicherheit der eine neu errichtete GDRA wurde die Einbindung Gasversorgung zu gewährleisten. Klassischerweise werden für die Bei der Pilotanlage wurden 355 m² solarthermische Kollektoren der regenerativen Vorerwärmung bereits im Erdgasvorerwärmung erdgasbetriebene Kessel verwendet. und ein Pufferspeicher von 25 m³ in die Heizungsanlage integ- Planungsprozess berücksichtigt. Durch die di- G riert. Zusätzlich wurde im Laufe des Projektes die Möglichkeit der rekte Übertragung der Solarwärme auf das Gas, Aufgrund des auch im Sommer häufi g bestehenden Wärme- Abwärmenutzung einer nahegelegenen Biogasanlage identifi ziert noch vor der herkömmlichen Vorerwärmung, WMZ bedarfs eignet sich der Prozess der Vorerwärmung sehr gut für und umgesetzt. Dadurch werden jährlich knapp 80 Prozent des konnte die Effi zienz durch das noch niedrigere GESAMT die Nutzung von Solarwärme. Diese kann entweder direkt zur Gesamtwärmebedarfs durch ca. 190.000 kWh solarer Wärme und Temperaturniveau gesteigert werden. Eine Ein-

Gaserwärmung oder zur Temperaturanhebung des Rücklaufs der 900.000 kWh Abwärme der Biogasanlage gedeckt. Der Wärme- bindung in das Heizungssystem entfällt somit. WMZ BIOGAS Heizungsanlage genutzt werden. Bei dem niedrigen notwendigen preis liegt dabei, vertraglich bedingt, immer unter dem aktuellen Temperaturniveau werden hohe Wirkungsgrade erzielt, was die Gaswärmepreis. Neben den damit verbundenen fi nanziellen Vor- Aufbauend auf der Idee der solarthermischen

Wirtschaftlichkeit des Systems begünstigt. teilen werden außerdem rund 286 Tonnen CO2 eingespart. Vorerwärmung wurde das Konzept der regene- WMZ rativen Vorerwärmung entwickelt. Die EAM ist SOLAR Die Machbarkeit dieser Idee wurde im Forschungsprojekt „Solar- Die positiven technischen und kaufmännischen Ergebnisse aus deutschlandweit der erste Gasnetzbetreiber, thermische Beheizung von GDRA“, das im Rahmen von Hessen dem ersten Betriebsjahr dienten als Motivation, weitere regenera- der ein solches Konzept, gemeinsam mit Ener- ModellProjekte aus Mitteln der LOEWE – Landes-Offensive zur tive/energieeffi ziente Versorgungskonzepte für GDRA zu entwi- tracting, verfolgt. Das Potenzial zur Übertrag- SOLARANLAGE, PUFFERSPEICHER UND ÜBERGABESTATION Entwicklung Wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz – geför- ckeln und umzusetzen. In einer weiteren GDRA wurde bereits Ende barkeit ist hoch, da quasi alle Gasnetzbetreiber dert wurde, unter Beweis gestellt. Neben der Universität Kassel 2014 eine Solarthermieanlage (52.000 kWh Solarwärmeertrag, über GDRA verfügen. 3

22 23 2C UNTERNEHMENSPROFIL

IREN2 ALLGÄUNETZ GMBH & CO. KG PROJEKT Die AllgäuNetz GmbH & Co. KG ist der regionale Verteilnetzbetreiber AllgäuNetz GmbH & Co. KG der meisten im Allgäu tätigen Energieversorger: Allgäuer Überlandwerk BETEILIGTE NETZBETREIBER GmbH, der Allgäuer Kraftwerke GmbH, Energieversorgung Oberstdorf GmbH, der Energieversorgung Oy-Kressen e. G. sowie der Energiege- rund 5.000.000 EURO rund 3.000.000 EURO nossenschaft Mittelberg e. G. INVESTITIONSVOLUMEN DAVON ÖFFENTLICHE FÖRDERUNG Die Gründung des Unternehmens aus den oben genannten Energiever- www.iren2.de sorgern heraus erfolgte 2005 im Rahmen des Unbundlings. Zum 1. Januar INTERNETADRESSE 2015 erfolgte eine Neuausrichtung, wodurch eine mittelgroße Netzge- sellschaft entstand. Juli 2014 – Juli 2017 ZEITRAUM

Neben den technischen Zielen gilt ein besonderes Augenmerk erzeuger (PV-Anlagen, Biomasse-Kraftwerke, Dieselgene- der Frage, inwieweit Smart-Grid-Komponenten in den Fokus der ratoren mit Pflanzenöl etc.), Energiespeicher (Batteriesysteme, Anreizregulierung gerückt werden müssen. thermische Speicher), Mess- und Kommunikationssysteme, steuerbare Verbraucher sowie Komponenten zur bewussten Für das Projekt IREN2 entsteht seit Juli 2014 im Ortskern von Störgrößenaufschaltung. Die Projektbeteiligten sind – Wildpoldsried ein inselnetzfähiges Microgrid mit allen dazu neben der AllgäuNetz GmbH & Co. KG – die Siemens AG, die notwendigen Komponenten: regelbare Ortsnetztransformato- ID.KOM Networks GmbH, die Hochschule Kempten sowie ren, dezentrale, steuerbar angebundene Strom- und Wärme- die RWTH Aachen.

IREN2: Zukunftsfähige Netze zur Integration Beim Projekt IREN2 werden zwei Konzepte zur Integration Erneuerbarer Energien erpobt. regenerativer Energien

NIEDERSPANNUNGSNETZ NIEDERSPANNUNGSNETZ

Das Projekt IREN2 basiert im Wesentlichen auf den Erfahrungen Die wesentlichen Ziele des Projektes IREN2 sind die prakti- des Projekts IRENE (Integration Erneuerbarer Energien und Elekt- schen Erprobungen zweier Konzepte zur Integration Erneu- romobilität; 2011 – 2013). Ergebnisse aus IRENE: erbarer Energien. Zum einen soll erforscht werden, wie sich

ein Niederspannungsnetzabschnitt mit hoher dezentraler PHOTOVOLTAIKANLAGEN PHOTOVOLTAIKANLAGEN » Einsparung von mehr als 20 Prozent der Netzausbaukosten Einspeisung, vorwiegend aus Photovoltaikerzeugung, unab- MITTELSPANNUNGSNETZ MITTELSPANNUNGSNETZ durch Optimierung der Auslegungskriterien in der Netzpla- hängig vom überlagerten Netz, zeitlich begrenzt elektrisch ÜBERTRAGUNGSNETZ ÜBERTRAGUNGSNETZ nung, als Insel betreiben lässt. Dabei soll die Versorgungsqualität im wechselrichterdominierten Inselnetz gleich zum Netzparallel- » 1 Million E-Fahrzeuge in Deutschland (Szenario 2020) lassen betrieb sein. Dies beinhaltet auch die Schwarzstartfähigkeit WINDKRAFTANLAGEN WINDKRAFTANLAGEN sich ohne Probleme in das bestehende Verteilnetz integrieren, nach einem Netzzusammenbruch.

» Für eine wirksame und stabile Regelung eines intelligenten Zum anderen wird erprobt, ob Microgrids im Netzparallelbetrieb Verteilnetzes ist keine aufwendige Smart-Meter-Infrastruk- als gekoppelte, topologische Kraftwerke Systemdienstleitungen INDUSTRIE / GEWERBE INDUSTRIE / GEWERBE tur notwendig, für die überlagerten Netzebenen erbringen können. Der Ver- bund von dezentralen Anlagen innerhalb eines Microgrids wird » Erprobung neuer Geschäftsideen (Direktvermarktung Biogas, als Topologisches Kraftwerk bezeichnet, wenn dieser Verbund in Einsatz neuer Technologien, Entwicklung von Dienstleistungen), der Lage ist, Systemdienstleistungen, wie z. B. Blindleistungsbe- Topologisches Kraftwerk erbringt Inselnetz kann sich autark versorgen reitstellung, anzubieten. Für das Projekt nehmen zudem, durch Systemdienstleistungen für das und somit die Versorgungssicherheit » Wissensvorsprung und Technologieführerschaft: die hohen Anforderungen eines Smart Grids an die Kommunika- Übertragungsnetz. verbessern. 2013 Gründung des Beratungsunternehmens egrid tion, die Themen Sicherheit und Verfügbarkeit der Datenüber- applications & consulting GmbH. tragung einen hohen Stellenwert ein.

24 25 SysDL 2.0 2D Modul

Systemdienstleistungen 2.0 – SysDL 2.0 PROJEKT Konsortialführer: DREWAG NETZ GmbH (ENSO NETZ) 2.0 BETEILIGTE NETZBETREIBER SysDL 5.500.000 EURO 3.400.000 EURO Modul INVESTITIONSVOLUMEN DAVON ÖFFENTLICHE FÖRDERUNG www.sysdl20.de INTERNETADRESSE Oktober 2014 – September 2017 (geplant) ZEITRAUM

In einem ersten Schritt wurden dazu Anwen- In der dritten Entwicklungsstufe wird der PROJEKTPARTNER Beiträge von Flächenverteil netzen dungsfälle identifi ziert, für die – unter Ausnut- SysDL-Demonstrator mittels Hardware-in- für Systemdienst leistungen – zung der koordinierten Blindleistungsstellmög- the-Loop-Simulation unter Echtzeitbedingun- lichkeiten von dezentralen Erzeugungsanlagen gen getestet. Sobald der SysDL-Demonstrator Technische Anwendungsszenarien im Verteilnetz (EZA) – SDL bereitgestellt alle Tests besteht, wird das System bei zwei werden können. Folgende Anwendungsfälle der im Projekt beteiligten Verteilnetzbetreiber werden in SysDL 2.0 untersucht und getestet: installiert und Feldtests durchgeführt. Zum Datenaustausch des SysDL-Demonstrators mit 2.0 » Aufweitung des Spannungs- der Peripherie (z. B. VNB-Leitstelle, Prognose- SysDL bands am Höchstspannungs-/ anbieter etc.) sind defi nierte CIM-Schnittstel- Hochspannungsverknüpfungspunkt, len vorgesehen. » Blindleistungsanforderung aus dem Systemdienstleistungen (SDL) lassen sich Verteilnetz, Im weiteren Projektfortschritt werden gemäß Transmission Code in die Bereiche » Prüfung von Redispatchanfragen, zukünftige Anforderungen (10 bis 20 Jahre) Frequenzhaltung, Spannungshaltung, Ver- » lokale Spannungshaltung im innerhalb der Regelzone 50Hertz (bzw. sorgungswiederaufbau und Betriebsführung 110-Kilovolt-Netz, alternativ synthetische Netzmodelle der VNB) unterteilen. Ein großes Spektrum der SDL » Minimierung der Netzverluste im modelliert. Anhand von EZA-Zubauszenarien wird aktuell noch von Großkraftwerken mit 110-Kilovolt-Netz, werden außerdem SDL-Vorleistungsbedarf Netzanschlusspunkt am Übertragungsnetz be- » lokales Engpassmanagement im und -potenzial bestimmt. Die Robustheit reitgestellt. Im Zuge der Energiewende und der 110-Kilovolt-Netz. der entwickelten Betriebsmodi auf weitere damit verbundenen sukzessiven Abkehr vom vergleichbare Netzgruppen wird anhand von traditionellen Kraftwerkspark stellt sich die Die Untersuchung und Umsetzung der oben zu bildenden Netzklassen nachgewiesen. Frage, wie in Stromnetzen mit hohem Anteil genannten Anwendungsfälle erfolgt dreistufi g. Zur Projektabrundung werden Prämissen Erneuerbarer Energien zukünftig SDL bereit- In den ersten beiden Stufen erfolgt der Entwurf für die involvierten Marktrollen und deren Konsortialführer: DREWAG NETZ GmbH gestellt werden können. Im Projekt SysDL 2.0 der Systemarchitektur für die zentrale Steue- Geschäftsmodelle eruiert. Daraus lassen sich Partner: MITNETZ Strom, 50Hertz, Fraunhofer IWES, TU Dresden – IEEH, werden mögliche Beiträge von sogenannten rungs- und Optimierungseinheit (SysDL-Mo- Empfehlungen an die Politik zur Skalier- TU Dresden – EE², Uni Kassel, F&S Prozessautomation, Siemens Flächenverteilnetzen zur Erbringung von SDL dul) und deren Funktionstest am Beispiel der barkeit der demonstrierten Lösung innerhalb Assoziierte Partner: TEN, DNV GL identifi ziert und deren Umsetzung simulativ Anwendungsfälle mittels Offl ine- und Real- Deutschlands (unter Beachtung einer euro- Fördermittelgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) (im Labor) sowie im Feld getestet. time-Simulationen anhand realer Netzdaten. päischen Konformität) ableiten.

26 27 KAPITEL 3

Betriebsmittel der Zukunft

Die Strom- und Gasleitungen, Transformatoren, Ver- dichter und die Schutztechnik unterliegen einer stän- digen technischen Weiterentwicklung. Neue Materia- lien machen innovative Betriebsmittel möglich, die noch vor wenigen Jahren undenkbar erschienen.

Diese Betriebsmittel bilden das Fundament, auf das intelligente Konzepte wie z. B. Smart Grids aufbauen. Aber auch in Zukunft werden Kupfer und Kunststoffe für die Energieübertragung und -verteilung in Deutschland unerlässlich sein.

Die vorliegenden Beispiele zeigen ferner, dass immer häufi ger das bloße Ausbringen neuer Technologien nicht ausreicht. Die Innovation besteht vielmehr in der intelligenten Verknüpfung von neuen und vor- handenen Betriebsmitteln zu einem leistungsfähigen Gesamtsystem.

3A Sauerstoffentfernungsanlage (GASCADE) 3B Phasenschieber (Amprion) 3C Steuerbare Ortsnetzstation (Stadtwerke Ratingen) 3D Self-healing Grid (Rheinische Netzgesellschaft) 3E e-Home Energieprojekt 2020 (Avacon)

28 29 3A

Sauerstoffentfernungsanlage Fuchswinkel PROJEKT GASCADE Gastransport GmbH BETEILIGTE NETZBETREIBER 2.000.000 EURO 0 EURO INVESTITIONSVOLUMEN DAVON ÖFFENTLICHE FÖRDERUNG www.gascade.de INTERNETADRESSE Mai 2013 – September 2014 1 ZEITRAUM 1 | Biogasanlage 2 | Sauerstoffentfernungsanlage

Effiziente Reinigung und

Aufbereitung von Biogas 2

In Deutschland wird die Vergärung von Biomasse in mehr als 7.700 geregelt ist, erlauben eine Sauerstoffmenge bis zu 30.000 ppm, Adsorption entzogen und nach Regenerierung UNTERNEHMENSPROFIL Anlagen mit einer Gesamtleistung von 3.500 Megawatt genutzt. allerdings gelten für die Gasqualität in Ferngasnetzen seit Früh- des Trocknungsmittels (Austreiben durch Wär- Neben der direkten Umwandlung in Wärme und Strom wird Ener- jahr 2013 weitere technische Rahmenbedingungen. Das aktuelle me) automatisch abgeführt. gie auch in Erdgasnetze wie das der GASCADE eingespeist. DVGW-Regelwerk legt mittlerweile einen Sauerstoffgehalt von maximal 10 ppm (0,001 Molprozent Tagesmittelwert) an Überga- Der gesamte Entfernungsprozess ist effizient Südlich von Hamburg werden täglich 55 bis 75 Tonnen Biomasse bepunkten zu Erdgasspeichern und zu Grenzübergangspunkten gestaltet, da lediglich zum Anstoßen der Kata- in einer Biogasanlage verarbeitet. Die Anlage in Fuchswinkel pro- fest, sofern ebenfalls betroffene Speicher angeschlossen sind. lyse und zum Austreiben des Wassers Energie duziert daraus rund 33 GWh Biogas im Jahr (350 Nm³/h), womit Zudem vergrößert ein hoher Sauerstoffgehalt die Korrosions- zugeführt werden muss. Anschließend läuft die bis zu 1.100 Einfamilienhäuser versorgt werden können. Dieses wahrscheinlichkeit bei metallischen Werkstoffen für Anlagen der Katalyse exotherm ab. Die aus der Katalyse und Biogas wird seit April 2013 in das Leitungsnetz der GASCADE Aufbereitung oder Fortleitung. Hieraus resultiert der Bedarf, den dem Verdichtungsprozess (Biogaseinspeisung) eingeleitet – seit Herbst 2014 unter Nutzung der Sauerstoffent- eingespeisten Sauerstoffgehalt zu vermindern, um eine mögliche entstehende Wärme kann zur Vorerwärmung fernungsanlage. Überschreitung der Grenzwerte sowie Folgeschäden zu vermei- des zu reinigenden Biogases verwendet werden. den. Die Prüfung der technischen Notwendigkeit für den Einsatz Diese sinnvolle Kopplung der Prozesse hilft GASCADE hat in Fuchswinkel Pionierarbeit geleistet und den ers- einer Sauerstoffentfernung bei Biogaseinspeisungen ist im aktu- Energie einzusparen. GASCADE GASTRANSPORT GMBH ten Prototypen einer Sauerstoffentfernungsanlage dieser Kapa- ellen DVGW-Merkblatt G 267 detailliert beschrieben. ist ein Gemeinschaftsunternehmen von BASF und Gazprom mit Sitz in zität errichtet. Mit der Installation dieser Anlage nahm der Fern- GASCADE hat die gewonnenen Erkenntnisse in Kassel. Der Fernleitungsnetzbetreiber und seine Schwestergesellschaften gasnetzbetreiber frühzeitig Änderungen im deutschen Regelwerk In einem mit Edelmetallen beschichteten Katalysator reagieren die Konstruktion einer weiteren Sauerstoffent- bieten ihren Kunden mitten in Europa hochmoderne und wettbewerbs- zur Einspeisung von Biogas auf. Das eingebrachte Biogas hat die überschüssigen Sauerstoffmoleküle unter Zufuhr von fernungsanlage einfließen lassen. Zukünftig fähige Transportdienstleistungen über das unternehmenseigene Pipe- ursprünglich einen Sauerstoffgehalt von ca. 3.000 ppm. Die Vor- Flüssiggas (LPG: Butan/Propan) zu Kohlendioxid und Wasser. können entsprechende Anlagen in bestehende line-Netz von über 3.200 Kilometern Länge an. schriften in Deutschland, nach denen die Einspeisung von Biogas Das entstehende Wasser wird dem Gas anschließend über eine und neue Biogasanlagen integriert werden.

30 31 3B UNTERNEHMENSPROFIL

Rotierender Phasenschieber AMPRION GMBH PROJEKT Amprion ist ein führender Übertragungsnetzbetreiber in Europa und be- Amprion GmbH wirtschaftet das mit 11.000 Kilometern längste Höchstspannungsnetz in BETEILIGTE NETZBETREIBER Deutschland. Damit transportiert das Unternehmen Strom für mehr als 27 Millionen Menschen in einem Gebiet von Niedersachsen bis zu den Alpen – ca. 7.000.000 EURO 0 EURO 24 Stunden am Tag, sieben Tage die Woche. INVESTITIONSVOLUMEN DAVON ÖFFENTLICHE FÖRDERUNG

www.amprion.net Das Dortmunder Unternehmen verfügt über 90 Jahre Erfahrung bei Pla- INTERNETADRESSE nung, Bau und Betrieb des Höchstspannungsnetzes. Rund 1.100 Mitarbei- ter sind bei Amprion beschäftigt. 2012 – 2018 ZEITRAUM

1 | Der zu einem Phasenschieber umgebaute ehemalige Generator erleichtert es den Ingenieuren, den Netzbetrieb auch in schwierigen Situationen aufrechtzuerhalten.

