Die Ziele
Energiewende: Entdecke das Energiesystem der Zukunft!
Im Zuge der Energiewende treten an die Stelle von Atom- und Kohlekraftwerken neue Stromlieferanten wie Windenergie- und Solaranlagen. Aber Wind und Sonne sind nicht immer dann verfügbar, wenn Strom benötigt wird. Deshalb brauchen wir ein Energiesystem, das in der Lage ist, Schwankungen im Netz auszugleichen und den Verbrauchern immer genügend Strom bereitzustellen.
Bezahlbare Energiewende
Damit eine zuverlässige Energieversorgung auch in Zukunft bezahlbar bleibt, müssen die Kosten des zukünftigen Energiesystems gesenkt werden. Durch die Erprobung neuer Marktregeln für das Energiesystem der Zukunft soll sichergestellt werden, dass der Umstieg auf erneuerbare Energien für Unternehmen und Privatverbraucher nicht zu finanziellen Nachteilen führt.
100%
Strom aus
erneuerbaren Energien für
Schleswig-Holstein und Hamburg bis 2035
Wirksamer Klimaschutz
Regenerative Energieerzeugung
Im Zuge der Energiewende treten an die Stelle von Atom- und Kohlekraftwerken klimaschonende Stromlieferanten wie Windenergie- und Solaranlagen. Aber Wind und Sonne sind nicht immer dann verfügbar, wenn Strom benötigt wird. Deshalb brauchen wir ein Energiesystem, das in der Lage ist, Schwankungen im Netz auszugleichen und den Verbrauchern immer genügend Strom bereitzustellen.
Innovatives Systemmanagement
Bei NEW 4.0 werden Erzeuger, Verbraucher, Netze und Speichertechnologien mit Hilfe digitaler Technologien intelligent miteinander vernetzt. Das ist wichtig, um Erzeugung und Verbrauch optimal in Einklang zu bringen und dabei die Netzfrequenz stabil zu halten.
Ertüchtigung der Netze
Mit dem steigenden Anteil erneuerbarer Energien ändern sich die Anforderungen an unsere Stromnetze. Leitungen müssen ausgebaut und die bestehenden Strukturen technologisch besser genutzt werden – zum Beispiel durch sinnvolle Speicherlösungen und intelligente Datenkommunikation.
Sektorenkopplung
Strom kann auch in andere Energieformen umgewandelt werden, um ihn für die Wärmeversorgung und den Verkehrssektor oder die Industrie nutzbar zu machen. So wird aus der Stromwende eine Energiewende, die alle Lebensbereiche erfasst.
Flexibilisierung des Verbrauchs
Energieintensive Unternehmen erproben in NEW 4.0, wie sie künftig flexibler produzieren und ihre Prozesse an die Verfügbarkeit von Strom aus Windenergie anpassen können. So wird die Industrie zum wichtigen Partner der Energiewende.
Speichertechnologien
Im Rahmen von NEW 4.0 werden effiziente Methoden entwickelt, um Energieüberschüsse möglichst verlustfrei zu speichern und bei erhöhtem Bedarf zurück ins Netz geben zu können. Neben Batteriespeichern werden im Projekt auch zukunftsfähige Lösungen wie Power-to-Gas und Hochtemperaturspeicher entwickelt.
Aus- und Weiterbildung
Die Energiewende braucht kluge Köpfe, die auf die zukünftigen Herausforderungen richtig reagieren können. NEW 4.0 entwickelt deshalb bedarfsgerechte Aus- und Weiterbildungsmöglichkeiten für Fachkräfte.
Modellregion
NEW 4.0 verknüpft das Küstenland Schleswig-Holstein als Erzeugungsregion für Windenergie mit Hamburg, das als starker Industriestandort mit bevölkerungsreicher Metropolregion einen hohen Stromverbrauch aufweist. Gemeinsam können sie zu einem Innovationsmotor für die Energiewende und zu einem Vorbild für den Klimaschutz werden.
Akzeptanzförderung
Die Akzeptanz der Bevölkerung ist entscheidend für den Erfolg der Energiewende. Deshalb legt NEW 4.0 Wert darauf, die Ziele und Fortschritte des Projekts transparent zu kommunizieren und in der Region bekanntzumachen. Im Mittelpunkt steht dabei die NEW 4.0-Roadshow.
