In Oldenburg entsteht ein Test-Quartier zur Sektorenkopplung

Wasserstoff dient als Energie-Puffer der Zukunft

Modellprojekt testet Sektorkopplung. © Stadt Oldenburg/Jens Gehrcken

Wie kann ein Stadtviertel aussehen, in dem Bewohner und Firmen Energie selbst erzeugen und gegenseitig nutzen? Das soll ein Modellprojekt in Oldenburg in den nächsten Jahren zeigen. Im Mittelpunkt des Energiemarktes steht dabei auch eine Wasserstoff-Anlage.

Einst starteten auf dem Fliegerhorst Oldenburg Kampfflugzeuge, heute ist die ehemalige Landebahn ein riesiger Solarpark mit 13,9 Megawatt Leistung. Auf dem Rest des Areals soll ein neuer Stadtteil mit 900 Wohneinheiten entstehen. 3,9 Hektar dieser Siedlung hat die Stadt für eine besondere Entwicklung reserviert: Hier sollen die Bewohner in einem Reallabor Erkenntnisse für die smarten Städte der Zukunft liefern.

Das erste von mehreren Forschungsgebieten soll dabei Energie sein, berichtet Projektkoordinator Sven Rosinger vom Informatik-Forschungsinstitut OFFIS: das "Energetische Nachbarschaftsquartier" (ENaQ). "Es ist gut, dass wir die ersten sind, denn Energieinfrastruktur erfordert Bauarbeiten", sagt Rosinger. Zwar gibt es in dem dritten von insgesamt fünf Bauabschnitten des Fliegerhorsts einige alte Militärgebäude, die saniert werden. Daneben werden aber in den nächsten Jahren Mehrfamilien-, Doppel- Einzel- und Reihenhäuser gebaut. So soll in den rund 110 Wohneinheiten des Reallabors mit Einzug der ersten Bürger ab 2021 eine Mischung aus Studenten- und Sozialwohnungen entstehen sowie solchen des freien Markts. Gewünscht ist eine vielfältige Bewohnerstruktur.

Reallabor arbeitet zehn Jahre

Spezielle Vorgaben für energetische Standards beim Bau gelten nicht. "Wir gehen davon aus, dass das der gesetzliche Standard sein wird", so Rosinger. Der Vorteil für die 21 Partner des ENaQ-Konsortiums besteht darin, dass sie sich bereits in das derzeit laufende Bebauungsplanverfahren einbringen können. So wurden von Anfang an Technikflächen für energietechnische Anlagen freigehalten. Zehn Jahre lang soll das Reallabor bestehen und Erkenntnisse darüber liefern, wie die Bewohner Energieangebote nutzen. Dafür steuern die Industriepartner acht Millionen Euro bei. Zu ihnen gehören ein Energieversorger, ein Netzbetreiber, Informationstechnologie- und Telekommunikationsunternehmen, Forschungs- und Entwicklungsinstitute, Universitäten, Komponenten- und Anlagenhersteller, Ausstatter für erneuerbare Energien sowie eine Wohnbaugesellschaft und ein Innovationsnetzwerk.

Gut 18 Millionen Euro kommen als Fördermittel von den Bundesministerien für Bildung und Forschung sowie Wirtschaft und Energie als Teil der Initiative "Solares Bauen/Energieeffiziente Stadt" des 6. Energieförderprogramms hinzu. Denn das ENaQ soll auf andere Kommunen übertragbare Erkenntnisse zu Smart-City-Technologien liefern, zur Digitalisierung der Energiewende und vor allem zur Sektorenkopplung mit dem Energieträger Wasserstoff (H2) - also die Verbindung von Strom, Wärme und Mobilität. In dem Quartier werden energetische Nachbarschaften entstehen, hoffen die Projektpartner: Erzeuger, die überschüssige Energie in andere Energieformen umwandeln und speichern oder direkt bereitstellen, sodass benachbarte Verbraucher diese nutzen können. Neben der Sektorkopplung will das Konsortium eine offene, sichere und datenschutzkonforme digitale Plattform entwickeln. Über die sollen die Bürgern den lokalen Energiemarkt automatisiert abwickeln.

Wasserstoff ist Baustein für Sektorkopplung

Die Forschungspartner blicken dabei auch auf soziale und betriebswirtschaftliche Zusammenhänge. Für Wasserstoff habe man sich entschieden, weil er ein wichtiger Baustein für die Sektorkopplung sei, erklärt Rosinger: H2 könne in Strom zurückverwandelt werden, aber genauso gut als Treibstoff für Brennstoffzellen-Fahrzeuge dienen oder nach einer Methanisierung ins Erdgasnetz eingespeist werden. "Wir wollen erproben, ob genügend Wasserstoff erzeugt wird und ob es sich rechnet." Ziel sei es nicht, dass Quartier autark zu halten, betont der Koordinator. "Es wird ganz normal ans Netz angeschlossen." Im Vordergrund stünden vielmehr Geschäfts- und Betriebsmodelle.

