·         Städtische Energienetzbetreiber kooperieren mit Hochschulen

·         Zusammenwirken der Sektoren Industrie, Haushalte und Verkehr

·         2025 soll Roadmap für Transformation der Netze vorliegen

Aufbruchsstimmung beim Projekt Integrierte Netzplanung iNeP im Norddeutschen RealLabor: Das Hamburger Projekt, an dem neben drei Hochschulen die städtischen Gesellschaften Gasnetz Hamburg, Stromnetz Hamburg und Wärme Hamburg teilnehmen, hat vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) die Zusage im Rahmen des NRL erhalten. Insgesamt rund 480.000 Euro erhalten die Projektteilnehmer bis 2025, um Grundlagen für eine integrierte Planung der Energienetze für Strom, Gas und Wärme zu entwickeln. Das geförderte Projekt iNeP stellt ein zentrales Bindeglied zwischen den weiteren Projekten im Norddeutschen RealLabor dar, die ihrerseits Technologien und Verfahren für eine klimaneutrale Energieversorgung der Sektoren Industrie, Haushalte und Verkehr im Norden entwickeln.

Im Rahmen der Projektlaufzeit bis 2025 werden die drei städtischen Energieinfrastrukturbetreiber gemeinsam mit Wissenschaftlern der Technischen Universität Hamburg, der Helmut-Schmidt-Universität Hamburg und der Technischen Hochschule Lübeck eine Planungsmethodik, ein Planungsmodell und ein entsprechendes KI-gestütztes Planungstool entwickeln. Damit sollen die Energieströme in den drei Netzen genau aufeinander abgestimmt werden. Technologien zur Sektorenkopplung wie Power-to-Gas und Power-to-Heat lassen sich damit hocheffizient an Schnittstellen der drei Netze einbinden. Das eröffnet völlig neue Möglichkeiten, die unterschiedlichen Energieträger mit höchster Effizienz und optimalem Nutzen fürs Klima auszusteuern. So kann der Netzausbau begrenzt werden. Ergebnis der gemeinsamen Arbeit soll eine koordinierte Roadmap sein, nach der die Transformation der Energienetze in Hamburg bis 2050 eingeleitet werden kann. So erreicht Hamburg seine Klimaziele und wertvolle erneuerbare Energieressourcen werden besonders wirtschaftlich eingesetzt.

„Die Wasserstoff-Technologie bringt die Energiewende in vielen Bereichen entscheidend voran“, sagt Professor Dr. Werner Beba, Koordinator des NRL und Leiter des Competence Centers für Erneuerbare Energien und Energieeffizienz (CC4E). „Die Netze für Strom, Gas, und Wärme integriert zu betrachten, ist dabei ein Schlüssel für die Sektorkopplung und dient der Effizienzsteigerung beim Einsatz erneuerbarer Energien.“

„Mit iNeP entwickeln wir gemeinsam ein Zielbild für die verbundenen Energienetze Strom, Gas und Wärme in einer Industriemetropole. Die Roadmap soll am Ende des Projektes aufzeigen, wie wir zusammen die Dekarbonisierung unterstützen können. Wichtig ist dabei auch die Nutzung der übergreifenden Potenziale und die Optimierung des Investitionsbedarfes. Wir ermöglichen als Infrastrukturbetreiber, in enger Zusammenarbeit mit unseren Kundinnen und Kunden, den Einsatz von Sektorkopplungs-Technologien im großindustriellen Maßstab“, sagt Thomas Volk, Geschäftsführer der Stromnetz Hamburg GmbH.

„Mit dem Projekt Integrierte Netzplanung im NRL beginnt eine neue Ära bei der Konzeption der künftigen Energieversorgung unserer Stadt“, sagt Udo Bottlaender, technischer Geschäftsführer bei Gasnetz Hamburg. „Denn als städtische Unternehmen stellen wir uns der Herausforderung, drei Leitungsnetze als ein verbindendes System zu betrachten und künftig weiterzuentwickeln. Die hochkomplexen Zusammenhänge bei den schwankenden Verbrauchsszenarien werden wir hier intensiv analysieren und daraus Daten und Methoden entwickeln, um künftig weniger Primärenergie für noch mehr Anwendungen bereitzustellen. Digitale Mess- und Steuerungskomponenten werden uns helfen, Stabilität, Effizienz und Versorgungssicherheit optimal zu verknüpfen.“

