Stadtwerke Norderstedt: „NEW 4.0 liefert wichtige Forschungserkenntnisse und bereitet den Weg hin zur Elektromobilität“

von Janina Grimm, 
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Kompetent und aus voller Überzeugung leitet Diplomingenieur Thorsten Meyer der Stadtwerke Norderstedt im Rahmen von NEW 4.0 ein richtungsweisendes Forschungsprojekt. Dieses zielt vor allem darauf ab, den Stromverbrauch privater Kunden mit den Peak-Zeiten der Windkrafterzeugung zu koppeln. In einem Gespräch präsentierte er die technischen Details und verriet uns, welche Geschäftsbereiche die Stadtwerke Norderstedt in Zukunft erschließen möchte. Die Elektromobilität spielt hierbei eine prominente Rolle. Eine inhaltliche Zusammenfassung folgt im Anschluss.

Grafik: Shutterstock

Versorgungssicherheit als Leitmotiv kommunaler Energieversorger

Warum sich die Stadtwerke Norderstedt im Verbundprojekt NEW 4.0 engagiert, liegt auf der Hand: Im digitalen Zeitalter ist eine ungestörte Stromversorgung existenziell. Entsprechend stellt die Versorgungssicherheit für die Stadtwerke Norderstedt als kommunales Unternehmen, das im öffentlichen Auftrag die Gemeinde und ihre Mitglieder zuverlässig mit Strom, Gas, Wärme und Wasser versorgen soll, oberstes Handlungsprinzip dar.

Erneuerbare Energien – Gut fürs Klima, problematisch für die Netzstabilität und Versorgungssicherheit

Auch der Ausbau regenerativer Energien in Deutschland ist absolut notwendig für den Klimaschutz, stellt unsere Netzstabilität allerdings vor eine große Zerreißprobe. Das hängt damit zusammen, dass jederzeit so viel elektrische Energie erzeugt wie verbraucht werden muss, um die Netzfrequenz möglichst konstant auf 50 Hertz zu halten. Bei starken Abweichungen können elektrisch betriebene Geräte kaputt gehen. Im schlimmsten Fall droht der Blackout. Mit konventionellen Kraftwerken lässt sich die Stromzufuhr und somit die elektrische Spannungslast gut steuern und austarieren. Bei den erneuerbaren Energien ist das nicht so einfach. Wind und Sonne sind stark wetterabhängig. So unbeständig wie das Wetter ist, so schwankt auch die Erzeugung von Solar- und Windstrom. Das birgt ein großes Risiko für das Stromnetz und die Versorgungssicherheit.

Windräder stehen immer öfter still – das muss sich ändern

In Norddeutschland tut sich eine zusätzliche Herausforderung auf. Wegen des starken Zubaus von Windkraftanlagen in Schleswig-Holstein wird mehr produziert als Bedarf besteht. Ein Teil kann zwar über sogenannte Stromautobahnen in den Süden abtransportiert werden. Der Ausbau des deutschen Stromnetzes geht jedoch sehr schleppend voran. Es fehlen Kapazitäten, weshalb Windräder zunehmend stillgelegt werden müssen. Das ist weder wirtschaftlich noch klimapolitisch sinnvoll.

Die Lösung: intelligentes Lastmanagement

Daher sind zusätzlich zum bundesweiten Netzausbau innovative Ansätze im Bereich der regionalen und dezentralen Stromversorgung gefordert. Genau hier setzt Thorsten Meyers Projekt an, genauer beim Lastmanagement, ein System das Strombedarf und -erzeugung besser aufeinander abzustimmen vermag und damit eine effizientere Energiebilanz verspricht.

Rechte: Stadtwerke Norderstedt

Wie bringt man Menschen dazu, ihre Wasch- oder Geschirrspülmaschine gerade dann einzuschalten, wenn viel Windstrom produziert wird? So lautet die Kernfrage, um die sich das Forschungsprojekt dreht. Am besten über positive Incentives, so Thorsten Meyer. Daher bietet er seinen 1.000 Kunden, die sich vor gut zwei Jahren auf das Pilotprojekt eingelassen haben, eine satte Strompreisvergünstigung an, wenn sie sich an die Devise „regenerativen Strom nutzen, wenn viel davon verfügbar ist“ halten. Statt 28 bis 30 Cent pro Kilowattstunde zu zahlen, sind es dann lediglich 5 oder 15 Cent. Im Jahr könnten so circa 100 Euro Stromkosten eingestrichen werden.

