Leuna testet zentrale Steuerung der Energieflüsse

Eine Software soll künftig am Chemiepark Leuna in Sachsen-Anhalt Erzeugung und den Verbrauch von Strom und Wärme besser aufeinander abstimmen. Ein entsprechendes Forschungsprojekt haben das Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung, Institutsteil Angewandte Systemtechnik (IOSB-AST), und der Standortbetreiber Infra Leuna nun gestartet. Wie die Partner am 8. Oktober in einer gemeinsamen Mitteilung bekannt geben, wollen sie unter realen Bedingungen den technischen und wirtschaftlichen Nutzen eines zentralen Energiemanagementsystems untersuchen.

Das Vorhaben erfolgt im Auftrag des Kompetenzzentrums Energieeffizienz durch Digitalisierung („KEDi“), ein Projekts der Deutschen Energie-Agentur (Dena). Es wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE) beauftragt, kleine und mittlere Unternehmen sowie die Gebäudewirtschaft beim Einsatz digitaler Effizienzlösungen zu unterstützen. Das Kedi begleitet den Versuch und soll die Ergebnisse öffentlich zugänglich machen.

Der Chemiestandort Leuna erstreckt sich über rund 1.300 Hektar, eine Fläche so groß wie 1.820 Fußballfelder. Mehr als 100 Unternehmen sind dort angesiedelt. Infra Leuna betreibt die gemeinsame Infrastruktur und versorgt die Betriebe unter anderem mit Strom, Dampf und Erdgas. Zur Energieversorgung gehören Gas- und Dampfturbinenanlagen sowie Power-to-Heat-Systeme, die Strom in Wärme umwandeln. Zwei Koppelpunkte verbinden das Areal mit dem vorgelagerten Verteilnetz der Mitnetz Strom. Die verschiedenen Energieflüsse sind eng miteinander verflochten. Deshalb soll die Steuerung nicht einzelne Anlagen isoliert, sondern das Zusammenspiel am Standort optimieren.

Software erstellt Fahrpläne für Anlagen

Fraunhofer integriert dafür seine Software „EMS-EDM PROPHET“ in die bestehende Systemlandschaft von Infra Leuna. Sie soll Erzeugungs-, Verbrauchs- und Netzdaten aus dem Leitsystem erfassen und mithilfe künstlicher Intelligenz den Energiebedarf sowie die Einspeisung erneuerbarer Energien prognostizieren. Aus diesen Daten errechnet sie kostenoptimale Fahrpläne für flexible Anlagen. Dazu gehören Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK), Power-to-Heat-Systeme und geplante Batteriespeicher. Auch technische Betriebsgrenzen und regulatorische Vorgaben sollen in die Berechnung einfließen.

„Unser Ziel ist es, Energieerzeugung, -verbrauch und -speicherung sektorenübergreifend so aufeinander abzustimmen, dass Kosten sinken, Lastspitzen reduziert und das öffentliche Verteilnetz entlastet werden“, erklärt Fraunhofer-Projektleiter Sebastian Flemming.

Drei Anwendungsfälle stehen dabei im Mittelpunkt: eine verbesserte Energiebilanz durch die Abstimmung der Energieflüsse, der Austausch von Wärme samt Nutzung von Abwärme und eine automatische Reaktion auf Signale aus dem Stromnetz. Letzteres könnte, wie es aus Leuna heißt, dabei helfen, Leistungsspitzen am Netzanschluss zu verringern. Welche Einsparungen tatsächlich möglich sind, muss der Versuch zeigen.

Test unter realen Betriebsbedingungen

Die Partner führen das System stufenweise ein: Zunächst soll es Empfehlungen liefern, anschließend parallel zum laufenden Betrieb arbeiten und schließlich in einen Demonstrationsbetrieb übergehen. Die Erprobung unter realen Bedingungen ist für mindestens drei Monate vorgesehen, heißt es seitens der Projektparnter. Fraunhofer entwickelt und integriert das System und verantwortet Prognosen und Optimierung. Infra Leuna stellt die Infrastruktur, die Betriebsdaten und das technische Wissen über den Standort bereit.

„Mit dem Projekt wollen wir die Wirkung von datengetriebenen Energiemanagementsystemen beweisen und zur breiten Anwendung anregen“, sagt Erik Förster, Projektverantwortlicher beim Kedi. Zahlen zu erwarteten Kosteneinsparungen, vermiedenen Lastspitzen oder Projektinvestitionen nennen die Partner bislang nicht. Auch ein Termin für die Veröffentlichung der Ergebnisse ist noch offen. (ds)