Projektziele
NEW 4.0 will mit dem gebündelten Know-how der 60 beteiligten Projektpartner den Entwicklungspfad zu dem Ziel legen, die Modellregion bis 2035 zu 100 Prozent mit regenerativem Strom zu versorgen – versorgungssicher, kostengünstig, gesellschaftlich akzeptiert und mit wesentlichen CO2-Einsparungen. Und da unser Stromverbrauch nur knapp ein Drittel des Energieverbrauchs ausmacht, sollen gleichzeitig auch Möglichkeiten erprobt werden, um große Mengen der benötigten Energie für Heizungswärme und Verkehr aus erneuerbaren Quellen zu gewinnen.
Für die Erreichung dieses übergeordneten Ziels ist es erforderlich, Erzeugung und Verbrauch zu jedem Zeitpunkt optimal in Einklang zu bringen. Wesentlich hierfür ist die intelligente Vernetzung aller Akteure und Komponenten des Energiesystems – von der Energieerzeugung über den Transport durch die Stromnetze bis hin zu Speichertechnologien und Verbrauchern.
Doppelstrategie
Um die Kernherausforderungen der Energiewende zu lösen und wirksamen Klimaschutz mit einer sicheren Energieversorgung in einem funktionierenden Markt zu vereinen, verfolgt NEW 4.0 eine Doppelstrategie:
Zum einen soll durch eine intelligente Netzauslastung die Fähigkeit zum Stromexport verbessert werden. Wenn also mehr Strom verfügbar ist, als gerade gebraucht wird, kann dieser Strom in andere Regionen transportiert werden. Zum anderen soll regenerativ erzeugter Strom am besten dort genutzt werden, wo er auch erzeugt wird: bei uns im Norden. Eine wichtige Rolle spielen dabei die beteiligten Industriepartner, die in NEW 4.0 erproben, wie sich ihr Verbrauch besser an die Erzeugung anpassen und durch diese Flexibilisierung großer Lasten das Stromnetz stabilisieren lässt.
Ein weiterer Ansatz zur Erhöhung der Selbstverwertung ist die so genannte Sektorenkopplung: Durch die Umwandlung in andere Energieformen wie Wärme oder Gas (vor allem Wasserstoff) kann überschüssiger regenerativ erzeugter Strom für den Wärmemarkt, den Verkehrssektor oder die Industrie nutzbar gemacht werden. So wird aus der Strom- eine Energiewende, die alle Lebensbereiche umfasst. Innovative Technologien wie Power-to-Heat, Power-to-Gas oder Power-to-x sind folglich Kerntechnologien für die nächste Phase der Energiewende, die in NEW 4.0 modellhaft erprobt werden.
Use-Cases
Im Verbundprojekt NEW 4.0 – Norddeutsche EnergieWende geht es darum, den Weg zu einem Energiesystem der Zukunft zu ebnen, das zu 100 Prozent auf Strom aus erneuerbaren Energien basiert und damit klimaschädliche CO2 – Emissionen vermeidet. Damit wird unsere Energieversorgung in den nächsten Jahren vor einige Herausforderungen gestellt: Zukünftig werden dezentrale Erzeuger und Verbraucher eine ganze Reihe von Aufgaben übernehmen müssen, die zuvor von Kohle-, Gas- oder Atomkraftwerken automatisch mitgeleistet wurden. Dabei geht es zum Beispiel darum, die Spannung und die Frequenz im Stromnetz stabil halten. Mit sechs konkreten Anwendungsfällen für das Energiesystem der Zukunft – so genannten Use Cases – will NEW 4.0 zeigen, dass ein sicherer Netzbetrieb auch bei hohen Anteilen erneuerbarer Energien möglich ist, ohne die Systemstabilität zu gefährden. Hier eine kurze Beschreibung der sechs Anwendungsfälle:
Use Case 1
Use Case 2
Use Case 3
Heute gibt es in Deutschland für Bilanzkreisverantwortliche (BKV) keine Möglichkeit, die momentane Abweichung ihres Bilanzkreises mit der Abweichung der Regelzone vom Gesamtfahrplan (Last und Erzeugung) zu vergleichen. Ziel ist es, dass Bilanzkreisverantwortliche in der laufenden aktuellen Viertelstunde die Abweichung ihrer Bilanzkreise in Relation zur Gesamtabweichung der Regelzone setzen können. Dabei sollen sie nach Möglichkeit gleichläufige Abweichungen korrigieren und gegenläufige Abweichungen beibehalten. Auf diese Weise soll der Bedarf zum Einsatz von Regelenergie für den Ausgleich der Regelzone reduziert werden.