Welcher der beiden dynamischen Tarifmodelle greift, hängt von der Nutzungsdauer der Gerätschaften ab. Mittels einer eigens designten App werden die Testpersonen per Push-Nachricht über das Vorhandensein überschüssigen Windstroms informiert. Danach haben sie entweder eine oder drei Stunden Zeit, vier elektrisch betriebene Geräte über speziell ansteuerbare Steckdosen, die vom städtischen Energieversorger durch das Glasfasernetz ferngeschaltet werden, gleichzeitig zu nutzen. Voraussetzung dafür ist der Anschluss an einen digitalen Smart Meter. Wie viel Strom in dieser Zeit verbraucht wurde, wird von einer „Smart-Home-Station“ – auch Gateway genannt – erfasst. Über das Smart-Home-Protokoll durch DECT oder Z-Wave wird eine Verbindung zu den Steckdosen hergestellt. Nur so lässt sich die konsumierte Leistung budgetieren. Vor Datenraub seien die Norderstedter aber geschützt, versicherte Thorsten Meyer. Denn die Daten werden nicht in einer Cloud sondern lediglich im Kommunikationsmodul gespeichert und über das Glasfasernetz der wilhelm.tel GmbH verschlüsselt übertragen.

Drei Jahre NEW 4.0 – Was hats gebracht und wie geht es weiter?

Im November 2020 endet das Förderprojekt. Für die Testkunden aus Norderstedt bedeutet das Abschied nehmen von ihren Steckdosen , den „homees“, den täglichen Push-Nachrichten und – last but not least – den vergünstigten Strompreisen. Ohne staatliche Förderung rentiert sich für die Stadtwerke ein Strompreis von 5 Cent die Kilowattstunde nicht. Thorsten Meyer erklärte warum: Der Strompreis für Haushaltskunden in Deutschland setzt sich aus vielen Komponenten zusammen. Von rund 30 Cent die Kilowattstunde entfallen lediglich 7,40 Cent auf die Stromerzeugung. Wenn ein Unternehmen nachhaltig ökonomisch arbeitet, kann der Verkaufspreis natürlich nicht unter den Kosten für die Produktion und den Vertrieb liegen.

Eine weitere Herausforderung stellt Thorstens Einschätzung nach das Eichen der digitalen Steckdosen dar. Nach deutscher Rechtsetzung müssen elektronische Zähler mit Abrechnungsfunktion in regelmäßigen Abständen auf ihre Messgenauigkeit überprüft werden. Darunter fielen auch die smarten Steckdosen, die während des Praxistests in Norderstedt zum Einsatz kommen. Würden diese im Anschluss an das Projekt weiter verwendet werden, müssten sie von den Stadtwerken geeicht, zertifiziert und mit einer Plombe versehen werden. Das ist aufwendig und kostspielig. Eine geeichte Steckdose hätte einen Einkaufswert von 400 bis 500 EUR; viel zu teuer als dass sich diese Investition für Haushaltskunden lohnen würde.

Doch selbst wenn das Projekt als solches nicht weiter fortbestehen kann, hat es über die Jahre viele wichtige Erkenntnisse geliefert und gezeigt, wie bedeutend Akzeptanzförderung und Digitalisierung für ein effizienteres und umweltfreundliches Energiesystem der Zukunft sind. Was nutzt die neueste und beste Technik, wenn die Menschen sie nicht anzuwenden wissen oder nicht bereit sind ihr Konsumverhalten zu verändern? Nicht viel. Umso wichtiger also sie teilhaben zu lassen. Wie es gelingen kann aus konventionellen Verbraucher*innen innovationsgeleitete Energiesparpioniere zu machen, konnte das NEW 4.0 – Projekt in Norderstedt so gut wie kein anderes unter Beweis stellen. Von Oktober 2018 bis Januar 2020 haben Thorstens Kunden 202 MW pro Stunde verschoben. Im Durchschnitt sind es 22 KW/h pro Haushalt. Allein deswegen, hat es sich gelohnt!

Doch das ist den Stadtwerken Norderstedt noch nicht genug. Das letzte Förderjahr möchten sie für weitere „soziale“ Experimente nutzen. Zudem feilen sie an der Entwicklung neuer Geschäftsmodelle, vor allem im Bereich der Elektromobilität. Über die Vermarktung, Installation und Wartung von sogenannten „Wall-Boxen“, heimische Autosteckdosen, könnten sich die Erkenntnisse und technologischen Neuentwickelten des Forschungsprojekts NEW 4.0 gut wiederverwerten lassen. Aktuell scheint die Nachfrage in Norderstedt groß zu sein. Es würde sich bei der Großzahl an privaten Wohnhäusern auch durchaus lohnen, intelligente Netz-gesteuerte Ladelösungen anzubieten. Thorsten Meyer blickt daher zuversichtlich in die Zukunft und sieht hier mehr Chancen als Probleme.

Über die Autorin

Profilbild zu: Janina Grimm

Seit September 2019 unterstütze ich als studentische Hilfskraft das gesamte Team des Clusters für Erneuerbare Energien Hamburg bei der Entwicklung, Umsetzung und Nachbereitung vielfältiger Fachveranstaltungen. Parallel studiere ich meinen Master in Energy Policy. Diese Kombination aus Praxis und Theorie birgt viele tolle Chancen, meine Kenntnisse im Bereich der Erneuerbaren-Energien-Branche und nachhaltiger Energiepolitik zu vertiefen. (Janina Grimm)

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