能源转型：城市面临紧张局势

A位于比尔布鲁克的汉堡-荷尔斯泰因运输公司 (VHH) 的巴士站有很多活动。 今天下午有很多车辆来来往往。 你仍然闻不到柴油机废气的味道。 当司机结束轮班时，他们只需将公交车连接到电网进行短暂充电，然后再返回道路。 Billbrook 于 2023 年 9 月开业，是 VHH 的第一个专门用于电动公交车的停车场，配备 41 个停车位。

仓库经理帕特里克·费舍尔 (Patrick Fischer) 表示，到目前为止的体验非常好。 “公交车整夜充电。 换班时进行中间充电，这足以完成长达 18 小时、行驶 400 至 450 公里的完整循环。”充电基础设施团队负责人 Tim Schlotfeldt 可以在他的监视器上查看和分析大量数据：用了多少电量整个停车场和个别公交车目前的充电情况，以及过去 24 小时内充电需求最大的情况下使用了多少电量，这种透明度是由城市运营的“eRound”程序的系统软件创建的。电网运营商 汉堡 已开发。 “通过‘eRound’，我们通过与 VHH 等大型能源消费者的对话来优化电力采购，”Stromnetz 汉堡创新管理主管 Bastian Pfarrherr 说道。 通过这种方式，可以防止网络过载。

全面投入运营后，汉堡电网将从根本上重组德国第二大城市的电力供应——电网将适应能源转型和未来的技术要求。 这相当于对现有长约 29,000 公里的网络的重新改造。 这是这座汉萨城市历史上最大、最复杂的能源项目。 电力将成为最重要的能源——目前由取暖油、天然气或煤炭产生的建筑热量，未来将来自多达 175,000 个热泵，或者在区域供暖中，来自大型浸入式加热器，因此——称为电热系统。

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电力驱动旨在取代车辆中的内燃机。 在购买奖金突然终止后，德国电动汽车的销售陷入停滞。 但公共和私营部门的车队运营商仍在继续重新平衡库存。 仅 VHH 规模较大的姊妹公司 Hochbahn Hamburg 就希望到 2030 年代初将其现有的 1,100 辆汽车改装为电动公交车。 此外，当地公共交通中还有多达 10,000 辆自动驾驶电动汽车，主要由 Moia 公司运营。 拥有新 S4 线 S-Bahn 线的 Deutsche Bahn 和拥有新 U5 线地铁线的 Hochbahn 未来也将需要更多的电力。

来自传输网络的电力到达汉堡的传输点，最高电压为 380,000 伏。 在城市本身，汉堡电网拥有数十个大型变压器和数千个小型变压器，将能源电压从 110,000 伏的中间电压降到 10,000 伏，供大型能源客户（例如企业）使用，为私人家庭提供 400 伏电压。 230伏来自家里的插座。 主要挑战是保持未来电气化水平显着提高的大城市的网络稳定和高效，而不必在城市中使用化石燃料发电厂。 最重要的是，汉堡电网需要“eRound”系统来实现这一目的。

为汉萨城市 120 万网络客户提供服务异常复杂 – 在汉堡，空客、安赛乐米塔尔或港口物流集团 HHLA 等大型经济消费者的比例特别高。 电力不再只从较大的发电厂单向流向消费者——数以万计的消费者本身也可能是发电者，特别是在商业和私人使用的太阳能系统的帮助下。 电网革命将是漫长而昂贵的，由城市税收提供资金：“汉堡电网的转换和扩张是一个庞大的项目，我们将在未来二十年中管理它，”汉堡电网老板安德烈亚斯说塞尔贝。 “我们几年前就启动了第一个必要的网络措施，这也意味着网络更加智能，并在过去十年中投资了 20 亿欧元。 从今天的角度来看，这个价值将在未来十年内进一步增长到50亿欧元。“我们迫不及待”想看看我们当前的业绩预测是否会完全实现。 全面提升实力，实在是太费时间了。”

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2000 年代初，瑞典 Vattenfall 集团从汉堡电力公司 (HEW) 接管了该市的电力网络、区域供热网络和发电厂股份。 2013年公投后，相关公司不得不将电力、天然气和区域供热网络卖回市政府。 通过重新市政化，汉堡与许多德国城市一样，可以再次控制自己的能源网络。 考虑到与能源转型相关的巨大挑战，这应该是一个主要优势，在电力供应方面也是如此：“根据目前的 Prognos 研究，到 2045 年，汉堡的最大负荷可能从目前的约 1,600 兆瓦增加到 3,600 兆瓦 – Stromnetz 汉堡资产管理主管 Kevin Meyer 表示：“而且根据一些研究，增至 4,800 兆瓦的发电量也是可以想象的。” “该研究预测，到 2045 年，汉堡的用电量将从目前每年约 12 太瓦时增加到约 19 太瓦时。” 电力行业将网络中承载的电力输出称为“负荷”。