2 | Die beiden Blöcke des 2011 vom Netz genommenen Kernkraftwerks Biblis

braucht und muss „nachgefüllt“ werden. Diese Ein Generator wird zum Motor Funktion übernehmen bislang konventionelle und stabilisiert das Stromnetz Kraftwerke, die gleichmäßig über das gesamte Netz verteilt sind. Ihre Generatoren sind für die Regelung der Blindleistung ausgelegt.

In Zuge der Energiewende und des Ausstiegs aus der Kernenergie werden jedoch immer mehr konventionelle Kraftwerke abgeschaltet. Eine Herausforderung für die Systemsicherheit, auf die die Übertragungsnetzbetreiber geeignete Antworten geben müssen. Ingenieure von Amprion arbeiteten daher an Ersatztechnologi- en. In Kooperation mit Siemens und RWE Power bauten sie 2012 einen der Kraftwerksgenerato- ren im nichtnuklearen Teil des Kernkraftwerks Biblis zu einem „rotierenden Phasenschieber“ um: Sie trennten den Generator von der Kraft- 2 werksturbine, versahen ihn unter anderem mit neuen Lagern und einer Startvorrichtung. Ein zu Minute rotiert, auch wie ein Speicher, der durch bilisierung bzw. Kompensation von Blindleis- 1 diesem Zeitpunkt weltweit einmaliges Projekt. seine rotierende Masse automatisch kleinere tung. Konkret plant Amprion den Einsatz von Frequenzschwankungen im Stromnetz ausglei- sogenannten Statcom-Containern (der erste Damit der Strom von den Erzeugungsanlagen Ein rotierender Phasenschieber funktioniert chen kann. soll 2017 im hessischen Kriftel ans Netz gehen) zu den Verbrauchern transportiert werden grundsätzlich nach folgendem Prinzip: Der von und neue rotierende Phasenschieber. Sie kann, muss die Spannung unterwegs gestützt der Kraftwerksturbine getrennte Generator ar- Seit Februar 2012 ist der rotierende Phasen- funktionieren prinzipiell wie der in Biblis, sind werden. Dabei spielt die sogenannte „Blindleis- beitet wie ein Elektromotor. Er wird vom Netz schieber in Biblis im Betrieb und wird noch allerdings kleiner. Ihre Wirkung ist jedoch groß. tung“ eine wesentliche Rolle. Wie ein unsicht- angetrieben und erzeugt Blindleistung aus dem bis mindestens 2018 Blindleistung ins Netz Denn gemeinsam tragen diese Technologien bares Öl sorgt sie dafür, dass der Wechselstrom Strom, der in den Leitungen fließt. Zudem wirkt einspeisen. Zudem erfüllt die Anlage in Biblis dazu bei, das Stromnetz ein Stück sicherer zu gleichmäßig durch die Leitungen fließen kann. der Motor, dessen mehrere Hundert Tonnen eine weitere wichtige Funktion: Sie dient als machen. Sie sind somit ein wichtiger Baustein Dabei wird aber die Blindleistung selbst ver- schwerer Anker mit 3.000 Umdrehungen pro Blaupause für weitere Technologien zur Sta- für den Erfolg der Energiewende.

32 33 3C

iNES® – Intelligentes Verteilnetzmanagementsystem 690 FREILEITUN PROJEKT Stadtwerke Ratingen GmbH BETEILIGTE NETZBETREIBER 70.000 EURO 0 EURO INVESTITIONSVOLUMEN DAVON ÖFFENTLICHE FÖRDERUNG www.stadtwerke-ratingen.de INTERNETADRESSE 2012 – 2013 ZEITRAUM Netztopologie mit Darstellung aller Systemkomponenten: sBOX, mBOX und aBOX

Steuer-, Regel- und Automatisierungstechnik Zur Visualisierung der Netzzustände sind auf Optimierung in einem ländlich an wenigen zentralen Punkten Netzzustände in das Leitsystem Netzkapazitätsampeln aufge- geprägten Niederspannungsnetz Echtzeit ermittelt und systemrelevante Kom- schaltet. In einem Analysetool können histo- ponenten gesteuert werden. rische Vorgänge beliebig detailliert analysiert und für Netzplanung, Betrieb und Asset- Vorgehen Management genutzt werden. Die Stadtwerke Ratingen sind als Versorgungs- In Kooperation mit der SAG AG und der Bergi- netzbetreiber für ein Stromnetz mit einer schen Universität Wuppertal wurden an zent- Ergebnis Gesamtlänge von insgesamt 1.300 Kilometern ralen Netzknoten Informations- und Kommu- Der Aufbau eines intelligenten Netzes führte zu mit 550 Ortsnetzstationen verantwortlich. nikationstechnologie, Mess- und Regeltechnik einer optimalen Auslastung vorhandener Struk- verbaut: Messsensorik (mBOX) in Kabelver- turen. Der Einspeiser wurde kostenoptimal und Schon frühzeitig hat man sich hier entschieden, teilerschränken, bei kritischen Einspeisern effi zient integriert, ohne die sonst notwendige UNTERNEHMENSPROFIL die Energiewende durch Umsetzung unter- Aktoren mit integrierter Messung (aBOX) und in konventionelle Erneuerung einer 600 Meter schiedlichster Maßnahmen und Projekte im der Ortsnetzstation eine smartRTU (sBOX), die langen Freileitung. Smart-Grid-Kontext proaktiv zu realisieren und auch Sensor- und Aktorfunktionen überneh- als Transformation zu einem modernen, nach- men kann. Zeitgestempelte Messwerte aus Das Projekt dient in erster Linie dem Wis- haltigen Netzbetrieb zu begreifen. mBOX und aBOX werden zyklisch per Breitband sensaufbau in den Bereichen Messdatenerfas- Powerline an die sBOX geschickt, in der in Echt- sung, Kommunikationstechniken zur Sensor-/ Problemstellung zeit kontinuierlich Netzzustandsberechnungen Aktordatenübertragung per Breitband-Power- In einem ländlich geprägten Niederspannungs- durchgeführt werden. line, Aktorenauslegung und Ansteuerung für STADTWERKE RATINGEN netz mit hoher Durchdringung erneuerbarer PV-Anlagen, probabilistischen Leistungsfl uss- Die Stadtwerke Ratingen versorgen mit gut 200 Mitarbeitern die rund Einspeiser konnte die Einhaltung des Span- Erkennt der Grid-State-Identifi cation-Algo- berechnung und transparenten Visualisierung 91.000 Einwohner Ratingens mit elektrischer Energie, Erdgas, Fern- nungsbandes ohne Zusatzmaßnahmen nicht rithmus Spannungsbandverletzungen oder aller Vorgänge im Nieder- und Mittelspan- wärme und Trinkwasser. Das eigene Stromnetz ist rund 1.277 Kilome- gewährleistet werden. Betriebsmittelüberlastungen, berechnet der nungsnetz. Darüber hinaus trägt iNES® auch ter lang, und das Erdgasnetz hat eine Länge von rund 380 Kilometern. Intelligent-Grid-Control-Algorithmus geeig- zur Effi zienzsteigerung in den relevanten Das Unternehmen ist ein starker Infrastrukturpartner für die Kommune Lösungskonzept nete Gegenmaßnahmen zur Beseitigung der Prozessen Netzbetrieb und Instandhaltung und auch in den Geschäftsfeldern Erneuerbare Energien und Breitband- Zur Lösung entschied man sich gegen konven- Grenzwertverletzung und leitet diese autark bei und unterstützt insoweit auch die Ener- ausbau aktiv. Um den künftigen Anforderungen der Energieversorgung tionellen Netzausbau und für das intelligente mit Regelungsbefehlen an die aBOX ein. Dies giewende. Bereits heute wird hier ein Großteil gerecht werden zu können, baut das hundertprozentrige Tochterunter- Verteilnetzmanagementsystem iNES®. Hiermit geschieht konsequent dezentral und autark, der Anforderungen an ein Smart Grid im realen nehmen KomMITT-Ratingen GmbH ein intelligentes Netz („Smart Grid“) können in bestehenden Netzen durch die ohne dass hierfür die Netzleitstelle eingebun- Netzbetrieb und damit eine Voraussetzung für zur optimalen Steuerung des Energienetzes. Nachrüstung von Kommunikations-, Mess-, den wird. Smart Markets realisiert.

34 35 3D UNTERNEHMENSPROFIL

Self-healing Grid PROJEKT RHEINISCHE NETZGESELLSCHAFT MBH Die Rheinische NETZGesellschaft mbH (RNG) mit Sitz in Köln wurde zum Rheinische NETZGesellschaft mbH (RNG) 1. Januar 2006 aufgrund der veränderten Rahmenbedingungen durch das BETEILIGTE NETZBETREIBER neue Energiewirtschaftsrecht als regionale Netzbetreibergesellschaft für die 180.000 EURO 0 EURO rheinische Region gegründet. Die RNG betreibt im Auftrag der kommunalen INVESTITIONSVOLUMEN DAVON ÖFFENTLICHE FÖRDERUNG Partner auf der Grundlage von Pachtverhältnissen in 41 Konzessionsgebie- ten Gas- und Stromversorgungsnetze. Diese Netze weisen unterschiedliche www.rng.de Strukturen (städtisch, ländlich, regional) auf und erstrecken sich auf eine geo- INTERNETADRESSE grafische Fläche von insgesamt 1.855 km² (Gas) bzw. 1.286 km² (Strom), in der Februar 2014 – Dezember 2015 rund 1,6 Millionen Einwohner leben. Die Gesamtlänge der von der RNG be- ZEITRAUM treuten Gasversorgungsnetze beträgt mehr als 8.600 Kilometer, die Strom- versorgungsnetze weisen eine Netzlänge von mehr als 21.000 Kilometern auf. 1

1 | Eine sehr kompakte, vollautomatisierte Mittelspannungs-Schaltanlage in einer MS/NS-Netzstation

2 | Fernwirkung, Fernmeldung und Kurzschlussrichtungs- anzeiger für ein Mittelspannungs-Schaltfeld in einer MS/NS-Netzstation

Self-healing Grid: 3 | HS/MS-Umspannanlage in Köln-Chorweiler Die intelligentere Lösung für Großstadtnetze 2

Das Stromnetz der Rheinische NETZGesellschaft (RNG) versorgt Mittel- und Niederspannungsnetz, also zwischen Transportlei- und schaltet sie automatisch wieder ein. Damit kann der Entstör- rund 1,6 Millionen Menschen mit Energie und trägt wesentlich tung und Kundenanschluss. vorgang in städtisch geprägten Netzstrukturen für viele Kunden dazu bei, dass Industrie, Handel und Gewerbe in der rheinischen erheblich beschleunigt werden. Region florieren. Versorgungssicherheit ist darum für das Kölner Darum hat die RNG gemeinsam mit der Firma Siemens im Kölner Unternehmen ein zentrales Thema. Stadtteil Chorweiler ein Pilotprojekt zur Erprobung eines „Self- Die Stromnetze in deutschen Großstädten sind nicht am Reiß- healing Grid“ gestartet. Ziel des Projekts ist es, im laufenden brett geplant worden, sondern in den 1950er- und 1960er-Jahren Im Kölner Stadtnetz fällt der Strom pro Kunde durchschnittlich Betrieb an drei intelligenten Stationen eine Mehrpunkt-Automa- sehr schnell gewachsen. Daher gibt es zahlreiche redundante zehn Minuten jährlich aus. Das ist ein Spitzenwert, nicht nur im tisierung zu erproben. Teilabschnitte mit entsprechendem Wartungs- und Reparatur- weltweiten Vergleich: Bundesweit liegen die Ausfallzeiten bei aufwand sowie Reinvestitionsbedarf. Dank intelligenter Netz- etwa 15 Minuten. „Diese Spitzenposition wollen wir halten und Fiel bislang bei einer Stromstörung ein größerer Netzabschnitt technik kann zukünftig auf Redundanzen verzichtet werden. Die ausbauen“, betont RNG-Geschäftsführer Dr. Ulrich Groß. aus, mussten Techniker verschiedene Ortsnetzstationen an- Folge: deutlich effizientere Netze – bei gleichbleibend hoher fahren, um den Fehler zu lokalisieren und die unbeschädigten Versorgungssicherheit. Um dieses Ziel zu erreichen, investiert die RNG weiterhin hohe Abschnitte wieder freizuschalten. Gerade in urbanen Ballungs- Summen in bewährt-robuste Netztechnik und setzt gleichzeitig räumen kann das aufgrund des Verkehrs und dichter Bebauung in Bislang verläuft der Test wie erwartet erfolgreich. Nach Abschluss auf Innovation. Denn „mit der heutigen Technik allein werden ungünstigen Fällen einige Stunden dauern – mit entsprechenden der Pilotphase in Chorweiler „werden wir analysieren, welche wir die Herausforderungen von morgen nicht meistern kön- Folgen für die Kunden. Netzbereiche darüber hinaus künftig zum ‚smarten‘ Self-healing nen“, sagt Dr. Ulrich Groß. Grid werden können“, erklärt Dr. Ulrich Groß: „Wir werden uns sehr Im „selbst heilenden Netz“ hingegen werden sehr viele Kunden genau ansehen, in welchen Bereichen eine Umrüstung technisch Wesentliches Augenmerk richtet das Unternehmen dabei auf die innerhalb kürzester Zeit wiederversorgt, denn die intelligente sinnvoll und wirtschaftlich vertretbar ist und ob sie tatsächlich zu Ortsnetzstationen, die entscheidende Schnittstelle zwischen Technik ermittelt binnen Sekunden die fehlerfreien Teilabschnitte einer deutlichen Minimierung der Ausfallzeiten führen kann.“ 3

36 37 3E UNTERNEHMENSPROFIL

e-Home Energieprojekt 2020 AVACON AG PROJEKT Die Avacon AG ist ein regionaler Netzbetreiber und Infrastrukturdienst- Avacon AG leister in Deutschland mit Hauptsitz in Helmstedt, der die Energieland- BETEILIGTE NETZBETREIBER schaft von der Nordseeküste bis Südhessen prägt. Etwa 16 Millionen Ein- wohner im Netzgebiet von Avacon verlassen sich auf eine zuverlässige 5.000.000 EURO 0 EURO Versorgung mit Energie. INVESTITIONSVOLUMEN DAVON ÖFFENTLICHE FÖRDERUNG

www.ehomeprojekt.de Mit 66.000 Kilometern Hoch-, Mittel- und Niederspannungsleitungen so- INTERNETADRESSE wie einem 20.000 Kilometer langen Erdgasnetz sorgt das Unternehmen dafür, dass die Energie exakt dort ankommt, wo sie gebraucht wird. Juli 2011 – Juni 2017 ZEITRAUM

wurden Einsatzfelder untersucht und festgelegt. Insbesondere Das e-Home die Elektromobilität besitzt über die Heimladung erhebliches In 30 Haushalten wurden Erzeugungsanlagen, Batteriespeicher und Smart Meter installiert. Einsatzpotenzial und gewinnt an Bedeutung, was in einer Energieprojekt 2020 nachhaltigen Netzplanung entsprechend berücksichtigt wird. Für Batteriespeicher gibt es erste Erkenntnisse aus Kunden- und Netzsicht: Demnach führen kundenoptimierte Batteriespeicher Die Energiewende findet aufgrund des Flächenbedarfs der keine wesentliche Reduzierung des zukünftigen Netzausbaube- PHOTOVOLTAIK dezentralen Erzeugungsanlagen vor allem auf dem Land statt. darfes herbei. Netzoptimiert leidet dagegen die Wirtschaftlich- Für einen reibungslosen nachhaltigen Umbau der Verteilnetze keit, ohne dass nennenswerte Einsparpotenziale erzielt werden. werden daher innovative und effiziente Lösungen gesucht, um Zudem ist die CO2-Bilanz der Systeme negativ, da die bisherigen auch künftig die Herausforderungen einer stabilen und sicheren Technologien deutlich verlustbehaftet sind. Stromversorgung zu gewährleisten. Auf der netztechnischen Seite bildet der regelbare Ortsnetztrans- KLIMA- BATTERIE- Das e-Home Energieprojekt 2020 untersucht in diesem Kontext formator das Herzstück des Modellprojekts. Hierüber werden die TECHNIK SPEICHER das Zusammenspiel mehrerer innovativer Ansätze. Zwei Unter- durch erhöhte dezentrale Einspeisung hervorgerufenen Span- suchungsphasen fokussieren dabei detaillierte Fragestellungen: nungsschwankungen im Netz automatisch erkannt und ausge- einerseits zur Netztechnik, andererseits zum Kundenverhalten. glichen. An der Entwicklung dieser innovativen Netztechnologie, Das Ziel des Projektes ist die Untersuchung der zukünftigen Netz- die im Herbst 2012 Marktreife erlangte, war Avacon maßgeblich aufgabe unter Berücksichtigung neuer Technologien und die beteiligt. Der regelbare Ortsnetztransformator ist aufgrund der Ableitung einer nachhaltigen Niederspannungsnetzplanung in deutlichen Erhöhung der EEG-Integrationsfähigkeit als leistungs- einem realen Versuchsumfeld. Dabei grenzt sich das Projekt in starke und zunehmend auch kostengünstige Netzausbauvariante seiner Konzeptionierung klar von kommunikationsbasierten Lö- definiert. Seine Bedeutung bestätigt beispielhaft die BMWi-Studie

TRANSPARENZ SMART sungen ab, die den Haushaltskunden steuern, und definiert statt- „Moderne Verteilernetze für Deutschland“ aus dem Jahr 2014. DER ENERGIE METERING dessen effiziente und robuste Maßnahmen für den Netzausbau. Weitere zentrale Erkenntnis der Forschungsarbeiten ist der Einsatz des Ortsnetztransformators als dezentrale Stand-alone-Lösung. Auf der Kundenseite wurden in den Gemeinden Stuhr und Weyhe bei Bremen rund 30 Haushalte mit Photovoltaikanlagen, innova- Wissenschaftlich unterstützt wird das Projekt vom Energie- tiver Klimatechnologie auf Wärmepumpenbasis, stationären Forschungszentrum Niedersachsen in Goslar. Der interdiszip- Batteriespeichern sowie Elektroautos mit eigener Ladestation linäre Forschungsansatz des e-Home-Projekts, in dem sowohl ausgestattet. Für eine möglichst große Transparenz über den technische als auch wirtschaftliche, juristische und sozialwis- ELEKTROMOBILITÄT INTELLIGENTE ORTSNETZSTATION selbst erzeugten und verbrauchten Strom installierte Avacon in senschaftliche Aspekte des Netzes, der Kunden und der neuen den Haushalten intelligente Zähler, so genannte Smart Meter. Technologien untersucht werden, ermöglicht eine umfassende Sowohl für die Elektromobilität als auch die Batteriespeicher Betrachtung der Energiewende in Niederspannungsnetzen.

38 39 KAPITEL 4

Speicher

Leistungsfähige Speicher sind notwendig, um die starken Einspeiseschwankungen der Erzeugung aus Erneuerbaren Energien auszugleichen. Sie können einen wichtigen Bei- trag dazu leisten, unser Strom- und Gasversorgungssystem fl exibler zu machen und eine stabile und sichere Energie- versorgung zu ermöglichen.

Speicher werden in Zukunft häufi g dezentral organisiert und – wie die Erzeugungsstruktur – in vielen Fällen nah am Netzanschlussnutzer positioniert sein. Innovative Spei- chertechnologien sind insoweit eng verknüpft mit der sich wandelnden Rolle des Verbrauchers als aktivem Teilnehmer im Energiesystem.

