Der Watzmann ruft … und funkt auch im Krisenfall
Brennstoffzelle sichert nachhaltige Energieversorgung auf einer der höchstgelegenen Funkstationen Deutschlands
Der Watzmann fasziniert seit über 200 Jahren die Alpinisten aus aller Welt. Das Berchtesgadener Monument hat jedoch nicht nur eine feste Stellung im Alpinsport inne, der Berg hat auch das Potenzial, eine ganz besondere Rolle bei der Absicherung der Kommunikationsfähigkeit des bayerischen Flachlandes im Krisenfall zu werden. Mit von der Partie: ein Münchner Unternehmen für Brennstoffzellentechnologie, das die Energieversorgung der kritischen Infrastruktur abseits des Stromnetzes zuverlässig, sauber und nachhaltig sicherstellt.
Genau genommen handelt es sich beim Siqens Ecoport 800 um eine mit Methanol betriebene Wasserstoff-Brennstoffzelle. Der Wasserstoff wird erst im System aus Methanol gewonnen. Das bietet insbesondere an abgelegenen Standorten den Vorteil, dass flüssiges Methanol in Kanistern einfach zu transportieren und lagern ist. Bild: SIQENS GmbH
Die kleine Bergstation der Materialseilbahn auf der Westseite des Watzmannhauses wirkt auf den ersten Blick unscheinbar. Seit 1960 verbindet sie das auf knapp 2.000 m gelegene Watzannhaus mit der 600 Höhenmeter tieferen Talstation – und stellt so die Versorgung des Watzmannhauses sicher. Daneben dient die Bergstation allerdings noch einem ganz anderen Zweck: Sie beherbergt allerlei technische Geräte und Apparaturen, die mit Drähten und Schläuchen verbunden sind.
Der Hintergrund der wundersamen Technik unweit des Watzmanngipfels: Sie dient dem Betrieb einer Funkstation – allerdings nicht um Hüttengäste mit schnellem Internet zu versorgen oder die letzten Funklöcher des Berchtesgadener Naturparks zu decken. Vielmehr handelt es sich um ein Projekt, das zum zentralen Baustein ausfallsicherer Datenübertragung in Krisenfällen werden soll. Stromausfälle sind zwar auch im privaten Alltag lästig, echte Blackouts, also flächendeckende Stromausfälle über einen längeren Zeitraum, können aber mitunter fatale Folgen für die ganze Bevölkerung haben. Das gilt insbesondere für kritische Infrastrukturen (KRITIS), also solche Anlagen und Einrichtungen, denen eine wesentliche Bedeutung für die Aufrechterhaltung des alltäglichen Lebens zu Teil wird.
Das Smart Bayern Net Kritis
„Öffentliche Breitbandkommunikation ist aus wirtschaftlichen Gründen nicht resilient gegen Blackouts und damit krisensicher aufzubauen“, erklärt Stefan Lichy, Geschäftsführer der Smart Radio Net GmbH. Das Unternehmen mit Sitz am Chiemsee plant, baut und betreibt hochverfügbare Sprach- und Datennetze für kritische Infrastrukturen oder kritische Betriebsprozesse. Gefunkt wird auf speziell zugeteilten Frequenzen, unabhängig vom öffentlichen Netz. „Wir ermöglichen eine bedarfsgerechte und sichere Anbindung, die auch im Falle eines längeren, flächendeckenden Stromausfalles unterbrechungsfrei zur Verfügung steht.“
Neben einem weiteren Standort auf der Kampenwand, betreibt die Smart Radio Net auf der Zugspitze auch den höchsten Funkstandort Deutschlands. Die alpin gelegenen Brückenköpfe können Entfernungen ins Landesinnere von bis zu 180 km überbrücken. Über das bestehende Netz werden derzeit bereits 90 Prozent von ganz Bayern abgedeckt. Zu den Kunden zählen Kommunen und Versorgungsdienstleister, die auch im Falle eines Blackouts weiterhin Daten senden und empfangen müssen, um weitaus schlimmere Folgen und Schäden zu vermeiden.
„Als bayerisches Unternehmen liegt uns der weitere Aufbau dieses Netzes in Bayern besonders am Herzen. Wir sehen unser Smart Bayern Net Kritis als sicheres Kommunikationsrückgrat im Einklang und als Ergänzung zum öffentlichen Breitbandausbau. Eine Blaupause für ganz Deutschland“, so Harald Huber, Leiter Business Development bei der Smart Radio Net GmbH.
Zusammenarbeit mit dem Deutschen Alpenverein (DAV)
Der Standort am Watzmann wird bereits seit drei Jahren durch die Smart Radio Net betrieben. Dass die Funkstation in der Betriebshütte des Watzmannhauses steht, erklärt sich durch Kooperationen mit der Sektion München des Deutschen Alpenvereins. Dabei entstand die Zusammenarbeit relativ pragmatisch: Um ein flächendeckendes Netz zu schaffen, werden die alpin gelegenen Standorte von der Smart Radio Net benötigt. Auf der anderen Seite ist ein ausfallsicheres Netz, das auch die Anbindung abgelegenster Täler ermöglicht, für den DAV ebenfalls durchaus relevant.
