Die Energieversorgung der Zukunft steht vor großen Herausforderungen: Immer mehr Menschen und immer mehr elektrische Geräte und Maschinen verlangen nach immer mehr Strom. Wie lassen sich dabei Versorgungssicherheit und Netzstabilität gewährleisten? Das ist die drängendste Frage, die sich Energieversorger, aber auch Verbraucher stellen müssen. Denn der effiziente Einsatz der Ressource ist dabei ebenso entscheidend, wie die Gewinnung und Speicherung.
Intelligente Stromnetze und -speicher, sogenannte Smart Grids, und Technologien zum Lastmanagement sollen die Grundlage dafür schaffen, dass das Energiesystem der Zukunft effizient und sicher ist. Dazu kommt, dass der starke Ausbau der erneuerbaren Energien enormen Einfluss auf das Energie-Gesamtsystem hat: Die oftmals hohe Überproduktion an Strom durch Sonne und Wind erfordert ein Umdenken bei der Gewinnung und vor allem bei der Speicherung von Energie. Die Erzeugung hängt zunehmend vom Wetter ab und verteilt sich immer mehr auf dezentrale Einheiten.
Das konventionelle Energienetz aufwerten
Schon heute sind viele kleinere Erzeugungsanlagen ans Netz angeschlossen, beispielsweise Photovoltaikanlagen auf Hausdächern, Biogasanlagen oder firmeneigene Blockheizkraftwerke. Strom wird damit dezentral ins Verteilernetz eingespeist. Damit sich die vielen Lieferanten nicht in die Quere kommen, sorgen Smart Grids für ein effizientes Zusammenspiel von Erzeugung, Speicherung, Netzmanagement und Verbrauch. Hierzu muss das konventionelle Netz mit neuen Mess-, Steuer- und Regelungstechniken weiterentwickelt werden. Dabei sind Smart Grids nicht nur auf Strom beschränkt, auch Erdgas- oder Fernwärmenetze lassen sich in die Infrastruktur einbinden und sogar als zusätzlicher Energiespeicher nutzen. Die unterschiedlichen Netze und Systeme wachsen dabei zu sogenannten Hybridnetzen zusammen.
Neben den eigentlichen Energiesystemen und -netzen bedarf es für ein integriertes Energiesystem aber noch mehr: Wasser- und Abwasserinfrastrukturen, Verkehrssysteme, selbst die Straßenbeleuchtung und Ampeln können in dieses komplexe Konstrukt einbezogen werden. Immer mit dem Ziel, unterm Strich einen effizienteren Einsatz der Stromversorgung zu gewährleisten.
Von der Verbrauchseinheit zum autarken Selbstversorger
Die größte Aufgabe im Rahmen der Erschließung integrierter Energiesysteme dürfte dabei wohl die energetische Sanierung der bestehenden Infrastruktur sein. Gleichzeitig liegt hier auch das größte Potenzial: Statt etwa Gebäude isoliert zu betrachten und jeweils für sich energetisch zu optimieren, lässt sich durch eine ganzheitliche Betrachtung als Teil des integrierten Energiesystems wesentlich mehr erreichen.
So werden aus Häusern, Fabrik- oder Verwaltungsgebäuden dezentrale Energielieferanten, -speicher und -verteiler. Oder kurz: lokale Energy-Hubs. Strom entsteht dort beispielsweise durch Photovoltaik- oder Biogasanlagen, überschüssige Energie wird in Wasserstoff umgewandelt, gespeichert und mit Hilfe einer Brennstoffzelle bei Bedarf wieder zu Strom und Wärme verarbeitet. Im besten Fall entsteht so eine autarke Einheit, die sich komplett selbst versorgt und nicht einmal mehr über einen Netzanschluss verfügt. Doch bis dahin ist es sicher noch ein langer Weg.