4A SmartRegion Pellworm (Schleswig-Holstein Netz) 4B Demonstrationsanlage Power-to-Gas (Netzdienste RheinMain u. a.) 4C NETZlabor Boxberg (Netze BW)

4D SolVer (e-Netz Südhessen) 4E econnect Germany (STAWAG)

40 41 4A UNTERNEHMENSPROFIL

SmartRegion Pellworm PROJEKT SCHLESWIG-HOLSTEIN NETZ Schleswig-Holstein Netz ist als Betreiber von Strom- und Gasleitungen Schleswig-Holstein Netz, E.ON in rund 1.000 Kommunen in Schleswig-Holstein und Nordniedersachsen BETEILIGTE NETZBETREIBER für den zuverlässigen Betrieb der Energienetze verantwortlich. Das Un- 10.000.000 EURO 4.100.000 EURO ternehmen hat rund 33.000 Anlagen zur Erzeugung Erneuerbarer Energi- INVESTITIONSVOLUMEN DAVON ÖFFENTLICHE FÖRDERUNG en an seine Netze angeschlossen. Mit über 220 schleswig-holsteinischen Kommunen als direkten Aktionären sowie der Beteiligung der elf schles- www.smartregion-pellworm.de wig-holsteinischen Kreise an der Muttergesellschaft HanseWerk ist die INTERNETADRESSE kommunale Partnerschaft für SH Netz prägend. April 2012 – Juni 2015 ZEITRAUM Beim intelligenten Stromnetz kommen lokale Haushaltsspeicher, Groß- und Kurzzeitspeicher zum Einsatz.

Lithium-Ionen-Batterie ergänzt. Mit einer Speicherkapazität Vorreiterprojekt von 560 kWh lässt sie sich in rund einer halben Stunde komplett entladen und innerhalb einer Stunde laden. Somit fungiert sie als für die Energiewende Kurzzeitspeicher. In insgesamt elf Haushalten stehen außerdem Lithium-Ionen-Haushaltsspeicher. Diese Kurzzeitspeicher gibt es Das Solarfeld auf Pellworm mit dem Großspeicher, der Redox-Flow-Batterie in zwei Leistungsklassen: 4,5 oder 10 Kilowatt. Windenergie- und Photovoltaikanlagen erzeugen nicht immer genau dann den Strom, wenn er gebraucht wird. Auf der Nord- Die beiden hochmodernen regelbaren Ortsnetz-Transformatoren seeinsel Pellworm erprobt daher Schleswig-Holstein Netz regeln automatisch die Spannung im Netz, sodass diese konstant beispielhaft die lokale Speicherung von regenerativ erzeugtem auf 400 Volt gehalten wird und das Netz stabil bleibt. Strom. Die Leistungselektronik mit einer Größe von einem Megavolt- Auf Pellworm wird im Schnitt dreimal so viel Strom produziert ampere (MVA) bildet die Schnittstelle zwischen der Lithium- wie verbraucht. Im Jahr 2012 hat daher ein breiter Innovationsver- Ionen-Batterie und dem Netz. Sie wandelt den Wechselstrom bund aus Industrie und Wissenschaft die SmartRegion Pellworm aus dem Netz in Gleichstrom für die Batterie um und umgekehrt. ins Leben gerufen. Ziel ist es unter anderem, die schwankende Einspeisung Erneuerbarer Energien abzufedern und deren Ver- Das vom Fraunhofer Institut entwickelte Energiemanagement- wertung vor Ort deutlich zu verbessern. system steuert die SmartRegion Pellworm und die Speicher. Das System bildet Energieprognosen aus vielen Einflussfaktoren spe- Auf Pellworm wurde hierzu ein spezielles Speichersystem er- zifisch für die Insel Pellworm. Zu diesen Einflussfaktoren gehören richtet und die Stromanschlüsse der Kunden über Datenverbin- z. B. Wetterdaten. dungen mit den Windkraft- und Photovoltaikanlagen gekoppelt sowie die vorhandene Strominfrastruktur auf der Insel durch Ein Solarfeld und eine Windenergieanlage produzieren zusammen unterschiedliche Komponenten ergänzt. Mit Start des Projek- als Hybridkraftwerk zu Spitzenzeiten etwas mehr als 1 Megawatt tes bekam Pellworm das erste intelligente Stromnetz in Nord- Leistung aus Erneuerbaren Energien. Der produzierte Strom reicht deutschland. für die Versorgung der rund 650 Haushalte auf der Insel.

Als Großspeicher dient die Redox-Flow-Batterie. Mit einer Spei- Was heute auf Pellworm in kleinem Maßstab realisiert wird, cherkapazität von 1.600 kWh und einer maximalen Leistung von könnte dazu beitragen, die alten Abhängigkeiten der Energiewelt 200 Kilowatt kann die Batterie in acht Stunden komplett geladen zu reduzieren und durch Koppelung von Energieerzeugung und oder entladen werden, sodass sie als Langzeitspeicher eingesetzt -verbrauch das vorhandene Energiesystem besser zu nutzen und wird. Das Speichersystem der Insel wird von der leistungsfähigen so leistungsfähiger zu machen.

42 43 4B

Power-to-Gas PROJEKT siehe Liste BETEILIGTE NETZBETREIBER k. A. k. A. INVESTITIONSVOLUMEN DAVON ÖFFENTLICHE FÖRDERUNG www.nrm-netzdienste.de INTERNETADRESSE 2012 – 2016 ZEITRAUM

Rohrleitungs- und MSR-Technik der Elektrolyseanlage Wasserstoff als Speicher im Energiesystem

Mit steigender Erzeugung von Strom aus regenerativen Quellen Prozent, wenn sich sensible Verbraucher wie Erdgastankstellen UNTERNEHMENSPROFIL BETEILIGTE UNTERNEHMEN wird die Speicherung des Stroms ein entscheidender Erfolgsfak- im Netz befinden. tor für die Energiewende. Eine Lösung: überschüssigen Strom durch Elektrolyse in Gas umwandeln. So entsteht ein langfris- Die ersten Erfahrungen sind positiv: Der Elektrolyseur ist in DAS PROJEKT „STROM-ZU-GAS“ tig speicherbarer und flexibel einsetzbarer Energieträger. Als die Netzinfrastruktur integriert. Pro Stunde kann er bis zu 60 In einer Projektplattform bündeln 13 Unternehmen der Thüga-Gruppe ihr Speicherort dient das Gasverteilnetz. Es bietet sich dank seiner Normkubikmeter Wasserstoff produzieren. Die Einspeisung des Know-how und Kapital, um gemeinsam in die Entwicklung der Strom- Größe und Kapazität an. Wasserstoffs geschieht in einer selbst konzipierten und gebau- zu-Gas-Speichertechnologie zu investieren. Im Fokus steht die Prüfung ten Gas-Druckregel-, Mess- und Mischanlage. Weitere Eckpfeiler der Praxistauglichkeit der Strom-zu-Gas-Technologie. Die Unterneh- Im Versorgungsgebiet der Netzdienste Rhein-Main (NRM) in sind die gute Einbindung in das Strom-, Wasser- und Gasverteil- men sind überzeugt, dass diese langfristig das größte Potentzial hat, die Frankfurt am Main steht die bundesweit erste Demonstrations- netz und die eigens für die Anlage entwickelte Messeinrichtung. DIE NRM NETZDIENSTE RHEIN-MAIN GMBH überschüssigen Mengen an regenerativen Energien zu speichern. anlage, die überschüssigen Strom aus Wind und Sonne in Was- Das Zusammenspiel dieser Komponenten ermöglicht die Inte- Als Tochterunternehmen der Mainova AG bündelt die NRM Netzdienste Die Projektpartner sind: serstoff umwandelt und in das kommunale Gasnetz einspeist. gration der zukunftsweisenden Technologie in das bestehende Rhein-Main GmbH die Netzkompetenz in Frankfurt am Main und Um- Energiesystem. land sowie in weiten Teilen des gasversorgten Main-Spessart-Bereichs. badenova AG & Co. KG Kernstück ist ein Elektrolyseur mit Protonen-Austausch-Mem- Dank der langjährigen Erfahrung in Planung, Bau und Betrieb von Versor- Erdgas Mittelsachsen GmbH bran (PEM). Er spaltet durch überschüssigen Strom Wasser in Flexibilität zahlt sich aus gungsnetzen für Strom, Erdgas, Wärme und Wasser haben wir zukunfts- Energieversorgung Mittelrhein AG seine chemischen Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff auf. Die Netzdienlichkeit ist durch die Teilnahme an den Flexibilitäts- weisende Lösungen für die unterschiedlichsten Anforderungen unserer erdgas schwaben GmbH Der Wasserstoff wird dem Erdgas zugemischt, der Sauerstoff märkten nachgewiesen. So kann die Anlage Minutenreserve Kunden entwickelt: beispielsweise das stark vermaschte Stromnetz der e-rp GmbH entweicht in die Atmosphäre. anbieten. Im August 2015 hat sie außerdem vom Übertragungs- Wirtschaftsmetropole Frankfurt am Main, das als eines der sichersten ESWE Versorgungs AG netzbetreiber das Testat erhalten, negative Sekundärregelleis- überhaupt gilt. Wir sind für Energiehändler, nachgelagerte Netzbetreiber Gasversorgung Westerwald GmbH Standortvorteil Frankfurt tung anzubieten. Die Projektpartner (siehe Kasten) sind mit den und Endkunden der zentrale Ansprechpartner für alle technischen und Mainova Aktiengesellschaft Der Standort Frankfurt am Main eignet sich besonders für eine bisherigen Ergebnissen zufrieden. Der Wirkungsgrad der Anlage kaufmännischen Fragen rund um die Versorgungsnetze. Denn nur unser Stadtwerke Ansbach GmbH solche Anlage. Zum einen ist die notwendige Infrastruktur zum liegt bei 77 Prozent. selbst gesetzter Anspruch an ein Höchstmaß an Effizienz und Kompe- Stadtwerke Bad Hersfeld GmbH Anschluss einer Elektrolyseanlage vorhanden. Zum anderen tenz ermöglicht es uns, auch in Zukunft für die nachhaltige Sicherung Thüga Energienetze GmbH ist der erforderliche Mindestgasabsatz auch in den verbrauchs- Mit dem Projekt haben die Netzdienste Rhein-Main in vielen der Versorgungsqualität und den weiteren bedarfsgerechten Ausbau der Thüga Aktiengesellschaft armen Sommermonaten gewährleistet. Denn der Wasserstoff- Fragen Pionierarbeit geleistet. Weitere Projekte sollen folgen. Energie- und Wassernetze in der Rhein-Main-Region zu sorgen. WEMAG AG Grenzwert im Erdgasnetz beträgt fünf Prozent. Er sinkt auf zwei Denn die Energiewende schreitet voran.

44 45 4C UNTERNEHMENSPROFIL

NETZlabor Boxberg PROJEKT NETZE BW GMBH Die Netze BW GmbH ist das größte Netzunternehmen für Strom, Gas und Netze BW GmbH Wasser in Baden-Württemberg und eine hundertprozentige Tochterge- BETEILIGTE NETZBETREIBER sellschaft der EnBW Energie Baden-Württemberg AG. Zu den Angebo- k. A. keine ten des Unternehmens gehören eine sichere, effi ziente und kosten- INVESTITIONSVOLUMEN DAVON ÖFFENTLICHE FÖRDERUNG günstige Versorgung sowie kundennaher Netzservice. Das Stromnetz in Hoch-, Mittel- und Niederspannung ist über 100.000 Kilometer lang, www.netze-bw.de/netzlabor außerdem betreibt die Netze BW GmbH über 4.600 Kilometer hochmo- INTERNETADRESSE derne Erdgastransport- und -verteilnetze. Das Netzgebiet erstreckt 2013 – 2016 sich über die Regionen Neckar-Franken, Stuttgart, Nordbaden, Schwarz- ZEITRAUM wald-Neckar und Alb-Neckar.

1 | Installation einer neuen intelligenten Ortsnetzstation für die Umsetzung des Modellversuchs.

2 | Vergleich zwischen dem Verhalten realer Anlagen in ihren bisherigen Freigabe- und Sperrzeiten (rot) und der im Rahmen des Quoten-Ansatzes simulierten, möglichen Freigabemengen (blau) in Die Umsetzung der Netzampelsystematik im Rahmen einem exemplarischen Ortsnetz des Modellversuchs „Flexibler Wärmestrom“ der EnBW

Die Energiewende kommt! Die Integration der stark zuneh- optimal heben zu können, bedarf es abgestimmter Rahmenbe- cherheizungssystemen aus. Daher wurde diese menden Einspeisemengen aus Wind und Photovoltaik (PV) in dingungen zwischen Markt und Verteilnetz. Die Netzampelsys- Region als Modellversuchsgebiet ausgewählt. das Energiesystem stellt eine der großen Herausforderungen tematik stellt die Grundlage für den hier geforderten Rahmen der heutigen Zeit dar. Zur Lösung bedarf es neuer Ansätze, wie dar. Für die Umsetzung des Feldversuchs ist dieses Modell in den In Kooperation mit der Gemeinde wurden über beispielsweise der gezielten Beeinfl ussung der Nachfrage. Im praxistauglichen Freigabequoten-Ansatz überführt worden. zwei Akquisephasen 100 Kunden für die Teil- NETZlabor BW wird der Modellversuch „Flexibler Wärmestrom“ – nahme an dem Versuch gewonnen. 1 ein gemeinsames Projekt der Netze BW und des Vertriebs der Der Netzbetreiber berechnet für die Anwendung des Freigabe- EnBW – umgesetzt, der genau an diesem Punkt ansetzt. quoten-Ansatzes die entsprechenden Quoten individuell für jede Das Herzstück der Ansteuerung sind fl exible 2 IN PROZENT Netzebene. Diese besagen, wie viel Prozent der Nennleistung Freigabezeiten für die Wärmestromanlagen. 80 Durch die Nutzung von Lastverlagerungspotenzialen lässt sich der lokal installierten unterbrechbaren Verbrauchseinrichtungen Anhand der erfassten Leistungsdaten und zu- FREIGABEQUOTE 70 grundsätzlich die Nachfrage stärker als bislang üblich an der Er- (UVE) gleichzeitig Strom aus dem Netz beziehen dürfen. sätzlichen Wetterdaten lassen sich die Energie- LASTVERLAUF BEI -15° C 60 zeugung ausrichten. Basis für die Anreize der zeitlichen Verlage- bedarfe der einzelnen Haushalte bestimmen. 50 rung von Lasten (Lastmanagement) stellen die volatilen Preise an Diese Prozentzahl gilt diskriminierungsfrei für alle aktiven Dabei kommt es vor allem auf die Abstimmung 40 der Strombörse dar. Neben dieser börsenpreisbasierten Beschaf- Lieferanten. Das Konzept dient dazu, lokale Überlastungen zu zwischen den optimierten Freigabezeiten und fungsoptimierung können noch weitere Produkte zusätzliche vermeiden, gleichzeitig aber so viel Flexibilität wie möglich im den statischen Freigabezeiten des Verteilnetz- 30 Erlösquellen eröffnen. Verteilnetz zuzulassen. betreibers an. 20 10 Durch einen rein vertrieblichen Lastmanagementansatz kann Die Gemeinde Boxberg zeichnet sich durch eine Kombination aus Der Modellversuch zeigt also, wie das Zusam- 0 1 4 8 12 16 20 24 es jedoch aufgrund auftretender Lastspitzen zu neuen Netzeng- hoher und steigender Anzahl an Wind- und PV-Anlagen in Ver- menspiel von Smart Market und Smart Grid UHR pässen kommen. Um das Potenzial der Lastverlagerung trotzdem bindung mit einer hohen Dichte von Wärmepumpen und Spei- aussehen könnte.

46 47 4D UNTERNEHMENSPROFIL

SolVer (Speicheroptimierung in lokalen Verteilnetzen) Einer der Batteriespeicher, die im Rahmen des SolVer-Projekts PROJEKT in die Handelsplattform integriert wurden ENTEGA Der ENTEGA-Konzern gehört bundesweit zu den führenden Energie- e-netz Südhessen GmbH & Co. KG und Infrastrukturdienstleistern und ist, gemessen am Absatz, einer BETEILIGTE NETZBETREIBER der größten Ökostromanbieter Deutschlands. Mit umweltschonender 726.000 EURO 422.600 EURO Energieerzeugung, dem Bau und Betrieb von Infrastruktur- und Ener- INVESTITIONSVOLUMEN DAVON ÖFFENTLICHE FÖRDERUNG gieerzeugungsanlagen, dem Betrieb von Energie- und Trinkwasser- netzen, der Müllverbrennung und Abwasserreinigung, Telekommuni- www.solver-hessen.de kationsdienstleistungen und Energiedatenmanagement, dem Vertrieb INTERNETADRESSE von Energie und Trinkwasser sowie der Bereitstellung von Energieeffi- März 2013 – Mai 2015 zienzlösungen gewährleistet der ENTEGA-Konzern eine moderne Da- ZEITRAUM seinsvorsorge und liefert dadurch einen dauerhaften Beitrag für eine zukunftsfähige Lebenswelt.

Speicheroptimierung in lokalen Verteilnetzen ANWENDER

Ziel des Projekts war die Realisierung einer offenen, unab- Marktpartner, abrechnungsfähig und manipulationssicher. Die hängigen Handelsplattform für Speicherdienstleistungen in Handelsplattform kann von Dritten genutzt werden, ohne dass Verteilnetzen, die diskriminierungsfrei, abwicklungssicher und diese gezwungen sind, proprietäre Produkte der Projektpartner

HANDELSPLATTFORM VPN-GATEWAY netzstabilisierend arbeitet und damit einen Beitrag zum Gelin- zu beschaffen. Stattdessen besteht die Möglichkeit, eine funk- HOCHSCHULE DARMSTADT BIG-LINX COMMUNITY CLOUD gen der Energiewende leistet. tional gleichwertige Betriebsplattform auch aus Komponenten anderer Anbieter zu errichten und zu betreiben. Es ging dabei um eine betriebswirtschaftlich optimierte Spei-

KOMMUNIKATIONSFLUSS cherbewirtschaftung, die außerdem einen sicheren Netzbe- In Zukunft könnte die im Projekt entwickelte Handelsplattform trieb unterstützt. Betriebswirtschaftlich kann ein Speicher für Speicherdienstleistungen als Teil eines skalierbaren Verbun- Einnahmen erzielen, beispielsweise über den Durchsatz von des aus vielen Netzzellen eingesetzt werden. Um eine geord- Energie oder die Zusicherung einer Verfügbarkeit von Ener- nete Steuerung des Speichereinsatzes zu gewährleisten, sind BATTERIESPEICHER gie und Leistung im Bedarfsfall. Prinzipiell können Speicher dabei die einzelnen Speicher eindeutig einer der Handelsplatt- vielseitige, auch netzunterstützende Anwendungen erfüllen, formen zugeordnet. Gleichwohl können die Speicher über die wie z. B. Last- und Erzeugungsspitzenkappung, Spannungs- Grenzen der Plattform hinweg durch Vermittlung der jeweiligen stabilisierung, Bereitstellung von Regelenergie oder Garantie Handelsplattformen vermarktet und gesteuert werden. Ein einer unterbrechungsfreien Stromversorgung. Nicht jede Zugriff auf die Speicher wird so auch über Plattformgrenzen Kombination von Anwendungen ist möglich oder sinnvoll. hinweg möglich. Die für die verlässliche Abwicklung notwendi- Zusätzlich eignen sich bestimmte Speichertechnologien nicht gen Fähigkeiten und Eigenschaften weisen die Teilnehmer durch für alle Anwendungen gleich gut. Ein wesentlicher Teilaspekt ihre Akkreditierung an der Handelsplattform nach. HAUSHALT MIT PV PV-ANLAGEN WINDKRAFTANLAGEN der im Projekt entwickelten Handelsplattform war daher die GROSSKRAFTWERKE ENERGIEFLUSS LEITSTELLE Vermeidung sich widersprechender Speicheranwendungen bei Für die hier skizzierte und in Zukunft empfehlenswerte flächen- ansonsten möglichst freizügiger Bedienung auch unterschied- deckende Anwendung der im Projekt entwickelten Konzepte in

VERTEILNETZ licher Nutzungsformen. einem heterogenen Systemverbund ist die Interoperabilität der daran beteiligten Handelsplattformen unterschiedlicher Her- Die im Rahmen des Projekts entstandene Handelsplattform steller von entscheidender Bedeutung. Die Standardtauglichkeit BAUGEBIETE BIOGASANLAGEN GEWERBE- UND INDUSTRIEANLAGEN wurde wettbewerbsneutral und als Referenzarchitektur der im Projekt entwickelten Konzepte und Schnittstellen wird gestaltet und zeichnet sich durch folgende Attribute aus: daher kontinuierlich verifiziert und, soweit in der prototypischen unabhängig, diskriminierungsfrei, sicher, frei zugänglich für Implementierung bereits sinnvoll, sichergestellt.