Use Case 4
Regelenergie ist ein zentraler Baustein einer stabilen Energieversorgung. Üblicherweise wird diese heute von konventionellen Kraftwerken erbracht. Aber auch kleinere, dezentrale Erneuerbare-Energien-Erzeuger und flexible Verbraucher sind grundsätzlich technisch in der Lage, Regelenergie zu erbringen. Ziel des Use Cases ist es deshalb zu zeigen, dass auch dezentrale und fluktuierende Erzeuger von erneuerbaren Energien Regelleistung bereitstellen und am Systemdienstleistungs-Markt teilnehmen können.
Use Case 5
Im Rahmen dieses Use Cases wird das Ziel verfolgt, Alternativen für die frequenzstützenden Effekte der rotierenden Massen von konventionellen Kraftwerken zu entwickeln. Dieser Effekt wird als „Momentanreserve“ bezeichnet. Erneuerbare Erzeuger sind im Allgemeinen über Umrichter ans Netz gekoppelt und bringen somit keine frequenzstabilisierende rotierende Masse ein. Diese Systemdienstleistung muss in Zukunft also künstlich erbracht werden um eine stabile Energieversorgung zu ermöglichen, die ausschließlich auf erneuerbaren Energien beruht.
Use Case 6
In diesem Use Case soll demonstriert werden, wie die Erneuerbare-Energien-Anlagen durch aktives Blindleistungsmanagement zur Spannungshaltung beitragen können. Ziel ist es, die elektrische Leistung aus konventionellen Kraftwerken (Must-Run-Kapazität) zu reduzieren und gleichzeitig die Netzkapazität zu erhöhen.
Reallabor
Norddeutschland stellt die Weichen für die nächste Phase der Energiewende: Mit dem „Norddeutschen Reallabor“ hat sich eine Energiewendeallianz formiert, die durch konsequente Sektorkopplung, insbesondere mit Wasserstoff-Anwendungen, große Mengen CO2 einsparen will.
Das Projektvorhaben „Norddeutsches Reallabor“ wurde im April für den Ideenwettbewerb „Reallabore der Energiewende“ eingereicht, zu dem das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) aufgerufen hatte. Am Donnerstag, dem 18. Juli 2019, verkündete Bundeswirtschaftsminister Peter Altmaier nun das Ergebnis des Wettbewerbs und stellte die 20 Projekte vor, die in der nächsten Förderrunde berücksichtigt werden und zur Abgabe eines Vollantrags aufgerufen wurden. Mit dabei: das „Norddeutsche Reallabor“, das als Energiewendeallianz für Sektorkopplung auf die erfolgreiche Entwicklung und den bereits funktionsfähigen Lösungen des noch bis Ende 2020 laufenden Großprojekts NEW 4.0 – Norddeutsche EnergieWende aufbauen soll.
„Nicht zuletzt dank der vielfältigen Verwertungs- und Entwicklungspotenziale, die sich aus NEW 4.0 ergeben, bietet Norddeutschland ausgezeichnete Rahmenbedingungen, um im nächsten Schritt mit dem Norddeutschen Reallabor Lösungen für ein nachhaltiges Energiesystem mit dem Schwerpunkt auf Wasserstoff unter Einbeziehung aller Sektoren – also Strom, Verkehr, Wärme, Industrie – großflächig zu erproben. Mit den geplanten Vorhaben können ca. 560.000 t CO2 – Emissionen pro Jahr eingespart werden“, betont NEW 4.0-Projektkoordinator Prof. Dr. Werner Beba.
Energiewende: Entdecke das Energiesystem der Zukunft!
Im Zuge der Energiewende treten an die Stelle von Atom- und Kohlekraftwerken neue Stromlieferanten wie Windenergie- und Solaranlagen. Aber Wind und Sonne sind nicht immer dann verfügbar, wenn Strom benötigt wird. Deshalb brauchen wir ein Energiesystem, das in der Lage ist, Schwankungen im Netz auszugleichen und den Verbrauchern immer genügend Strom bereitzustellen.
