Wie ein Speicher bei der Energiewende hilft

Auch ein lokales Stadtwerk kann der bundesweiten Energiewende zum Erfolg verhelfen: In den vergangenen Jahren bauten die Stadtwerke Bielefeld ihre regenerative Erzeugung stark aus. Nun errichten sie als weiteren Schritt einen Hybridspeicher mit enormen 7 Megawatt Leistung. Dessen Aufgabe: überschüssigen Ökostrom zu speichern beziehungsweise zum Aufheizen des Fernwärmewassers zu nutzen. Das Projekt ist innovativ – solche Anlagen existieren in Deutschland kaum – und sorgt überregional für Aufmerksamkeit.

Regenerative Stromerzeugung lässt sich nicht exakt planen: Bei strahlendem Sonnenschein und Starkwind gibt es mitunter ein Überangebot, bei Windflaute und Dunkelheit fällt die Erzeugung aus. Entsprechend wichtig sind Stromspeicher als Ausgleich, sie verhindern bei starkem Wind das Abschalten von Windkraftanlagen und stabilisieren die Frequenz im Stromnetz. Eine solche Hybridspeicheranlage errichten die Stadtwerke Bielefeld gerade auf ihrem Betriebsgelände an der Schildescher Straße. Sieben Megawatt Leistung kann sie künftig bereitstellen und damit einen entscheidenden Beitrag zur Energiewende leisten.

Intelligente Speichersysteme sind ein Muss
Die Energieexperten der Stadtwerke Bielefeld wissen: Nur mit dem Bau weiterer Solar- oder Windkraftanlagen ist die Energiewende nicht zu meistern. „Schon heute ist an einigen Tagen im Jahr so viel grüner Strom im Netz, der gar nicht gänzlich genutzt werden kann. Damit dies möglich wird, benötigen wir intelligente Speichersysteme“, erklärt Klaus Danwerth, Projektleiter des innovativen Hybridspeichers.

Diese Speicherlösung stellt einerseits den Bielefelderinnen und Bielefeldern grüne Energie zur Verfügung, wenn sie diese benötigen. Zudem stabilisiert die Hybridanlage das Stromnetz. Denn wenn Solar- oder Windkraftanlagen mehr Strom produzieren, als verbraucht wird, droht die Frequenz im Stromnetz zu steigen. Aktuell werden in solchen Fällen Windanlagen abgeschaltet. Stattdessen kann demnächst der Hybridspeicher diese Energie speichern oder damit das Fernwärmewasser aufheizen. Überschüssiger Strom kann so sinnvoll genutzt werden. „In Bremen gibt es die bisher einzige vergleichbare Anlage. Sie ähneln sich allerdings nur in der Funktionsweise. Die Anlage in Bremen ist in einem Seecontainer untergebracht. Das ist die übliche Bauweise. Bei uns wird die Anlage in ein bestehendes Gebäude integriert. Das macht den Bau sehr anspruchsvoll“, so Thorsten Melzer, stellvertretender Projektleiter.

Batterien in Reihe geschaltet
Der Hybridspeicher besteht aus zwei Teilen. Zum einen ein reiner Batteriespeicher, in dem sich 22.173 Nickel-Mangan-Cobalt-Zellen (NMC-Zellen) befinden, die zu Batteriemodulen zusammengeschaltet werden. Der zweite Teil garantiert Ökostromabnahme, selbst wenn der Speicher voll ist: Denn zwölf sogenannte Widerstandsheizer erzeugen Wärme für das Bielefelder Fernwärmenetz. Bei Bedarf greifen sie den Strom ab und bringen das Fernwärmewasser auf die gewünschte Temperatur. Drei Gießharztransformatoren verbinden die große Batterie und die Widerstandsheizer mit dem Netz des Bielefelder Heizkraftwerks.

Da Strom und Wärme verbunden werden, bezeichnet man solch ein System als Sektorenkopplung. Der Vorteil: Der Batteriespeicher kann deutlich kleiner dimensioniert werden, ohne dabei Kapazität und Leistung der Gesamtanlage zu reduzieren. Dem Bau vorausgegangen war ein Test in einem Heizkraftwerk mit einem kleinen Batteriespeicher, den die Stadtwerke Bielefeld mit einem externen Projektierer durchgeführt haben. Ziel war, herauszufinden, ob auf Frequenzschwankungen im Netz schnell genug reagiert werden kann, um den Vorgaben des Übertragungsnetzbetreibers gerecht zu werden und ihnen entgegenzuwirken. Da der Test erfolgreich verlief, planten die Stadtwerke Bielefeld ihr eigenes System mit wesentlich mehr Leistung. Im Frühsommer wird der Hybridspeicher ins Strom- und Fernwärmenetz eingebunden.