Durch die flächendeckende Funkabdeckung ließe sich in Zukunft vergleichsweise einfach eine Anbindung von Schutzhütten sicherstellen, sowie die Arbeit der Bergwacht bei der Lokalisierung verunglückter Wanderer deutlich erleichtern. Derzeit befindet sich der Standort am Watzmann allerdings noch im Testbetrieb. Ohne Stromnetzanbindung, bei extremen Witterungen und eingeschränkter Zugänglichkeit im Winter, lässt sich hier die Resilienz eines wichtigen Knotenpunktes ideal simulieren.
Stromversorgung ohne Netzanschluss
Im Verhältnis zu herkömmlichen Mobilfunkstationen verbraucht die Funkanlage wenig Energie. Inklusive Gateway werden ungefähr 80 Watt benötigt. Zum Vergleich: Für innerstädtische Mobilfunkanlagen ist eine Anschlussleistung von bis zu 4 kW erforderlich, was in etwa dem 50-fachen entspricht. Allerdings können innerstädtische Anlagen auch einfach ans Stromnetz angeschlossen werden. Auf dem Watzmann erfolgt die Stromversorgung über eine Batterie, die im Sommer über ein Photovoltaik-Panel geladen wird.
Hierin liegt eine der grundlegenden Herausforderungen des Standorts: Wie kann eine Stromversorgung ganzjährig und unabhängig von wetterbedingten Schwankungen sichergestellt werden? Die Antwort liefert das Münchner Technologieunternehmen Siqens GmbH. Über eine Methanol-Brennstoffzelle wird die Batterie auch im Winter zuverlässig nachgeladen.
„Letztendlich haben wir verschiedene Systeme und Technologien in Betracht gezogen“, erklärt Harald Huber: „Das Siqens System hat uns unter anderem durch seine robuste Bauweise und die hohe Toleranz gegenüber tiefen Temperaturen überzeugt“. Wie bei kritischen Anwendungen üblich, ist der Standort redundant aufgebaut: zwei Brennstoffzellensysteme sichern die unterbrechungsfreie Energieversorgung. Ein ähnlicher Aufbau hat sich bereits beim Katastrophenschutz des Landes Tirols bewährt. Dort stellt ein alpines Richtfunknetz die Übertragung alarmierungsrelevanter Daten und die Anbindung einzelner Bezirke sicher.
Die Brennstoffzelle am Watzmann sichert die Kommunikation im Krisenfall. Bild SIQENS GmbH
Brennstoffzelle als Ersatz für Dieselaggregate
„Auch für uns ist das natürlich immer wieder spannend, wenn unsere Brennstoffzellen unter extremen Bedingungen eingesetzt werden“, erklärt Volker Harbusch, Geschäftsführer und Gründer der Siqens GmbH: „Unter anderem haben wir unsere Technologie aber ja auch gerade aus diesem Grund für den Einsatz bei tiefen Temperaturen konzipiert und entwickelt“.
Genau genommen handelt es sich beim Siqens Ecoport 800 um eine mit Methanol betriebene Wasserstoff-Brennstoffzelle. Der Wasserstoff wird allerdings erst im System aus Methanol gewonnen. Das bietet insbesondere an abgelegenen Standorten den Vorteil, dass flüssiges Methanol in Kanistern einfach zu transportieren und lagern ist. „Methanol ist der einfachste Wasserstoffträger, den es gibt, und lässt sich auf Basis erneuerbarer Energien auf vielfältige Weise herstellen“, so Harbusch.
Drei angeschlossene Tanks mit einem Gesamtvolumen von 180 Litern ermöglichen einen eingriffsfreien Betrieb von über 150 Tagen. Genug, um die schneereichen Tage am Watzmann zu überbrücken. Doch auch für Standorte mit bestehendem Anschluss ans Stromnetz ist die Technologie ein Baustein, Dekarbonisierung und Netzaushärtung zu verbinden. Denn auch hier gilt es, den sicherheitsrelevanten Kommunikations- und Datenaustausch bei einem Stromausfall über mehrere Tage aufrecht zu erhalten.
Derzeit kommen zur Absicherung kritischer Infrastrukturen meist noch Dieselaggregate zum Einsatz. Im Falle des Watzmanns reicht ein 25 Liter-Kanister mit Methanol, um den Standort über drei Wochen ununterbrochen mit Energie versorgen. „Unser Ziel ist es, eine umweltfreundliche und wirtschaftliche Alternative zum Dieselgenerator bereitzustellen“, erklärt Volker Harbusch: „Insbesondere deshalb freut mich die enge Kooperation mit der Smart Radio Net und die Möglichkeit, beim Aufbau eines ausfallsicheren Kommunikationsnetzwerks mit unserer Technologie einen wichtigen Beitrag zu leisten.“
Siqens GmbH, München Juni 2021