48 49 PROJEKTPARTNER UNTERNEHMENSPROFIL

STAWAG – STADTWERKE AACHEN 4E Im Rahmen der Energiewende kommen zahlreiche neue Anforderungen auf die Energieversorger, insbesondere Stadtwerke, zu. Deshalb hat sich die STAWAG frühzeitig dazu entschlossen, aktiv am Umbau der Ener- gieversorgung teilzunehmen und mehrere Forschungsprojekte in un- econnect Germany – Feldversuch Aachen terschiedlichen Bereichen (Vertrieb, Netze, Elektromobilität) gestartet. PROJEKT Infrawest GmbH BETEILIGTE NETZBETREIBER 7.000.000 EURO 3.200.000 EURO INVESTITIONSVOLUMEN DAVON ÖFFENTLICHE FÖRDERUNG www.stawag.de INTERNETADRESSE Januar 2012 – Juni 2015 ZEITRAUM

In Aachen-Richterich wurden zehn Haushalte im Rahmen eines Feldversuchs mit der Lade- Ganzheitliche Elektromobilität mit dynamischen infrastrukturen für Elektromobilität und mit Smart-Home-Komponenten ausgestattet. Strompreisen und Netzbetreiberintegration

Im Forschungsvorhaben „econnect Germany“ werden die Für den Feldversuch wurde ein Ortsnetz im vorstädtisch ge- Themenbereiche Energievertrieb, Netze und Elektromobilität prägten Stadtteil Aachen-Richterich gewählt. Von insgesamt

SMART METERING HOME DEMAND MANAGEMENT DEMAND SIDE SYSTEM nicht isoliert voneinander betrachtet, sondern als ganzheitliches 180 Haushalten erhielten zehn für die Dauer des Feldversuchs System mit dynamischen Strompreisen zur Integration in den die notwendige Ladeinfrastruktur sowie ein Elektrofahrzeug mit Strommarkt der Zukunft und die intelligente Netzsteuerung zur einer maximalen Ladeleistung von 22 Kilowatt. Dies entspricht Vermeidung von Überlastungen. einer Fahrzeug-Durchdringung von 5,5 Prozent, womit das Sze- NETZLEITWARTE RECHNUNG nario 2020 der Bundesregierung (eine Million Elektrofahrzeuge, Nach Abschluss der Entwicklungsarbeiten durch das Konsortium dies entspricht 2,5 Prozent) übertroffen wird. € wurde ein achtmonatiger Feldversuch mit zehn Haushalten unter der Leitung der STAWAG durchgeführt. Die Ladeinfrastruktur Durch den dynamischen Strompreis wurden während des Feld- wurde durch Phoenix Contact bereitgestellt und ermöglichte versuchs hohe Gleichzeitigkeiten der Ladevorgänge induziert,

SMART- die benutzerfreundliche Ladung der Fahrzeuge. Mittels einer die aufgrund historischer Betriebsmittelreserven nicht durch die 7 4 4 9 HOME-APP Smart-Home-App konnte jeder Nutzer festlegen, zu welchem Netzsteuerung reduziert werden mussten. Aufbauend auf den Feldversuchsmesswerten konnte ermittelt werden, ab welchen SMART METER Preis und bis wann sein Fahrzeug wieder vollgeladen sein muss. Dieser Systembestandteil wurde von Kellendonk entwickelt und Durchdringungsgraden es ohne eine intelligente Netzsteuerung INTERNET betrieben. Schleupen stellte das Smart-Pricing-System bereit, zu Überlastungen der Netzinfrastruktur kommen würde.

STEUERUNGS- das auf Grundlage der regionalen Verfügbarkeit Erneuerbarer EINHEIT Energien und der Strombörse einen tagesaktuellen dynamischen Während bei einer ungesteuerten Ladung (Ladebeginn bei An- Stromtarif prognostizierte und dessen Abrechnung ermöglichte. kunft) fast jedes zweite Fahrzeug aus Netzsicht ein Elektrofahr- zeug sein kann, ist es mit dynamischen Strompreisen weniger als E-KFZ NETZ- TRANSFOR- Die Smart-Grid-Komponenten einschließlich Smart Meter, Sen- jedes zehnte Fahrzeug. In Kombination mit einer intelligenten STEUERUNG MATOR sorik im Niederspannungsnetz und regelbaren Ortsnetztransfor- Netzsteuerung sind dynamische Strompreise hingegen für bis mators wurden durch Siemens entwickelt und stellten jederzeit zu 150 Prozent Elektrofahrzeuge in diesem Ortsnetz möglich. Bei HEIZUNG sicher, dass es zu keinen Überlastungen im Stromnetz kommen niedrigeren Ladeleistungen sind ohne intelligente Steuerungs- (THERME) kann. Die Gesamtkonzeption des Systems wurde durch die technik auch höhere Durchdringungsgrade möglich, dem stehen smartlab Innovationsgesellschaft verantwortet, darüber hinaus allerdings die technische Entwicklung (Kapazitätserhöhung von hat die RWTH Aachen University den Feldversuch wissenschaft- Fahrzeugbatterien) und der Wunsch der Nutzer nach schneller lich begleitet und ausgewertet. Die Darstellung auf Seite 50 zeigt Wiederaufl adung entgegen. Mittelfristig ist daher eine intelli- den Systemaufbau. gente Netzsteuerung unabdingbar.

50 51 KAPITEL 5

Digitale Netze

Die Entfl echtung von Stromerzeugung, -übertragung und -vertei- lung und die Zuweisung spezifi scher Rollen, Aufgaben und Ver- antwortlichkeiten an eine steigende Zahl von Marktteilnehmern bedingen einen bedeutenden Zuwachs an Schnittstellen sowie eine außerordentliche Zunahme des Datenaustauschs. Dieser Datenaus- tausch muss zwecks Handhabbarkeit in intelligenten und automati- sierten Prozessen erfolgen.

Insbesondere für die Verteilnetzbetreiber bedeutet diese Ent- wicklung in der Konsequenz eine umfassende informations- und kommunikationstechnische Umwälzung. Die fortschreitende Digi- talisierung der Verteilnetze trägt im mittelbaren Zusammenhang mit dem Umbau der sogenannten Kupferplatte zum Smart Grid zu einer Verringerung des notwendigen Netzausbaus bei.

5A Smart Operator (Westnetz) 5B Operationalisierung Smart Grid (EWE NETZ) 5C StromPager (Stromnetz Berlin) 5D Smart Grid EWS (E-Werk Schweiger) 5E Fühler im Netz (Energieversorgung Leverkusen)

5F Intelligent City 2.0 (Bayernwerk) 5G Gas & Glasfaser (schwaben netz)

52 53 5A UNTERNEHMENSPROFIL

Smart Operator PROJEKT RWE DEUTSCHLAND AG Die RWE Deutschland AG mit Sitz in Essen verantwortet die deutschen Westnetz, Lechwerke (LEW) Aktivitäten des RWE-Konzerns in den Bereichen Netz, Vertrieb und BETEILIGTE NETZBETREIBER Energieeffizienz und führt die deutschen Regionalgesellschaften. Das 8.000.000 EURO 0 EURO Unternehmen verfügt über rechtlich eigenständige Tochtergesellschaf- INVESTITIONSVOLUMEN DAVON ÖFFENTLICHE FÖRDERUNG ten für den Vertrieb, den Verteilnetzbetrieb, das Zählerwesen und den Vertrieb technischer Dienstleistungen. Weitere Töchter sind für die Ak- www.rwedeutschland.com tivitäten rund um die Energieeffizienz einschließlich Elektromobilität INTERNETADRESSE und für die Gasspeicher verantwortlich. Sie ist an rund 70 regionalen und Juni 2012 – Dezember 2016 kommunalen Energieversorgern beteiligt und beschäftigt rund 19.000 ZEITRAUM Mitarbeiter.

Smart Operator: Inbetriebnahme des Modellprojektes Smart Operator im Landkreis Trier-Saarburg: In der Gemeinde Wincheringen beteiligen sich rund 50 Haushalte Intelligenz für das Netz vor Ort aktiv am intelligenten Feldversuch. Das Wirtschaftsministerium Rheinland-Pfalz ist Schirmherrin des Zukunftnetzes.

Der Smart Operator ist ein F&E-Modellprojekt, bei dem RWE Der Smart Operator ist eine kleine Box, die z. B. in die Trafo- Netz mit den intelligenten Komponenten. Dadurch gleicht er Deutschland mit Partnern aus Wirtschaft und Wissenschaft die station des Ortsnetzes eingebaut wird. Als Nahtstelle zwischen Erzeugung und Verbrauch aus, garantiert Spannungsqualität und intelligente Netztechnik zum ersten Mal im Praxisbetrieb in drei Haushalten, Industrie- und Gewerbekunden und dem Verteilnetz Versorgungssicherheit und nutzt den Strom möglichst effizient. Testnetzen erprobt. Zwei Testnetze befinden sich bei der West- managt der Smart Operator selbstständig das lokale Niederspan- netz in den Gemeinden Kisselbach und Wincheringen in Rhein- nungsnetz. Im bayerischen Testnetz in Schwabmünchen sind zusätzlich land-Pfalz, und das dritte wird gemeinsam mit den Lechwerken Home Energy Controller (HEC) in 23 Haushalten installiert. Die (LEW) im bayerischen Schwabmünchen erprobt. Erforderlich ist dazu die kontinuierliche Sammlung und Auswer- HECs optimieren zuerst den Energieverbrauch der Haushalte tung von Daten aus dem Netz über Stromverbrauch, Einspei- und übermitteln an den Smart Operator, welche Komponenten Das Projekt ist eine der umfassendsten Smart-Grid-Installa- sung und Speicherung, die ihm über Smart Meter zur Verfügung zur Optimierung des Netzes flexibel eingesetzt werden können. tionen in Deutschland. Über 500 Haushalte in den genannten gestellt werden. Dabei kommen in den Haushalten intelligente Bausteine zum Kommunen nehmen an dem Test freiwillig teil. Einsatz, die über den HEC gesteuert werden: Waschmaschinen, Das Niederspannungsnetz und das Kommunikationsnetz bilden Trockner, Spülmaschinen sowie Batteriespeicher und Wärme- Mit dem Smart Operator wird der Betrieb bestehender Verteil- dazu eine Allianz, wobei die Kommunikation über das örtliche pumpen. netze mit intelligenten Netzkomponenten optimiert, um so Glasfasernetz oder über Powerline Communication (PLC) läuft. den konventionellen Netzausbau zu ergänzen oder sogar zu In allen Testnetzen werden zudem fernsteuerbare Ladesäulen für vermeiden. Im Projekt werden unter anderem regelbare Orts- Daten, beispielsweise aus Haushalten, von der Wetterstation E-Fahrzeuge eingesetzt. Der Smart Operator optimiert die Aufla- netztransformatoren, fernsteuerbare Ladesäulen für E-Fahr- oder der örtlichen Stromtankstelle, werden gebündelt verarbei- dung mit Strom und nutzt Zeiten mit einer hoher Einspeisung aus zeuge, fernsteuerbare Niederspannungsschalter und elektrische tet und die Ergebnisse fortlaufend protokolliert und ausgewer- PV-Anlagen oder einem geringen Verbrauch. Speziell in Schwab- Netzspeicher als intelligente Netzkomponenten eingesetzt. tet. Mit den generierten Daten steuert der Smart Operator das münchen wird dieser Prozess mit fünf Fahrzeugen erprobt.

54 55 5B UNTERNEHMENSPROFIL

Operationalisierung Smart Grid PROJEKTNAME EWE NETZ GMBH 300 Die EWE NETZ GmbH mit Sitz in Oldenburg ist ein Unternehmen der EWE NETZ GmbH 250 EWE-Gruppe. Mittelbare Anteilseigner sind die EWE AG mit rund 97 Pro- BETEILIGTE NETZBETREIBER 200 zent sowie Städte und Gemeinden aus dem Ems-Weser-Elbe-Gebiet. EWE k. A. k. A. NETZ betreibt Strom- und Gasnetze in diesem Gebiet sowie Gasnetze in 150

INVESTITIONSVOLUMEN DAVON ÖFFENTLICHE FÖRDERUNG % in Netzanschlusskapazität 100 Teilen Brandenburgs und Mecklenburg-Vorpommerns. Darüber hinaus baut 0 2 4 6 8 10 12 14 16 EWE NETZ leistungsstarke Telekommunikationsnetze. Die Infrastruktur von abgeregelte Energie in % www.ewe-netz.de EWE NETZ zeichnet sich durch hohe Versorgungssicherheit und einen wirt- INTERNETADRESSE schaftlich effi zienten Betrieb aus. Rund 149 Millionen Euro investierte das September 2013 – Dezember 2016 Unternehmen im Jahr 2014 in die Qualität und den Ausbau der Netze. Mit den ZEITRAUM ausführenden Arbeiten werden in der Regel regionale Firmen beauftragt. Das Unternehmen gehört mit einem Jahresumsatz von 2,32 Milliarden Euro (2014) und rund 1.700 Beschäftigten zu den großen Netzbetreibern in Deutschland. 1

1 | Verhältnis von Netzanschluss- kapazität und abgeregelter Energie

Smart Grids bei EWE NETZ – Umfassende 2 | Ansicht des Ortsnetzspeichers im Pilotprojekt Green2Store

Umsetzung der Strategie im Gesamtnetz 3 | Intelligente Technik für das Verteilnetz der Zukunft

Um die Energiewende erfolgreich vorantreiben zu können, ist der die es der Leitstelle jederzeit ermöglicht, die schnellen Wechsel Einen weiteren Weg, um die Kapazität des Stromnetzes zu er- Aus- und Umbau des Stromnetzes nötig. Nur so ist das Netz in zwischen Versorgung der Kunden und Rückspeisung aus Erneuer- höhen, bietet der sogenannte Fünf-Prozent-Ansatz, wie er von der Lage, immer mehr Strom aus dezentralen Erzeugungsanlagen baren Energien in das überlagerte Netz zu erkennen und geeignete EWE NETZ entwickelt wurde. Die Idee dieses Ansatzes ist, dass aufzunehmen und gleichzeitig die Wirtschaftlichkeit zu gewähr- Steuerungsmaßnahmen einzuleiten. Dazu wird für die Netzleit- ein lastfl ussabhängiges Drosseln eines geringen Prozentsatzes leisten. Berechnungen bei EWE NETZ haben ergeben, dass der stelle Software entwickelt, die eine höhereffi ziente Betriebsfüh- der erzeugten Jahresenergie (weniger als 5 Prozent) zu einer konventionelle Netzausbau mit sehr hohen Kosten verbunden rung unterstützt (z. B. durch eine Online-Lastfl ussberechnung). erheblichen Steigerung der verfügbaren Netzanschlusskapazität ist, jedoch intelligente Maßnahmen diese Kosten signifi kant sen- führen müsste. EWE NETZ führt dazu einen Feldtest durch. Dabei 2 ken können. Auf Basis dieser Ausgangslage entwickelt EWE NETZ Wesentliches Hemmnis bei der Netzintegration von dezentralen wird ein Teilbereich des Mittelspannungsnetzes zwischen Jever sein Stromnetz zu einem intelligenten Netz, das auch als „Smart Erzeugungsanlagen ist oft die Einhaltung der Grenzwerte der und Wittmund nach dem Fünf-Prozent-Ansatz gesteuert. Grid“ bezeichnet wird. Netzspannung. Eine geschickte Ansteuerung der Umrichter von Erzeugungsanlagen ermöglicht es, über die Beeinfl ussung der Ein weiterer Baustein auf dem Weg zu einem intelligenten EWE NETZ führt in den Jahren 2015 und 2016 zahlreiche Maß- Blindleistungsabgabe der Anlage positive Effekte auf die Span- Stromnetz ist der Einsatz von Speichertechnologien. Der Grund- nahmen zum Umbau des Netzes zu einem „Smart Grid“ durch. nungshaltung zu nutzen. Moderne Umrichter ermöglichen dies gedanke dabei: Bei regenerativen Energiequellen gibt es immer Zum einen geht es um die Installation moderner Messtechnik im sogar ohne eine Verringerung der eingespeisten Wirkleistung. wieder zeitgleiche Leistungsspitzen, für die es in vielen Ab- Mittelspannungsnetz, den Einsatz neuer Software in der Netz- schnitten des Jahres im regionalen Umfeld keine Abnehmer gibt. leitstelle und um die Verschmelzung von Informationstechnik, Ein weiterer Fokus bei der Schaffung eines intelligenten Strom- Nicht immer ist ein Weitertransport über die großen Stromtras- Glasfaserinfrastruktur und Stromnetz. Ein weiterer Schwerpunkt netzes ist der fl ächendeckende Rollout innovativer Betriebs- sen in andere Regionen Deutschlands möglich. liegt in der gezielten Optimierung von Spannungshaltung und mittel und Verfahren. Hierzu hat EWE ein Baukastensystem ent- Blindleistungshaushalt. Der dritte Fokus betrifft den großfl ächi- wickelt, das zielgerichtete Lösungskonzepte für verschiedene Abhilfe könnte der Einsatz von Speichern schaffen, die Strom in gen Einsatz von regelbaren Ortsnetzstationen. Anwendungen zur Verfügung stellt. Ein Betriebsmittel, das in den entsprechenden Zeiten besonders intensiver Produktion Erneu- kommenden Jahren breiten Einsatz fi nden wird, ist der regelbare erbarer Energien speichern. Der Strom wird dann wieder an das Bei den konkreten Vorhaben werden im ersten Schritt Maßnahmen Ortsnetztransformator. Allein in den Jahren 2015 und 2016 sieht Netz abgegeben, wenn der entsprechende Bedarf besteht. umgesetzt, die eine fl ächendeckende Steuerung des Netzes in Ab- EWE NETZ den Einbau dieser innovativen Technik in rund 300 hängigkeit von Belastungssituationen ermöglichen. Das bedeutet, Stationen vor. RONTs ermöglichen eine verstärkte Einspeisung EWE NETZ baut im Rahmen des BMWi-geförderten Forschungs- dass neueste Messtechnik im Mittelspannungsnetz installiert wird, von Solarstrom durch automatische Spannungsabsenkung. projekts „green2store“ den Ortsnetzspeicher in Altenoythe auf. 3

56 57 5C UNTERNEHMENSPROFIL

StromPager – Broadcast-System zur Steuerung elektrischer Anlagen DIE STROMNETZ BERLIN GMBH IST FÜR DAS PROJEKT VERTEILNETZ VERANTWORTLICH. Stromnetz Berlin GmbH Das Verteilnetz besteht aus Teilnetzen in den Spannungsebenen Hoch- BETEILIGTE NETZBETREIBER spannung (110 Kilovolt), Mittelspannung (10 Kilovolt) und Niederspan- nung (0,4 Kilovolt) und ist über Umspannwerke an das vorgelagerte 400.000 EURO k. A. Übertragungsnetz gekoppelt. Unsere Aufgabe ist es, an ca. 2,3 Millionen INVESTITIONSVOLUMEN DAVON ÖFFENTLICHE FÖRDERUNG Zählpunkten Strom aus der Stadt bzw. aus dem Umland zu verteilen. www.stromnetz-berlin.de Unser Verteilnetz versorgt alle Kunden effizient und steht allen Nutzern INTERNETADRESSE gleichermaßen zur Verfügung, unabhängig davon, mit welchem Strom- lieferanten ein Vertrag geschlossen wurde. Januar 2011 – September 2014 ZEITRAUM

