20 Reallabore der Energiewende ausgewählt

10 | SmartQuart

  • Projekt: Smarte Energiequartiere
  • Thema: Energieoptimierte Quartiere
  • Land: Nordrhein-Westfalen und Rheinland-Pfalz
  • Fokus: Ländlicher Raum, Kleinstadt, Großstadt
  • Koordinierung: innogy SE

Um die Klimaziele zu erreichen, muss aus der Stromwende eine „richtige“ Energiewende gemacht werden, die die Sektoren Energie, Wärme und Mobilität stärker als bislang miteinander verknüpft. SmartQuart soll zeigen, dass dies innerhalb eines Quartiers und im Zusammenspiel mit benachbarten Quartieren bereits heute technisch und wirt- schaftlich möglich ist. Essen und Bedburg in Nordrhein-Westfalen sowie Kaisersesch in Rheinland-Pfalz bilden gemeinsam dieses Reallabor. Die Stadtquartiere werden jeweils in sich und auch miteinander vernetzt, damit die vorhandenen Energieinfrastrukturen effizient genutzt werden können. Smart-Grid-Lösungen koppeln Wärme, Kälte, grünen Strom, Wasserstoff und den Bereich Mobilität intelligent miteinander. Ziel ist, in den Modellregionen eine klimaneutrale Energieversorgung zu erreichen. In allen drei Stadtquartieren beteiligen sich Bewohner, Energieversorger sowie lokale Technologieanbieter. SmartQuart repräsentiert typische Stadtquartiere in einem eng verdichteten, ländlichen sowie städtischen Raum, sodass die Konzepte auf andere Quartiere übertragbar sind.

10 in Strukturwandelregionen

11 | CityImpuls DD

  • Projekt: Chancen durch Umsetzung und Erprobung von Innovationen in typischen Quartiersstrukturen – Impulse für die Wärmewende aus Dresden
  • Thema: Energieoptimierte Quartiere
  • Land: Sachsen
  • Fokus: Großstadt
  • Koordinierung: DREWAG – Stadtwerke Dresden GmbH

Dresden verfügt über ein historisch gewachsenes Fernwärmenetz, an das etwa 45 Prozent der städtischen Haushalte angeschlossen sind. Um die Wärmeversorgung künftig energieeffizienter und umweltfreundlicher zu gestalten, soll schrittweise die Vorlauftemperatur deutlich gesenkt werden. Zugleich sollen sechs große Solarthermieanlagen, Wärmepumpen und ein großer Wärmespeicher erneuerbare Energiequellen nutzbar machen. Über die Umstellung veralteter dezentraler Heiztechnik und mit neuen Marktmodellen werden die Stadtwerke Dresden auch die Bürgerinnen und Bürger in dieses Transformationskonzept mit einbinden. Ziel im Reallabor CityImpuls DD ist es, die Wärmeversorgung energieeffizienter und umweltfreundlicher zu gestal- ten und so einen Beitrag zur CO2-Vermeidung und zur Wärmewende zu leisten. Um diese Ziele zu erreichen, müssen insbesondere die Netzhydraulik völlig neu gedacht und zahlreiche neue technische Konzepte der Wärmeerzeugung in das Netz integriert werden.

12 | EnergieparkBL

  • Projekt: Energiepark Bad Lauchstädt
  • Thema: Sektorkopplung und Wasserstofftechnologien
  • Land: Sachsen-Anhalt
  • Fokus: 35-Megawatt-Elektrolyse, Kavernenspeicher, Gas- und Wasserstoffnetz
  • Koordinierung: VNG Gasspeicher GmbH

