© TU Darmstadt/Felipe Fernandes

Fabrik der Zukunft stabilisiert das Stromnetz

In Darmstadt testen Forscher, wie Industriebetriebe künftig auf Schwankungen des Stromnetzes reagieren können, wenn der Anteil der erneuerbaren Energien weiter steigt. Das Bundeswirtschaftsministerium fördert das Verbundprojekt "Phi-Factory".

In den vergangenen Jahren ist in Darmstadt die Fabrik der Zukunft errichtet worden. Jetzt geht sie ans Netz. Im Forschungsprojekt "Phi-Factory", das Ende 2016 gestartet wurde, wollen Wissenschaftler der Technischen Universität (TU) Darmstadt sowie mehrere Unternehmen herausfinden, wie Industriebetriebe zur Stabilisierung des Stromnetzes beitragen können. Weil das Stromnetz künftig einen noch höheren Anteil erneuerbarer Energien transportieren muss, wird es stärkeren Schwankungen unterworfen sein. Firmen aus energieintensiven Branchen können dabei helfen, diese Schwankungen auszugleichen, indem sie ihren Energiebedarf stärker an Netz- und Erzeugerkapazitäten anpassen. Die Betriebe selbst erhöhen dadurch ihre Effizienz und erschließen zusätzliche Erlösquellen, weil sie neue Dienstleistungen für das Versorgungssystem erbringen können.

Beträchtliches Potenzial für Laststeuerung in der Industrie

Demand-Side-Management (DSM) heißt die Laststeuerung in Unternehmen. Ist die allgemeine Stromnachfrage im Netz sehr hoch, können Betriebe bestimmte Anlagen abschalten, ohne dass ihre Arbeitsprozesse beeinträchtigt werden. In Zeiten geringer Nachfrage können sie ihren Verbrauch hochfahren (mehr dazu bei "direkt erklärt"). Das DSM-Potenzial der Industrie allein in Deutschland liegt bei über fünf Gigawatt. Das sind mehr als fünf Prozent der im deutschen Stromnetz auftretenden Spitzenlast. Etwa 30 Prozent dieses Potenzials schlummern in der metallverarbeitenden Industrie und der Automobilbranche. An der Phi-Factory arbeiten neben drei Instituten der TU Darmstadt zwei kleinere sowie vier Großunternehmen mit. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) fördert das Verbundprojekt bis 2019 mit 4,8 Millionen Euro.

Eine Stunde Notbetrieb: Fabrik soll inselfähig werden

Auf dem Campus der TU Darmstadt ist in den vergangenen Jahren – ebenfalls mit Unterstützung des BMWi – eine Modellfabrik, die sogenannte ETA-Fabrik, entstanden. Am Beispiel eines metallverarbeitenden Prozesses wird dort die industrielle Fertigung in ihrer Gesamtheit betrachtet – von der Produktionskette bis zur Gebäudehülle. Ziel ist die energetische Optimierung des Betriebs (mehr dazu hier). Nun wird im Projekt "Phi-Factory" diese Modellfabrik in das Stromnetz integriert. Eine wichtige Rolle spielt dabei der neue Lithium-Ionen-Batteriespeicher. Dieser ergänzt das in der Fabrik bereits vorhandene kinetische Energiespeichersystem und verbessert das sogenannte "Peak Clipping", hilft also dabei, kurzzeitig auftretende sehr hohe Leistungsspitzen zu vermeiden. Ein weiteres Projektziel ist es, die Fabrik inselnetzfähig zu machen, damit sie bei einem Netzausfall eine Stunde lang im Notbetrieb fahren kann.