ENSURE - Extremsituationen im lokalen Stromnetz unterbinden mit chemischen Reaktoren

Projektinhalt

Mithilfe eines physikalischen Netzmodells werden im Massstab 1:1000 elektrische Lokalnetze und bestehende und zukünftige Herausforderungen im Zusammenhang mit der Energiewende nachgebildet. Gerade Extremsituationen wie schnelle und grosse Lastwechsel oder plötzlicher Spannungsabfall können nicht im realen Netz nachgestellt werden, ohne die Versorgungssicherheit zu gefährden, trotzdem müssen entsprechende Technologien auf ihre Reaktion auf diese Herausforderungen geprüft werden. Im Projekt ENSURE (Extremsituationen im lokalen Stromnetz unterbinden mit chemischen Reaktoren) werden Power-to-X und X-to-Power-Technologien gezielt herbeigeführten Extremsituationen ausgesetzt und es wird untersucht, wie sie auf diese Herausforderungen reagieren und zur Netzentlastung beitragen können. Solche Herausforderungen sind unter anderem:

• Netzstabilität wegen vermehrtem Wegfall klassischer rotierender Erzeugung und der daher abnehmenden Trägheit im Netz
• Schnelle und grosse Lastwechsel
• Grosse vertikale Lastflüsse auf unteren Spannungsebenen
• Stromüberschüsse und Strommangellagen

Basierend auf den Ergebnissen wird bestimmt, inwiefern diverse Speichertechnologien lokal einen notwendigen Netzausbau entgegenwirken könnten, da Lastspitzen lokal abgefangen werden. Die Kosten, welche entsprechende Power-to-X und X-to-Power-Technologien mit den allenfalls notwendigen Speichern verursachen würden, werden den allenfalls eingesparten Netzausbaukosten gegenübergestellt. Dies soll gerade für die lokale Energieversorgung Wissen zur Verfügung stellen, welches sie bei einer künftigen Netzplanung sowie Planung der Versorgungssicherheit einbeziehen können. Mit diesen Ergebnissen wird es auch möglich sein abzuschätzen ob und wie weit die Power-to-X und X-to-Power Technologien für Primär-, Sekundär-, Tertiärregelung sowie für die saisonale Energiespeicherung eingesetzt werden können.

Forschungsfragen – diese Aspekte werden im Projekt untersucht

Forschungsfragen zu Lastwechsel im Stromnetz:

• Welche Peaklasten und somit Überschussströme müssen künftig aufgefangen und geglättet werden, welche Stromlücken sind zu erwarten?
• Welche Überschussströme können durch die neuen Technologien abgefangen, welche Stromlücken beseitigt werden? Wie ist die Reaktionszeit?
• Welche Technologien eignen sich wie gut für den Einsatz als Primär-, Sekundär- und Tertiärregelung? Welche können zur Deckung der Winterstromlücke beitragen?

Theoretische Bilanzierung:

• Welche Netzausbaukosten entstehen für das lokale Stromnetz (Kleinstadtgrösse), mit oder ohne Einsatz von Power-to-X und X-to-Power-Technologien?
• Welche Geschäftsmodelle begünstigen eine lokale Netzentlastung durch entsprechende Technologien? Welche Stakeholder sind darin beteiligt?
• Welche Risiken gehen mit dem Einsatz der neuen Technologien einher?
• Konzept für Skalierung der untersuchten Technologien, so dass eine Übertragung auf die Grösse einer Schweizer Kleinstadt (Rapperswil) möglich ist.