Öko-Stromnetz sorgt für nachhaltige Mobilität

Von der Wasserstraße zum Wasserstoff?

Bis zur Einführung des Pferdes als Lasttier stellten die großen Flusssysteme die wesentlichen Transportrouten für den Fracht- und Personenverkehr dar.

Die grundlegende Wandlung ergab sich mit Erfindung der Dampfmaschine – die Einführung der Dampfschifffahrt und der schienengeführten Eisenbahn. Aus der Wärmekraftmaschine geht später der Dieselmotor hervor.

Mittlerweile mischt E-Mobility den Markt auf – verschiedene Bauarten von Elektroautos wurden zum Beginn einer anderen Logik von Energie und Mobilität. Wie Wasserstoff zum Schlüsselelement für die Wärme-, Energie- und Mobilitätswende im 21. Jahrhundert werden kann, wird in Esslingen am Neckar in einem von der Bundesregierung geförderten Energieforschungsprogramm untersucht.

In der Referenz: Leuchtturmprojekt „Neue Weststadt – Klimaquartier“
Quelle: Maximilian Kamps, Agentur Blumberg GmbH / https://neue-weststadt.de/informationszentrum/
Test auf Quartiersebene für die urbane Energiewende – regenerativ erzeugte Stromüberschüsse werden nutzbar durch die Kopplung der Sektoren Strom, Wärme, Kälte und Mobilität.

Im Anwendungstest „Neue Weststadt – Klimaquartier“ geht es um den Anspruch, eine neue technische Referenz zu definieren – für das Quartier, für die Industrie sowie eine emissionsfreie Mobilität. Vor Ort wird überschüssiger Ökostrom in „grünen Wasserstoff“ umgewandelt, dieser wird nutzbar gemacht und gespeichert. Wird später wieder Strom im Stadtquartier benötigt, lässt sich der Wasserstoff klimaneutral in Blockheizkraftwerken schnell und einfach rückverstromen. Zur saisonalen Langzeitspeicherung und Dekarbonisierung des Gassektors wird der produzierte Wasserstoff zusätzlich in das Erdgasnetz der Stadt eingespeist.

Konzept zur Energie- und Wärmewende

In dem Verbundvorhaben in Esslingen übernimmt das Steinbeis Innovationszentrum energieplus aus Stuttgart die wissenschaftliche und organisatorische Gesamtkoordination. Die große inhaltliche und fachliche Bandbreite der Forschungsthemen bedarf eines interdisziplinären Teams aus den Bereichen Forschung Technik und Sozialwissenschaften, Anwendung und Bürgerpartizipation.

In der ersten Ausbaustufe wird der Wasserstoff über eine H2-Leitung aus der Energiezentrale zur Gasnetz-Einspeisestation und H2-Abfüllstation transportiert. Der Großteil des Wasserstoffs (100-400 kg/d) soll über die Abfüllstation in Trailer mit Röhrenbündelspeicher geladen und mit LKW zu Kunden im Industrie- oder im ÖPNV-Sektor transportiert werden.

In der Referenz: Leuchtturmprojekt „Neue Weststadt – Klimaquartier“
Quelle: Agentur Blumberg GmbH / https://neue-weststadt.de/informationszentrum/
Das Forschungsvorhaben ist ein nationales Leuchtturmprojekt und wird als eines von sechs Reallaboren der Forschungsinitiative „Solares Bauen / Energieeffiziente Stadt“ gefördert – beim BMWi und BMBF sind hierfür gesamt 100 Millionen Euro vorgesehen.

Schnittstellen zwischen der stationären Energieinfrastruktur und der Mobilität im Quartier verbinden den netzdienlichen Betrieb.

Komplexität bewältigen

Durch die Koppelung des Energieversorgungskonzepts mit dem Mobilitätsbereich erhält „Es_West_P2G2P“ den besonderen Stellenwert für eine langfristige und nachhaltige Stadtentwicklung auch über die Quartiersgrenzen hinaus. Eine Voraussetzung dafür sind intelligente Stromnetze.

In der Referenz: Leuchtturmprojekt „Neue Weststadt – Klimaquartier“
Quelle: EEBus Initiative e.V. / https://www.eebus.org/
Energie-Übersetzer: Der EEBus-Standard bietet eine gemeinsame Sprache für das vernetzte Energiemanagement – etwa zwischen Photovoltaik, E-Mobilität, Hausgeräten, Smart Home und der vernetzten Heizung. Dabei ist kein bestimmter Bus- oder Netzwerkstandard vorgeschrieben. In der Praxis erfolgt die Kommunikation aber meist über das gleiche Datennetzwerk, das auch PCs, Tablets und Smartphones nutzen.

Sogenannte Smart-Grids „kombinieren Erzeugung, Speicherung und Verbrauch. Eine zentrale Steuerung stimmt sie optimal aufeinander ab und gleicht somit Leistungsschwankungen – insbesondere durch fluktuierende erneuerbare Energien – im Netz aus. Die Vernetzung erfolgt dabei durch den Einsatz von Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) sowie dezentral organisierter Energiemanagementsysteme zur Koordination der einzelnen Komponenten. Das bedeutet, dass in einem Smart-Grid nicht nur Energie sondern auch Daten transportiert werden, sodass Netzbetreiber in kurzen Abständen Informationen zur Energieproduktion und -verbrauch erhalten. Durch intelligente Vernetzung, Lastmanagement und Nachfrageflexibilisierung können somit eine effiziente Nutzung und Integration der erneuerbaren Energien sowie eine Optimierung der Netzauslastung erreicht werden“, definiert das Umweltbundesamt.

Formen von emissionsfreier Mobilität

Fossile Energieträger wie Erdöl oder Erdgas führen in unserem Straßenverkehr seit Jahren zu hohen CO2-Emissionen und zu einer zunehmenden Belastung des Klimas. Die Hoffnungen richten sich auf weniger Schadstoffe und weniger Lärm – auf Elektromobilität. Ist von elektrisch betriebenen Fahrzeugen die Rede, denken die meisten an einen großen Akku und Strom gespeist aus der Steckdose. Auf dem Markt sind jedoch bereits mehrere Technologien verfügbar:

Weiterführende Informationen: https://neue-weststadt.de/informationszentrum/

Mittwoch, 18.08.2021

Von Dipl.-Ing. (FH) Eckart Reiser
Online-Redaktion
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