Die Deutsche Bahn hat sich verpflichtet, ihre Treibhausgasemissionen über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg bis 2040 auf Net-Zero zu reduzieren. Die Nutzung erneuerbarer Energien und neuer Technologien ist dabei ein zentraler Baustein. Um Technologien und Energiekonzepte unter realen Bedingungen besser erforschen und testen zu können, betreibt die DB das RealLabor Energie in Berlin.
Ziel ist es, das Energiesystem der Deutschen Bahn an die Herausforderungen der Energiewende anzupassen. Das RealLabor Energie ist hierbei ein wichtiges Hilfsmittel. Es bietet die Möglichkeit, technologische Entwicklungsschritte an der kritischen Infrastruktur zu testen. Die Voraussetzungen sind dabei optimal: Sie bieten den Freiheitsgrad eines Labors und weisen zudem die realtypischen Herausforderungen der stationären Anlagen der DB aus. Dabei werden bestehende mit neuen technischen Komponenten vernetzt, wie zum Beispiel Photovoltaikanlagen, E-Ladestationen und Second-Life-Batteriespeichersysteme.
Maßgeschneiderte Lösungen für erneuerbare Energien
Das RealLabor Energie ist eine Kooperation im DB-Konzern, initiiert von DB Energie und DB Bahnbau Gruppe. Um die Voraussetzungen für eine nachhaltigere Energieversorgung der DB-Standorte zu schaffen, agieren beide Partner Hand in Hand. Weitere Akteure wie DB Systel unterstützen die Zusammenarbeit.
Dafür wurde zentral auf dem Testgelände am Markgrafendamm ein Showroom errichtet. Dort werden alle vor Ort platzierten Komponenten des RealLabors als ineinandergreifendes Netzwerk dargestellt und Energieflüsse, Interaktionen und Abhängigkeiten abgebildet. Softwarekomponenten wie Visualisierungs- und Automatisierungssoftware und intelligente Stromzähler – sogenannte Smartmeter – helfen dabei.
Die Komponenten des RealLabors im Überblick
Second-Life-Batteriespeicher
Der Second-Life-Batteriespeicher am Standort RealLabor Energie besteht aus gebrauchten E-Auto-Akkus. Insgesamt 27 Lithium-Ionen-Batterien wurden dafür wieder aufbereitet, in denen der vor Ort erzeugte Ökostrom gespeichert wird.
Photovoltaik-Carport
Ökostrom wird vor Ort unter anderem über eine Photovoltaikanlage erzeugt. Die PV-Module sind auf dem Dach des Carports installiert und haben eine Gesamtleistung von 7,38 kWp.
Solarmover
Beim Solarmover handelt es sich um ein innovatives PV-Modul. Das Besondere der sogenannten "Solarblume" ist die fächerformige Anordnung der einzelnen Module, die sich selbstständig nach der Sonne ausrichten können und so kontinuierlich Energie erzeugen.
Ladeinfrastruktur
Insgesamt drei AC-Ladestationen und eine DC-Ladestation sind auf dem Gelände des RealLabors installiert. Die beiden Ladetechnologien unterscheiden sich vor allem im Prozess, wie der Strom zur Batterie im E-Auto geleitet wird. Beim AC-Laden wird der Wechselstrom erst im Elektroauto in Gleichstrom umgewandelt und zur Batterie geleitet. Beim DC-Laden übernimmt die Ladestation die Umwandlung in Gleichstrom. Um die Ladestationen optimal auszusteuern und die Gesamtleistung zu begrenzen, kommt ein eigenes Lastmanagement zum Einsatz.
Niederspannungshauptverteilung
Die Niederspannungshauptverteilung ist das Herzstück des RealLabors. Sie bildet die Schnittstelle zum öffentlichen Netz und verknüpft alle Komponenten der Energieerzeugung, der Speicherung und des Verbrauchs. Die Kapazität ist so ausgelegt, dass künftig auch noch weitere Module in das Netz integriert werden können. Zähler für die Datenerfassung sorgen dafür, dass unterschiedliche Zähl- und Messkonzepte erprobt werden können.
Wasserstofftankstelle
Ein 25-Fuß-Container auf dem Gelände beherbergt eine Wasserstofftankanlage. Momentan dient sie zwar nur Demonstrations- und Schulungszwecken, könnte aber als Verbraucher von Strom fungieren und durch die integrierte Elektrolyse Wasserstoff erzeugen und somit Energie speichern.
Mit diesen Komponenten schafft die DB ein sogenanntes Micro Smart Grid – also ein intelligentes und in sich geschlossenes Stromnetz im Kleinformat – welches unter realen Bedingungen getestet wird. So kann in Zukunft Ökostrom vor Ort erzeugt, gespeichert und für den Verbrauch bereitgestellt werden. Die zentrale Steuerung und die Messsysteme sorgen dafür, dass die einzelnen Komponenten optimal aufeinander abgestimmt sind. Leistungsschwankungen innerhalb des Netzwerks können damit ausgeglichen werden.
Schritt für Schritt in Richtung Energiewende
Von der Planung bis zur Umsetzung: Beim Bau des RealLabors ist schon jetzt jeder Handgriff ein wichtiger Teil der Erprobung. Denn auch der Aufbau und die Integration der einzelnen Komponenten in das Gesamtsystem liefern bereits wichtige Erfahrungswerte für einen späteren Betrieb. Im nächsten Schritt sollen die Steuerungsmechanismen zwischen den technologischen Komponenten auf Basis des installierten Energiemanagements getestet werden.
In den kommenden Monaten wird das Micro Smart Grid durch weitere Komponenten stetig erweitert. Auch ein weiterer Batteriespeicher und eine Brennstoffzelle sind in Planung. Mittelfristig will die DB mit smarten, digitalen und dynamischen Ideen die übergreifenden Herausforderungen der Energiewende innerhalb des Konzerns noch nachhaltiger gestalten.
