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Für die 15 Millionen Menschen in Europa, die auf einer Insel leben, können die Stromkosten extrem hoch sein – die Rechnungen sind drei- bis viermal höher als auf dem Festland.
„Die fehlende Verbindung mit den Netzen auf dem Festland führt zu kleineren, stärker isolierten Netzen“, erklärt Leon Nielsen, Projektleiter beim CIRCE Technology Centre in Spanien. „Selbst dort, wo eine Vernetzung besteht, kann es sich um ein einziges Kabel handeln, wodurch das gesamte Netz sehr anfällig für Ausfälle ist.“
Außerdem sind viele Inseln auf teure importierte fossile Brennstoffe angewiesen, um ihren Strom zu erzeugen, was bedeutet, dass die Inselnetze in der Regel einen übergroßen CO2-Fußabdruck aufweisen.
„Die Ironie dabei ist, dass Inseln über leicht verfügbare erneuerbare Ressourcen verfügen“, sagt Nielsen. „Von Gezeiten über Wind, Sonne, Wasserkraft, Geothermie bis hin zu Biomasse – Inseln bieten sich erneuerbare Optionen, und wenn man die Besonderheiten jeder Insel erforscht, wird man feststellen, dass es immer einen Weg zu mehr erneuerbarer Energienutzung, Energieunabhängigkeit und Klimaneutralität gibt.“
Die Herausforderung ist es, dass die kleinen, isolierten Netze auf den meisten Inseln nicht für einen hohen Anteil an erneuerbaren Energien ausgelegt sind. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts INSULAE wird den europäischen Inseln geholfen, diese Herausforderungen zu bewältigen und ihr Potenzial an erneuerbaren Energien besser zu nutzen.
„Durch die Unterstützung von Inseln beim Ausbau der erneuerbaren Energien, der Energieeffizienz, der Energiespeicherung und des sauberen Verkehrs bestand das Ziel des Projekts INSULAE darin, eine stabilere Versorgung mit günstiger, sauberer und zuverlässigerer Energie zu gewährleisten“, fügt Nielsen hinzu.
Potenzial der erneuerbaren Energien demonstrieren
Dazu wurden im Rahmen des Projekts eine Reihe von Pilotversuchen auf den Inseln Unije in Kroatien, Bornholm in Dänemark und Madeira in Portugal durchgeführt.
Auf Unije wurde der Einsatz von Solaranlagen und Batterien als Mittel, um 100 % Dekarbonisierung zu erreichen, untersucht. Die Forschenden arbeiteten außerdem daran, die Wasserknappheit auf der Insel zu beheben, indem sie das Wassersystem in das elektrische System integrierten.
„Wir konnten nachweisen, wie kleine, wasserarme Inseln eingeschränkte erneuerbare Energie nutzen können, um Brackwasser oder Meerwasser zu entsalzen und so den Bedarf an CO2-intensiven Wassertankwagen zu verringern und den Menschen klimaneutrales Wasser zur Verfügung zu stellen“, erklärt Nielsen.
Auf Bornholm konzentrierte sich das Projektteam auf die Installation eines neuartigen superschnellen Ladesystems und einer Batterie für Elektrofahrzeuge, die auf einer vollständigen Gleichstromarchitektur basieren und Solarenergie nutzen.
Die Forschenden überprüften auch, wie eine bestehende Biogasanlage aufgerüstet werden könnte, um mittels Elektrolyse einen höherwertigen Brennstoff zu erzeugen. „Die Idee war, Biogas als zuverlässige Energiequelle zu positionieren, um die von anderen erneuerbaren Energiequellen nicht abgedeckten Lücken zu füllen und die Fähigkeit eines bestehenden lokalen Netzes zu sehen, auf die Herausforderungen einer sehr hohen Durchdringung mit erneuerbaren Energien zu reagieren“, bemerkt Nielsen.
Auf Madeira untersuchte INSULAE den Einsatz neuartiger intelligenter Ladetechnologien und der Netzintegration von Elektrofahrzeugen zur Glättung der Energienachfrage. „Wir haben bewiesen, wie die Netzintegration von Elektrofahrzeugen, bei der Energie aus der Batterie eines Elektrofahrzeugs in das Stromnetz zurückgespeist wird, den Inselnetzen dabei helfen kann, die Spitzen und Täler des Energieverbrauchs zu bewältigen, insbesondere in Anbetracht des voraussichtlichen Anstiegs der Stromnachfrage aufgrund der Elektrifizierung des Verkehrs“, sagt Nielsen.
Zusätzlich zu den Demonstratoren wurde im Rahmen des Projekts INSULAE auch ein innovatives Instrument zur Investitionsplanung konzipiert. Das Softwareprogramm wurde eigens für den Inselkontext entwickelt und kann bei der Energieplanung auf höherer Ebene eingesetzt werden.
„Kurz gesagt, das Instrument hilft, den Zustand des aktuellen Energiesystems einer Insel zu modellieren und dann zukünftige Energieszenarien zu planen, die sich im Laufe der Zeit entwickeln“, so Nielsen. „Dazu gehören zum Beispiel erwartete Veränderungen der Nachfrage und die Integration erneuerbarer Energien zur Optimierung der Senkung der CO2-Emissionen oder andere spezifische Ziele der Inselgemeinschaft, die das Netz nutzt.“
Energieversorgung dezentralisieren
Laut Nielsen befinden sich viele der projektintern entwickelten Demonstrationstechnologien in der Endphase der Kommerzialisierung. In einigen Fällen wurden sie bereits von anderen Inseln und Orten übernommen, die nicht am Projekt beteiligt waren.
„Die Forschung und die technologischen Entwicklungen von INSULAE zeigen deutlich die technische und wirtschaftliche Realisierbarkeit der Dekarbonisierung und Dezentralisierung der Energieversorgung von Inseln“, schließt Nielsen. „Ich bin zuversichtlich, dass unsere Arbeit den Inseln letztlich eine größere Autonomie in Bezug auf die Energieversorgung und -sicherheit verschaffen wird, während gleichzeitig die Energiekosten und vor allem die CO2-Emissionen gesenkt werden.“