100%
Strom aus erneuerbaren Energien für Schleswig-Holstein und Hamburg bis 2035
Bezahlbare Energiewende
Damit eine zuverlässige Energieversorgung auch in Zukunft bezahlbar bleibt, müssen die Kosten des zukünftigen Energiesystems gesenkt werden. Durch die Erprobung neuer Marktregeln für das Energiesystem der Zukunft soll sichergestellt werden, dass der Umstieg auf erneuerbare Energien für Unternehmen und Privatverbraucher nicht zu finanziellen Nachteilen führt.
Wirksamer Klimaschutz
Regenerative Energieerzeugung
Im Zuge der Energiewende treten an die Stelle von Atom- und Kohlekraftwerken klimaschonende Stromlieferanten wie Windenergie- und Solaranlagen. Aber Wind und Sonne sind nicht immer dann verfügbar, wenn Strom benötigt wird. Deshalb brauchen wir ein Energiesystem, das in der Lage ist, Schwankungen im Netz auszugleichen und den Verbrauchern immer genügend Strom bereitzustellen.
Innovatives Systemmanagement
Bei NEW 4.0 werden Erzeuger, Verbraucher, Netze und Speichertechnologien mit Hilfe digitaler Technologien intelligent miteinander vernetzt. Das ist wichtig, um Erzeugung und Verbrauch optimal in Einklang zu bringen und dabei die Netzfrequenz stabil zu halten.
Ertüchtigung der Netze
Mit dem steigenden Anteil erneuerbarer Energien ändern sich die Anforderungen an unsere Stromnetze. Leitungen müssen ausgebaut und die bestehenden Strukturen technologisch besser genutzt werden – zum Beispiel durch sinnvolle Speicherlösungen und intelligente Datenkommunikation.
Aus- und Weiterbildung
Die Energiewende braucht kluge Köpfe, die auf die zukünftigen Herausforderungen richtig reagieren können. NEW 4.0 entwickelt deshalb bedarfsgerechte Aus- und Weiterbildungsmöglichkeiten für Fachkräfte.
Modellregion
NEW 4.0 verknüpft das Küstenland Schleswig-Holstein als Erzeugungsregion für Windenergie mit Hamburg, das als starker Industriestandort mit bevölkerungsreicher Metropolregion einen hohen Stromverbrauch aufweist. Gemeinsam können sie zu einem Innovationsmotor für die Energiewende und zu einem Vorbild für den Klimaschutz werden.
Akzeptanzförderung
Die Akzeptanz der Bevölkerung ist entscheidend für den Erfolg der Energiewende. Deshalb legt NEW 4.0 Wert darauf, die Ziele und Fortschritte des Projekts transparent zu kommunizieren und in der Region bekanntzumachen. Im Mittelpunkt steht dabei die NEW 4.0-Roadshow.
Projektziele
NEW 4.0 will mit dem gebündelten Know-how der 60 beteiligten Projektpartner den Entwicklungspfad zu dem Ziel legen, die Modellregion bis 2035 zu 100 Prozent mit regenerativem Strom zu versorgen – versorgungssicher, kostengünstig, gesellschaftlich akzeptiert und mit wesentlichen CO2-Einsparungen. Und da unser Stromverbrauch nur knapp ein Drittel des Energieverbrauchs ausmacht, sollen gleichzeitig auch Möglichkeiten erprobt werden, um große Mengen der benötigten Energie für Heizungswärme und Verkehr aus erneuerbaren Quellen zu gewinnen.
Für die Erreichung dieses übergeordneten Ziels ist es erforderlich, Erzeugung und Verbrauch zu jedem Zeitpunkt optimal in Einklang zu bringen. Wesentlich hierfür ist die intelligente Vernetzung aller Akteure und Komponenten des Energiesystems – von der Energieerzeugung über den Transport durch die Stromnetze bis hin zu Speichertechnologien und Verbrauchern.
Doppelstrategie
Um die Kernherausforderungen der Energiewende zu lösen und wirksamen Klimaschutz mit einer sicheren Energieversorgung in einem funktionierenden Markt zu vereinen, verfolgt NEW 4.0 eine Doppelstrategie:
Zum einen soll durch eine intelligente Netzauslastung die Fähigkeit zum Stromexport verbessert werden. Wenn also mehr Strom verfügbar ist, als gerade gebraucht wird, kann dieser Strom in andere Regionen transportiert werden. Zum anderen soll regenerativ erzeugter Strom am besten dort genutzt werden, wo er auch erzeugt wird: bei uns im Norden. Eine wichtige Rolle spielen dabei die beteiligten Industriepartner, die in NEW 4.0 erproben, wie sich ihr Verbrauch besser an die Erzeugung anpassen und durch diese Flexibilisierung großer Lasten das Stromnetz stabilisieren lässt.
