Intelligente Strom-Netze

Smart Grids: Energiewende 2.0

Die Sonnenkollektoren waren nicht mal eine Woche auf dem Dach, da klopfte es an der Tür von Hans Messenböck. Es war sein Nachbar, der sich für die neue Anlage interessierte. Auch er wollte seinen Strom künftig selbst erzeugen und bat den Öko-Pionier, ihm bei der Errichtung eines kleinen Kraftwerkes zu helfen. Dieser ließ sich nicht lange bitten, schließlich hatte er sein eigenes Projekt innerhalb weniger Monate auf die Beine gestellt. Doch was einmal gut funktioniert hat, muss nicht ein zweites Mal klappen. Das weiß Messenböck heute. Zunächst verlief alles nach Plan. Messenböck maß das Dach ab, entwarf die Anlage und bat den lokalen Netzbetreiber um Genehmigung. Die Antwort, die er dann aber auf sein Schreiben erhielt, machte ihn fassungslos. “Darin hieß es, das Netz sei bereits stark beansprucht, die Anlage könne nur unter Auflagen installiert werden.“ Und die hatten es in sich: Für rund 800 Leitungsmeter bis zum nächsten Trafo betrug der Investitionsbedarf rund 50.000 Euro. Messenböck war wütend, der Nachbar resignierte. Vor einem halben Jahr schrieb der Netzbetreiber dann erneut. Dieses Mal erteilte er das Okay für die Anlage, sieben Jahr nach dem ersten Briefwechsel. “Wenn die Bürger keinen Druck machen, bewegen sich die Energieversorger keinen Zentimeter in Richtung dezentrale Energieerzeugung”, schimpft Messenböck, der mittlerweile selbst an vorderster Front kämpft. Mit seiner Firma Solarier hat er bereits hunderte Solar- und Biomasseanlagen errichtet. In Oberösterreich, wo der Unternehmer zu Hause ist, sind derzeit an die 2000 Photovoltaik-Anlagen in Betrieb, pro Monat erhält der lokale Energieversorger Energie AG Oberösterreich hunderte neue Anfragen. Davon werden zwar nur rund ein Fünftel tatsächlich gebaut. Damit wächst die Anzahl der dezentralen Sonnenkraftwerke aber immer noch um bis zu 500 Stück pro Jahr. In manchen Siedlungen hat fast jedes Haus einen Kollektor auf dem Dach. Gegenverkehr. Fotovoltaikanlagen speisen den Strom in eine der unteren Netzebenen ein. Der Großteil dieser Leitungen wurde vor mehreren Jahrzehnten verlegt, als die Kraftwerkswelt noch zentral organisiert war. Damals wurde der Strom fast ausschließlich in großen Kraftwerken erzeugt und von dort an Haushalte und Industrie geliefert. Der Strom floss also nur in eine Richtung – vom Kraftwerk zum Verbraucher. Durch den Boom der erneuerbaren Energien herrscht plötzlich Gegenverkehr in den Leitungen. Die Verbraucher speisen den über Sonnenkollektoren oder in den Blockheizkraftwerken erzeugten Strom nun auch ins Netz ein. Sie sind somit nicht mehr nur Konsumenten, sondern auch Erzeuger. Ihre neue Stellung soll der Begriff “Prosumer” wiederspiegeln. Dass diese sich rasant verbreitet, dafür sorgen nicht zuletzt die auf EU–Ebene vereinbarten Klimaschutz- und Energieeffizienzziele. Österreich hat sich dazu verpflichtet, den Anteil der erneuerbaren Energien von derzeit 28,8 Prozent auf 34 Prozent bis 2020 zu steigern. Deutschland geht hier noch ambitionierter vor. Das kürzlich von der Bundesregierung verabschiedete Energiekonzept sieht vor, den Ökostrom-Anteil bis 2050 auf 80 Prozent zu katapultieren. An der Nord- und Ostsee sollen riesige Offshore-Windparks entstehen, in den Mittelmeeranrainerstaaten riesige Solarparks. Erneuerbare Energien sind aber – im Gegensatz zu den fossilen Quellen – weniger gut steuerbar. Mal bläst der Wind mit voller Kraft, mal überhaupt nicht. Damit wächst der Bedarf an Integrationsmechanismen“, sagt Frank Klose, Energieexperte bei der Boston Consulting Group. Dazu zählen zum einen zusätzlich