vorarlberg netz investiert in Ausbau und Digitalisierung der Netze. Umfangreiches Forschungsprojekt des FZ Energie als wissenschaftliche Basis.

Die illwerke vkw Stiftungsprofessur für Energieeffizienz am Forschungszentrum Energie der FH Vorarlberg führte die wissenschaftliche Begleitung zum Projekt Netzentwicklung – Mission 2030 durch. Credit: illwerke vkw

Mit einer durchschnittlichen Nichtverfügbarkeit von nur 2,3 Minuten ohne Naturkatastrophen rangiert die Vorarlberger Energienetze GmbH (vorarlberg netz) auch im Jahr 2020 im internationalen Spitzenfeld. Gleichzeitig gehören die Netztarife zu den niedrigsten im gesamten Bundesgebiet. „Wir freuen uns sehr über den Status Quo und sehen diesen als Bestätigung unserer Arbeit“, so illwerke vkw Finanz- und Personalvorstand Christof Germann: „Und natürlich motiviert er uns, den bisherigen Weg fortzusetzen und vor allem auch die aktuellen Herausforderungen im Netzbereich aktiv anzugehen.“

Verlagerung in den Strombereich

Im Zuge der Energiewende kommt es in der heimischen Energiewirtschaft immer weiter zu einer Verlagerung in den Strombereich. Das bedeutet für den Netzdienstleister, dass bereits heute alle Hausaufgaben erledigt werden müssen, um die hohen Anforderungen bewältigen zu können. „Die Energieerzeugung aus erneuerbaren Quellen bedeutet für uns, dass die Planbarkeit der Netzauslastung zum einen geringer wird und die Belastungsspitzen höher. Dabei ist es wichtig, dass wir jedes dieser Szenarien zu jedem Zeitpunkt abbilden und bewältigen können müssen. Die Steigerungen im Bereich der Elektromobilität, vermehrte Einspeisungen über Photovoltaik, Wetter- und witterungsbedingte Schwankungen und Vieles mehr erhöhen die Netzanforderungen, darauf müssen wir uns einstellen“, so Christof Germann.

Langfristige Planung

„Für die Bereitstellung einer leistungsfähigen Netzinfrastruktur investieren wir jedes Jahr erhebliche Mittel in den weiteren Ausbau, die Erneuerung und Instandhaltung der Netzanlagen. Gleichzeitig simulieren wir in der strategischen Netzentwicklung verschiedene Zukunftsszenarien und planen langfristig“, so vorarlberg netz Geschäftsführer Johannes Türtscher. Jüngstes Beispiel ist das gerade abgeschlossene Projekt „Netzentwicklung – Mission 2030“ dessen Ergebnisse jetzt vorliegen.

Forschungsprojekt zur Netzentwicklung

„Im Rahmen dieses Projekts haben wir die Auswirkungen der steigenden Elektrifizierung der verschiedenen Sektoren und der erneuerbaren, dezentralen Erzeugung auf das Strom- und Gasnetz untersucht. Aus den Erkenntnissen haben wir dann anschließend Strategien bzw. Handlungsempfehlungen für die Netzentwicklung bis 2030 abgeleitet“, berichtet Türtscher. In fünf Teilbereichen wurden vom Projektteam umfassende Untersuchungen durchgeführt:

- Konventioneller Netzausbau
- Intelligente Netze (z.B. regelbarer Ortsnetztrafo, rONT)
- Netzwirtschaftliche Rahmenbedingungen
- Ansteuerung von Kundenanlagen
- Netzintegration Grünes Gas (Bereich Erdgas)

Wissenschaftliche Begleitung

Die illwerke vkw Stiftungsprofessur für Energieeffizienz am Forschungszentrum Energie der FH Vorarlberg führte die wissenschaftliche Begleitung zum Projekt Netzentwicklung – Mission 2030 durch. „Die Aufgabe der FH Vorarlberg war es, durch die Simulation unterschiedlicher Ausbaupfade für Photovoltaik und Elektromobilität deren wahrscheinliche Auswirkungen auf die Niederspannungsnetze zu untersuchen“, so Stiftungsprofessor Markus Preißinger. Die eigens dafür entwickelte Simulation erlaubt es, automatisiert den Netzzustand von 80 % (1.300) der Vorarlberger Ortsnetzstationen unter unterschiedlichen Bedingungen zu berechnen. Durch den hohen Automatisierungsgrad war es dem Projektteam möglich, eine Vielzahl an Szenarien bis 2030 zu untersuchen und gemeinsam mögliche Strategien für die zukünftige Netzinfrastruktur abzuleiten. Die rasche und erfolgreiche Umsetzung der Simulationsstudie war nur durch die gute und enge Zusammenarbeit des Teams der FH Vorarlberg mit den Mitarbeiter:innen der Vorarlberger Energienetze GmbH möglich. Durch die kurzen Wege und den regelmäßigen Austausch konnte durch die Vereinigung der Expertise aus der Praxis mit der wissenschaftlichen Expertise gemeinsam eine fundierte und richtungsweisende Lösung erarbeitet werden. „Einmal mehr zeigt das Projekt das hohe Potenzial, das in der Zusammenarbeit der Vorarlberger Industrie mit den Expertinnen und Experten der Forschung an der FH Vorarlberg steckt“, so Markus Preißinger.

