Energie und Umwelt: Virtuelle Kraftwerke
Ein oft aufgeführtes Argument gegen Wind- und Sonnenenergie liegt darin begründet, dass diese Energien nicht dann zur Verfügung stehen, wenn man sie braucht, sondern nur wenn die Sonne scheint oder der Wind weht.
Zur Aufrechterhaltung der Versorgungssicherheit wird eine so genannte Regelreserve benötigt. Diese wird in der Praxis durch herkömmliche Kraftwerke geliefert, welche bei Sonnen- oder Windmangel den benötigten Strom produzieren.
Durch den wachsenden Anteil von Erneuerbaren Energien stellen sich bei der Verteilung derselben neue Herausforderungen und erfordern Anpassungen in den bestehenden Verteilnetzen.
Die meisten Photovoltaik- und Windkraftanlagen und neue Verbraucher wie Wärmepumpen und Elektroautos werden auf den untersten Netzebenen, dem Niederspannungs- oder Verteilnetz (230 – 400V) betrieben.
Wird viel Erneuerbarer Strom erzeugt, kommt es lokal zu Überspannung. Ein höherer Verbrauch durch Wärmepumpen, Elektroautos oder anderen Verbrauchern führt zu Unterspannung. Dadurch können lokale Netz-Überlastungen entstehen. Diesen Problemen kann bis zu einem gewissen Grad mit einem konventionellen Netzausbau (Investitionen in neue oder stärkere Leitungen und Transformatoren) begegnet werden, was jedoch sehr teuer ist.
Ein anderer Lösungsansatz ist die Bildung von virtuellen Kraftwerken. Darunter versteht man ein System zur Stromerzeugung, das nicht in Form eines herkömmlichen Kraftwerks existiert, aber dennoch vergleichbare oder ähnliche Möglichkeiten bietet. Das Konzept des virtuellen Kraftwerks ist untrennbar mit dezentraler Stromerzeugung verknüpft, die eine verbrauchernahe Erzeugung und Einspeisung in einem Verteilnetz verspricht.
Die Voraussetzung für die Umsetzung ist ein ‚intelligentes‘ Stromnetz, das verschiedenste Stromerzeuger, Energiespeicher und Verbraucher miteinander vernetzt und dezentral steuert. Dieses ‚intelligente‘ Stromnetz nennt man auch Smart Grid.
Durch die Kommunikation zwischen Stromerzeugern und -verbrauchern ergeben sich neue Möglichkeiten den Energieverbrauch zu steuern und so die Auslastung der Verteilnetze möglichst gleichmässig zu gestalten. Die dazu nötigen Informationen zum Beispiel über den momentanen Verbrauch eines Geräts werden durch‘ intelligente‘ Sensoren, den Smart Meter erfasst.
In Zukunft könnte es im ‚intelligenten‘ Stromnetz zugehen wie auf dem Aktienmarkt. So wäre es möglich, den Strompreis anhand der Angebots- / Nachfragesituation dynamisch zu verändern.
So könnte sich zum Beispiel Ihr ‚intelligenter‘ Kühlschrank abschalten, wenn der Strompreis ein durch Sie festgelegtes Limit übersteigt, sofern eine gewisse Temperatur nicht überschritten wird. Wird dieses Limit unterschritten, schaltet sich der Kühlschrank wieder ein. Das ist keine Utopie. Es gibt mittlerweile einige Hersteller. welche entsprechend ausgerüstete Kühlschränke, Waschmaschinen und andere Haushaltgeräte liefern können.
Durch dieses Energiemanagement kann man Überkapazitäten und Lastspitzen abbauen, und so einen effizienten Betrieb der Verteilnetze sicherstellen. Ebenfalls können so bei Endverbraucher/innen Anreize zum Energiesparen geschaffen werden.
Habe ich die Herdplatte wirklich ausgeschaltet?
Das ‚intelligente‘ Stromnetz bietet neben den oben erwähnten Funktionalitäten auch die Komfortmöglichkeiten vom ‚intelligenten‘ Haus oder Smart Home. Die vernetzten Geräte können von den Benutzer/innen fernüberwacht und ferngesteuert werden. So kann zum Beispiel auf dem Smartphone überprüft werden, ob ein Verbraucher ein- oder ausgeschaltet ist.
Eine Problematik soll jedoch nicht verschwiegen werden. Das ‚intelligente‘ Stromnetz überträgt nicht mehr „nur“ elektrische Energie sondern auch Daten.
Dadurch ergeben sich die gleichen Anforderungen bezüglich Datensicherheit und Datenschutz wie bei Telekommunikationsnetzwerken. Und die Bedrohungsszenarien sind den Internet Benutzer/innen mittlerweile hinlänglich bekannt.
Die Auswirkungen eines gezielten Angriffs auf die Energieversorgung könnten weitreichende Folgen haben und deshalb darf die Frage nach der Sicherheit des Systems auf keinen Fall verharmlost werden.
Alex Fuchs Bereichsleiter HFU
Energie und Umwelt – Erneuerbare Energien
Weiterführende Links