Energiespeichersysteme. Sie müssen den von den Windrädern und Kollektoren erzeugten Strom solange aufnehmen, bis er von den Verbrauchern auch tatsächlich nachgefragt wird. Neue Formen wie die Batterien von Elektro-Autos sind hier genauso denkbar wie zusätzliche Pumpspeicherkraftwerke. Um aber überhaupt eines Tages große Strommengen von Nord- nach Südeuropa transportieren zu können, braucht es moderne Übertragungsleitungen. Nur diese sind in der Lage, die stark schwankenden Mengen in das bestehende System zu integrieren. Weiter gehts auf Seite 2: So funktionieren Smart Grids

Eines Tages, so die Idee, sollen also “Smart Grids” die Energie-Erzeuger, -Speicher, und -Verbraucher auf allen Netzebenen miteinander verbinden und so eine zuverlässige Versorgung sicherstellen. „Es muss also eine IT gestützte Infrastruktur aufgebaut werden, über die der Datenaustausch stattfinden kann“ sagt Hubert Fechner, Leiter des Institutes für Erneuerbare Energie am FH Technikum in Wien. In einigen Jahren werden davon dann auch die Verbraucher profitieren können. So soll sich die neue Allianz aus Energie- und Informationsnetzen bis zum letzten Endgeräte erstrecken – und wieder hinauf. In der Praxis hieße das, dass die Waschmaschine sich dann einschaltet, wenn der Strom gerade billig ist. Smart Grids, davon ist Lars Thomson, Geschäftsführer von future matters aus Hamburg überzeugt, machen den Weg frei für massive Innovationsschübe in ganz verschiedenen Bereichen. „Wir werden neue Anwendungen erleben in der Home Services und Security, in der elektrischen Mobilität, der dezentralen Energieerzeugung und –speicherung, in der Datenkommunikation und beim Energie-Management“, sagt der Zukunftsforscher. „Noch mehr Ökostrom“. Auf die E-Wirtschaft kommt damit ein enormer Veränderungsdruck zu. Sie müssen sich, wollen sie zu den Gewinnern der Entwicklung gehören, zu intelligenten Versorger entwickeln. Die Salzburg AG hat bereits ihr Bundesland zur Modellregion für Smart Grids ausgerufen. Dort laufen derzeit elf Projekte – vom virtuellen Blockheizkraftwerk bis zur E-Mobilität. Eines davon findet im Lungau statt, einer Region, in der der Grünstrom boomt. In ein paar Jahren, davon ist Michael Strebl, Chef der Salzburg Netz, überzeugt, werden die Erneuerbaren eine noch größere Rolle spielen. Derzeit liefern sie rund ein Viertel des Stroms. Seine Vision hat er auf einer Karte festgehalten. Rund um die Orte Zederhaus, Tamsweg und Ramingstein sind viele kleine blaue, gelbe und grüne Punkte zu sehen, sie stehen für die Windräder, Sonnenkollektoren und Wasserkraftwerke, die es dort bereits gibt. An einigen Stellen, etwa östlich und westlich von Ramingstein, hat Strebl weitere Kraftwerkspunkte eingezeichnet. “Wir haben uns gefragt, was passiert, wenn wir noch viel mehr Ökostrom bekommen“, sagt er. Die Simulationen, die er hierfür zusammen mit einem Forscherteam der TU Wien in den vergangenen Monaten durchführte, hat seine Befürchtungen bestätigt. „Wir müssten erkennen, dass wir das Netz nicht mehr steuern können.“ Um Blackouts zu vermeiden, müssten neue Leitungen vergraben werden. Doch diese sind nicht nur teuer, sondern auch unbeliebt bei den Bürgern. Warum also nicht ein intelligentes Gerät entwickeln, dass die Lasten im Netz besser verteilen kann? Ein solcher Regler ist mittlerweile probeweise im Lungau im Einsatz. Es gibt aber noch viele andere technische Fragen, die den Ingenieuren Kopfzerbrechen machen. Insofern ist die Verbreitung der Smart Grids auch davon abhängig, wie schnell neue Lösungen entwickelt werden. Weiter gehts auf Seite 3 mit: Die neue Rolle der Energieversorger.