„Wo immer in unserer Stadt Energie eingesetzt wird, lassen sich zugleich weitere Bedarfe abdecken. Wärme entsteht etwa bei Industrie-Produktionsprozessen, bei der Wasserstoffelektrolyse oder bei der Rückverstromung von grünem Gas“, erläutert Christian Heine, Geschäftsführer von Wärme Hamburg. „Statt solche Abwärme in die Atmosphäre zu entlassen, wollen wir sie für anderen Sektoren wie die Haushalte unserer Stadt ins Netz bringen und nutzbar machen. In einer klimaneutralen Stadt wird so gut wie keine Energie mehr verloren gehen. So werden die städtischen Energienetze zu einem stabilen Rückgrat beim Erreichen der Klimaziele.“

Experten unterschiedlicher Disziplinen bündeln ihre Kompetenz

Die Fördergelder aus Berlin erlauben dem Projekt eine umfassende personelle Ausstattung: Zwei Wissenschaftler der Helmut-Schmidt-Universität, sowie ein Wissenschaftler und ein Assistent der TH Lübeck werden an dem Projekt mitarbeiten. Bei der TU Hamburg sind sogar zwei Fachbereiche mit je zwei Fachleuten beteiligt. Auch bei den Netzbetreibern sollen je zwei Vollzeit-Arbeitskräfte das Projekt vorantreiben. Gasnetz Hamburg hat außerdem eigens einen Data-Scientist eingestellt, der an der Entwicklung der Rechen- und Steuerungsmodelle der integrierten Netze arbeiten wird. So arbeitet ein gutes Dutzend Fachleute am Erfolg des norddeutschen Reallabors.

In den ersten beiden Projektjahren wird das Team eine Methodendefinition entwickeln und einen Entwurf der Planungsumgebung vorlegen. Der konkrete Roadmap-Entwurf mit stabiler Planungsumgebung, digitalen Rechentools und Prozesshandbüchern entsteht von 2022-2024. Ab 2025 wollen die Partner dann die Roadmap mit ihren Werkzeugen konkret einsetzen und eine Ergebnis-Dokumentation erstellen.

Gasnetz Hamburg

Die Gasnetz Hamburg GmbH ist ein hundertprozentiges Unternehmen der Stadt und betreibt das Erdgasnetz in der Freien und Hansestadt Hamburg mit circa 7.900 Kilometern Länge, rund 160.000 Hausanschlüssen und fast 230.000 Netzkunden. Das Netz umfasst Hoch-, Mittel-, Niederdruck- und Hausanschlussleitungen sowie rund 600 Gasdruckregelanlagen. Die Steuerung und Überwachung des Netzes erfolgt über eine zentrale Leitstelle. Gasnetz Hamburg bereitet die Infrastruktur aufsteigende Einspeisungen von grünem Gas wie Bio-Methan und Wasserstoff vor. Damit kann das Gasnetz einen noch größeren Beitrag für den Klimaschutz in Hamburg leisten.

Stromnetz Hamburg

Als Eigentümer des Stromverteilungsnetzes und der dazugehörigen Netzanlagen sorgt die Stromnetz Hamburg GmbH, ein Unternehmen der Freien und Hansestadt Hamburg, für die sichere und zuverlässige Stromversorgung der Stadt. Über das Netz werden rund 1,1 Millionen Haushalte und Gewerbetreibende mit Strom versorgt. Die Stromnetz Hamburg GmbH stellt für die Stromkunden den Anschluss und für Stromanbieter den Zugang zum Netz zur Verfügung. Durch das Hamburger Stromnetz fließen jährlich rund 11,8 Milliarden Kilowattstunden Strom.

Wärme Hamburg

Die Wärme Hamburg GmbH ist ein städtisches Unternehmen das in Hamburg rund 500.000 Wohneinheiten mit lokaler Fernwärme zum Heizen und zur Warmwasserbereitung versorgt. Die Wärme Hamburg wird bis 2030 vollständig auf Wärme aus Kohleverbrennung verzichten und setzt vor allem auf die konsequente Nutzung vorhandener Abwärme aus Industrie, Abwasser und Müllverwertung. Das Unternehmen liefert verfügt über ein 860 Kilometer langes Rohrleitungssystem und erzeugt eine Wärmeleistung von rund 1.800 Megawatt. Der jährliche Wärmeabsatz beträgt 4.000 Gigawattstunden. Der Anteil am Hamburger Wärmemarkt umfasst ca. 22 Prozent.