cells4.energy – Regionale Energiezellen als Multi-Energy-Reallabore für eine schnelle Systemtransition
Entwicklung eines skalierbaren und einfach übertragbaren Energiezellenkonzepts, das ganze Wertschöpfungsketten abbildet – von der Erzeugung über die Speicherung bis hin zu Transport und Nutzung von Energie.
Um die politischen Zielsetzungen wie 100%-erneuerbarer Strom 2030 oder 100%-erneuerbare Gesamtenergie 2040 erreichen zu können, ist sowohl eine erhebliche Beschleunigung des Ausbaus als auch eine Beschleunigung der Entwicklung damit verbundenen innovativen Technologien (Systemintegration, Schaffung Flexibilität, etc.) nötig. cells4.energy ermöglicht durch das Mittel des Reallabors, dass solche Innovation schneller getestet und ausgerollt werden können. Es wird ein diversifiziertes Spektrum von sechs unterschiedlichen Regionen und Anforderungen abgedeckt, in denen Modelllösungen und Technologien auf ihre Praxistauglichkeit validiert werden.
Zukünftige Situationen im Energiesystem, wie etwa Niedertemperaturfernwärme in Kombination mit Abwärmenutzung und Sektorenkopplung, werden in den Reallaboren realitätsnah abgebildet. Durch das Zusammenspiel von Komponenten und Systemelementen im Reallabor werden neue, Element-übergreifende Funktionen (z.B.: Flexibilität) im Energiesystem geschaffen.
Im Projekt cells4.energy wird ein skalierbares und einfach übertragbares Energiezellenkonzept entwickelt, welches ganze Wertschöpfungsketten abbildet – von der Erzeugung über die Speicherung bis hin zu Transport und Nutzung von Energie. Dieser Zellansatz wird auf technischer, regulatorischer, ökonomischer und gesellschaftlicher Ebene analysiert.
Das Leitprojekt cells4.energy wird gemeinsam mit dem parallel eingereichten Innnovationslabor act4.enery nlevel, Reallabore einrichten und verschiedene System- und Technologieentwicklungen darin abbilden. Das Projektvorhaben zielt dahingehend auf die Schaffung der Rahmenbedingungen zur Entwicklung und Demonstration eines regionalen, digitalen und sektorübergreifenden (Strom, Wärme, grünes Gas und Mobilität) erneuerbaren Energiesystems ab. Die Modelllösung in Form eines Zellkonzepts soll eine Grundlage für die umsetzbare Energiewende liefern und auf andere Regionen replizierbar sein.
Im Rahmen des Projekts soll ein Reallabor in Ostösterreich zur Durchführung von Demo- und Pilotvorhaben für regionale Energiesysteme und -gemeinschaften errichtet werden. Im Reallabor sollen unterschiedliche Technologien und Systeme technisch, wirtschaftlich und sozial erprobt werden. Dies umfasst unter anderem innovative Nahwärmenetze und regionale Wärmeverbünde, Regelungskonzepte für Systemdienstleistungen durch Energiezellen, koordinierte Ladekonzepte, hybride Kraftwerksanlagen mit Wasserstofflösungen, sowie umfassende Endkund:innenintegration. Mit der Errichtung des Reallabors sollen auch Pilotvorhaben zur Digitalisierung und IoT-Integration von Energiesystemen entwickelt werden. Für regionales Energiemanagement soll dazu ein Datenmanagementsystem entwickelt werden.
Angestrebte Ergebnisse bzw. Erkenntnisse
Das Projekt strebt die Entwicklung von Modelllösungen, welche in zukünftigen Innovationsprozessen hinsichtlich Energiewende replizierbar sind bzw. diese beschleunigen können. Im Konkreten soll das Vorhaben die folgenden Ergebnisse liefern:
- Ein praktikables Konzept für Energiezellen, welches skalierbar und replizierbar ist;
- Die Entwicklung und Standardisierung von marktreifen Konzepten und Finanzierungslösungen und Beteiligungsmodellen zusammen mit zukünftigen Investoren in Energiezellen
- Drei Protozellen und drei Energiezellen für die effiziente und schnelle Erprobung neuer Technologien und Systeme in einem Reallaborsetting
Darin sollen folgende systemische und technologische Innovationen entwickelt werden:
- Ein prototypisch getestetes Konzept für Wärmeenergiegemeinschaften, welche auch in Kombination mit Energiegemeinschaften im Strombereich funktionieren und verschiedene Quellen (Geothermie, Biomasse, Strom, Abwärme) und Speicher integrieren;
- Ein Proof-of-Concept für den Betrieb von netz- und systemdienlichen virtuellen Kraftwerken
- Validierte Lösungen von Wechselrichtern mit Grid-Forming-Funktionen
- Ein Proof-of-Concept eines resilienten Hybridkraftwerks mit nachhaltiger Wasserstoffproduktion
- Ein getestetes Konzept für die koordinierte und automatisierte Ladung von Elektrofahrzeugen mit User-Interaktion
- Eine Feststellung der Wirksamkeit von User-Interventionen über eine App hinsichtlich Energieeffizienz und Energieeinsparung
Durch die Implementierung von Energiezellen auf regionaler Ebene, werden langfristige Wachstumsperspektiven für diese Technologien, Produkte, Verfahren und Dienstleistungen geschaffen. Da bei dem gewählten übertragbaren Systemansatz besonders auf die Skalierbarkeit der Lösungen geachtet wird, wird es möglich sein, die regionalen Lösungen national und international in Form von Blaupausen bzw. Narrativen zu verbreiten. Dieser Schritt ist unter anderem besonders wichtig, um sie Sichtbarkeit der regionalen, österreichischen Technologien zu erhöhen, und das Bewusstsein zum Nutzen dieser Lösungen in der Öffentlichkeit zu schaffen.