Besonders in Strukturwandelregionen sind neue Konzepte zur Energieversorgung gefragt. Windstrom ist eine Option, aber die Erzeugung schwankt wetterbedingt. Als eine vielversprechende Lösung, um den Windstrom wenn der Wind kräftig weht, nicht zu verlieren, bietet sich die Sektorkopplung an. Im Reallabor EnergiePark Bad Lauchstädt nahe Leipzig wird Strom aus einem Windpark über ein Elektrolyse-Verfahren in Wasserstoff umgewandelt. Anschließend wird der Wasserstoff in unterirdischen Hohlräumen (Kaverne) eines Salzstocks gespeichert. Von dort gelangt er über eine für den Wasserstoffbetrieb umgerüstete Erdgasleitung zum nahe gelegenen Chemiedreieck Mitteldeutschland, wo er für chemische Prozesse eingesetzt werden kann. Der gewonnene Wasserstoff kann zudem als Kraftstoff und für die Wärmeerzeugung in den umliegenden Städten genutzt werden – also in der Industrie, der Mobilität und der Wärmeversorgung. Regenerativ erzeugten Strom auf diese Weise umzuwandeln, zu speichern und dann in mehreren Sektoren zu nutzen wird in Bad Lauchstädt mithilfe richtungweisender Technologiekonzepte demonstriert.

13 | GreenHydroChem

  • Projekt: GreenHydroChem Mitteldeutsches Chemiedreieck
  • Thema: Sektorkopplung und Wasserstofftechnologien
  • Land: Sachsen-Anhalt
  • Fokus: 50-Megawatt-PEM-Elektrolyseur (Gesamtausbauziel 100-Megawatt-Elektrolyse)
  • Koordinierung: Siemens AG, Linde AG, Fraunhofer-IWS

Das Reallabor GreenHydroChem hat das Ziel, einen wesentlichen Beitrag zur Dekarbonisierung industrieller Prozesse zu leisten. Damit begegnen der Chemiestandort Leuna und die Region des Chemieverbundes Mitteldeutsches Chemiedreieck einer zentralen Herausforderung des Strukturwandels in der Energieversorgung. In GreenHydroChem sollen durch die Herstellung von Wasserstoff erneuerbare Energieerzeugung und Industrie gekoppelt werden. Am Chemiestandort Leuna wird ein 50-MW-Elektrolyseur den aus erneuerbarer Energie gewonnenen Strom in Wasserstoff und Sauerstoff umwandeln. Der Wasserstoff wird unter anderem in den ortsansässigen Raffinerien in chemische Grundstoffe und Methanol umgewandelt. Methanol kann als Treibstoffkomponente im Transportsektor konventionellen Kraftstoffen beigemischt werden. Im Fokus aller Aktivitäten steht eine volkwirtschaftlich optimale Integration der erneuerbaren Energieträger. Die anfallenden Treibhausgasemissionen sollen so bis 90 Prozent gesenkt werden.

14 | H2Stahl

  • Projekt: Reallabor Wasserstofftechnologien zur schrittweisen Dekarbonisierung der Stahlindustrie
  • Thema: Sektorkopplung und Wasserstofftechnologien
  • Land: Nordrhein-Westfalen
  • Fokus: 10.000 m3 pro Stunde Wasserstoffeinblasung in Hochofen und 6,5 km Wasserstoffpipeline
  • Koordinierung: thyssenkrupp Steel Europe AG

Stahl hat das Ruhrgebiet geprägt. Deutschland ist heute der größte Stahlhersteller in der europäischen Union. Hier die Produktion von CO2 zu reduzieren, schafft Wettbewerbsvorteile und leistet einen bedeutenden Beitrag für die Energiewende und für den Klimaschutz. Der Strukturwandel hin zu einem modernen Industriestandort wird unterstützt. Das Reallabor H2Stahl setzt auf Wasserstofftechnologien, um aus Erz Eisen zu gewinnen. Bisher wird für diesen Prozess im Hochofen Einblaskohle verwendet. In einer Übergangsphase soll in den bestehenden Anlagen reiner Wasserstoff beigemischt werden, der den Prozess teilweise dekarbonisiert. Die Betreiber gehen davon aus, dass diese Brückentechnologie CO2-Emissionen um 20 Prozent mindert. Um in späteren Schritten die CO2-Emissionen weiter zu senken, wird parallel erprobt reinen Wasserstoff in einer Versuchsanlage für Direktreduktion einzusetzen.

Folgt: 15 | HydroHub Fenne