未来的电网与当前的电网几乎没有共同之处。 未来的能源供应——不仅在汉堡，而且在整个德国——从交通和建筑供热到许多工业生产过程，电气化程度将比今天高得多。 在未来几十年里，数以万计的新小型电力生产商将加入到已经大量的专业电力供应商的行列中，这些供应商通过汉堡网络将电力输送给客户——正如联邦网络局规定的那样，“没有歧视”。 与此同时，电力消费者的数量正在增加数以万计，这对公共生活产生了影响：“我们目前每年大约有 5,000 个所谓的‘挖掘证书’，即电网建设工作许可证，其中2,500 个是较大的建筑工地，”Meyer 说道。 “未来几年这将大幅增加。” 为了实现这一目标，汉堡电网“绝对”需要更高效的审批程序。

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未来的电网将是多极的、互动的、高度沟通的。 因为性能不仅在消费方面不断变化，而且在生产方面也在不断变化。 如今，绝大多数可再生电力来自风能和太阳能——来自波动且不可靠的能源。 它们必须配备适合大容量存储的存储设备，以便能够跨越夜晚和间歇期：大型电池适合于此，但最重要的是热水存储系统和通过电解从水中获得的氢气。

“eRound”计划是 Stromnetz 汉堡控制电网发展的重要工具。 在布拉姆菲尔德公司总部的一间办公室里，Bastian Pfarrherr 和 Kevin Meyer 展示了它的工作原理。 汉堡目前有 2,000 个公共充电站，其中约 1,600 个通过“eRound”进行监控。 汉堡最繁忙的公共充电站位于 Rothenbaumchaussee 60 – 过去 30 天内，汽车已在该站充电 760 次。

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通过“eRound”和其他计划，Stromnetz 汉堡除其他外可以了解有多少新电力用户和电力生产商进入电网。 目前约有 13,500 个私人运营的屋顶太阳能系统或所谓的“阳台发电厂”、5,200 个正式注册的充电站（即所谓的“壁箱”）以及约 5,000 个电池存储系统。 “汉堡大约有 300,000 栋建筑物。 “当涉及到存储、壁箱或太阳能系统时，我们已经可以模拟每栋建筑的未来需求和能源输入，”迈耶说。 电网将根据预测数据进行扩建。 “我们必须从每年 3 公里的新网络建设增加到 30 公里的新建设。 我们根据预期负载扩展网络。” 如果可能的话，我们尝试通过负载管理来实现最大性能，“这样我们就不必不必要地扩大和扩展网络。”

如果存在网络过载的风险，Stromnetz汉堡可以减少电力运输——即使传输系统运营商50Hertz没有向汉堡输送足够的电力。 “如果存在网络过载的风险，我们不会阻止消费者购买电力。 但例如，我们可以将电力负荷从通常的 100% 减少到 80%，以缓解网络压力。”Pfarrherr 说道。 “根据《能源工业法》第 14a 条，自 1 月 1 日起这已经成为可能。 最重要的是，我们希望以有利于电网的方式影响电力消耗，即使对于较小的消费者也是如此。”

扩大网络的最大推动力尚未到来。 未来，大多数超市的停车场都将设有电动汽车充电站，而不仅仅是那里。 “例如，我们还想与学校当局讨论是否可以在放学后使用汉堡学校的停车位为电动汽车充电。”

与此相比，汉堡电网的一些传统任务似乎显得平淡无奇。 港口新城变电站开关盒上的橙色贴纸上写着“Elbtower 1”至“Elbtower 4”。 在该系统中，高压电流从110,000伏降低至10,000伏。 目前没有人知道“Kurzer Olaf”遗址是否真的会成为易北河大桥上令人自豪的高层建筑。 但变电站的连接已预留给破产的奥地利 Signa 集团的声望项目，该项目由汉堡前市长和现任总理奥拉夫·肖尔茨 (SPD) 在政治上帮助启动。 无论如何，如果易北塔投入运营，它肯定会获得电力。