StromPager – Weltpremiere in der Hauptstadt

Über den StromPager werden Erzeugungsanlagen StromPager – die funkbasierte Steuerungstechnologie – ist eine wie Empfängermodule, IT-Plattform und zugehörige Software und Verbraucher im Verteilnetz ferngesteuert. innovative und effiziente Lösung, um Verbraucher und Erzeu- neu entwickelt. Seit September 2014 wird diese Innovation für gungseinheiten bedarfsgerecht zu schalten bzw. stufenweise die Steuerung im Berliner Verteilungsnetz genutzt. Das Netz der anzupassen. Damit leistet die Stromnetz Berlin einen aktiven Spreemetropole ist somit deutschlandweit das erste Verteilnetz, Beitrag zur effizienten Errichtung eines Smart Grid, in dem eine in dem diese Technologie zum Einsatz kommt. HTTP TAB-PROTOKOLL

POCSAG zunehmende Anzahl von dezentralen Anlagen intelligent, auto- matisiert und wirtschaftlich effizient gesteuert werden kann. Das hierfür notwendige Funkrufnetz besteht seit Jahren und NETZLEITSYSTEM KONTROLL- BEDIENPLATZ EMPFÄNGER wird beispielsweise von Behörden und Rettungsdiensten ge- POWERWORK Konkret werden über den StromPager Verbrauchsgeräte wie nutzt. Die Erweiterung der Nutzung durch den Netzbetreiber (AUSSENDIENSTTOOL) Nachtspeicheröfen und Wärmepumpen sowie kleine Erzeu- behindert keine anderen Nutzer. Das Funkrufnetz ist überall in WETTERDIENST SAP-I-SU UNTERBRECHBARE gungsanlagen für regenerative Energie oder Kraft-Wärme- Deutschland verfügbar. Durch 800 Sendestandorte in Deutsch- VERBRAUCHS- EINRICHTUNGEN Kopplung im Verteilnetz ferngesteuert. Dadurch sowie auch land, eine hohe Sendeleistung und Feldstärke werden fast alle durch die dynamische Steuerung von Ladepunkten für Elektro- Haushalte erreicht. Die neue Technik ist raumsparend und lässt fahrzeuge kann die Netzauslastung optimiert werden. sich problemlos im elektrischen Zählerschrank integrieren. Im Gegensatz dazu wurden für alte TFR-Sendeanlagen in Um- Ablösung der Tonfrequenzsteuerung spannwerken eigene Räume benötigt. Diese können mit der In Berlin werden derzeit ca. 30.000 Verbrauchseinrichtungen Ablösung durch StromPager anderweitig genutzt werden. Neue VORRECHNER KOMMUNIKATIONS- E*MESSAGE- E*MESSAGE- EINSPEISE- GATEWAY SERVER SENDER MANAGEMENT per Tonfrequenz-Rundsteuertechnik (TFR) oder Schaltuhren Umspannwerke können somit kleiner geplant werden. gesteuert. Die seit vielen Jahren im Einsatz befindlichen Sende- und Empfangsgeräte erreichen das Ende ihrer Lebensdauer und Der Betrieb des Verteilnetzes wird durch die Nutzung dieser sind im weiteren Betrieb, Unterhalt und Ersatz aufwendig. neuen Technologie kostengünstiger. Die Kosten für Betrieb und Ersatz von TFR-Sendeanlagen entfallen. Gleichzeitig ist Vor diesem Hintergrund hat der örtliche Verteilungsnetzbe- das neue System sehr viel sicherer, denn im Sicherheitskonzept ÖFFENTLICHE/ SIGNATUR- NICHT ÖFFENTLICHE treiber Stromnetz Berlin mit regionalen Projektpartnern nach wurden alle notwendigen Anforderungen des Bundesamtes für SERVER BELEUCHTUNG neuen Wegen zur sicheren und zuverlässigen Übermittlung Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) berücksichtigt. Nach von Steuerungssignalen gesucht. Zusammen mit den in Berlin erfolgreicher Einführung dieser Technologie in Berlin wurde der ansässigen Firmen e*message und Bosch Software Innovations StromPager mit dem renommierten Innovationspreis Berlin hat Stromnetz Berlin alle zur Funktion notwendigen Elemente Brandenburg ausgezeichnet.

58 59 5D UNTERNEHMENSPROFIL

Smart Grid EWS PROJEKT ELEKTRIZITÄTSWERK SCHWEIGER Seit mehr als 100 Jahren betreibt die E-Werk Schweiger oHG die Stromge- Elektrizitätswerk Schweiger winnung aus Wasserkraft. Mit dem Bau und Betrieb von fünf Wasserkraft- BETEILIGTE NETZBETREIBER werken leistet das Unternehmen einen nicht unerheblichen Beitrag für 250.000 EURO 0 EURO den Schutz der Umwelt und die Schonung der natürlichen Ressourcen. Im INVESTITIONSVOLUMEN DAVON ÖFFENTLICHE FÖRDERUNG Versorgungsgebiet nordöstlich von München hat E-Werk Schweiger ein Kabelleitungsnetz mit einer ringförmigen Struktur errichtet, in dem jeder www.ew-schweiger.de Netzknotenpunkt von zwei Seiten aus versorgt werden kann. INTERNETADRESSE 2013 ZEITRAUM

Flexible Netzertüchtigung nach dem Baukastenprinzip

Das Elektrizitätswerk Schweiger betreibt ein ländlich struk- Laufwasserkraftwerke zur lokalen und im virtuellen Verbund turiertes lokales Stromverteilungsnetz, das als eigenständige auch überregionalen Netzstabilisierung möglich sein. Einheit über drei Netzkuppelstellen mit dem vorgelagerten Netz der Bayernwerk AG verbunden ist. Durch den rasanten Photo- Anschließend wurde die Smart-Grid-Systemlösung „iNES®– voltaikausbau wird an verschiedenen Stellen des Netzes auf Intelligentes Verteilnetzmanagement“ der SAG in die identifi -

MS- & NS-Intelligenz wirken zusammen – selektive und der Niederspannungsebene bereits heute die Kapazitätsgrenze zierten kritischen NSP-Teilnetzbereiche eingebaut und eine koordinierte Regelung in dezentral-hierarchischer Struktur erreicht. Aufgrund der Engpasssituation wurde Anfang 2013 in „Weitbereichsregelung“ (WBR) sowie eine im Umspannwerk Kooperation zwischen Industrie, Wissenschaft und Mittelstand angesiedelt, intelligente Automatisierungstechnik zur Überwa- das Projekt „Smart Grid EWS“ mit der SAG GmbH, der Bergischen chung mit einer Spannungsebenenübergreifenden koordinierten SELBSTSTÄNDIGE ÜBERWACHUNG Universität Wuppertal (BUW) und dem Softwareunternehmen Steuerung des Mittel- und Niederspannungsnetzes realisiert. NSP-VERTEILNETZAUTOMATISIERUNG UND STEUERUNG DES MSP-NETZES Adapted Solution GmbH gestartet. Durch die „Automatische Topologieerkennung“ wird zusätzlich Im ersten Schritt wurden die einschlägigen Netzdaten aller das Potenzial des Maschennetzbetriebs ausgeschöpft, um dem Leitungen und Verteilungsanlagen im Versorgungsgebiet in die Ziel der Verzögerung bzw. Vermeidung kostenintensiver Netz- Netzberechnungssoftware „CERBERUS“ eingepfl egt und Be- ausbaumaßnahmen gerecht zu werden. triebszustandsgrenzen auf Basis einer Worst-Case-Betrachtung identifi ziert. Ergebnis: Duch das langfristige und Gesamtnetz-orientierte Konzept, das auf einer dynamischen Kosten-/Genauigkeitsana- Eine im Projekt durchgeführte Netzanalyse und Zielnetzplanung lyse aufgebaut ist und sich fl exibel der jeweiligen Lastentwick- konnte dann kritische Netzgebiete identifi zieren und bezogen lungen im Verteilungsnetz anpasst, konnten schon im gegen- auf Realisierung zukünftiger Ausbaupotenziale bis 2030 weiteren wärtigen Stand deutliche Kostenvorteile gegenüber einem rein Netzausbaubedarf prognostizieren. konventionellen Netzausbau realisiert werden. Zudem werden deutliche Vorteile aus der Kenntnis über Zustände, Kapazitäten Die zur Kompensation notwendigen Netzausbaumaßnahmen für Netzführung und Asset Management realisiert. wurden unter den Gesichtspunkten „optimale Auslastung vorhandener Betriebsmittel, effektivste Kombination aus Step by step kann zukünftig so bei Netzertüchtigungen nach konventionellem und intelligentem Netzausbau“ ermittelt und dem Baukastenprinzip verfahren werden, um kapitalintensive wirtschaftlich bewertet. Zugleich sollte im Rahmen des Lang- Fehlinvestitionen zu vermeiden. Damit trägt EW Schweiger schon fristkonzeptes auch die nachhaltige Realisierung von Flexibi- heute als innovativer Netzbetreiber den zukünftigen dynami- litätsoptionen z. B. durch die Berücksichtigung vorhandener schen Marktprozessen (z. B. regionalen Flexmärkten) Rechnung.

60 61 5E UNTERNEHMENSPROFIL

Fühler im Netz ENERGIEVERSORGUNG LEVERKUSEN GMBH & CO. KG (EVL) PROJEKT Die Energieversorgung Leverkusen GmbH & Co. KG (EVL) ist ein moder- Energieversorgung Leverkusen GmbH & Co. KG (EVL) ner Dienstleister rund um das Thema Energie. Als Unternehmen mit rund PROJEKTBETEILIGTER 360 Beschäftigten versorgt die EVL den städtischen Raum Leverkusen als Querverbundunternehmen mit Elektrizität, Erdgas, Wärme, Trinkwasser 330.000 EURO 175.000 EURO und energienahen Dienstleistungen. Neben dem Projekt „Fühler im Netz“ INVESTITIONSVOLUMEN DAVON ÖFFENTLICHE FÖRDERUNG hat sich die EVL im Bereich der intelligenten Netzführung gemeinsam www.evl-gmbh.de / fuehler mit der SAG, der Bergischen Universität Wuppertal und der Rheinischen INTERNETADRESSE NETZGesellschaft auch im Projekt „iNES“ engagiert, das auf der Hannover Messe 2014 mit dem Hermes Award ausgezeichnet wurde. November 2014 – Oktober 2017 ZEITRAUM

Fühler im Netz Breitband Powerline: Kommunikation für das intelligente Verteilnetz Die starke Zunahme dezentraler regenerativer Anlagen kann Ziel ist die Entwicklung eines Konzeptes für die systematische ENERGIEVERSORGER aufgrund der daraus resultierenden fluktuierenden Stromein- Nutzung der Kanaleigenschaften des BPL-Netzes zur Erfassung speisung die Netzstabilität und die Versorgungssicherheit kritischer Netzzustände im Nieder-/Mittelspannungsbereich sowie BREITBAND-POWERLINE (BPL) IM MITTELSPANNUNGSNETZ gefährden. Das Projekt „Fühler im Netz“ soll neue Möglichkeiten zur Detektion von aktuellen und absehbaren Störungen im Netz zur einfachen und günstigen Zustandsanalyse von Verteilnetzen und bei Kundenanlagen. Die erfassten Zustandsdaten sollen in

BPL und angeschlossenen Anlagen entwickeln. Die Idee ist, Fre- der Netzbetriebsführung und Ausbauplanung verwendet werden. quenzanalysen der Breitband-Powerline-Datenübertragung Auch prüfen die Projektpartner, inwiefern sie zusätzliche Messda- (BPL) zur kontinuierlichen Netzzustandserfassung und Störungs- ten durch den Einbau einfacher Messsensorik effizienter erfassen NETZWERK- MANAGEMENT- detektion zu nutzen. können. Zudem steht die Entwicklung eines softwarebasierten SYSTEM IP-BACKBONE Analysetools zur Interpretation der erfassten Parameter im Fokus. BPL BPL (SERVER) Bei der Energieversorgung Leverkusen GmbH & Co. KG (EVL) wurde BPL im Rahmen eines Smart-Meter-Pilotprojekts schon Am Gemeinschaftsprojekt „Fühler im Netz“ arbeiten die PPC AG seit 2009 erfolgreich als Kommunikationsweg eingesetzt. In als führender Anbieter von BPL, die EVL als technischer Betriebs- BÜROGEBÄUDE BPL den letzten Jahren fiel dabei auf, dass es eine starke Korrelation führer, die Bergische Universität Wuppertal als langjähriger For- zwischen den Störinformationen und den im BPL-Netzwerk- schungspartner sowie die Nexans Power Accessories Germany Management-System erfassten Daten gibt. Dabei wurde GmbH als Kabel- und Garniturenhersteller. Insgesamt wird das BREITBAND-POWERLINE (BPL) WOHNGEBÄUDE IM NIEDERSPANNUNGSNETZ nachgewiesen, dass der Zustand des Stromnetzes, der Netz- Projekt mit 2.500.000 Euro vom BMBF gefördert. betriebszustand sowie Störungsereignisse Einfluss auf die 7 4 4 9 Übertragungseigenschaften der BPL-Kommunikation haben. Die EVL wird nach ersten Analysen und Feldtests die ausgewähl- ten Teststrecken innerhalb des Leverkusener Mittel- und Nieder- Inwieweit dies praktisch für die Zustandsanalyse von Netzen spannungsnetzes mit der entsprechenden Hardware ausrüsten, SMART- genutzt werden kann, muss „Fühler im Netz“ klären. „Wir hoffen, um dort gemeinsam mit den Projektpartnern die „Fühler im HOME-APP dass wir aus den Veränderungen in der Übertragungsqualität der Netz“ sozusagen auszustrecken. Parallel dazu wird in Leverkusen BPL Breitband-Powerline-Kommunikation zusammen mit einigen ein Netzmanagement-System eingesetzt werden, um die erho- wenigen weiteren Messwerten den Zustand des Netzes künftig benen Daten zu sammeln und weiterzuleiten. Im Anschluss folgt

SMART METER SMART METER E-KFZ SMG STEUER- BHKW relativ schnell und einfach beschreiben können. Und das auch die technische und wirtschaftliche Bewertung der Ergebnisse. GATEWAY (SMGW) GATEWAY (SMGW) BOX noch belastbar und verhältnismäßig kostengünstig“, sagt Das dreijährige Projekt hat im November 2014 begonnen und Dr.-Ing. Ulrik Dietzler, technischer Geschäftsführer der EVL. wird voraussichtlich im Oktober 2017 enden.

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GPRS

Intelligent City 2.0 – ferngesteuerte LED-Straßenbeleuchtung PROJEKT Bayernwerk AG BETEILIGTE NETZBETREIBER 15.000 EURO 0 EURO INVESTITIONSVOLUMEN DAVON ÖFFENTLICHE FÖRDERUNG www.bayernwerk.de INTERNETADRESSE seit Februar 2015 ZEITRAUM Darstellung der Leuchte Philips Mini Luma mit GPRS-Sender

zur Beleuchtungsfernverwaltung. Zum Einsatz Anpassung des Beleuchtungsniveaus und der Intelligent City 2.0 – kommt das Programm CityTouch LightWave Schaltzeiten in Echtzeit möglich: entweder di- Managementsysteme für der Firma Philips. rekt per Mausklick oder anhand von hinterleg- ten Lichtplänen für verkehrsschwache Zeiten, die moderne LED-Straßen­ Im Rahmen des Pilotprojekts wurden 27 intel- für Zeitumstellungen oder für Veranstaltungen. ligente GPRS-fähige LED-Leuchten der Firma Durch die bedarfsgerechte Beleuchtung kann beleuchtung im Praxistest Philips in Verbindung mit dem Leuchten- der Energieverbrauch deutlich gesenkt werden. managementsystem CityTouch LightWave ins- talliert. Ziel des Projekts ist es, Erfahrungen mit Die in Abensberg eingesetzten LED-Leuch- GPRS-fähigen Leuchten zu sammeln, die über ten Philips Mini Luma sind mit jeweils 40 LEDs UNTERNEHMENSPROFIL eine internetfähige Cloud-Software gesteuert bestückt und können mit einer Systemleistung Kommunen sind verpflichtet, öffentliche werden können. Die eingesetzten LED-Leuch- von 16 bis 85 Watt betrieben werden. In Verbin- Straßen und Plätze zu beleuchten, um Sicher- ten verfügen über einen integrierten Chip, über dung mit dem Leuchtenmanagementsystem heit und Ordnung aufrechtzuerhalten. Steigen- den sie kommunizieren können. konnte in Abensberg eine Energieeinsparung de Energiekosten, knappe finanzielle Mittel von rund 70 Prozent bei gleichzeitiger Ver- und immer höhere Anforderungen an die Die Leuchten lokalisieren sich bei Inbetriebnah- besserung des Beleuchtungsniveaus erzielt Energieeffizienz machen diese Aufgabe extrem me selbst und melden sich eigenständig an der werden. Dies entspricht einer CO2-Einsparung anspruchsvoll. Neue Lösungen sind gefragt, die verbundenen Plattform an. Von dort können sie von 6,8 Tonnen pro Jahr. ein effizientes Straßenbeleuchtungsmanage- mittels einer visualisierten Darstellung auf ein- BAYERNWERK AG ment ermöglichen und helfen, vorhandene fache Weise gesteuert werden. Der Kommuni- Die schnelle und flexible Straßenbeleuch- Die Bayernwerk AG ist der größte regionale Netzbetreiber in Bayern. Mit Ressourcen optimal zu nutzen. Straßenbe- kationsweg ist bidirektional. Zum einen liefern tungssteuerung ist längst noch nicht alles. Die einem Stromnetz von rund 153.000 Kilometern Länge und einem 5.700 leuchtungsdaten müssen möglichst effektiv die Leuchten Daten über ihren aktuellen Be- Verbindung von moderner Hard- und Soft- Kilometer langen Erdgasnetz sichert das Unternehmen die Energiever- gemessen, überwacht, analysiert und ausge- triebszustand und melden sich bei eventuellen ware bietet den Einstieg in zukünftige smarte sorgung in weiten Teilen des Freistaats. Zudem betreibt das Bayernwerk wertet werden können. Störungen automatisch bei einem Handy, einer Lösungen. So ist denkbar, dass zukünftig ein Straßenbeleuchtungsnetz mit einer Länge von 34.500 Kilometern. E-Mail-Adresse oder direkt beim Hersteller. CO2-Werte, Feinstaubbelastungen, Daten aus Mit dem Ausbau und der technologischen Weiterentwicklung der Netz- Die Bayernwerk AG stellt sich den neuen Durch die ständige Transparenz über den Zu- Verkehrszählungen oder freie Parkplätze durch infrastruktur leistet das Unternehmen einen wichtigen Beitrag für die Herausforderungen und testet im Pilotprojekt stand der Straßenbeleuchtung kann besser und sogenannte „smarte Leuchten“ zur Weiterver- Energiezukunft. Im Bereich der Straßenbeleuchtung steht das Bayern- „Intelligent City 2.0“ seit Februar 2015 gemein- schneller auf Abweichungen reagiert werden. arbeitung an Vertreter von Kommunen weiter- werk mehr als 1.200 Kommunen in Bayern als Partner zur Seite. sam mit der Stadt Abensberg ein neues System Zum anderen ist über die Plattform eine flexible geleitet werden.

