Projektbeschreibung
Wasserkraft im Energiesystem der Zukunft stärken
Der Ausbau von Wind- und Solarenergie führt zu stärkeren Schwankungen im Stromangebot, wodurch sehr niedrige oder sehr hohe Strompreise häufiger auftreten als früher. Flexible Energiequellen werden daher immer wichtiger, um Angebot und Nachfrage im Stromsystem jederzeit im Gleichgewicht zu halten.
Wasserkraftanlagen verfügen über große Flexibilität und Speicherfähigkeit. In der Praxis orientiert sich ihr Betrieb jedoch häufig an der aktuellen Situation. Prognosen zu Wetter, Zuflüssen und Strommärkten fließen bislang nur begrenzt in die Entscheidungen ein. Bestehende Unsicherheiten werden daher im Betrieb nicht systematisch berücksichtigt, sodass wirtschaftliche Potenziale ungenutzt bleiben.
Hier setzt das Verbundprojekt FLOW an. Ziel ist es, Entscheidungsprozesse im Wasserkraftbetrieb systematisch zu verbessern und die Anlagen auf die Anforderungen zukünftiger Energiesysteme vorzubereiten. Durch die Entwicklung systematischer Vorhersage- und Planungsansätze sollen Unsicherheiten künftig besser berücksichtigt und die Wirtschaftlichkeit der Wasserkraft gestärkt werden, damit sie auch unter veränderten Markt- und Systembedingungen zuverlässig zur Energieversorgung beitragen kann.
Planung und Betrieb über alle Zeithorizonte verbinden
Um Entscheidungsprozesse im Wasserkraftbetrieb systematisch zu verbessern, entwickelt FLOW neue Planungs- und Regelungsansätze, die Prognosen zu Wetter, Zuflüssen und Strommärkten über verschiedene Zeithorizonte hinweg in den Anlagenbetrieb integrieren. Im langfristigen Zeithorizont von zehn bis zwanzig Jahren analysiert FLOW mögliche Entwicklungen von Energiesystemen und Strommärkten. Dadurch können Aussagen zur zukünftigen Rolle und Wirtschaftlichkeit der Wasserkraft getroffen und strategische Investitionsentscheidungen unterstützt werden.
Im mittelfristigen Bereich wird die Integration saisonaler Wetter- und Zuflussprognosen für Zeiträume von Wochen bis Monate in Marktsimulationsmodellen erprobt. Es wird untersucht, ob Preissignale und Speicherwerte die Einsatzplanung von Wasserkraftanlagen verbessern.
Für den kurzfristigen Betrieb entwickelt FLOW automatisierte Fahrpläne für Wasserkraftanlagen mit einem Planungshorizont von 24 bis 48 Stunden. Dabei werden erwartete Strompreise, erneuerbare Einspeisung sowie technische, ökologische und wasserwirtschaftliche Anforderungen gleichzeitig berücksichtigt.
Ein zentraler Bestandteil des Projekts ist die Entwicklung eines Assistenzsystems für die Leitwarte der LEW Wasserkraft in Gersthofen. Dieses unterstützt das Betriebspersonal mit nachvollziehbaren Handlungsempfehlungen und reduziert den manuellen Planungsaufwand. Die Erprobung im realen Anlagenbetrieb stellt sicher, dass die entwickelten Lösungen auf weitere Wasserkraftanlagen und Flusssysteme übertragbar sind.
Konkreter Nutzen für Praxis und Energiesystem
Die im Projekt entwickelten Methoden und Werkzeuge verbessern die technische und wirtschaftliche Nutzung der Wasserkraft und stärken ihre Rolle als klimafreundliche Flexibilitätsoption im Energiesystem. Betreiber erhalten belastbare Entscheidungsgrundlagen für Planung, Betrieb und Investitionen.
Im laufenden Betrieb ermöglichen die entwickelten Methoden eine präzisere Fahrplanerstellung, eine bessere Nutzung von Wetter- und Zuflussprognosen sowie eine höhere Reaktionsfähigkeit bei Hochwasser, Niedrigwasser oder starken Preisschwankungen. Dadurch wird der Planungsaufwand reduziert und Entscheidungen können verlässlicher und nachvollziehbarer getroffen werden. Die verbesserten Entscheidungsgrundlagen ermöglichen es, Wasserkraft in unterschiedlichen Marktsituationen gezielter einzusetzen: In Zeiten hoher Strompreise und knapper Erzeugung trägt sie stärker zur Versorgungssicherheit bei und reduziert den Einsatz fossiler Kraftwerke. Bei hoher Einspeisung aus Wind- und Solarenergie kann die Wasserkraft dagegen flexibel und netzdienlich eingesetzt werden und so die Integration erneuerbarer Energien unterstützen.
Nach erfolgreicher Demonstration am Pilotstandort lassen sich die entwickelten Ansätze auf weitere Wasserkraftanlagen und Flusssysteme übertragen. Damit schafft FLOW die Grundlage für eine breite Anwendung prognosebasierter Planungs- und Betriebsverfahren in der Wasserkraft und trägt zu einer flexiblen und klimafreundlichen Energieversorgung bei.
