Die Energiewende stellt das Stromnetz vor wachsende Herausforderungen. Um das Stromnetz bei hoher Auslastung und bei schwankenden erneuerbaren Energien zu stabilisieren, haben Fachleute des KIT Karlsruher Institut für Technologie, der THU Technische Hochschule Ulm, des ZSW Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg sowie des Übertragungsnetzbetreibers TransnetBW GmbH deshalb den hybriden Netzbooster entwickelt – eine innovative Kombination aus Batteriespeicher und wasserstofffähiger Gasturbine. Das jetzt abgeschlossene Forschungsprojekt zeigt, dass die Technologie sowohl technisch als auch wirtschaftlich überzeugt – und einen wichtigen Beitrag zur Netzstabilität leisten kann.
Batteriespeicher trifft Wasserstoff – das hybride Konzept des Netzboosters
Im eigens eingerichteten Netzlabor der Technischen Hochschule Ulm wurden die Komponenten unter realistischen Bedingungen erfolgreich getestet. Dabei wurde auch die Integration der Komponenten in ein zentrales Leitsystem konzipiert und evaluiert. Das Ergebnis des hybriden Netzbooster-Tests: Der Batteriespeicher wurde innerhalb von 2,4 Sekunden aus dem Standby-Zustand auf Nennleistung hochgefahren und nach 25,4 Minuten durch die Wasserstoffturbine abgelöst. Der Test konnte ein konstantes Leistungsband nachweisen – flexibel, effizient und emissionsarm.
Netzbooster fungieren als eine Art Sicherheitspuffer für das Stromnetz. Dadurch können teure Redispatch-Maßnahmen wie die Abregelung erneuerbarer Energien oder das Hochfahren konventioneller Kraftwerke vermieden und das Netz höher ausgelastet werden.
„Der hybride Netzbooster integriert die Vorteile von Batteriespeichern und Wasserstoffgasturbinen in einer gemeinsamen Systemlösung“, erklärt Jonas Lotze, Projektleiter bei der TransnetBW. „Damit schaffen wir eine resiliente und zukunftsfähige Lösung für die Herausforderungen eines klimaneutralen Energiesystems.“
Wirtschaftlichkeit im Fokus
Das Projektteam untersuchte mehrere Umsetzungsszenarien. Besonders vielversprechend erscheint eine 500-MW-Anlage mit einer Batteriespeicherkapazität von 176,5 MWh und einer an das Gasnetz angeschlossenen Turbine. Je nach Netzausbaustand können sich durch die Einsparung bei den Redispatchkosten sowie durch die Vermarktung am Regelreservemarkt Amortisationszeiten von drei bis sieben Jahren ergeben. Varianten mit zusätzlichem Wasserstoffspeicher erhöhen die Resilienz des gesamten Systems, führen jedoch zu höheren Kosten.
„Das Projekt liefert wichtige Erkenntnisse für den effizienten und wirtschaftlichen Einsatz neuer Technologien im Übertragungsnetz“, betont Michael Jesberger, Technischer Geschäftsführer der TransnetBW. „Hybride Netzbooster könnten künftig eine wichtige Rolle bei der Umsetzung der Energiewende spielen.“
Der hybride Netzbooster birgt erhebliches Potenzial, um die Netzauslastung und -stabilität deutlich zu verbessern. Künftige Untersuchungen sollten sich auf alternative Umsetzungsstrategien, Erlösmöglichkeiten sowie die Integration in bestehende Netztopologien fokussieren. Um den großtechnischen Einsatz zu ermöglichen, sind weitere Forschung und Pilotprojekte notwendig.
Das Projekt zeigt: Mit innovativen, sektorübergreifenden Ansätzen kann die Energiewende effizienter, wirtschaftlicher und nachhaltiger gestaltet werden.