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Parallele Erschließung eines Ortsnetzes mit Erdgas und Glasfaser PROJEKT schwaben netz gmbh BETEILIGTE NETZBETREIBER 300.000 EURO 0 EURO INVESTITIONSVOLUMEN DAVON ÖFFENTLICHE FÖRDERUNG www.erdgas-schwaben.de INTERNETADRESSE April 2014 – Oktober 2015 1 2 ZEITRAUM 1 | Von links nach rechts: Anton Gleich (Leiter Breitbandausbau erdgas schwaben 2 | Von links nach rechts: Anton Gleich (Leiter Breitbandausbau erdgas schwaben gmbh), Helmut Kaumeier (Leiter Kommunalkunden- und Marktpartnerbetreuung gmbh), 1. Bürgermeister Konrad Schulze (Gemeinde Lamerdingen), Uwe Sommer erdgas schwaben gmbh), 1. Bürgermeister Konrad Schulze (Gemeinde Lamerdin- (Prokurist schwaben netz gmbh), Helmut Kaumeier (Leiter Kommunalkunden- gen), Uwe Sommer (Prokurist schwaben netz gmbh) und Marktpartnerbetreuung erdgas schwaben gmbh)

die angeschlossenen Bürgerinnen und Bürger Bei Gebäuden, die aktuell keinen Erdgas- Gas und Glas – mit Erdgas heizen und gleichzeitig im behag- Hausanschluss gewählt haben, endet das Wegweiser in die Zukunft lich warmen Wohnzimmer mit bis zu 300 Mbit/s Glasfaserkabel an der Grundstücksgrenze. im Internet surfen. Die Gebäudebesitzer haben damit die Op- tion, ohne größeren Aufwand sowohl einen Beide Verlegearbeiten erfolgen im Zuge einer Erdgas-Anschluss als auch einen Glasfase- UNTERNEHMENSPROFIL Das Erschließungsprojekt Gas und Glas in der laufenden Straßensanierung im Ort, und führen ranschluss nachzuordern. Ziel von erdgas bayerisch-schwäbischen Gemeinde Lamer- somit zu keinerlei zusätzlichen Beeinträchti- schwaben ist es, eine hundertprozentige dingen startete im April 2014. Die Intention gungen für die Anwohner. Glasfasernetzdichte im Ortsnetz der Gemein- war, in einem Pilotprojekt mit der Erdgas-Er- de Lamerdingen zu erzielen. schließung die Mitverlegung eines Glasfaser- Die Glasfaserleerrohre werden gemeinsam netzes bis in die Gebäude zu testen. Bei der und zeitgleich mit dem Erdgas-Hausanschluss Mit diesem Pilotprojekt trägt erdgas schwa- erfolgreichen Umsetzung wurden dann in der direkt in das jeweilige Gebäude geführt. Eine ben wesentlich zum Ausbau der Breitband- parallelen Erschließung insgesamt 1.600 Meter eigens für diese Anwendung konzipierte infrastruktur im ländlichen Raum Schwabens Erdgas-Ortsnetzleitung sowie auf der gleichen Mehrspartenhauseinführung für Erdgas und bei. Mit diesem Konzept erhalten Gemeinden ERDGAS SCHWABEN GMBH Trassenlänge insgesamt 10.000 Meter Glasfa- Glasfaser erfordert nur eine Kernbohrung ein zukunftsweisendes und nachhaltiges erdgas schwaben ist ein seit mehr als 60 Jahren fest in der Region verwur- serkabel verlegt. Das FttH-Netz (fibre to the in den Keller eines Gebäudes, sodass auch Glasfasernetz, das bereits heute den Bedarf zeltes Unternehmen. Mit sieben Standorten in Bayerisch-Schwaben und home, Glasfaser bis in die Wohnung) wurde auf hier alle Synergien zum Tragen kommen. Die von morgen abdeckt. Ziel ist es, dieses im Allgäu ist erdgas schwaben immer in Kundennähe. erdgas schwaben ist Basis eines innovativen Mikro-Leerrohrsystems Anwohner können nach Fertigstellung der Vorgehen auf möglichst viele Gemeinden im Vollsortimenter im Energieangebot: Erdgas, Bio-Erdgas, Strom, Bio-Strom, aufgebaut, in das anschließend die Glasfaser- Arbeiten den bestehenden Glasfaseranschluss Raum Bayerisch-Schwaben auszuweiten, um Power-to-Gas sowie Contracting. Als Pionier in Sachen Bio-Erdgas und kabel eingeblasen werden. Durch die parallele sofort nutzen, denn das neue Glasfasernetz so die ländliche Infrastruktur und damit die Power-to-Gas verfügt erdgas schwaben momentan als einziger Energie- Verlegung beider Sparten können alle beste- von erdgas schwaben wird nach Abschluss der Lebensqualität sowie die wirtschaftlichen dienstleister Deutschlands über vier laufende Bio-Erdgas-Anlagen und eine henden Synergieeffekte im Tiefbau optimal Verlegearbeiten an einen bereits bestehenden Wettbewerbsbedingungen für die Region Power-to-Gas-Anlagenbeteiligung. Mit der darin erzeugten Energie spart ausgenutzt werden. Die Projektfertigstellung Netzknotenpunkt eines Telekommunikations- Bayerisch-Schwaben entscheidend zu ver- erdgas schwaben jährlich mehr als 60.000 Tonnen CO2 ein. ist für Oktober 2015 vorgesehen. Dann können anbieters angeschlossen. bessern.

66 67 KAPITEL 6

Netzdienstleistungen

Die Energiewende stellt die Energienetzbetreiber vor große Herausforderungen. Gleichzeitig ist den Netz- betreibern in Deutschland sehr bewusst, dass der Betrieb eines effi zienten und sicheren Strom- und Gasnetzes kein Selbstzweck ist, sondern dass die wirtschaftliche Gewährleistung der Versorgung der Netzanschlussnutzer den Zielpunkt unternehmerischen Handelns darstellt. Die Transformation der Branche erfordert somit eine kreative Erweiterung konventioneller Serviceleistungen und einen offenen Umgang mit Transparenzpfl ichten.

Hiermit geht eine Neubestimmung des Kundenbegriffs einher. In den Jahren vor der Liberalisierung des Strom- markts waren die Netzbetreiber für den Verbraucher weder sichtbar noch erreichbar. Diese Zeiten sind jedoch lange vorbei. Die vorliegenden Beispiele zeigen daher auf, was innovativer Netzbetrieb konkret „für Sie“ bedeutet.

6A Hausanschlusskonfi gurator (Stromnetz Hamburg) 6B Kommunikation SuedLink (TenneT TSO) 6C Eine Insel ans Erdgasnetz (Gasversorgung Wismar) 6D Bauauskunftsregister BIL (Diverse) 6E Marktmodelle Elektromobilitätsinfrastruktur (Westfalen Weser Netz)

68 69 6A UNTERNEHMENSPROFIL

Hausanschlusskonfigurator PROJEKT STROMNETZ HAMBURG GMBH Als Eigentümerin des Stromverteilungsnetzes und der dazugehörigen Stromnetz Hamburg GmbH Netzanlagen sorgt die Stromnetz Hamburg GmbH, ein Unternehmen der BETEILIGTE NETZBETREIBER Freien und Hansestadt Hamburg, für die sichere und zuverlässige Strom- 15.000 EURO 0 EURO versorgung der Stadt. Über das Netz werden rund 1,3 Millionen Haushal- INVESTITIONSVOLUMEN DAVON ÖFFENTLICHE FÖRDERUNG te und Gewerbetreibende mit Strom versorgt. Die Stromnetz Hamburg GmbH stellt für die Stromkunden den Anschluss und für Stromanbieter www.stromnetz.hamburg/start-hausanschlusskonfigurator den Zugang zum Netz zur Verfügung. Durch das Hamburger Stromnetz INTERNETADRESSE fließen jährlich rund 13 Milliarden Kilowattstunden Strom. 1 Dezember 2014 – April 2015 ZEITRAUM

1 | Der Kunde wird durch die Kalkulation geführt und bekommt zusätzlich zu den einzelnen Frage- stellungen weitere Informationen bereitgestellt.

Berechnung der voraussichtlichen Kosten für den 2 | Am Ende bekommt der Kunde eine Kostenkal- kulation und die möglichen Einsparungen durch Stromnetzanschluss: der Hausanschlusskonfigurator Eigenleistungen angezeigt. Die Kalkulation kann er sich als PDF herunterladen oder gleich ein Angebot beim Netzbetreiber anfordern. 2

Mit dem Hausanschlusskonfigurator können Kunden eigenstän- Dieser Kostenbestandteil wird am Ende separat ausgewiesen. Zusammengefasst: Die Kunden können sowohl die Kosten für Fragestellungen zum Thema Hausanschluss. Bei der Beantwor- dig ermitteln, welche Kosten beim Anschluss ihres Hauses an den Hausanschluss berechnen als auch die möglicherweise an- tung der Fragen im jeweiligen Schritt des Hausanschlusskonfigu- das Stromnetz voraussichtlich auf sie zukommen. Und das in nur Schritt 3: Der Kunde wählt den Anschlusspunkt am Gebäude. fallenden Kosten für eine Baustromversorgung für die Bauphase rators werden Erklärungen und weitere Hinweise zu den Fragen fünf Schritten: oder die Demontage des alten Hausanschlusses. bereitgestellt. Der Kunde erhält ein tieferes Verständnis für das Schritt 4: Nun werden nur noch die Längen und Oberflächen ein- Gesamtthema, das in der Regel neu für ihn ist. Schritt 1: Der Kunde wählt mithilfe von Bildern den Schnitt seines gegeben, die zur abschließenden Kalkulation benötigt werden. Der Hausanschlusskonfigurator ermöglicht eine vereinfachte Grundstückes aus. Hierbei stehen die gängigen Grundstückszu- Simulation der Berechnung für eine Einzelbebauung oder eine Am Ende kann der Kunde online ein Angebot für seinen Haus- schnitte zur Auswahl. Sollte es sich um eine besondere Grund- Schritt 5: Der Kunde erhält das Ergebnis der Kalkulation mit allen rückwärtige Bebauung und kann für Einfamilienhäuser und anschlusswunsch anfordern und erspart sich so das zusätzliche stücksform handeln, kann der Kunde direkt Kontakt mit einem Details angezeigt: Mehrfamilienhäuser mit bis zu 20 Wohneinheiten Berechnungen Ausfüllen des entsprechenden Papierantrages. Durch intelligente Mitarbeiter der Stromnetz Hamburg aufnehmen. durchführen. Steuerung kann ein vollständig ausgefüllter Antrag mit den be- » Anschlusskosten, nötigten Plänen abgesendet werden. Damit ist eine zügige und Schritt 2: Durch Fragen geführt werden die Details ermittelt: Die Kalkulationslogik berücksichtigt alle Faktoren wie unter- optimale Bearbeitung gewährleistet. Anzahl der Wohneinheiten, Heizungsart oder ob der Anschluss » ggf. anfallende Kosten für die Demontage des alten Haus- schiedliche Oberflächen, Kabelquerschnitte, Hausanschluss- von Sonderverbrauchern geplant ist. Hier kann auch ausgewählt anschlusses, kastengröße etc. Auf diese Weise hat der Kunde die Möglichkeit, Die Erfahrungen zeigen, dass die Nutzung des Hausanschluss- werden, ob ein Baustromanschluss benötigt wird oder gar im Vor- bereits vor dem Antrag auf einen Hausanschluss möglichst nah konfigurators für alle Beteiligten von Vorteil ist. Daher ist wege der alte Hausanschluss demontiert werden muss. In diesem » ggf. anfallende Kosten eines Baustromanschlusses, an den tatsächlichen Preis zu kommen. geplant, ihn 2016 weiterzuentwickeln. Die Ideen reichen von der Schritt bietet sich eine Besonderheit: Der Kunde kann sich ent- Ergänzung von Fragen über eine detailliertere Berücksichtigung scheiden, den Teil der Anschlussleitung, der auf dem Privat- » zusätzliche Kosten für eine notwendige Straßenkreuzung, Der Hausanschlusskonfigurator bietet dem Kunden eine vielsei- von Erzeugungsanlagen bis hin zu einer Mehrspartenfähigkeit. grundstück gelegt wird, selbst zu übernehmen. In diesem Falle tige Unterstützung: Zusätzlich zur Kostenaufstellung erhält er reduzieren sich die Kosten durch die Eigenleistung des Kunden. » mögliche Einsparpotenziale durch Eigenleistung des Kunden. auf dem Weg dahin viele Informationen zu den unterschiedlichen

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SuedLink – die Windstromleitung PROJEKT TenneT TSO GmbH, TransnetBW GmbH BETEILIGTE NETZBETREIBER k. A. (Neuplanung) k. A. INVESTITIONSVOLUMEN DAVON ÖFFENTLICHE FÖRDERUNG www.suedlink.tennet.eu / www.transnetbw.de INTERNETADRESSE k. A. 1 ZEITRAUM

SuedLink – Im Dialog zum Netzausbau fördern, haben die Projektpartner TenneT und Handlungsspielräume entstehen können. Wäh- TransnetBW die Kommunikation für SuedLink rend des Dialogprozesses haben die Bürger über grundlegend neu gedacht. 3.000 Hinweise und Anmerkungen zur Korridor- planung eingereicht. SuedLink ist entscheidend für Deutschlands Bereits weit vor Beginn des behördlichen Energiewende und die zukünftige Energiever- Genehmigungsverfahrens wurden umfassende Diese Hinweise wurden persönlich beantwortet, UNTERNEHMENSPROFIL sorgung. Die 800 Kilometer lange Gleichstrom- Dialogangebote und Beteiligungsmöglichkei- an die Bundesnetzagentur weitergeleitet und leitung zwischen Wilster und Grafenrheinfeld ten geschaffen. In Baden-Württemberg haben so weit möglich in den Planungsprozess integ- sowie Brunsbüttel und Großgartach dient das Umweltministerium sowie TransnetBW, riert. So half die lokale Expertise der Bürger, die dazu, Strom aus Erneuerbaren Energien von Wirtschafts- und Umweltverbände durch Korridorfindung zu optimieren. Begleitet wurde Nord nach Süd zu transportieren. SuedLink eine gemeinsame Erklärung die Initiative zum der Bürgerdialog durch Gespräche mit Politik, ist im Bundesbedarfsplan gesetzlich veran- informellen Dialog ergriffen. Eine derart frühe Fachbehörden und Bürgerinitiativen. kert. Darüber hinaus ist SuedLink auf der Liste Einbindung von Bürgern und lokaler Politik hat „Vorhaben von gemeinsamem europäischen es bei einem vergleichbaren Infrastrukturprojekt SuedLink ist zudem eines von vier Pilotpro- Interesse“ (Projekt of Common Interest) der in Deutschland noch nicht gegeben. Im Zentrum jekten des EU-geförderten Programms TENNET TSO GMBH Europäischen Union und damit ein wesentliches des Dialogs stehen die Gemeinden und Bürger BEST-GRID. Hier arbeiten Netzbetreiber und TenneT ist einer der führenden Übertragungsnetzbetreiber in Europa. Element auf dem Weg zu einem europäischen vor Ort, die von den Planungen betroffen sind. Umweltorganisationen zur Verbesserung der Mit rund 21.000 Kilometern Hoch- und Höchstspannungsleitungen in Strom-Binnenmarkt. Doch um die Energiewen- Akzeptanz von Leitungsprojekten eng zu- den Niederlanden und in Deutschland bietet TenneT 41 Millionen End- de erfolgreich umzusetzen, muss der erfor- TenneT und TransnetBW haben auf 30 Info- sammen. Mit dem Dreiklang aus Information, verbrauchern rund um die Uhr eine zuverlässige und sichere Stromver- derliche Netzausbau auch die Akzeptanz von märkten entlang des ersten Trassenkorridor- Dialog und früher Beteiligung trägt Sued- sorgung. TenneT entwickelt mit etwa 3.000 Mitarbeitern als verant- Politik, Wirtschaft und Zivilgesellschaft finden. vorschlags die Bürger zu SuedLink informiert Link dazu bei, europaweite Maßstäbe für die wortungsbewusster Vorreiter den nordwesteuropäischen Energiemarkt Und auch wenn die Energiewende und ihre Ziele und sie aktiv in den Planungsprozess einbe- Kommunikation von Infrastrukturprojekten zu weiter und integriert im Rahmen der nachhaltigen Energieversorgung generell Konsens in Deutschland sind, ist das zogen. Dabei wurde im direkten Gespräch auf etablieren. Und auch im Zuge der Neuplanung vermehrt Erneuerbare Energien. TransnetBW steht als Übertragungs- bei einem Netzausbauprojekt dieser Größen- individuelle Bedenken und Fragen eingegangen von SuedlLink, die aufgrund des von der netzbetreiber mit Sitz in Stuttgart für eine sichere und zuverlässige Ver- ordnung eine besondere Herausforderung. und mit Feedbackformularen und großflächi- Politik beschlossenen Erdkabelvorrangs bei sorgung von rund 11 Millionen Menschen in Baden-Württemberg. Das gen Landkarten Möglichkeiten zur Beteiligung Gleichstromverbindungen erforderlich ist, Höchstspannungsnetz erstreckt sich über eine Fläche von 34.600 km2 bei Um die Transparenz der Planungen und die geschaffen. Die Bürger müssen in die Planung- setzen TenneT und TransBW wieder auf Dialog einer Stromkreislänge von rund 3.473 Kilometern. Akzeptanz bei allen Anspruchsgruppen zu gen einbezogen werden, damit Vertrauen und und eine frühe Öffentlichkeitsbeteiligung.

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Erschließung der Ostseeinsel Poel mit Erdgas PROJEKT Gasversorgung Wismar Land GmbH BETEILIGTE NETZBETREIBER

1.100.000 EURO 0 EURO INVESTITIONSVOLUMEN DAVON ÖFFENTLICHE FÖRDERUNG www.gasversorgung-wismar-land.de INTERNETADRESSE Januar 2014 – September 2016 (geplant) WISMAR ZEITRAUM Schweißarbeiten am Breitling auf der Insel Poel

ist es aber, effi zient zu arbeiten und Reser- Für die Urlaubsinsel Poel, zugleich jüngstes Erdgas für ven nutzbar zu machen. Hierfür bedurfte es Ostseebad Mecklenburg-Vorpommerns, stellt die die Urlaubsregion moderner Konzepte und einer Aktivierung des Gasversorgung einen wichtigen Schritt für den Netz marketings. Klimaschutz dar. „Der Energieträger Erdgas passt zu unserem Ziel, den Feriengästen ein erholsames, Die innovative Ausbauplanung, die in Partner- natürliches Inselerlebnis in heilsamer Seeluft zu schaft mit der HanseWerk AG in Mecklenburg- bieten“, so Bürgermeisterin Gabriele Richter. Bei Vorpommern erstellt wurde, betrachtete das den Bauarbeiten wurde großer Wert darauf gelegt, vollständige Versorgungskonzept sowohl für die Natur und Bürger vor vermeidbarem Lärm und Erdarbeiten zu schützen. In den Ortschaften wurde Eine Insel ans Erdgasnetz: Eine 16,5 Kilometer anliegenden Kommunen und den Bedarfsträger UNTERNEHMENSPROFIL lange Leitung versorgt ab Herbst 2013 die Insel (Zweckverband Wismar) als auch für private zum größten Teil mit dem gesteuerten Bohrverfah- Poel mit klimafreundlicher Energie. Die Trasse Haushalte und Interessenten der touristisch ren gearbeitet, um möglichst wenige Straßen, Geh- verläuft von Neuburg bis zum Heizhaus Kirch- bedeutenden Region. Das hierdurch prognosti- wege und Gelände aufgraben zu müssen. Vogel- dorf auf Poel. Sie quert den Ostseearm Breitling zierte Potenzial wurde durch Zuhilfenahme der brutgebiete wurden fachmännisch vor Baubeginn und folgt dem direkten Weg nach Kirchdorf. kommunalen Kontakte validiert und in die Pla- beobachtet, sodass sichergestellt werden konnte, nung miteinbezogen. Da die Hochdruckleitung dass keine Störung des Brutgeschäftes während Ursprünglich wurde hierfür nur der Bedarf einer auch über den geplanten Leitungsbau hinaus der Bauphase erfolgt. Nahwärmeversorgung durch ein Heizhaus auf auf der Insel zusätzlichen Bedarf abdecken der Insel Poel betrachtet, das bisher mit Öl konnte, wurde eine Initiative zur Steigerung der Durch das erschlossene Potenzial des Heizhauses betrieben wurde. Dieser Bedarf allein erbrachte Akzeptanz von Erdgas als modernem Energie- in Kirchdorf plant der Zweckverband Wismar die In- GASVERSORGUNG WISMAR LAND GMBH die notwendige Sicherheit für eine Investition träger auf der Insel gestartet. stallation von einem mit Biogas betriebenen Block- Die Gasversorgung Wismar Land GmbH ist eine kommunale Gasnetzge- in Höhe von 1,1 Millionen Euro für den Ausbau heizkraftwerk. Biogas – der wichtige Energieträger sellschaft. Unternehmenszweck ist der Bau und Betrieb von Gasverteil- des Erdgasnetzes. Neben der Nutzung eines Infomobils wurden beim Einsatz von Kraft-Wärme-Anlagen – wird netzen im Gebiet des Zweckverband Wismar. Der Unternehmenssitz ist Großkunden vor Ort kompetent beraten, so- direkt in der Region erzeugt und in das Erdgasnetz Lübow. Die Anteilseigner sind der Zweckverband Wismar (51 Prozent) und Durch bauliche Gegebenheiten wurde von dass neben Hotel- und Gastronomiegewerbe eingespeist. Dies führt die errichtete Erdgasleitung die SERVICE plus GmbH (49 Prozent). Die Gesellschaft errichtete seit 1992 Beginn an eine Hochdruckleitung geplant, auch mittelständische Unternehmen für die einer weiteren bedeutenden Funktion zu. Durch 200 Kilometer Leitungsnetz zur Versorgung von 13 Gemeinden und der die in ihrer Leistungskapazität benötigt wird, weitere Erschließung gewonnen werden konn- die räumliche Nähe ergibt sich die Besonderheit, Stadt Neukloster im Umland von Wismar. Dabei wurden 10 Millionen Euro mengentechnisch jedoch Reserven enthält. ten und der Ausbau in 2014 und 2015 fortge- dass die gesamte Versorgung dieser Urlaubsregion in ländliche Räume investiert. Die Aufgabenstellung eines Netzbetreibers setzt wird. physisch mit vor Ort erzeugtem Biogas erfolgt.