Gleichzeitig hoffe man jedoch auf möglichst viele Energieerzeuger im Fliegerhorst. Die beteiligte Wohnbaugesellschaft wolle zwar selbst keine Photovoltaik-Anlagen betreiben. Aber Investoren oder Genossenschaften sollen einmal die Dachflächen der Mietshäuser dafür pachten. "Die Gespräche dazu laufen."

Ziel ist es, einen lokalen Energiemarkt zu schaffen: Bei Sonne sollen die PV-Anlagen einen Überschuss produzieren, der dann eingespeist oder als Power-to-Gas in Wasserstoff umgewandelt wird. Dazu baut der Projektpartner New Power Pack GmbH (NPP) direkt im ENaQ eine Wasserstoff-Anlage mit erweiterbaren Elektrolyse- und Brennstoffzellen-Modulen. Vorgesehen sind zunächst Module mit jeweils zirka 15 KW Leistung. Sie soll mittels Elektrolyse den Strom umwandeln (Power to Gas) und gegebenenfalls durch die Brennstoffzelle den Wasserstoff wieder zurück in Strom (Back to Power). "Wir wollen überschüssige Energie retten - woher auch immer", sagt Hilmer Heineke von NPP. Herzstück werde ein stationärer Wasserstoff-Speicher mit Kartuschen.

Die Anleg GmbH, ein weiterer Industriepartner, wird eine mobile H2-Tankstelle auf einem Anhänger zur Verfügung stellen. Die hat ein Fassungsvermögen von 6 x 36 Liter x 700 bar und kann Wasserstoff an stationäre Brennstoffzellen etwa zur Notstrom-Versorgung oder an verschiedenste Fahrzeuge abgeben - angedacht sind neben Pkw und Kleintransportern auch Rasenmäher oder Kehrmaschinen.

Zahlen zur Wirtschaftlichkeit gibt es noch nicht

Zur Wirtschaftlichkeit dieses Wasserstoff-Vorhabens gibt es noch keine Zahlen, da weitere Projektpartner derzeit Modelle mit den Bedarfen der Bewohner und Firmen errechnen. "Die Wirtschaftlichkeit ist in diesem Fall aber auch nachrangig, weil das ENaQ Vorbild sein möchte für andere Projekte", sagt Heineke. Ob und wie sich Wasserstoff-Strukturen errichten lassen, wie Zertifizierung, Zulassung und Betriebsgenehmigung ablaufen, ist ebenfalls Teil der Forschung. Zudem soll mit dem ENaQ ausdrücklich ein vereinfachtes Verfahren zur öffentlichen Genehmigung von Wasserstoff-Anlagen entwickelt werden.

Eine kleinere Anlage wie die für den Fliegerhorst angedachte läuft auf dem NPP-Firmengelände bereits im Dauerbetrieb. In Oldenburg warte man nur darauf, bis die vorgesehene Fläche vorbereitet sei, sagt Heineke. Wenn derartige Anlagen erst einmal in Serie gingen, könnten insbesondere die Brennstoffzellen- und die Elektrolysemodule auch deutlich günstiger werden. Zu diesem Durchbruch soll das ENaQ beitragen. "Im Moment ist das Manufaktur-Fertigung." Etliche Kommunen schauten aber schon genau, was in der niedersächsischen Universitätsstadt passiere, berichtet Heineke.

Gas dient als effizienter Langzeitspeicher

Wenn alle Anlagen installiert und die Bewohner eingezogen sind, soll ein ENaQ-Aggregator den Energiebedarf oder -überschuss im Quartier sowie das Marktangebot von Strommengen und Preisen beobachten. Gibt es zu günstigen Preisen grünen Strom zu kaufen, wird damit Wasserstoff erzeugt und die Energie solange gespeichert, bis es sich lohnt oder nötig wird, ihn zu verstromen oder an Fahrzeuge abzugeben. Auch den Handel mit dem Wasserstoff soll der Aggregator übernehmen.

Aus Sicht der Projektpartner ist das Gas der effizientere Langzeitspeicher als Batterien, weil letztere sich mit der Zeit entladen. Zudem sei die Ressourcenbilanz von H2 nachhaltiger. Zwar lohne sich die Stromerzeugung aus Wasserstoff im Moment noch nicht. Das könne sich aber in Zukunft ändern, meint Heineke. Vor allem in den ersten Jahren des Projekts soll der Wasserstoff daher an Fahrzeuge abgegeben werden. Denn in Nordwesten Deutschlands arbeitet man derzeit auch außerhalb des ENaQ daran, ein Schwerpunkt der Wasserstoff-Infrastruktur und -Technologie zu werden. Gut möglich also, dass der ehemalige Fliegerhorst bald wieder ein Startplatz wird - diesmal einer für zukunftsweisende Energie- und Quartiersentwicklungen. Daniel Völpel

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