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Wie aus dem Energie-Puzzle die Energiewende werden soll

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Energiewende & Energie-Puzzle News / München, Wildpoldsried. Es ist eine Art Energie-Puzzle: In der öffentlichen Diskussion wird Energiewende zu oft nur mit dem Atomausstieg und dem Umbau der Energieversorgung, insbesondere durch die Stromerzeugung durch Erneuerbare Energien, gleichgesetzt. Doch Energiewende, das kann nicht oft genug betont werden, ist viel mehr als „lediglich“ der Atomausstieg und die überwiegende Energieversorgung mit Erneuerbaren Energien.

„Die Energiewende ist eine Jahrhundertaufgabe“, sagt auch Rudolf Martin Siegers, Leiter von Siemens Deutschland. Der Manager ist davon überzeugt, dass die gezielte Entwicklung und der intelligente Einsatz von Technologien der Energiewende zu einem Exportschlager und einem Wirtschaftsmotor für Deutschland werden kann.

"Die ganze Welt blickt auf Deutschland, ob wir die Energiewende im Kontext der Megatrends Klimawandel und Ressourcenschonung wirklich schaffen", sagt Rudolf Martin Siegers von Siemens.
Das Energie-Puzzle der deutschen Energiewende

„Die ganze Welt blickt auf Deutschland, ob wir die Energiewende im Kontext der Megatrends Klimawandel und Ressourcenschonung wirklich schaffen“, sagt Rudolf Martin Siegers von Siemens. Kein anderes Land auf der Welt hat sich dem Umbau der Gesellschaft hin zu einer ressourcenschonenden und kohlenstoffarmen Welt mit einer Energieversorgung hauptsächlich aus Erneuerbaren Energien derart verschrieben, wie Deutschland. „Cleantech und effizienzsteigernde Systeme und Lösungen zu exportieren, ist die größte wirtschaftliche Chance, die die deutsche Wirtschaft in den kommenden 50 Jahren bekommen wird“, ist auch Ex-Bundesaußenminister Joschka Fischer überzeugt.

Und auch in der Schweiz hat man die Bedeutung von sauberen Technologien für die Energiewende längst erkannt: „Es führt kein Weg an Cleantech vorbei. Nur so können wir den Gebrauch der Ressourcen reduzieren, sich zukunftsträchtige Produktions-verfahren etablieren und neue Energiequellen erschliessen. Die Schweiz muss die Chance packen“, sagt etwa Doris Leuthard, ehemalige Bundespräsidentin der Schweiz und heutige Energie- und Verkehrsministerin.

Das, was Deutschland vor hat, ist eine Art „Energie-Puzzle“, wie es der Technologie-Konzern Siemens beschreibt. Ein Puzzle, das sich nach Ansicht von Siemens, aus neun entscheidenden Bestandteilen zusammensetzt. Bestandteile, die sich zu eigenständigen, höchst lukrativen Märkten entwickeln können. Vielen Bereichen wird exorbitantes Wachstum in den kommenden Jahren vorausgesagt. Ein Puzzle aber auch in dem Sinne, dass das Gesamtergebnis, die Energiewende, nur dann glücken wird, wenn die Puzzle-Teile ineinander passen und somit alle Bereiche aufeinander abgestimmt sind. Doch den „Projektplan“, der von einem zentralen Energie(wende)-Ministerium entwickelt umgesetzt wird, vermisst nicht nur Siemens-Manager Segers.

Das Energie-Puzzle der deutschen Energiewende

Das Energie-Puzzle der deutschen Energiewende besteht im Kern aus 9 Komponenten, die alle ineinander greifen müssen, damit das Ziel Energiewende gelingen kann und wird. Wichtig ist der Masterplan, der Projektplan auch deshalb, weil die Energiewende aus technisch-theoretischer Sicht kein Problem darstellt. Problematisch ist aber der Transformationsprozess insbesondere im Hinblick auf die Auswahl geeigneter, konkurrierender Technologien und der damit verbundenen Kosten.

1. Erneuerbare Energien wettbewerbsfähig machen

Ab 2030 soll die eine Hälfte des Stroms in Deutschland aus Erneuerbaren Energien stammen. 2050 bereits 80 Prozent. Wichtig ist, dass diese Technologien ohne Subventionen wettbewerbsfähig werden. Insbesondere bei Windenergie ist das Ziel erreichbar, die Kilowattstunde aus Windstrom so kostengünstig zu machen wie die aus Kohle. Hierbei spielen beispielsweise getriebelose Turbinen und Software eine Rolle, die die Windlast auf die Rotoren optimal einstellt.

2. Verlustarme Stromautobahnen verlegen

Erneuerbare Energien sollten vor allem dort genutzt werden, wo sie reichlich anfallen: Wind auf dem offenen Meer und Sonne in heißen Gegenden. Es gilt also, die Fernnetze auszubauen: über Landesgrenzen ebenso wie mit klassischen Hochspannungsleitungen, unterirdisch verlegten Kabeln oder besonders effizienten Stromautobahnen mit der Technik der Hochspannungsgleichstromübertragung (HGÜ). Dass mit HGÜ beispielsweise bei einer Entfernung von 1.400 Kilometern und einer Übertragungsleistung von 5.000 Megawatt rund 95 Prozent des Stroms noch bei den Verbrauchern ankommt, beweist Siemens mit einer HGÜ in China. Mit herkömmlichen Wechselstromleitungen wären die Verluste zwei- bis dreimal so hoch.