Ein weiterer Ansatz zur Erhöhung der Selbstverwertung ist die so genannte Sektorenkopplung: Durch die Umwandlung in andere Energieformen wie Wärme oder Gas (vor allem Wasserstoff) kann überschüssiger regenerativ erzeugter Strom für den Wärmemarkt, den Verkehrssektor oder die Industrie nutzbar gemacht werden. So wird aus der Strom- eine Energiewende, die alle Lebensbereiche umfasst. Innovative Technologien wie Power-to-Heat, Power-to-Gas oder Power-to-x sind folglich Kerntechnologien für die nächste Phase der Energiewende, die in NEW 4.0 modellhaft erprobt werden.Â
Use-Cases
Im Verbundprojekt NEW 4.0 – Norddeutsche EnergieWende geht es darum, den Weg zu einem Energiesystem der Zukunft zu ebnen, das zu 100 Prozent auf Strom aus erneuerbaren Energien basiert und damit klimaschädliche CO2 – Emissionen vermeidet. Damit wird unsere Energieversorgung in den nächsten Jahren vor einige Herausforderungen gestellt: Zukünftig werden dezentrale Erzeuger und Verbraucher eine ganze Reihe von Aufgaben übernehmen müssen, die zuvor von Kohle-, Gas- oder Atomkraftwerken automatisch mitgeleistet wurden. Dabei geht es zum Beispiel darum, die Spannung und die Frequenz im Stromnetz stabil halten. Mit sechs konkreten Anwendungsfällen für das Energiesystem der Zukunft – so genannten Use Cases – will NEW 4.0 zeigen, dass ein sicherer Netzbetrieb auch bei hohen Anteilen erneuerbarer Energien möglich ist, ohne die Systemstabilität zu gefährden. Hier eine kurze Beschreibung der sechs Anwendungsfälle:
Use Case 1
Use Case 2
Use Case 3
Heute gibt es in Deutschland für Bilanzkreisverantwortliche (BKV) keine Möglichkeit, die momentane Abweichung ihres Bilanzkreises mit der Abweichung der Regelzone vom Gesamtfahrplan (Last und Erzeugung) zu vergleichen. Ziel ist es, dass Bilanzkreisverantwortliche in der laufenden aktuellen Viertelstunde die Abweichung ihrer Bilanzkreise in Relation zur Gesamtabweichung der Regelzone setzen können. Dabei sollen sie nach Möglichkeit gleichläufige Abweichungen korrigieren und gegenläufige Abweichungen beibehalten. Auf diese Weise soll der Bedarf zum Einsatz von Regelenergie für den Ausgleich der Regelzone reduziert werden.
Use Case 4
Regelenergie ist ein zentraler Baustein einer stabilen Energieversorgung. Üblicherweise wird diese heute von konventionellen Kraftwerken erbracht. Aber auch kleinere, dezentrale Erneuerbare-Energien-Erzeuger und flexible Verbraucher sind grundsätzlich technisch in der Lage, Regelenergie zu erbringen. Ziel des Use Cases ist es deshalb zu zeigen, dass auch dezentrale und fluktuierende Erzeuger von erneuerbaren Energien Regelleistung bereitstellen und am Systemdienstleistungs-Markt teilnehmen können.
Use Case 5
Im Rahmen dieses Use Cases wird das Ziel verfolgt, Alternativen für die frequenzstützenden Effekte der rotierenden Massen von konventionellen Kraftwerken zu entwickeln. Dieser Effekt wird als „Momentanreserve“ bezeichnet. Erneuerbare Erzeuger sind im Allgemeinen über Umrichter ans Netz gekoppelt und bringen somit keine frequenzstabilisierende rotierende Masse ein. Diese Systemdienstleistung muss in Zukunft also künstlich erbracht werden um eine stabile Energieversorgung zu ermöglichen, die ausschließlich auf erneuerbaren Energien beruht.
Use Case 6
In diesem Use Case soll demonstriert werden, wie die Erneuerbare-Energien-Anlagen durch aktives Blindleistungsmanagement zur Spannungshaltung beitragen können. Ziel ist es, die elektrische Leistung aus konventionellen Kraftwerken (Must-Run-Kapazität) zu reduzieren und gleichzeitig die Netzkapazität zu erhöhen.