Intelligente Stromnetze und neue Speichertechniken sind grundlegende Vorraussetzungen für die Energiezukunft.

Intelligente Stromnetze und neue Speichertechniken sind grundlegende Vorraussetzungen für die Energiezukunft. Welche Vorteile bieten die neuen Netze und wie funktionieren sie? Wie kann Energie effizient gespeichert werden?

Kleine Windkraftanlagen in der Nachbarschaft oder Biomassekraftwerke auf dem Land, Solarparks im Süden oder Offshore-Windkraftanlagen in der Nordsee - die Stromerzeugung der Zukunft ist eine Mischung aus großen und dezentralen kleinen Anlagen. Diese speisen Energie in unterschiedlichen Mengen ins Netz ein - oft in Regionen, in denen bislang keine Kraftwerke stehen. Zusätzlich schwankt die Strommenge aus Erneuerbaren Energien laufend, weil Wind und Sonne nicht gleichmäßig zur Verfügung stehen. 

Die heutigen Stromnetze können diese Schwankungen nicht ausreichend ausgleichen, weshalb es neuer Netze bedarf, die die Lieferung von und den Bedarf an Strom besser aufeinander abstimmen. Immer öfter kann der erneuerbare Strom zudem auch nicht zu den Verbrauchern geleitet werden, da moderne Trassen fehlen, die zum Beispiel den Strom aus Windkraftanlagen in der Nordsee in die Ballungszentren Süddeutschlands transportieren. Um auf die Erfordernisse eines hohen Anteils von Erneuerbaren Energien zu reagieren, sind daher drei Dinge wichtig: Das Smart-Grid, das Super-Grid und der Ausbau von Stromspeichern. Kurz gesagt: Wir brauchen das Netz 2.0.

Das Smart-Grid ist das intelligente Stromnetz der Zukunft. Anders als bisherige Netze stimmt es Stromproduktion und Stromverbrauch sekundengenau aufeinander ab. So kann moderne Technik in sogenannten „virtuellen Kombikraftwerken“ Erneuerbaren Strom etwa von Windrädern oder aus Biomasseanlagen so aufeinander abgestimmt in das Stromnetz einspeisen, dass immer ausreichend Strom zur Verfügung steht.

Auch die Strompreise passen sich in Echtzeit an Angebot und Nachfrage an. Einfach ausgedrückt: Wenn der Wind weht und die Sonne scheint, ist der Strom besonders günstig. Moderne Endgeräte bei den Verbrauchern sorgen dann dafür, dass zum Beispiel Waschmaschinen und Warmwasserbereiter anspringen oder - in Zukunft - Elektroautos aufgeladen werden. Auf diese Weise wird der Verbrauch von Strom so geregelt, dass bei großem Angebot auch viel verbraucht wird. Das hat zwei Vorteile: Strom wird besonders effizient eingesetzt und der Verbraucher spart Geld, denn er kann genau dann viel Strom verbrauchen, wenn dieser günstig ist.

Super-Grid

Das Super-Grid sorgt für die optimale Verteilung von Strom über große Distanzen durch neue, verlustarme Fernleitungen. Erneuerbarerer Strom kann mit Hilfe des Super-Grid dort erzeugt werden, wo er besonders effektiv zu gewinnen ist und dorthin gelangen, wo er gerade gebraucht wird. Ein Beispiel: Herrscht in der Nordsee Windflaute, während in Südeuropa viel Solarstrom produziert wird, kann der Strom aus spanischen Solarkraftwerken nach Deutschland geleitet werden.

In der Zukunft werden also die europäischen Netze, die derzeit weitgehend autonom funktionieren, zu einem Netz zusammengeschlossen. Dadurch wird der Strom über den gesamten Kontinent optimal verteilt oder gespeichert. Auch Projekte, wie etwa die Gewinnung von Solarenergie aus Nordafrika („Dersertec“), können so prinzipiell sinnvoll ins Netz integriert werden. Eine Kombination aus Smart- und Super-Grid kann beide Ansätze verbinden und dadurch Schwankungen in der Stromproduktion optimal ausgleichen und den Ausbau von teuren Stromspeichern reduzieren.

Stromspeicher

Auch wenn das SuperSmart-Grid durch Verteilung der Energie die Produktion und den Verbrauch wesentlich besser miteinander verbindet als die heutigen Netze, braucht es dennoch zusätzlich Speichermöglichkeiten für den erneuerbaren Strom. Denn Energie muss zu jeder Zeit ausreichend zur Verfügung stehen können. Hierfür bieten sich verschiedene Techniken an: In bergigen Regionen sind Pumpspeicherkraftwerke sehr effektiv. Sie pumpen Wasser in die Höhe, das bei Bedarf Turbinen antreibt und so wieder zu Strom wird. Die Speicherung von Wärme oder Kälte oder die Produktion der Energieträger Methan oder Wasserstoff können ebenfalls einen guten Beitrag leisten. Es gibt viele unterschiedliche Möglichkeiten der Stromspeicherung. Einige von ihnen, wie die großflächige Nutzung der Akkus von Elektroautos, sind auf den ersten Blick sehr vielversprechend, müssen technisch jedoch noch weiter entwickelt und auf ihre kritischen Seiten hin getestet werden.

Eine Energiezukunft, die wichtige Chancen bietet

Der Aus- und Umbau der Stromnetze, intelligente Netze, virtuelle Kombikraftwerke und neue Speichertechniken gehören zu den wesentlichen Weichenstellungen in Richtung Energiezukunft. Oft bedarf es deutlich mehr als zehn Jahre, um vom Beschluss des Netzausbaus bis zum fertigen Neubau zu kommen. Werden hier jetzt nicht die notwendigen Schritte eingeleitet, droht das Netz zum entscheidenden Flaschenhals für den Ausbau Erneuerbarer Energien zu werden.

Der Umbau der Stromnetze ist ein großes Infrastrukturprojekt, das viele Chancen bietet, wenn es richtig angepackt wird. Bei konsequenter Umsetzung würden davon unterschiedlichste Wirtschaftsbereiche profitieren: Strom- und IT-Märkte können eng miteinander vernetzt werden. Sollten Elektroautos als flexible Stromspeicher ins Netz 2.0 integriert werden können, wäre auch die Automobilbranche direkt beteiligt. Für ein Hochtechnologieland wie Deutschland bieten der Netzumbau und die Anwendung neuer Speichertechnik daher auch sehr große wirtschaftliche Chancen.