Multi-Use-Case Hamburger Hochbahn
Das innovative Projekt der Hamburger HOCHBAHN umfasst den Aufbau von Ladestationen für 240 Busse sowie die Nutzung der gewonnenen Erkenntnisse und Erfahrungen für ein Forschungsprojekt zur Datenanalyse. be.storaged unterstützt die Hamburger HOCHBAHN bei diesem Vorhaben, indem sie die gesamte Projektplanung durch Ramy Solimann, Ingenieur der Hamburger HOCHBAHN, übernimmt. Im Rahmen dieses Projekts wird ein Batteriespeicher zur Unterstützung der Ladeinfrastruktur installiert. Der Speicher, der in einem 45-Zoll-Container untergebracht ist, verfügt über eine Kapazität von 4 MWh Lithium-Ionen (LFP) und wird mit einem 4 MVA-Umrichter sowie einem 4 MVA-Transformator verbunden. Das firmeneigene 20-kV-Netz kann für den Transformator genutzt werden. Der Projektstart war im Oktober 2023, und die Fertigstellung ist für September 2024 geplant. Im Frühjahr 2024 werden alle Tiefbaumaßnahmen, einschließlich der Rohrverlegung, der Errichtung des Ringerders und des Fundaments, umgesetzt, um die Lieferung des Speichers Mitte Mai zu ermöglichen.
Einsatzgebiete und die Effektivität der Ladeinfrastrukturunterstützung
Der Batteriespeicher wird für das größte Elektrobusdepot geplant, das ab September 240 Busse an einem 150 kW Ladegerät anschließen wird. Der Hauptzweck des Batteriespeichers besteht darin, die ungewöhnliche Netznutzung zu optimieren und Flexibilitäten außerhalb der Spitzenlastzeiten zu vermarkten. Als nächster Schritt ist geplant, den Busbahnhof mit einer PV-Anlage auszustatten, um erneuerbare Energien zu erzeugen. Diese können dann durch den Batteriespeicher zur Eigenverbrauchsoptimierung genutzt werden. Das Projekt wird der HOCHBAHN wertvolle Erfahrungen liefern, die später auf andere Standorte übertragen werden können. Durch den Einsatz des Batteriespeichers wird eine verbesserte Gesamtflexibilität erreicht, was sich in reduzierten Netzentgelten und zusätzlichen Einnahmen aus der Vermarktung der Flexibilitäten niederschlägt. Darüber hinaus können weitere Batteriespeicher auf anderen Betriebshöfen Netzkapazitäten ausgleichen, was den Bedarf an Netzausbau reduziert.
Vorkehrungen und Integration des Speichers
Die HOCHBAHN verfügt über ein hofeigenes 20-kV Mittelspannungsnetz, wodurch das Speichersystem direkt angeschlossen werden kann. Jedoch sind ein Wechselrichter und ein Transformator zusätzlich erforderlich. Die Schaltanlage für dieses Konzept wurde bereits vorinstalliert, da vor einigen Jahren die Planung eines 110-kV Umspannwerks mit einer Wasserstofferzeugungsanlage begonnen wurde. Der Fokus liegt nun auf batterieelektrischen Bussen, die von dieser Infrastruktur und dem verfügbaren Platz profitieren. Die Carports und die Ladetechnik können direkt von der 20-kV-Ebene versorgt werden und die Vorbereitungen für den Aufbau beschränken sich daher auf eine Kernbohrung im Umspannwerk sowie die Koordination der Gewerke auf dem Hof, da das Projekt während der Betriebszeiten umgesetzt wird. Während Spitzenzeiten fahren rund 200 Busse innerhalb von 1,5 Stunden durch den Betriebshof. Die Koordination der Projektdurchführung muss diese Taktung berücksichtigen, da der Busbetrieb immer oberste Priorität hat. Eine Herausforderung wird daher die Planung von Kranarbeiten sein, die die temporäre Schließung einer wichtigen Durchfahrt erfordern.
Ziele und wirtschaftliche Erwartungen der Hamburger HOCHBAHN
Die HOCHBAHN arbeitet gemeinsam mit Stromnetz Hamburg, Helmut-Schmidt-Universität und der Technischen Universität Hamburg an dem Forschungsprojekt „KoLa“ (Koordinierungsfunktion des Verteilnetzes und Lastmanagement für den elektrifizierten Personenverkehr.)
Ramy Solimann äußerte sich dazu wie folgt: „In dessen Rahmen […] werden weitere Möglichkeiten im Kontext des Netzengpassmanagements erforscht und praktisch umgesetzt. Ziel des Projektes ist es, erste Erfahrungen mit dem Bau und insbesondere dem Betrieb eines Batteriespeichers zu sammeln und so wichtige Erkenntnisse für mögliche Folgeprojekte auf anderen Höfen zu gewinnen.“ Besonders interessant sind Daten, wie die Reaktionszeiten bei der atypischen Netznutzung, die Erlöse durch die Flexibilitätenvermarktung, die Leistungsflüsse – und gradienten, sowie die Batterieladestände und die Entwicklung des State of Health (SOH).
Die HOCHBAHN erwartet, dass sich die Anlage innerhalb von 10 Jahren rentiert. Ein ausschlaggebender Punkt für diese Erwartung ist die atypische Netznutzung in Verbindung mit der Flexibilitätenvermarktung. Auch die Haltbarkeit und erforderlichen Reparaturen spielen eine Rolle im wirtschaftlichen Fokus „Allgemeinen kann man aber sagen, dass Flexibilität im Stromnetz der Zukunft mit immer mehr volatilen Einspeisern eine immer bedeutendere Rolle spielen wird und diese dementsprechend auch vergütet werden muss“, fasst Ramy Solimann die Situation zusammen.
