Als Übertragungsnetzbetreiber bereitet Amprion den Weg für ein klimaneutrales Energiesystem. Dieser Wandel ist mit großen Herausforderungen für die Stabilität des Stromnetzes verbunden. Allein mit den Lösungen von heute werden wir sie nicht bewältigen. Zudem wollen wir in der Lage sein, das sektorenübergreifende Energiesystem von morgen zu planen und zu koordinieren. Auch dafür sind wir auf Innovationen angewiesen. Daher intensiviert Amprion seine Anstrengungen in den Bereichen Forschung und Entwicklung, arbeitet an neuen Technologien, kreativen Lösungen und ressourcenschonenden Konzepten.
Wir gestalten die Zukunft der Energiewelt mit – und das geht nur mit einem Denken, das nach vorne gerichtet ist.
Woran wir unter anderem arbeiten:
Future Transmission Lab
Das Future Transmission Lab ist eine interdisziplinäre Forschungsinitiative zur Zukunft des Übertragungsnetzes. Diesem steht eine tiefgreifende Transformation bevor: Denn damit Deutschland bis zum Jahr 2045 wie geplant klimaneutral werden kann, braucht es ein anderes Energiesystem. Das Übertragungsnetz spielt dabei eine Schlüsselrolle. Auf dem Weg dahin stellen sich viele Forschungsfragen. Um Antworten zu finden, hat Amprion das Future Transmission Lab ins Leben gerufen. In der Initiative kommen Wissenschaftler*innen und Promovierende aus sieben verschiedenen Fachrichtungen zusammen – von der Elektrotechnik über die Geografie bis zum Planungsrecht. Im regelmäßigen Austausch untereinander sowie mit den Fachabteilungen bei Amprion entstehen neue Ideen und Lösungsansätze. Mehr über die beteiligten Lehrstühle und die Forschungsprojekte erfahren Sie auf der Website des Future Transmission Lab.
Zum Future Transmission LabModellierung und Analyse des Energiesystems (ESMA)
Wie funktioniert das künftige klimaneutrale Energiesystem? Wie lassen sich die Energieträger Strom, Gas und Wasserstoff sowie die Sektoren Industrie, Mobilität und Wärmeversorgung integriert denken und planen? Dafür sind komplexe Szenarien zu berechnen, denn alles hängt mit allem zusammen. Amprion hat einen Prozess zur Energiesystem-Modellierung und -Analyse (ESMA) entwickelt, der Methoden und Tools kombiniert, um das Energiesystem der Zukunft zu modellieren und zu analysieren. Dazu gehört unter anderem die „Light Integrated System Analysis“ (LISA), mit deren Hilfe sich das Energiesystem sektorenübergreifend abbilden lässt. Dieses Tool kann auf Basis von Annahmen unter anderem Energie- und Transportbedarfe, Importe und Exporte, Preise und CO2-Emissionen darstellen. Diese Modellierungskompetenz hat Amprion unter anderem Partnern aus Wirtschaft und Politik, Verbänden und NGOs im Projekt „Systemvision2050“ zur Verfügung gestellt, um gemeinsam über Anforderungen an ein klimaneutrales Energiesystem diskutieren zu können.
Mehr zur SystemmodellierungInnovative Anlagen zur Systemstabilisierung
Die STATCOM in der Umspannanlage Kriftel
Der Umbau des Energiesystems schreitet voran: Konventionelle Kraftwerke werden nach und nach abgeschaltet. Sie haben bis dahin einen wichtigen Beitrag für die Netzstabilität geleistet, indem sie kurzfristige Frequenz- und Spannungsschwankungen ausgleichen. Diese Aufgaben müssen nun andere Anlagen übernehmen. Wir setzen dabei auf verschiedene innovative Technologien und Konzepte. So planen Amprion und Siemens Energy mit Partnern aus der Forschung die Entwicklung und den Bau des weltweit ersten rotierenden asynchronen Phasenschiebers (ARESS) in einem Netz mit einer Frequenz von 50 Hertz. Die leistungsstärksten Hybridanlagen zur Blindleistungskompensation finden sich ebenfalls bei Amprion: In der Umspannanlage Kriftel bei Frankfurt am Main wurde die erste dieser Art im Amprion-Netz in Betrieb genommen. Sie besteht aus zwei Einheiten: einem mechanisch geschalteten Kondensator mit Dämpfungsnetzwerk (MSCDN) und einem „Static Synchronous Compensator“ (STATCOM). Eine baugleiche Anlage findet sich in der Umspannanlage Kusenhorst in Haltern am See.