Durch den Ausbau der Erneuerbaren Energie verändert sich die Rolle der Energieversorger. Sie sind nicht mehr nur Produzenten von Strom, sondern müssen den von den Verbrauchern erzeugten Strom ins Netz integrieren. Das Problem dabei: Sie wissen nicht im Voraus, in welchen Gebieten die Bürger auf Sonnenkollektoren oder Blockheizkraftwerke setzen. „Es macht keinen Sinn, die Netze mit Informationstechnologie vollzustopfen wenn es in manchen Regionen gar nicht notwendig sein wird“, sagt der Smart Grids-Experte Hubert Fechner. „Die Infrastruktur muss vielmehr mit den Anforderungen mitwachsen.“ Die Einführung von Smart Grids muss daher als Prozess verstanden werden, von dem man nicht weiß, wann oder ob er jemals beendet sein wird. Es kann 2030 sein, wie viele Experten mutmaßen, aber auch früher oder eben später. Und noch eine Unsicherheit gilt es in den Griff zu bekommen: die starken Schwankungen der erneuerbaren Energien. Hierzu bieten sich Blockheizkraftwerke an. Diese bestehen aus einem Motor, der einen Generator antreibt und damit Strom erzeugt. Zugleich wird die Abwärme zum Heizen genutzt. Ein etabliertes Verfahren, das bereits in Wohnhäusern eingesetzt wird. Werden nun mehrere dieser Kellerkraftwerke mit Fotovoltaik- und Windkraftanlagen zu einem „virtuellen Kraftwerk“ zusammengeschaltet, liefert dieses die nötige Menge an Strom – unabhängig vom Wetter. Möglich ist das, weil die Blockheizkraftwerke nur anspringen, solange Wind und Sonne nicht genügend Strom produzieren. Den Rest der Zeit stehen sie still. Der Haken dabei: Wirtschaftlich ist das Projekt nicht darstellbar. Zumindest nicht mit den vier Blockheizkraftwerken, die die Salzburg Netz im Rahmen eines Forschungsprojektes zusammengeschaltet hat. Wer trägt die Kosten? Unbestritten: Der flächendeckende Aufbau von Smart Grids hat seinen Preis. Experten beziffern den Investitionsbedarf für Europa mit rund 390 Milliarden Euro bis 2030. Für Österreich ergeben sich damit Kosten von rund 6,3 Milliarden Euro. „Der Strom wird zunächst teurer werden“, erwartet Hubert Fechner, Smart Grids-Experte. Die Frage ist nur, für wen? Derzeit wird der Bau neuer Leitungen über die Netzgebühren finanziert, die in den Strompreis einfließen. Jeder Verbraucher, ob arm oder reich, wird also zur Kasse gebeten. Das könnte sich im Zeitalter von Smart Grids allerdings ändern. Dann könnten die Bürger, für deren Sonnenkollektor die Leitung verstärkt werden muss, einen höheren finanziellen Beitrag zum Ausbau leisten müssen. Mit intelligenten Stromnetzen stellt sich also auch die Verteilungsfrage neu. Bockig oder begeistert. In den eigenen vier Wänden können sich einige Bürger schon heute eine Vorstellung von der neuen Welt der intelligenten Netze machen. Wo sich früher die Metallscheiben der schwarzen Zähler drehten, hängen bei ihnen digitale Geräte. „Die Smart Meter erfassen den Stromverbrauch in Echtzeit“, sagt Walter Tenschert, Chef der Energie AG Oberösterreich Netz. Der Kunde hat jetzt also die Möglichkeit zu überprüfen, wo er gerade Strom verbraucht und folglich auch einsparen kann. Richtig interessant dürfte es aber erst werden, wenn die Energieversorger zurückfunken können. Sie würden den Verbrauchern dann beispielsweise mitteilen, dass der Strom gerade reichlich fließt, die intelligente Waschmaschine also anspringen und so vom günstigen Tarif profitieren kann. Da es zahlreiche elektrische Geräte gibt, die nicht sofort laufen müssen, könnte die stark fluktuierende erneuerbare Energie dann genutzt werden, wenn sie vorhanden ist, der Wind also weht oder die Sonne scheint. Die Möglichkeiten des intelligenten Stromnetzes lassen sich also nur dann voll ausschöpfen, wenn auch die Geräte künftig mitdenken können. Kein Wunder also, dass die Industrie auf Hochtouren an neuen Produkten arbeitet, etwa Miele, die kürzlich die erste Smart-Grid-fähige Waschmaschine präsentierte. Aber ist die smarte Netz-Welt wirklich so nah wie sie erscheint? „Die Politik weckt hohe Erwartungen“, sagt Tenschert. „Aber es ist die Frage, ob der Kunde das auch annimmt.“ Denn wer will schon für ein paar Cent Ersparnis, nachts vom Schleudern der Waschmaschine geweckt werden. Noch größer sind die Bedenken der Datenschützer. Sie befürchten, dass die Smart Meter nicht vor Hackerangriffen sichern seien. E-Speicher. Die Tiefgarage in Salzburg ist zumindest von einem automatischen Tor verschlossen. Hier sollen die Anwohner ab Ende Oktober ihre Elektro-Autos auftanken können. Dafür werden zwei Ladestationen installiert, die aber noch nicht besonders intelligent sind. Sie kennen nur einen Befehl und der heißt, „jetzt auftankten“. In einigen Jahren, so die Idee, soll sich die Tankstelle zentral steuern lassen. Dadurch eröffnen sich neue Möglichkeiten für die Kunden. Sie könnten dann entscheiden, ob sie ihren Energieversorger das Auto dann auftanken lassen wollen, wenn der Strom besonders günstig ist. Aber die zentrale Steuerung ist auch noch aus einem anderen Grund vorteilhaft. Sie vermeidet neue Engpässe. Denn würden sehr viele Autos zur gleichen Zeit laden, könnte der Stromverbauch so stark hochschnellen, dass konventionelle Kraftwerke anspringen müssten. E-Autos sind nicht nur Stromfresser, sondern könnten auch als Speicher dienen. Dahinter steckt folgende Idee: Ist zu viel Strom ist Netz, könnten die Versorger diesen in den Autobatterien aufbewahren, um ihn bei Bedarf wieder entnehmen zu können. Aber auch das ist noch Zukunftsmusik, wie vieles in der Welt der intelligenten Stromnetze. Vanessa Voss