Hintergrund

Die Energiewende bis 2030 erfordert eine deutliche Reduktion des Energieverbrauchs und einen schnellen Ausbau erneuerbarer Energien. Dafür müssen Maßnahmen sinnvoll ineinandergreifen. So macht zum Beispiel die Elektrifizierung von Wärme- und Mobilitätssektor den gleichzeitigen Ausbau des Stromnetzes unerlässlich.

Die Voraussetzungen für die Energiewende unterscheiden sich zwischen Stadt und Land. Ländliche Gebiete sind stärker vom Individualverkehr abhängig, haben ein höheres Pendleraufkommen und aufgrund des Bevölkerungsrückgangs höhere Pro-Kopf-Kosten beim Ausbau des Stromnetzes. Zudem werden Fern- und Nahwärmenetze zunehmend durch individuelle Heizsysteme ersetzt. Eine ganzheitliche Lösung, die für den gezielten und langfristig effektiven Einsatz von Energieressourcen nötig wäre, fehlt. Ländliche Regionen bieten jedoch ein großes Potential für dezentrale Systemlösungen über kommunale Energienetze. Solche Energienetze können einen erheblichen Beitrag zur nachhaltigen und kosteneffizienten Nutzung regionaler Ressourcen durch erneuerbare Energietechnologien leisten.

Projektinhalt

In einem Sondierungsprojekt wurden rund 85 Gemeinden im südlichen Waldviertel analysiert und die notwendigen Schritte auf dem Weg zu kommunalen Energienetze identifiziert. In dem Leitprojekt RESET schließen wir hier nahtlos an und erarbeiten ganzheitliche, digitale Lösungen, die sich flexibel anpassen lassen und die Wende hin zu erneuerbaren Energien voranbringen. Wir binden Erneuerbare- und Bürgerenergiegemeinschaften (EEG & BEG) sowie Nah- und Fernwärmenetze (NWN & FWN) ein und tragen dafür Sorge, dass den beteiligten Organisationen und Unternehmen ein wirtschaftlicher, ökologischer und sozialer Mehrwert entsteht. Konkret fokussiert das Reallabor RESET auf bidirektionale Ladestationen, Speicher- und Wärmepumpen­systeme sowie biogene und solare Anlagen, Gebäudesanierung und -optimierung.

Ziele

Das Hauptziel von RESET ist es einen Beitrag zur Energiewende zu leisten und die Anhängigkeit von fossilen Brennstoffen im ländlichen Raum zu reduzieren. Dafür gilt es folgende Unterziele zu erreichen:

• Reduktion des Energieverbrauchs bei “Wärmegewinnung” und “Mobilität”.
• Unterstützung der Bevölkerung fossile Energieträgern durch nachhaltige, erneuerbare Energie zu ersetzen.
• Aufbau und Ausbau flexibler und resilienter Energienetze mit Hilfe intelligenter Steuerungstechnologien zu unterstützen.
• Aufbau von Mess-, Daten- und Regelungsinfrastrukturen als Test-Umgebung für zukünftige Forschung und Innovationen.
• Integration der Bevölkerung, um die Akzeptanz von Technologien, die auf alternativen Energieträgern beruhen, zu erhöhen.

Methodik

Das Projekt berührt zahlreiche Aspekte der alternativen Energiegewinnung und -bereitstellung auf verschiedenen Organisationsebenen, denn dezentrale Energiesysteme im ländlichen Raum umfassen einzelne Gebäude, ganze Gemeinden aber über die Gemeindegrenzen hinausgehende Energienetze. Das erfordert die Anwendung verschiedener Methoden und Tools. Für die Netzwerkplanung nutzen wir die Software OptEnGrid und erweitern dessen Funktionalität, damit sich optimale Technologieportfolios sowie Maßnahmen zur Sanierung und Flexibilisierung basierend auf wirtschaftlichen, regulatorischen und technischen Rahmenbedingungen berechnen lassen. Ein interoperables Datenmanagement erleichtert die Verarbeitung, Analyse und Nutzung von Energiedaten. Außerdem entwickeln wir mit Hilfe von Machine-Learning ein adaptives und prädiktives Energiemanagementsystem, das Energieerzeugung und -nutzung prognostizieren kann, den Echtzeitbetrieb optimiert und Effizienz, Resilienz und Stabilität erhöht. Ethnografische Methoden, Design Science Research und qualitative Interviews helfen uns dabei, die Bedürfnisse der Bevölkerung zu verstehen und maßgeschneiderte Lösungen zu entwickeln.

Innovationsgehalt

In dem Projekt RESET entwickeln wir innovative Systemlösungen für regionale Energiesysteme und decken dabei die gesamte Prozesskette ab. Wir nutzen OptEnGrid, um die Systeme so zu gestalten, dass sie in Echtzeit geregelt und optimiert werden können. Außerdem erweitern wir die Funktionalität von OptEnGrid, indem wir neue Module für Biogas- und Wasserstofftechnologien und bidirektionalen Ladestationen zufügen. Für die Echtzeitsteuerung testen wir zusätzlich den Einsatz von Smart- & Microgrid-Reglern (SMG).

Am Ende des Projektes steht eine Reallabor-Plattform einer breiten Öffentlichkeit zur Verfügung. Über diese Plattform erhalten Privatpersonen Zugang zu Demoversionen von OptEnGrid und zu einem Monitoring-Programm. Informationen zu finanzielle Beteiligungsmöglichkeiten an regionalen Energieprojekten werden ebenfalls bereitgestellt.