Mehr über innovative Anlagen zur SystemstabilisierungSchwarzstartfähige Offshore-Systeme zum Netzwiederaufbau
Schwarzstartfähige Anlagen können aus eigener Kraft und ohne Energiezufuhr von außen hochfahren. Das macht sie so wertvoll, um Stromnetze im Falle eines Zusammenbruchs wiederaufzubauen. Bislang haben konventionelle Kraftwerke diese Systemdienstleistung erbracht. Amprion arbeitet nun daran, dass auch Offshore-Windparks, die ans Stromnetz angebunden sind, in Konzepte zum Netzwiederaufbau einbezogen werden. Partner sind unter anderem Windparkbetreiber, Hersteller und Hochschulen.
Mehr darüber erfahrenPowergrid Pathfinder: Software zur Trassenplanung in Netzausbauprojekten
Einerseits muss das Stromnetz schneller geplant, genehmigt und gebaut werden. Andererseits berührt der Bau neuer Leitungen die Interessen vieler Menschen. Das kann zu Konflikten führen, die Genehmigungsverfahren verzögern. Schon bei der Planung von Netzinfrastruktur geht es Amprion daher darum, jegliche Art von Eingriffen und daraus erwachsende Konflikte zu minimieren – und dies nachvollziehbar zu dokumentieren. Dafür haben wir in Kooperation mit der TU Dortmund die Softwarelösung Powergrid Pathfinder entwickelt. Sie hilft dabei, Trassen so zu planen, dass es weniger Konflikte mit Stakeholdern in der Region gibt.
Modifiziertes Spülbohrverfahren zur Verlegung von Erdkabeln
Beim Netzausbau geht es darum, Eingriffe in die Natur möglichst gering zu halten. Um bei der Verlegung von Erdkabeln mittels Spülbohrverfahren zu verhindern, dass Bohrflüssigkeit aus dem Spülungskreislauf unkontrolliert austritt, hat Amprion ein neues, modifiziertes Spülbohrverfahren erfolgreich getestet und eingesetzt. Trassenplaner*innen steht künftig ein weiteres Werkzeug für die grabenlose und oberflächennahe Verlegung über große Entfernungen zur Verfügung.
Mehr zum SpülbohrverfahrenBalancing-Plattform MARI zur Beschaffung von Minutenreserve
Übertragungsnetzbetreiber wie Amprion halten die Frequenz im Netz stabil. Zu ihren Werkzeugen gehört die sogenannte Minutenreserve: Kraftwerke stellen kurzfristig Energie zum Ausgleich von Systembilanzabweichungen zur Verfügung. Bislang waren Netzbetreiber dabei auf die Nutzung von technischen Einheiten im Inland angewiesen. Seit Herbst 2022 betreibt Amprion im Auftrag der europäischen Übertragungsnetzbetreiber mit der „Manually Activated Reserves Initiative“ (MARI) eine europaweite Plattform für Minutenreserve. Über die Plattform können Netzbetreiber grenzüberschreitend Regelreserven günstiger beschaffen.
Online-Monitoring zur Informationsverarbeitung
Mit neuartigen Online-Überwachungssystemen können Informationen über den Zustand des Netzes und Auswirkungen des Netzbetriebs in Echtzeit verarbeitet werden. Bei Amprion werden kontinuierlich neue Systeme erprobt und eingeführt. Hierzu gehört auch, die Temperatur und Feuchte des Bodens in unmittelbarer Nähe von Erdkabeltrassen zu messen. Damit hat Amprion im Frühjahr 2022 entlang des deutsch-belgischen Interkonnektors ALEGrO begonnen. So lässt sich beurteilen, wie sich der Erdkabelbetrieb auf die Bodeneigenschaften auswirkt. Das Projekt wird in Zusammenarbeit mit Wissenschaftler*innen und bodenkundlichen Expert*innen umgesetzt.
Mehr zum Bodenmonitoring
Big-Data-Plattform zur Digitalisierung von Arbeitsmethoden
Die Menge der von Amprion verarbeiteten Daten steigt ständig. Zugleich steigt der Bedarf an Datenanalysen für verschiedene Zwecke. Um Daten für solche Anwendungen schneller und für verschiedene Fachbereiche einfacher verfügbar zu machen, setzt Amprion auf neuartige Tools zur Datenhaltung und Datenanalyse. Basis dieser Big-Data-Plattform ist der „Amprion Data Lake“ (ADLA). Diese Plattform bereitet Daten aus verschiedenen Quellen so auf, dass sie für unterschiedliche Anwendungsfälle gut verfügbar und flexibel nutzbar sind.
Mehr zur Big-Data-PlattformDownload
Lesen Sie mehr über die hier vorgestellten und weitere ausgewählte Innovationsprojekte im aktuellen Innovationsbericht:
