Strom III) Smart Grids – Super Grids

(c) Fotolia„Unsere Stromnetze sind das größte erhaltene Artefakt des Industriezeitalters und sie sind überfällig für ein intelligentes Nachfolgemodell“, meinte letztes Jahr IBM Ex-Präsident Samuel Palmisano im Wall Street Journal.

Häufig tauchen die zwei Begriffe „Supergrid und Smartgrid“ in den Medien auf, wenn es um erneuerbare Energien und Elektromobilität geht. Was bedeuten sie?

 

Super Grids sind Übertragungsnetzwerke, die große Energiemengen über weite Distanzen transportieren können. Sie arbeiten im Höchstspannungs-Bereich von 800kV.

Super Grid wird auch häufig als Synonym für ein neues, EU-weites Übertragungsnetzwerk eventuell unter der Einbindung von Nord-Afrika zum Zweck des effizienteren Energieaustausches aufgrund des steigenden Strombedarfs und -angebotes und deren Speicherung.

Smart Grids sind Stromnetze, die durch eine ausgeklügelte Kommunikation zwischen den Netzteilnehmern – also Erzeugern, Speichern und Verbrauchern – einen energie- und kostengünstigen Betrieb unterstützen. Smart Grids arbeiten im Mittel- und Niedrigspannungsbereich.

Durch die zunehmende Auflösung zwischen Energieerzeugern und -verbrauchern: die Integration von erneuerbaren Energien, die Verbreitung von Elektromobilität, usw. steigt die Komplexität unserer Netze rasant.

Diese steigende Komplexität können wir nur durch eine vermehrte Steuerung und Feinabstimmung der einzelnen Komponenten untereinander bewältigen.

 

Was ist steuerbar?

Die drei Komponenten Erzeuger, Speicher und Verbraucher.

Die Schwankungen bei der Stromerzeugung von Wind- und Photovoltaikanlagen sind deutlich größer als zum Beispiel bei Kohle- und Wasserkraftwerken. Diese Schwankungen benötigen mehr Steuerungstechnik.

 

Zugleich steigt durch diese Schwankungen auch der Bedarf an Speichermöglichkeiten. Aus aktueller Sicht werden die wahrscheinlichsten Speicherformen der Zukunft die schon gängigen Pumpspeicherkraftwerke (Wirkungsgrad ca. 80%%), die Akkus – unter anderem von Elektrofahrzeugen – (Wirkungsgrad 60-90%), Druckluftspeicher (Speicherung von verdichteter Luft in Kavernen, die bei Bedarfsspitzen über Gasturbinen und Generatoren zur Stromversorgung herangezogen werden. Wirkungsgrad liegt bei bis zu 80%) und eventuell Wasserstoffspeicher (unausgereift) sein.

Und schließlich kann der Verbrauch gesteuert werden. Etliche Haushaltsgeräte können dann laufen, wenn der Strom am günstigsten ist (in der Nacht). Das Elektro-Auto kann als Stromspeicher oder -reserve genutzt werden, sofern es in der Früh wieder voll aufgeladen ist. (Autos werden im Durchschnitt nur zwei Stunden pro Tag benutzt!)

Smart Grids sind also einer DER Schlüssel um die Effizienz der Stromnutzung zu erhöhen, Verbrauchsspitzen zu reduzieren und die Schwankungen zwischen Angebot und Nachfrage zu regeln.

Eine besondere Herausforderung für die Netzbetreiber stellt die Implementierung all dieser Steuerungstechniken dar, ohne Gefährdung der Netzstabilität und Versorgungssicherheit. Bedeutet, ohne dass wir Konsumenten etwas davon bemerken. Eine Operation am offenen Herzen also. Wir werden sehen, wie es uns damit gehen wird.

 
About the Author

Valentin Heppner

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Aufgewachsen in Graz, kam ich durch das Studium „Kulturtechnik und Wasserwirtschaft“ an der Universität für Bodenkultur nach Wien und wechselte dann in die Finanzbranche. 2004 machte ich mich als Vermögensberater selbständig. 2006 spezialisierte ich mich auf „Nachhaltige Investments“, bei denen neben der Rendite auch soziale und ökologische Kriterien mitberücksichtigt werden. In weiterer Folge gründete ich die Firma „Fair investieren“ – mit dem Ziel die Welt zu retten. Seit Anfang 2011 führe ich Projekte für Unternehmen und NGO´s durch, die mit dem Thema „Nachhaltigkeit“ und „nachhaltige Investments“ zu tun haben – mit den drei Schwerpunkten: schreiben, vernetzen und Know-how-aufbereiten.

3 Comments

  1. Die Verbrauchersteuerung ist ein zentraler Punkt in diesem Bereich. Ich glaube aber, dass der Strom in Zukunft nicht in der Nacht am günstigsten sein wird, sondern dann, wenn zu viel da ist. Er ist ja nur deshalb derzeit so günstig, weil manche Energieerzeuger über Nacht nicht einfach abgeschaltet werden können. AKWs zum Beispiel.

    Es gibt auch bereits Modelle in denen auch Wind und Sonne durch Progonosen besser ins Netz integriert werden können. Wäre spannend, wenn es dazu noch einen Beitrag gäbe.
    Es tut sich glaub ich gerade ein riesiges neues Geschäftsfeld für Meteorologen auf, sie werden in Zukunft vermutlich bei Netzbetreibern arbeiten! Also: Meteorologie studieren ;-)

  2. Wettervorhersage:
    Das gibt es schon ganz konkret.
    Die Firma Metro-Media, Gründer ist Jörg Kachelmann, liefert bereits seit mehreren Jahren Wetterdaten zu Wind- und Sonnenintensität in den nächsten Tagen und Stunden an die deutschen Netzbetreiber. Dass die Energieerzeugung aus diesen Erneuerbaren Energien nicht vorhersehbar seien, ist grober Unfug. Wir können deren Leistungsmenge nicht direkt steuern, aber sehr wohl ganz gut (kurzfristig) planen. Hier liegt die eigentliche Herausforderung.

    Stromspeicherung:
    Natürlich gibt es in Zukunft immer unterschiedlichere Zeiten mit viel und weniger Stromangebot im Netz. Das ganze regelt sich recht einfach, wie vieles in unserem Wirtschaftssystem, über den Faktor Geld.
    Solange wir zu jeder Stunde am Tag den gleichen Preis für eine kWh zahlen müssen, besteht natürlich auch kein Anreiz, den eigenen Verbrauch in angebotsstarke Zeiten zu verschieben. Sobald diese tatsächlichen Preisunterschiede (hohes Angebot = niedriger Preis, und umgekehrt) auch beim Stromabnehmer, also uns Kunden ankommen, wird sich eine Verbrauchsänderung auch konkret in unserer Rechnung auswirken. Und nur das wirkt auf die große Masse. Mit intelligenten Stromzählern im „Smart-Grid“ und eventuell 5-fach gegliederten Stromtarifen (von sehr günstig – günstig – normal – teuer bis sehr teuer), lässt sich an dieser Stelle sicherlich sehr schnell viel Innovation, auch bei den Stromspeichern, auslösen.

    In diesem Sinne sonnige Grüße
    Klaus Schestag

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