74 75 6D ORGANISATIONSPROFIL

BIL eG – Bundesweites Informationssystem zur Leitungsrecherche BIL eG PROJEKT In der BIL eG haben sich Leitungsbetreiber aus den Bereichen Chemie, 21 deutsche Fernleitungsbetreiber Gas und Öl zusammengeschlossen, um erstmals in Deutschland eine BETEILIGTE NETZBETREIBER umfassende, spartenübergreifende und für den Nutzer kostenfreie On- line-Leitungsauskunft bereitzustellen. Die BIL eG ist als eingetragene k. A. k. A. Genossenschaft gegründet worden und tritt gemeinnützig in Erschei- INVESTITIONSVOLUMEN DAVON ÖFFENTLICHE FÖRDERUNG nung. Leitungsbetreiber aller Sparten können der BIL eG als Mitglieder www.bil-leitungsauskunft.de beitreten. INTERNETADRESSE Juni 2016 STARTTERMIN

chungs- und Inspektionsmaßnahmen Schäden an der unterirdisch ckung der Leitungsbetreiber sowie die hohe Bedienerfreundlich- BIL hat sich ehrgeizige Ziele gesetzt: Alle Fernleitungen aus Durchgängige digitale verlegten Infrastruktur herausstellen. Falls sogar Katastrophen- keit machen das Auskunftsportal für die Nutzer attraktiv. den Segmenten Chemie, Gas und Mineralölindustrie sollen sehr schutzeinsätze durchgeführt werden müssen, weil sich dem Bau- zeitnah integriert sein, gleichzeitig ist die Öffnung für weitere Leitungsauskunft unternehmen die Leitungslagen erst an offenen Grabungen zei- BIL konzentriert sich ganz bewusst auf den Kernprozess der Zu- Branchen wie etwa Stadtwerke, Kabelbetreiber, Telekommunika- gen, entstehen weitere erhebliche Aufwände. Umgekehrt machen ständigkeitsprüfung, ohne damit in den Workfl ow des Leitungs- tionsunternehmen und andere geplant. Mit der Gründung der BIL eG am 15. Juni 2015 durch 17 deutsche es Namensänderungen, Umorganisationen und unbekannte Ver- betreibers einzugreifen. Leitungsdaten und die Erteilung von Fernleitungsbetreiber aus den Branchen Chemie, Gas-Hochdruck sorgungsgebietsgrenzen auch der Bauwirtschaft nicht eben leicht, Planauskünften verbleiben beim Betreiber. BIL fungiert allenfalls und Mineralöl ist der Startschuss für den Aufbau des Bundes- die richtigen Unternehmen und Ansprechpartner zu identifi zieren. als zentrale Kommunikationsplattform. In diesem Sinne wird die BETEILIGTE UNTERNEHMEN weiten Informationssystems zur Leitungsrecherche BIL gefallen. Eine Vereinheitlichung und Vereinfachung der Leitungsauskunft ist BIL-Anfrageplattform dem Bauunternehmer ermöglichen, seine BIL stellt damit zu Beginn 2016 erstmals ein kostenfreies Portal daher in Zeiten zunehmender Bauaktivitäten erforderlich. Bauanfrage mit allen technischen Daten, detaillierter Vorhaben- BIL-MITGLIEDSUNTERNEHMEN (STAND 12/2015): für die Leitungsauskunft in Deutschland bereit. beschreibung und Baustellenklassifi zierung auf Basis geografi - AIR LIQUIDE Deutschland GmbH BIL bietet dazu einen internetbasierten – also durchgängig ver- scher Lageinformationen als Baufl äche einzugeben. Durch die ARG mbH & Co. KG Die Gründungsmitglieder der BIL eG haben als Betreiber von fügbaren – Prozess, der auf der digitalen Verarbeitung von An- Verschneidung dieser Baufl äche mit den (für den Anfragenden BP Europa SE Fernleitungen besonders damit zu kämpfen, dass der Bauwirt- frageinformationen mittels IT-gestützter Work(force)-Manage- unsichtbaren) Zuständigkeitsfl ächen der Leitungsbetreiber prüft Deutsche Transalpine Oelleitung GmbH schaft in Deutschland keine vollständigen Informationen über ment-Systeme aufbaut. Um eine möglichst breite Akzeptanz bei BIL online die Zuständigkeit und liefert dem Anfragenden eine Fluxys TENP GmbH Lage und Verlauf unterirdischer Leitungen vorliegen. Sie sind der Bauwirtschaft zu erzielen, wird BIL für anfragende Unterneh- Liste der entsprechenden Unternehmen. Die zuständigen Betrei- GASCADE Gastransport GmbH oft Jahre später betroffen, sollten sich im Rahmen der Überwa- men kostenfrei nutzbar sein. Eine möglichst vollständige Abde- ber erhalten ihrerseits die Information aus BIL, prüfen anhand der GASUNIE Deutschland Transport GmbH Anfrage ihre eigene Betroffenheit und kommunizieren alle In- GRTgaz Deutschland GmbH formationen über das BIL-Portal. Damit verbleibt die Betroffen- IVG Kavernenbetriebsführungsgesellschaft mbH BAUWIRTSCHAFT BIL-PORTAL LEITUNGSNETZBETREIBER heitsprüfung beim Betreiber, und dessen Planauskunft generiert Nord-West Kavernengesellschaft mbH die relevanten Informationen für den Anfragenden. Nord-West Oelleitung GmbH Nowega GmbH ZUGRIFF OHNE Der Mehrwert liegt damit in der Möglichkeit der einmaligen ONTRAS Gastransport GmbH SYSTEMANBINDUNG Anfrage durch die Bauwirtschaft, der automatisierten Online- Open Grid Europe GmbH Filterung von „Nicht-Zuständigkeiten“ und der digitalen stan- Oxea GmbH DATENINTEGRATION WWW dardisierten Bereitstellung der Anfrageinformation für den Praxair Deutschland GmbH Leitungsbetreiber. PRG Propylenpipeline Ruhr GmbH & Co. KG SYSTEMSCHNITTSTELLE Rhein-Main-Rohrleitungstransportgesellschaft m.b.H Sämtliche Daten und Dokumente werden gemäß den gesetzli- Rotterdam-Rijn Pijpleiding N.V. chen Bestimmungen archiviert und für Nachfragen vorgehalten. Thyssengas GmbH Spätere Recherchen sowie statistische Auswertungen sind für Westgas GmbH Baufi rmen und Betreiber möglich.

76 77 BETEILIGTE ORGANISATIONEN UNTERNEHMENSPROFIL

Morpho Cards GmbH Orga Systems GmbH 6E UNITY AG Universität Paderborn (Konsortialführer) Westfalen Weser Netz GmbH

SMART EM WESTFALEN WESER NETZ GMBH PROJEKT Das Unternehmen mit Sitz in Paderborn betreibt regionale Verteilnetze für Westfalen Weser Netz GmbH Strom, Gas und Wasser. Zentrale Aufgabe ist die sichere, effiziente und dis- BETEILIGTE NETZBETREIBER kriminierungsfreie Bereitstellung des Strom- und Gasnetzes für Industrie, Gewerbe, Landwirtschaft und Haushalte. Das Netzgebiet der Westfalen 2.000.000 EURO 1.500.000 EURO Weser Netz erstreckt sich (mit rund 6.400 km²) über zwei Bundesländer INVESTITIONSVOLUMEN DAVON ÖFFENTLICHE FÖRDERUNG in den wachstumsstarken Regionen Ostwestfalen-Lippe und Südnieder- www.smart-em.de sachsen. Das Stromnetz hat eine Länge von rund 30.000 Kilometern, das INTERNETADRESSE Erdgasnetz ist ca. 4.000 Kilometer lang und das Wasserleitungssystem 1.400 Kilometer. Aus der modernen Leitstelle in Bad Oeynhausen werden Februar 2013 – Juni 2015 diese in der Region verzweigten Anlagen gesteuert und geregelt. ZEITRAUM

Elektrofahrzeug vor einem Windpark auf der Paderborner Hochfläche Domänenübergreifende Simulation von Marktmodellen für eine effektive Elektromobilitätsinfrastruktur

Für einen nachhaltigen Erfolg der Elektromobilität spielen trag- Language (BMSL). BMSL-Modelle können mittels Simulation, fähige Geschäfts- und Marktmodelle (GM & MM) sowie intel- Analyse und Optimierung evaluiert werden. Dazu diente eine im ligente Infrastrukturlösungen eine entscheidende Rolle. Dabei Projekt prototypisch implementierte Simulationsumgebung. muss von vornherein beachtet werden, dass die Interessen der Die Simulationsumgebung untersuchte neben der ökonomischen unterschiedlichen Akteure, wie z. B. Endnutzer, Elektromobili- Analyse zur Tragfähigkeit möglicher GM & MM auch technische tätsdienstleister, Fahrzeughersteller und Stromnetzbetreiber, Aspekte, z. B. die geeignete Verteilung von Ladesäulen in einem den Erfolg der GM & MM wesentlich beeinflussen. Stadtgebiet oder Auswirkungen auf die Netzlast beim elektri- schen Laden. Aus der Analyse der Simulationsergebnisse ließen Das Projekt SMART EM untersuchte mögliche GM & MM im sich daher neben ökonomischen Erkenntnissen auch Anforde- Bereich der Elektromobilität mit dem Schwerpunkt Individual- rungen an Ladesäulen-, Energienetz- und IKT-Infrastrukturen verkehr. Zunächst wurden die relevanten Aspekte der am ableiten. Wertschöpfungsnetzwerk beteiligten Branchen identifiziert und diese Aspekte in einem modular erweiterbaren, domänen- Insgesamt ergaben sic h als Projektergebnisse a) eine Simula- übergreifenden Modell abgebildet. Parallel dazu entwickelten tionsumgebung zur Analyse von GM & MM, b) mittels der Simu- die Projektpartner mögliche Zukunftsszenarien. Das domänen- lationsumgebung überprüfte tragfähige GM & MM sowie c) die übergreifende Modell und die Zukunftsszenarien wurden dann Konzeption und prototypische Implementierung von ausgewähl- zusammengeführt und in Simulationsmodelle übertragen. ten Software-Komponenten einer intelligenten Ladesäulen-, Energienetz- und IKT-Infrastruktur. Die Ergebnisse stellen eine Um komplementäre Geschäftsmodelle in konkurrierenden wichtige Grundlage für die Konzeption von Feldstudien dar und Marktmodellen abzubilden, wurde eine neue, geeignete Mo- sollen zum Aufbau eines Simulationszentrums für Elektromobi- dellierungssprache entwickelt: die Business Model Simulation lität führen.

78 79 KAPITEL 7

Hinter den Kulissen

Dezentrale Photovoltaik und Windenergieanlagen haben der Energie- versorgung zu Sichtbarkeit verholfen und damit die Idee „der Strom kommt aus der Steckdose“ verdrängt. Aber auch heute sind weite Teile der Netze für den Kunden unsichtbar, und Weiterentwicklungen fi nden hinter den Kulissen statt.

Dabei sind Innovationen gleichberechtigt bei Produkten und Pro- zessen anzutreffen. Prozessinnovationen sind jedoch häufi g weniger sichtbar.

Für ein Gelingen der Energiewende sind aber nicht selten die Vorgän- ge hinter den Kulissen entscheidend. Die parallel zum Netzaus- und Systemumbau laufende prozessuale, konzeptionelle und normungs- praktische Begleitung der Transformation der Energienetzinfrastruk- tur ist – trotz der geringen Sichtbarkeit der entsprechenden Aktivitä- ten – elementarer Bestandteil einer erfolgreichen Energiewende.

7A Energieinformationsnetz (BDEW) 7B MONA 2030 (Diverse) 7C Auslastungsmonitoring (Schleswig-Holstein Netz) 7D openKONSEQUENZ (Main-Donau-Netzgesellschaft u. a.)

7E Netzanschlusszertifi zierung (BDEW u. a.)

80 ORGANISATIONSPROFIL BDEW BUNDESVERBAND DER ENERGIE- UND WASSERWIRTSCHAFT Erdgas, Strom und Fernwärme, Wasser und Abwasser: Der BDEW vertritt über 1.800 Unternehmen mit ihren Anliegen gegenüber Politik, Fachwelt, 7A Medien und Öffentlichkeit und orientiert sich dabei an einer nachhaltigen Energieversorgung sowie an einer Wasser- und Abwasserwirtschaft, die den Aspekten Umwelt- und Klimaschutz, Qualität und Sicherheit sowie Wirtschaftlichkeit gleiches Gewicht beimisst. Der Verband unterstützt Energieinformationsnetz seine Mitgliedsunternehmen in allen branchenrelevanten politischen, PROJEKT rechtlichen, wirtschaftlich-technischen und kommunikativen Fragen. BDEW Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft PROJEKTKOORDINATION www.bdew.de INTERNETADRESSE 2015 – 2018 ZEITRAUM

Energieinformationsnetz – Datenaustausch für sichere Stromnetze

Für einen sicheren und zuverlässigen Netzbetrieb ist ein erhöh- Online-Daten: Sehen, was passiert ter Informationsaustausch zwischen den Akteuren der Energie- Unter Online-Daten wird grundsätzlich die Übertragung von Datenaustausch im Energieinformationsnetz wirtschaft notwendig. Netzbetreiber spielen dabei eine zentrale Messwerten in Echtzeit verstanden. Ein Beispiel ist die einge- Rolle. speiste Ist-Leistung eines Kraftwerkes oder einer Windener- gieanlage. Ein Vorschlag für konventionelle und erneuerbare Sie benötigen Informationen sowohl von benachbarten oder Erzeugungs- und Speicheranlagen mit einer Leistung größer als unterlagerten Netzbetreibern als auch von den an ihr Netz ange- 10 Megawatt ist fertiggestellt und an die Bundesnetzagentur ÜBERTRAGUNGSNETZBETREIBER (ÜNB) ERZEUGUNGSANLAGEN schlossenen Anlagen. Der dazugehörende Daten- und Informa- übermittelt. Für kleinere Erzeugungsanlagen, die vor allem im konventionell tionsaustausch wird als Energieinformationsnetz bezeichnet und Bereich der Mittel- und Niederspannung angeschlossen sind, ist im § 12 Abs. 4 EnWG verankert. muss für einen sicheren Netzbetrieb nicht jede einzelne Anlage online gemessen werden. Gerade bei ca. 1,5 Millionen EE-Anlagen Der BDEW vernetzt in der Projektgruppe Energieinformations- gilt: So wenig wie möglich, so viel wie nötig. Um diesen Grund- netz alle relevanten Akteure, die gemeinsam die erforderlichen satz umsetzen zu können, wird eine wissenschaftliche Beglei- Daten ermitteln und Vorschläge erarbeiten. Die Vorschläge die- tung im Rahmen eines Forschungsprojekts angestrebt. GROSSKRAFTWERKE nen als Grundlage für Festlegungen der Bundesnetzagentur. In einem Vorhabenplan haben sich die Bundesnetzagentur und der Planungsdaten: Wissen, was passiert BDEW auf die Abfolge und die folgenden Arbeitspakete geeinigt: Planungsdaten beschreiben, wie sich eine Anlage beispielsweise am nächsten Tag verhalten wird. Diese Informationen sind für VERTEILNETZBETREIBER (VNB) SPEICHER » Planungsdaten, genaue Prognosen z. B. des Lastflusses unabdingbar. Konven- Kaskade » Stammdaten, tionelle Kraftwerke größer 10 Megawatt, die in der Hoch- und » Online-Daten, Höchstspannungsebene angeschlossen sind, liefern Planungsda- WINDKRAFTANLAGEN » Zählwerte. ten über eine Festlegung der Bundesnetzagentur bereits heute LETZTVERBRAUCHER an Übertragungsnetzbetreiber. Der Prozess wurde im Energi-

›50 MEGAWATT Stammdaten – eine solide Grundlage schaffen einformationsnetz erarbeitet. Über eine Einbindung weiterer PV-ANLAGEN Stammdaten sind Daten, die sich nicht regelmäßig und nicht in Anlagen laufen Diskussionen. kleinen Zeitintervallen ändern, z. B. Name, Anschrift, installierte KRAFTWERKSEINSATZPLANUNGSDATEN Leistung. Sie bilden die Basis für den Austausch von anderen Zählwerte – Genauigkeit verbessern STAMMDATEN Datentypen wie Bewegungsdaten, Planungsdaten und On- Zählwerte bilden das vergangene, tatsächliche Verhalten von GEWERBE- UND INDUSTRIEANLAGEN ONLINEDATEN line-Daten. Um redundanten Datenaustausch zu vermeiden, Anlagen am Netz ab. Sie spielen für die Validierung und konti- ZUSATZ MPES 2.0 sollen die für den Netzbetrieb notwendigen Daten über das nuierliche Verbesserung von Prognose- und Hochrechnungsver- Marktstammdatenregister der Bundesnetzagentur bereitge- fahren eine entscheidende Rolle. Konkrete Vorschläge werden im stellt werden. Energieinformationsnetz diskutiert.

