Die Energiewende und ihre Folgen

 

Strom aus regenerativen Quellen gilt als Garant für die Zukunft. In der Praxis steht damit eine Energieversorgung, wie wir sie seit 100 Jahren kennen, zur Disposition

 

 

Was für eine geile Zeit: Die zweite Hälfte des 19. Jahrhunderts gilt als so etwas wie die ›Pionierzeit der Elektrotechnik‹. Werner von Siemens entdeckte 1866 das dynamo-elektrische Prinzip, Ende der 1870er Jahre brachte Thomas A. Edison Glühbirnen in die Haushalte, Westinghouse und Tesla experimentierten mit Wechselstrom und Oskar von Miller gelang es erstmals, große Strommengen über fast 200 Kilometer zu transportieren. Und um 1890 begann die Elektrifizierung der Welt. Heute, 120 Jahre später, stehen wir nach Einschätzung des VDE-Vorstandsvorsitzenden Hans Heinz Zimmer vor dem »zweiten Pionieralter der Elektrotechnik«. Getrieben werde diese Entwicklung durch die stark steigende Zahl der Weltbevölkerung, die Ressourcenverknappung und durch die Erkenntnis, dass die Treibhausgas-Emissionen drastisch gesenkt werden müssen. »Der Weg zu diesem Ziel ist elektrische Energie«, erklärt Zimmer. Strom könne äußerst umweltfreundlich produziert, hocheffizient übertragen und in vielen Endanwendungen ebenso hocheffizient genutzt werden. Kurz: Strom bringt die idealen Eigenschaften für den gleitenden Übergang zu einem nachhaltigen Energiesystem mit sich.
Doch gerade der massive Ausbau der fluktuierenden Erzeugungsarten durch Wind und Solar bringt die Versorgungsstruktur schon heute an die Grenzen ihrer Leistungsfähigkeit. Sollte es – wie offensichtlich geplant – zu einem generellen Ausstieg aus der Atomkraft kommen, wird sich diese Situation nochmals deutlich verschlimmern. Und dies gilt nicht nur für Deutschland allein: Die International Energy Agency (IEA ) schätzt das Investitionsvolumen für die Stromnetze bis 2030 weltweit auf über 4,5 Billionen Euro. Dabei kommt es nicht nur auf den Ausbau vorhandener Stromleitungen an, sondern die Weiterentwicklung dieser Leitungen zu ›intelligenten Stromnetzen‹. Im kommenden Stromzeitalter wird es nicht mehr das klassische Kraftwerk geben, das Fabriken, Unternehmen und Haushalte im Einbahnstraßenprinzip versorgt. Weil die Stromerzeugung zunehmend (beispielsweise durch Solardächer) dezentralisiert wird, und Strom aus regenerativen Energien nicht kontinuierlich erzeugt werden kann, wird ein intelligentes Stromnetz benötigt – ein sogenanntes Smart Grid. »Ingenieure, die sich in den Bereich Smart Grid einarbeiten, werden sich künftig beispielsweise mit Systemen auseinandersetzen, die mit einer ›Umkehrung des Lastflussprinzips‹ umgehen können«, erklärt Michael Schanz, Geschäftsführer des VDE-Ausschusses Ingenieurausbildung und Mitautor der VDE-Studie ›Ingenieurinnen und Ingenieure der Elektrotechnik/Informationstechnik: Trends, Studium und Beruf‹. Denn das vormalige Prinzip ›Erzeugung folgt der Last‹ treffe schlicht nicht mehr zu. Die großen fluktuierenden Anteile der Stromerzeugung kehrten das Prinzip um, erklärt Schanz. Künftig folgt also die Last der Erzeugung. So beobachten Experten schon heute an der deutschen Strombörse EEX in Leipzig den Effekt der ›negativen Preise‹: Weil große Mengen Windstrom teilweise nicht mehr vom System aufgenommen werden können, werden Großabnehmer dafür bezahlt, dass sie Strom verbrauchen.

»Damit mehr Ökostrom wirtschaftlich und mit hoher Versorgungssicherheit in die Netze integriert werden kann, müssen Elektroingenieure die entsprechenden Voraussetzungen schaffen«, erklärt Wolfgang Glaunsinger, Geschäftsführer der Energietechnischen Gesellschaft (ETG) im VDE. Zu den Aufgaben gehören dabei vor allem eine breit angelegte Erweiterung der Informations- und Kommunikationstechnik im Bereich der Verteilnetze und der Aufbau virtueller Kraftwerke, also der Zusammenschluss von kleinen, dezentralen Stromerzeugern zu einem Verbund, der die Leistung eines konventionellen Kraftwerks ersetzen kann. Zudem würden Innovationen im Bereich neuer Speichertechnologien dringend gesucht. »Letztlich muss es Politik, Wirtschaft und natürlich den Ingenieuren gelingen, alle Teile des Systems aus Erzeugung, Übertragung, Verteilung und Nutzung elektrischer Energie grundlegend weiterzuentwickeln, sonst wird es eng mit der Energiewende«, betonen VDE-Präsidiumsmitglied Prof. Dr.-Ing. Joachim Kreusel, Leiter Smart Grids, ABB AG, Mannheim, Dipl.-Ing. Martin Pokojski, Experte der Energietechnischen Gesellschaft im VDE und Prof. Dr.-Ing. Dirk Westermann von der Technischen Universität Ilmenau unisono bei der Vorstellung zweier Studien über die Voraussetzungen einer beschleunigten Energiewende.

Benötigt für die Smart Grids würden unter anderem eine leistungsfähige Informations-, Kommunikations- und Sensortechnik entlang der gesamten Energiekette sowie intelligente Stromzähler – für kleinere Energieerzeuger und Verbraucher ebenso wie für Elektroautos. Dabei müssen letztlich alle erzeugenden und verbrauchenden ›Einheiten‹ in die Lage versetzt werden, intelligent und effizient miteinander zu kommunizieren. Was dabei entstehen könnte, wäre eine Art ›Internet der Energie‹, das laut Experten die ›Intelligenz‹ des herkömmlichen Internets noch übertreffen könnte.

Wie viel an technischen Ressourcen und Know-how der Ingenieure für dieses ›Internet der Energie‹ benötigt werden, zeigen allein die betriebswirtschaftlichen Zahlen: Analysten erwarten bis Mitte des kommenden Jahrzehnts einen Markt von deutlich mehr als 30 Milliarden Euro. Und dabei sind die aktuellen Entwicklungen wie etwa ein schneller Ausstieg aus der Atomkraft oder ein massiver Ausbau von Windparkanlagen in der Nordsee noch gar nicht berücksichtigt. Genau wie der Plan der Bundesregierung, innerhalb der nächsten Jahre mehr als eine Million Elektrofahrzeuge auf die Straße zu bringen.

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