ENSURE 2

Hintergrund
Die klimapolitischen Ziele Deutschlands zielen auf eine Dekarbonisierung der Volkswirtschaft bis 2045. Dies erfordert einen schnellen Ausstieg aus fossilen Energieträgern und einer massiven Integration erneuerbarer Energieerzeuger. Photovoltaik- und Windkraftanlagen produzieren Strom aber nicht kontinuierlich, sondern schwankend während die Stromnachfrage hingegen relativ kontinuierlich ist. Für diese Herausforderung braucht Deutschland ein an eine erneuerbare Energieerzeugung angepasstes Stromnetz. Neue Technologien und Methoden für den Netzbetrieb sind für die Transformation des Energiesystems nötig. Deshalb erarbeiten Netzbetreiber, Industrie und Wissenschaftler innerhalb von ENSURE gemeinsam ein konkretes Konzept für eine Region, in der sie die im Projekt betrachteten Ansätze für ein zukunftsfähiges Energienetz ab 2022 testen wollen. Dieser „Energiekosmos ENSURE“ liegt im Norden Deutschlands, wo besonders viele zukünftige Anforderungen schon heute getestet werden können. Aktuell untersucht ENSURE welche Voraussetzungen vor Ort gegeben sind und welche konkreten Technologien im Energiekosmos aufgebaut werden können. Berücksichtigt wird dabei auch, inwieweit eine Übertragbarkeit der Maßnahmen in andere Regionen Deutschlands möglich ist und wie es gelingen kann, das Energienetz deutschlandweit für die Zukunft zu rüsten.

Zielstellungen
ENSURE 2 ist die zweite Phase des ENSURE – Projekts und baut z.T. auf den Untersuchungen aus Phase 1 auf. In dem Projekt werden grundlegend neue Ansätze und Technologien untersucht, die den Anforderungen eines Energiesystems im Jahr 2050 gerecht werden sollen. Die Tätigkeiten der TU Ilmenau beschränken sich dabei auf das Teilprojekt 2 – „Integrierte Systemstrukturen“.
Das Ziel der Forschungsarbeiten in TP 2 ist die Erweiterung der stromsektorspezifischen Betrachtungen aus Phase 1 um eine sektorenübergreifende Untersuchung der Ausgestaltung der Energienetzstrukturen bei einer weitfortgeschrittenen Energiewende über den Zeithorizont 2030 hinaus. Die Arbeiten in TP2 setzen somit die Arbeiten aus Phase 1 fort. Es handelt sich um Fragestellungen, die im Sinne der deutschen und europäischen Energiewende zwar essentiell erscheinen, eine konkrete Umsetzung im Rahmen des Demonstrators oder einer Demonstration aber wegen des langfristigen Zeithorizontes – z. B. aufgrund der Verfügbarkeit technischer Komponenten – noch nicht realistisch ist. Fokus der Forschung in diesem Teilprojekt ist die Frage, wie Energienetzstrukturen bei einem flächendeckenden Anschluss einer Vielzahl von Einspeiseanlagen  auf Basis erneuerbarer Energien und/oder flexiblen Verbrauchern sowie Speicherinfrastrukturen und einer weit fortgeschrittenen Integration der Sektoren auszugestalten und zu betreiben sind: Gemeinsame Strukturen der Strom- und Gasnetze unter Berücksichtigung von Energieeinspeisung, Speichernutzung, Mobilitätskonzepten und Wärmeversorgung aus systemischer Sicht stehen im Fokus der Arbeiten.
In AP 2.4 ist die TUIL an der Entwicklung innovativer Assistenzsysteme für den Verteilnetzbetrieb beteiligt. Die neuen Applikationen sollen die Flexibilität des Netzbetriebs erhöhen, die Mehrauslastung bestehender Systeme fördern und gleichzeitig die Netzsicherheit und Versorgungszuverlässigkeit erhöhen. 

Untersuchungsrahmen
In AP 2.4 ist die Entwicklung und leitwartentechnische Einbindung neuartiger Assistenzsysteme im Fokus. Dafür werden zunächst Konzepte entworfen und deren Funktionalitäten innerhalb simulativer Untersuchungen nachgewiesen. Anschließend werden diese Applikationen in eine Leitwartenumgebung integriert und mit realen Netzdaten gespeist, um die Funktionen unter realen Bedingungen zu testen. Als Basis dafür dient eine innovative Leitwartenkommunikation, die als zentraler Datenrouter fungiert und den effizienten Datenaustausch zwischen verschiedenen Applikationen fördert. Die Umsetzung ausgewählter Assistenzsysteme erfolgt in der Leitwarte der TU Ilmenau.