Die kostengünstige Erzeugung erneuerbarer Energien und die rasante Elektrifizierung der Gesellschaft stellen die Stromnetze der Zukunft vor neue Herausforderungen. Gleichzeitig gewinnt die Gewährleistung der Versorgungssicherheit des Energiesystems zunehmend an Bedeutung.
Europa befindet sich in einem historischen Wandel. Die Energiewende und die Elektrifizierung treiben eine schnelle Erneuerung und den Ausbau der Strominfrastruktur voran. Da sauberer Strom fossile Brennstoffe ersetzt, wird sich der Stromverbrauch Finnlands bis 2040 voraussichtlich verdreifachen. Vor diesem Hintergrund ist es unerlässlich, die Widerstandsfähigkeit des Landes gegenüber Szenarien zu stärken, in denen das Stromnetz Bedrohungen ausgesetzt ist oder es zu einem plötzlichen Ausfall der Erzeugungskapazität kommt.
„Die Notwendigkeit, die Widerstandsfähigkeit und Sicherheit der Stromnetze zu verbessern, ist größer denn je. In einer Zeit globaler Spannungen besteht ein klarer Bedarf, Finnlands Vorsorge für Ausnahmesituationen zu stärken“, sagt Antti Arasto, Vizepräsident von VTT.
Laut Arasto bringen die Schwankungen erneuerbarer Energien, Energiespeicherlösungen und neue Lastarten – bedingt durch die industrielle Elektrifizierung, Elektromobilität und den steigenden Strombedarf aufgrund künstlicher Intelligenz – neue Dynamiken und höhere technische Anforderungen an das Stromnetz mit sich. „Die Energiewende erfordert ein aktives, ausgeglichenes und flexibles Stromnetz.“
Um Finnlands Position als Innovationszentrum für den Energiesektor zu stärken, eröffnet VTT die Forschungsinfrastruktur FutureGrid in Otaniemi. Diese neue Einrichtung bietet Entwicklern, politischen Entscheidungsträgern und der Industrie eine gemeinsame Plattform, um Herausforderungen des Energiesystems anzugehen und den Weg in eine klimaneutrale Zukunft zu ebnen.
„Früher war das Stromnetz strukturell einfacher, was die Implementierung neuer Lösungen erleichterte. Heute ist das System wesentlich komplexer, und seine Dynamik führt zu Situationen, die sich in realen Umgebungen nur schwer sicher untersuchen lassen“, erklärt Kari Mäki, Forschungsprofessor bei VTT. „Wir brauchen eine Umgebung, in der wir neue Lösungen testen und validieren können, ohne das Stromnetz oder seine Nutzer zu gefährden. VTT FutureGrid wurde genau für diesen Zweck errichtet.“
Die Energiewende erhöht den Druck auf das Stromnetz.
Das finnische Stromsystem gilt international als eines der fortschrittlichsten, und der Anteil an sauberem Strom hat deutlich zugenommen. Je höher der Anteil emissionsfreier Energie ist, desto wichtiger wird es, den zuverlässigen Betrieb neuer Lösungen auch bei Lastspitzen und Störungen zu gewährleisten.
Gleichzeitig drängen neue Akteure und Dienstleistungen auf den Strommarkt und stellen neue Anforderungen an Interoperabilität und Sicherheitsprüfungen. VTT FutureGrid bietet Unternehmen eine Plattform, auf der sie Produkte und Dienstleistungen vor dem Einsatz validieren können.
Diese Umgebung unterstützt sowohl junge Startups als auch etablierte Unternehmen und stärkt Otaniemis Rolle als internationales Zentrum für Energieinnovationen.
„Dezentrale Erzeugung sauberer Energie, Energiespeicherlösungen, Elektromobilität und flexible Nachfrage bringen neue Dynamiken in das Energiesystem. Gleichzeitig erfordern sie, dass sich Netzsteuerungs- und Schutzlösungen im gleichen Tempo weiterentwickeln“, betont Mäki.
Physisches Mikronetz und digitaler Zwilling für fortschrittliche Tests:
VTT FutureGrid kombiniert eine physische Mikronetzinfrastruktur mit einem Echtzeitsimulator, der über einen digitalen Zwilling angebunden ist. Dies ermöglicht die Erstellung umfangreicher virtueller Testszenarien.
Die Forschungsumgebung erlaubt die Entwicklung und das Testen von Software, Hardware und kompletten Systemen unter kontrollierten, aber dennoch realitätsnahen Bedingungen.