Internationale Expertise

Zusätzlich begleitete die Forschungsstelle für Energiewirtschaft in München (FfE) das Projekt als internationaler externer Berater in Form von Experten-Workshops, um auch überregionale Expertise in das Projekt einzubringen. „Seit knapp 20 Jahren verfolgen wir die Aktivitäten der illwerke vkw mit größtem Interesse. Besonders beeindruckend waren die frühen Aktivitäten auch von vorarlberg netz im Bereich Elektromobilität. Nun das Projekt Netzentwicklung – Mission 2030 begleiten zu dürfen, die Ansätze und Methoden an unseren Arbeiten in Deutschland reflektieren zu können hat uns sehr gefreut. Damit konnten wir feststellen, dass die Herausforderungen vergleichbar sind, wenngleich die Rahmenbedingungen leicht andere sind“, so der Vorsitzende der Geschäftsführung, Wolfgang Mauch.

„Die Ergebnisse zeigen für beide Seiten größte Übereinstimmung mit konkreten Lösungen. Natürlich startet der Weg in ein zukunftsfähiges Energiesystem nicht erst heute. Auch lange vor den gesetzlichen Vorgaben zur CO2-Reduzierung hatten wir schon mit Energieeffizienznetzwerken in Vorarlberg mit einer Vielzahl von Industrieunternehmen begonnen. Deren Erfolgsgeschichte dauert bis heute an. Die illwerke vkw beteiligte sich in den vergangenen Jahren auch sehr aktiv an unseren Verbund-Forschungsvorhaben, in denen es darum geht, das Energiesystem mit allen seinen Komponenten fit für die dekarbonisierte Zukunft zu machen“, erklärt Mauch.

Unterschiedliche Varianten

Ausgehend von den wissenschaftlichen Untersuchungen hat das Projektteam im Wesentlichen zwei verschiedene Varianten ausgearbeitet und umfassend untersucht.

- Variante 1: Ausschließlich konventioneller Netzausbau
- Variante 2: Kombination aus konventionellen und intelligenten Maßnahmen

Rahmenbedingungen der Energiezukunft

Im Untersuchungsszenario gingen die Experten bis 2030 von einem PV-Ausbau auf 600 GWh/a, einer E-Mobilitätsdurchdringung von 30 Prozent und linearen Steigerungen im Bereich der Wärmepumpe aus. „Bei der Ableitung der Strategien und Handlungsempfehlungen wurden wiederum zwei Varianten eruiert: einmal die Minimalvariante, um „versagende Netze“ zu verhindern und einmal eine Variante, die dem aktuellen Standard von vorarlberg netz entspricht – mit einer errechneten Netzauslastungs-Reserve von mindestens 20 Prozent“, erklärt Türtscher.
Digitalisierungsschritt im Netz

„Das Projekt hat klar aufgezeigt, dass wir beim Ausbau der Netzinfrastruktur zukünftig noch intensiver auf mehreren Schienen arbeiten müssen“, so Christof Germann. Es ist eine Kombination aus konventionellen und intelligenten Maßnahmen, die uns auch in den kommenden Jahrzehnten eine stabile Energieversorgung garantiert. Es ist schlichtweg nicht möglich und wirtschaftlich nicht sinnvoll, die kommenden Herausforderungen nur mittels konventionellem Netzausbau zu schaffen. „Wir müssen durch einen weiteren Digitalisierungsschritt unser Netz so effizient wie möglich nutzen und weiterentwickeln.“ Eine direkte Handlungsempfehlung ist es daher, bis 2030 rund 20 Prozent der Trafostationen im Land auf intelligente Ortsnetzstationen (iONS) umzurüsten. Dadurch wird das Verteilernetz regelbarer – das geht mit einer deutlichen Reduktion der ansonsten notwendigen Kabellegungen einher. Der klassische Netzausbau wird so auf das nötige Maß verringert und das Netz effizienter genutzt.

In Zahlen ausgedrückt, investiert der Netzdienstleister damit bis 2030 zusätzlich zu den jährlichen Investitionen für Erneuerung und Instandhaltung rund 100 Millionen Euro in Netzausbau und Digitalisierung. „Dieser Betrag beinhaltet zum einen erforderliche Netzverstärkungen, die Modernisierung, Ertüchtigung und den Bau von neuen Trafostationen im Ortsnetzbereich und zum anderen Ertüchtigungs- und Erweiterungsmaßnahmen im Umspannwerksbereich“, so Türtscher. Ein wichtiger Schritt für Gesellschaft und Wirtschaft in Vorarlberg zur Festigung der Spitzenposition in Europa.

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