82 83 UNTERNEHMENSPROFIL BETEILIGTE UNTERNEHMEN

Amprion GmbH BMW AG 7B bnNETZE GmbH EWE AG Harz Energie Netz GmbH Stadtwerke Wiesbaden Netz GmbH Merit Order Netzausbau 2030 (MONA 2030) MDN Main-Donau Netzgesellschaft mbH PROJEKT FFE Netzgesellschaft Düsseldorf siehe Tabelle rechts Die FfE ist eine 1949 gegründete unabhängige Institution, die sich auf inetz GmbH wissenschaftlicher Grundlage mit energietechnischen und energiewirt- Österreichs Energie BETEILIGTE NETZBETREIBER schaftlichen Fragen befasst. Ihre Forschungsergebnisse kann sie dabei – Stadtwerke Jena-Pößneck GmbH 2.640.000 EURO 1.570.000 EURO frei von politischen Richtungen und Vorgaben – rein auf Basis wissen- Stadtwerke Augsburg Energie GmbH INVESTITIONSVOLUMEN DAVON ÖFFENTLICHE FÖRDERUNG schaftlich fundierter Analysemethoden vertreten. Im Vordergrund der SWM Infrastruktur GmbH Arbeiten steht eine ressourcenschonende Energienutzung unter glei- TenneT TSO GmbH www.ffe.de/mona chermaßen rationalen wie auch rationellen Gesichtspunkten. Thüga AG INTERNETADRESSE www.ffe.de/die-ffe TINETZ-Stromnetz Tirol AG Oktober 2014 – September 2017 ZEITRAUM

MONA 2030 – Systemübergreifender Vergleich netzoptimierender Maßnahmen

Der notwendige umfangreiche Umbau der Netzinfrastruktur 1. Welche technischen Möglichkeiten bieten unterschiedliche tete Akteure sind dabei Übertragungs- und Verteilnetzbetreiber ökologische Faktoren in die Analyse der Maßnahmen mitein- ist eine technische Herausforderung, deren Umsetzung sich im Maßnahmen zur Netzoptimierung? sowie Prosumenten. bezogen. Zusätzlich erfolgt eine über die primäre Netzoptimie- Spannungsfeld zwischen wirtschaftlichen und gesellschaftspo- 2. Welche dieser Maßnahmen reduzieren nachhaltig Kosten und rung, das heißt die Gewährleistung des sicheren, zuverlässigen litischen Rahmenbedingungen bewegt. Im Zuge der Ausschrei- Aufwand des Umbaus der Energieinfrastruktur und bieten einen Basisdaten: Netzbetriebes, hinausgehende Bewertung. Darin wird jeder bung „Zukunftsfähige Stromnetze“ hat die Forschungsstelle für nachhaltigen Mehrwert für das Energiesystem? Um trotz der vielfältigen Netz- und Versorgungsstrukturen eine Einsatz einer Maßnahme auf seinen Mehrwert für das gesamte Energiewirtschaft e. V. (FfE) einen Forschungsverbund initiiert, gemeinsame Bewertungsgrundlage für Maßnahmen zur Netz- Energiesystem hin evaluiert. um auf breiter Basis bestehende und zukünftige Möglichkeiten Vier Projektschwerpunkte werden für eine ganzheitliche Bewer- optimierung zu schaffen, erfolgt eine umfangreiche Auswertung der Netzgestaltung zu evaluieren und gegenüberzustellen. tung im Detail untersucht: und Clusterung von realen Netzdaten in sogenannten Basisnetz- Kostenoptimale Einsatzreihenfolge der Maßnahmen: Damit wird die Basis für eine vorausschauende, ganzheitliche strukturen. In Kombination mit regional hoch aufgelösten Ver- Mit dem Ziel einer vorausschauenden, ganzheitlichen Netzpla- Netzplanung entwickelt. Unter dem Titel „Merit Order Netzaus- Szenario-Analyse: brauchs- und Erzeugungsgängen werden anschließend Typnetze nung – unter Berücksichtigung aller relevanten netzoptimierenden bau 2030“ (MONA 2030) soll ein Vergleich der Maßnahmen und Künftige Entwicklungen und übergeordnete Einflüsse werden in klassifiziert, um so eine Vielzahl möglicher Netzbelastungen Maßnahmen – muss der Einsatz dieser Maßnahmen effizient und Technologien zur Netzoptimierung erfolgen, speziell im Hinblick einem ersten Schritt des Projekts untersucht und abgebildet, um abbilden zu können. kostenoptimiert gestaltet werden. Ziel des Projekts ist es, eine auf die Einspeisung hoher Anteile Erneuerbarer Energien in die ein Fundament für den langfristigen Planungshorizont des Netz- entsprechende Bewertungsgrundlage zur Verfügung zu stellen. Übertragungs- und Verteilnetze. Insbesondere sollen dabei ausbaus und -betriebs sowie für Investitionsentscheidungen zu Maßnahmenbewertung: kostenoptimale Ausbaureihenfolgen für die untersuchten Maß- schaffen. Dabei werden neben dem aktuellen Trend (Referenz) Als Entscheidungsgrundlage für betroffene Akteure sollen neben Die Ergebnisse des Projekts MONA 2030 werden die vom Netz- nahmen und Technologien erstellt werden. weitere Szenarien mithilfe einer Konsistenzanalyse entwickelt. bestehenden vor allem innovative Möglichkeiten zur Netzopti- ausbau betroffenen Akteure bei der Auswahl passender Maß- Diese unterscheiden sich – im Gegensatz zu vergleichbaren Stu- mierung wissenschaftlich analysiert, praxisnah begleitet und nahmen zur kostenoptimierten Sicherstellung der Versorgungs- Für die Verteilnetze und das Übertragungsnetz stehen zwei dien – insbesondere durch die unterschiedlichen Einflussmög- anschließend verglichen werden. Hierbei werden neben den sicherheit der Stromnetze unterstützen und eine Grundlage für Kernfragen im Fokus: lichkeiten der Netz-Akteure. Im Rahmen des Projekts betrach- techno-ökonomischen Kennwerten auch gesellschaftliche und eine politische Diskussion liefern.

84 85 Sylt

NIEBÜLL 7C FLENSBURG

Föhr

ALM – Auslastungsmonitoring PROJEKT Schleswig-Holstein Netz AG BETEILIGTE NETZBETREIBER BREKLUM 2.800.000 EURO 0 EURO INVESTITIONSVOLUMEN DAVON ÖFFENTLICHE FÖRDERUNG www.hansewerk.com Pellworm INTERNETADRESSE August 2012 – 3. Quartal 2016 (geplant) HUSUM ZEITRAUM

AUDORF

netzes droht, vollautomatisch stabilisierend Der Unterschied zwischen ALM und klassi- Alarmanlage im Stromnetz: Für das Mehr Übertragungskapazität eingreifen. Auf diese Weise ist gesichert, dass schem Einspeisemanagement ist, dass beim Auslastungsmonitoring wurden drei die Reserven im Störungsfall zur Verfügung ALM unmittelbar und vollautomatisch in Hochspannungsfreileitungen mit spe- dank Auslastungsmonitoring ziellen Messeinrichtungen ausgerüstet. stehen würden. ALM wird in der Netzleitstelle in Sekundenschnelle Last abgeworfen wird. Beim Rendsburg nur bei Bedarf aktiviert und ist somit Einspeisemanagement hingegen werden die von der Funktionsweise her mit einer Alarm- Anlagenbetreiber manuell dazu aufgefordert, anlage vergleichbar, die auch nur bei Bedarf die Einspeiseleistung ihrer Anlagen zeitweise Mithilfe der deutschlandweit einzigartigen eingeschaltet wird. zu drosseln. Ziel von ALM ist es, die Anzahl von UNTERNEHMENSPROFIL Technologie des Auslastungsmonitorings (ALM) Einspeisemanagementeingriffen zu reduzieren. UNTERNEHMENSPROFIL erschließen SH Netz und ihre Schwesterge- ALM wird in Schleswig-Holstein seit August sellschaften bislang ungenutzte Reserven im 2012 auf ausgewählten Hochspannungsfrei- Seit August 2012 wird ALM regelmäßig aktiviert Hochspannungsnetz für den Regelbetrieb und leitungen zwischen Flensburg, Niebüll und und arbeitet bislang zuverlässig und fehlerfrei. können so um bis zu 50 Prozent gesteigerte Breklum sowie seit Januar 2014 auf der Hoch- Die tatsächliche Nagelprobe der ALM-Funktio- Übertragungskapazitäten für regenerative spannungsfreileitung von Audorf nach Husum nalität im Fehlerfall steht allerdings noch aus. Energien bereitstellen. Und das, ohne die Ver- eingesetzt. Um ALM praktizieren zu können, Aufgrund der nur sehr selten auftretenden Stö- sorgungssicherheit oder die Netzstabilität zu wurden die Stromkreise mit einer speziellen rungsereignisse im Netz musste ALM bislang gefährden. Messeinrichtung ausgerüstet. Zudem wur- (Stand 05/2015) nicht eingreifen. den Erzeugungsanlagen wie beispielsweise SCHLESWIG-HOLSTEIN NETZ Die Reserven sind nach dem Grundsatz der Windenergieanlagen, die bei einer Störung im Erste Erfahrungen zeigen, dass SH Netz mit Schleswig-Holstein Netz ist als Betreiber von Strom- und Gasleitungen n-1-Sicherheit eigentlich für Notfälle gedacht. Netz möglicherweise eine Überlastung hervor- ALM mehr Strom aus Erneuerbaren Energien im in rund 1.000 Kommunen in Schleswig-Holstein und Nordniedersachsen Würde ein Stromkreis ausfallen, würden die Re- rufen würden, mit einer Ausschalteinrichtung Hochspannungsnetz transportieren kann und für den zuverlässigen Betrieb der Energienetze verantwortlich. Das Un- serven genutzt werden, um den Stromtransport ausgestattet. Mithilfe des Leitsystems in der seltener die Leistung von Windenergieanlagen ternehmen hat rund 32.500 Anlagen zur Erzeugung Erneuerbarer Energien weiter aufrechtzuerhalten. Das dezentral ar- Netzleitstelle in Rendsburg und eines dezent- über das Einspeisemanagement drosseln muss. an seine Netze angeschlossen. Mit über 220 schleswig-holsteinischen beitende Steuerungssystem des ALM kann die ralen Steuerungssystems vor Ort wird bei einer Kommunen als direkten Aktionären sowie der Beteiligung der elf schles- Stromkreise und Umspannwerke im Netzgebiet drohenden Überlastung dafür gesorgt, dass Seit April 2015 wird ALM auch auf der Hoch- wig-holsteinischen Kreise an der Muttergesellschaft HanseWerk ist die jedoch überwachen und bei kritischen Situa- genau die Einspeiseleistung im Netz abgesenkt spannungsleitung von Heide nach Itzehoe- kommunale Partnerschaft für SH Netz prägend. tionen, in denen eine Überlastung des Strom- wird, die zur Entlastung nötig ist. West verwendet.

86 87 7D PROJEKTPARTNER

openKONSEQUENZ PROJEKT www.openkonsequenz.de INTERNETADRESSE Februar 2015 ZEITRAUM

openKONSEQUENZ:

GIS BDH MODULE DES NETZSYSTEMS (GEOINFORMATIONSSYSTEM) (BETRIEBSMITTELDATENHALTUNG) Das Softwaremodell der Zukunft

OPEN- Systemvielfalt, Herstellerbindung, Datenredundanzen und herstellern definiert openKONSEQUENZ die Plattform, auf der KONSEQUENZ- komplexe Schnittstellen kennzeichnen die IT-Landschaft der dann die entwickelten Module laufen und mit den vorhandenen SYSTEM Netzbetreiber. So setzt beispielsweise jeder Netzbetreiber in- Datenbanken verbunden werden. Datenmodell und Sprache der dividuell die gesetzlichen Vorgaben zum Einspeisemanagement Plattform selbst ist CIM. IT-technisch um. 101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101 Die Working Group führt derzeit ein Pilotprojekt „Einspeise- 010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010 Ziel des Projekts ist es daher, eine herstellerunabhängige Plattform management nach § 13 Abs. 2 EnWG“ durch, das zu Beginn des 101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101ESB (ENTERPRISE SERVICE BUS) zu definieren, die modulare Anwendungen von verschiedenen An- Jahres 2016 abgeschlossen wird. Das Softwaremodul zur Ab- 010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010 bietern aufnehmen kann. Im Fokus steht dabei die Verbesserung wicklung von Einspeisemanagementanforderungen verarbeitet der IT-Sicherheit und Software-Ergonomie bei einer gleichzeitigen beispielsweise Anforderungen zur Leistungsabsenkung, die ein Verkürzung der Entwicklungszeiten und einer Reduzierung der Netzbetreiber von seinem vorgelagerten Netzbetreiber erhält. Entwicklungskosten durch die Bündelung von Ressourcen. Für ver- Automatisiert wird die Anforderung geprüft, und die im Netz schiedene Anwendungen wie beispielsweise das Einspeisemana- angeschlossenen Anlagen werden in der richtigen Reihenfolge gement werden anschließend Softwaremodule erarbeitet, die als angesprochen und abgeregelt. Open-Source-Software jeder nutzen und weiterentwickeln kann. Analog zu diesem Pilotprojekt prüft openKONSEQUENZ weitere, Das Projekt openKONSEQUENZ bietet die Möglichkeit, gemein- sich aus dem Gesetzeskontext ergebende Anwendungen. Ein DATENBANK DATENBANK DATENBANK sam mit anderen Netzbetreibern neue Themen und Anwen- Beispiel ist die Spitzenkappung. Sind die Rahmenbedingungen dungsfelder zu spezifizieren und anschließend auch gemeinsam eindeutig, kann auch dazu ein entsprechendes Softwaremodul zu beauftragen. In Zusammenarbeit mit den etablierten System- für Netzbetreiber entwickelt werden.

88 89 7E

Netzanschlusszertifizierung PROJEKT BDEW Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft PROJEKTKOORDINATION

Netzanschlusszertifizierung von dezentralen Erzeugungsanlagen als ein wesentlicher Stützpfeiler der Energiewende

Die zunehmende Dominanz dezentraler Erzeugungsanlagen im dezentraler Erzeugungsanlagen bewährt und trägt wesentlich deutschen Gesamtkraftwerkspark im Zuge der Energiewende zum Erfolg der Energiewende bei. Heute sind deutschlandweit stellt hohe Anforderungen an den sicheren Netzbetrieb und mehr als 20 Zertifizierungsstellen für die Netzanschlussbegeh- damit letztlich an die allgemeine Versorgungssicherheit. Die bis- ren Tausender Erzeugungsanlagen zuständig. Bei mehr als 900 her vor allem von konventionellen thermischen Großkraftwerken Netzbetreibern in Deutschland stellt die zentral vorgehaltene erbrachten Systemdienstleistungen zur Spannungs- und Fre- Bewertungskompetenz dieser Zertifizierungsstellen gegenüber quenzhaltung und weitere netzdienliche Funktionalitäten der sonst erforderlichen Einzelfallprüfung durch den jeweils müssen daher verstärkt durch dezentrale Erzeugungsanlagen betroffenen Netzbetreiber einen großen Vorteil dar. bereitgestellt werden. Die Erfüllung dieser in den Netzanschluss- richtlinien (Grid Codes) festgelegten technischen Mindestanfor- Durch die obligatorische Veröffentlichungspflicht besteht derungen ist im Rahmen einer Qualitätssicherung nachzuweisen. zudem jederzeit ein Überblick darüber, welche Erzeugungsein- heiten in der Lage sind, bestimmte Anforderungen zu erfüllen. Als wesentlichen Innovationsschritt verabschiedete der BDEW Diese Transparenz ermöglicht die Marktdurchsetzung netzver- hierzu im Jahr 2008 erstmals eine Richtlinie, die für den träglicherer und netzdienlicher Technologien bereits im Vorfeld Anschluss und Betrieb von Erzeugungsanlagen am deutschen von Schadensereignissen und nicht erst als Reaktion auf bereits Mittelspannungsnetz eine Zertifizierung durch akkreditier- erfolgte Versorgungsunterbrechungen. te Stellen forderte. Im Rahmen der Zertifizierung wird bereits vor Inbetriebnahme der Erzeugungsanlage die Einhaltung der Die Richtlinienentwicklung ist dabei ein dynamischer Prozess. technischen Mindestanforderungen mittels herstellerbezogener Die Regelwerke werden auf Basis der in der Praxis gewonnenen BETEILIGTE ORGANISATIONEN Typprüfungen und anschließender Einzelprojektbewertung Erkenntnisse stetig verbessert und entsprechend der sich än- sichergestellt. Dabei konnte unter anderem auf die bereits bei dernden Anforderungen weiterentwickelt. Als jüngste Entwick- der FGH als zentraler Forschungseinrichtung der deutschen lung ist die notwendige Übertragung der Anforderungen des Energiewirtschaft entwickelten Prüf- und Nachweisverfahren NC RfG (Network Code on Requirements for Grid Connection of zurückgegriffen werden, die unter ihrer Leitung branchenüber- Generators) in nationales Recht zu nennen, die eine Vereinheit- greifend in den Gremien der FGW weiterentwickelt worden sind. lichung der heterogenen Richtlinienwerke in Europa zum Ziel hat. Unter anderem vor diesem Hintergrund sind in Deutschland Seitdem die FGH im Jahr 2004 als erste Zertifizierungsstelle durch das VDE FNN die TAB HS (VDE-AR-N 4120) für Anschlüsse BDEW Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft weltweit für die Bewertung der elektrischen Kraftwerkseigen- an das Hochspannungsnetz verabschiedet worden, der die FGH Zertifizierungsgesellschaft mbH schaften akkreditiert wurde, hat sich dieses Nachweisverfahren VDE-AR-N 4110 als Anschlussregel für das Mittelspannungsnetz FGW Fördergesellschaft Windenergie als eine effektive, da standardisierte und diskriminierungs- folgen und damit zukünftig die BDEW-Mittelspannungsan- und andere Erneuerbare Energien freie Möglichkeit zur Beurteilung von Netzanschlussgesuchen schlussrichtlinie ersetzen wird.

90 91 Flächendeckend: Innovationsprojekte in Deutschland

SmartRegion Pellworm Eine Insel ans Erdgasnetz 4A S. 42/43 6C S. 74/75

Auslastungsmonitoring Hausanschlusskonfi gurator 7C S. 86/87 6A S. 70/71

Sauerstoffentfernungsanlage 3A S. 30/31 Operationalisierung Smart Grid 5B S. 56/57 Renaturierung e-Home 1D S. 14/15 3E S. 38/39 StromPager Marktmodelle für eine 5C S. 58/59 Elektromobilitätsinfrastruktur 6E S. 78/79 compactLine AmpaCity 1B S. 10/11 1C S. 12/13 CHARM-2 Kommunikation SuedLink 1E S. 16/17 6B S. 72/73 Steuerbare ONS 3C S. 34/35 Mobile Biogas-Verdichteranlage Fühler im Netz 2A S. 20/21 5E S. 62/63 Self-healing Grid SysDL 2.0 3D S. 36/37 2D S. 26/27

econnect Solarthermie GDRA 4E S. 50/51 2B S. 22/23 Ultranet 1A S. 08/09 Power-to-Gas Phasenschieber 4B S. 44/45 3B S. 32/33 Speicheroptimierung in Smart Operator lokalen Verteilnetzen 5A S. 54/55 4D S. 48/49

NETZlabor Boxberg Bauauskunftsregister BIL (deutschlandweit) 4C S. 46/47 6D S. 76/77 Energieinformationsnetz (deutschlandweit) Intelligent City 2.0 7A S. 82/83 5F S. 64/65 openKONSEQUENZ (deutschlandweit) Smart Grid EWS 7D S. 88/89 5D S. 60/61 Netzanschlusszertifi zierung (deutschlandweit) 7E S. 90/91 MONA 2030 7B S. 84/85

IREN2 Gas & Glasfaser 2C S. 24/25 5G S. 66/67

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Herausgeber BDEW Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e. V. Reinhardtstraße 32 10117 Berlin Telefon: +49 30 300199-0 Telefax: +49 30 300199-3900 www.bdew.de

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Konzeption und Gestaltung EKS – DIE AGENTUR Energie Kommunikation Services GmbH Projektleitung: Martin Strathmann www.eks-agentur.de

Fotos Guido Köninger, Augsburg Roland Horn (BDEW) istockphoto.com

Stand: Februar 2016

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