3. Energiespeicher entwickeln und ausbauen

Eine weitere Herausforderung: Strom aus Wind und Sonne fluktuiert je nach Wetterlage. Stromspeicher, die überschüssige Energie über Stunden, Tage und notfalls sogar Wochen speichern können, sind daher ein Muss. Pumpspeicherkraftwerke sind in Deutschland kaum ausbaubar – aber Überschussstrom kann auch genutzt werden, um in Elektrolyse-Anlagen umweltfreundlichen Wasserstoff zu erzeugen. Dieser wiederum lässt sich ins Erdgasnetz einspeisen, in unterirdischen Kavernen speichern, in Strom zurückverwandeln und in Brennstoffzellen-Fahrzeugen nutzen. Zudem können Batterien in Gebäuden oder in Elektroautos als Zwischenspeicher für Strom dienen. Siemens forscht auf allen diesen Feldern.

4. Hocheffiziente konventionelle Kraftwerke nutzen

Wenn plötzlich Flaute herrscht oder Wolken vor die Sonne ziehen, müssen Stromschwankungen schnell ausgeglichen werden. Hierfür eignen sich besonders gut schnellstartfähige Gaskraftwerke (Lesen Sie auch: „Gaskraftwerke sind die wahre Brückentechnologie“). Außerdem sind sie in Kombination mit Dampfturbinen extrem effizient: Das weltweit effizienteste Kraftwerk von Siemens ist in der Lage, fast 61 Prozent der Energie des Erdgases in Strom zu verwandeln – damit benötigt es rund ein Drittel weniger Brennstoff pro Kilowattstunde als der Durchschnitt der weltweit installierten Gaskraftwerke. In weniger als 30 Minuten kann so ein Kraftwerk vom Stillstand auf eine Leistung gebracht werden, die ausreicht, eine Stadt wie Berlin mit Strom zu versorgen. Und seine Abwärme kann zudem noch für Heizungszwecke genutzt werden.

5. Smart Grids: Die Stromnetze intelligenter machen

Speisten vor 15 Jahren noch wenige Hundert Energieerzeuger Strom in die deutschen Netze, so werden dies künftig Millionen sein: ob Solar-, Wind- oder Biomasseanlagen oder kleine Blockheizkraftwerke im Keller. Die bisherigen Konsumenten von Energie werden immer mehr auch zu Produzenten, zu „Prosumern“. Diese Tatsache und die fluktuierenden Einspeisungen der erneuerbaren Energien, die zu stark schwankenden Strompreisen führen werden, machen intelligente Stromnetze für die Stromverteilung nötig.

Wie diese schon heute funktionieren können, zeigt Siemens mit Kooperationspartnern zum Beispiel in Wildpoldsried im Allgäu. Hier produzieren die Anwohner mit Photovoltaik, Biomasse< und indkraft mehr als dreimal so viel Strom, wie sie selbst verbrauchen, und sie nutzen zudem Elektroautos. Das Smart Grid sorgt für Stabilität im Netz und es balanciert Erzeugung und Verbrauch aus. Es nutzt dafür eine Vielzahl von Messsensoren ebenso wie regelbare Netzkomponenten oder sich selbst organisierende Software-Module.

6. Demand Response: Den Verbrauch an das Angebot anpassen

Bei Kühlhäusern< oder Klimaanlagen< spielt es meist keine Rolle, wenn sie kurzzeitig abgeschaltet werden – genauso wie es kaum auffällt, wenn ein Aufzug einmal etwas langsamer fährt. Es gibt viele derartige Möglichkeiten, den Stromverbrauch gezielt zu senken, wenn das Angebot niedrig und die Strompreise hoch sind. Mit diesem sogenannten Demand Side Management <(Demand Response), das derzeit vor allem in den USA genutzt wird, lassen sich Stromnetze entlasten. Siemens-Forscher tüfteln derzeit etwa an Gebäudeautomatisierungssystemen, die den Stromverbrauch in Echtzeit an Preisschwankungen anpassen und so Verbrauchsspitzen abflachen.

7. Effiziente Energienutzung: Energie sparen und Energie effizienter verbrauchen

Der sauberste Strom ist immer der, der nicht verbraucht wird. Hierin steckt einer der größten Hebel für die nachhaltige Energieversorgung der Zukunft. So gibt es etwa in der Industrie noch erhebliche Einsparpotenziale: Elektromotoren verbrauchen heute fast zwei Drittel des industriell genutzten Stroms, etwa für Antriebe oder Pumpen. Mit Energiesparmotoren und intelligenten Regelungen von Siemens lässt sich deren Stromverbrauch um bis zu 60 Prozent senken – eine solche Investition rechnet sich allein durch die Energieeinsparung in weniger als zwei Jahren.

Ähnliches gilt im Verkehr: Elektromotoren, ob in Bussen, Bahnen oder Elektroautos, sind rund dreimal effizienter als Verbrennungsmotoren. Bei Gebäuden, die weltweit mit 40 Prozent des Energieverbrauchs zu Buche schlagen, lässt sich ebenfalls viel erreichen, etwa über Wärmedämmung und Wärmepumpen, intelligente Gebäudetechnik und eine effiziente Beleuchtung.

Auch Haushaltsgeräte bieten ein enormes Einsparpotenzial: Mit modernen Geräten etwa von Bosch und Siemens Hausgeräte BSH lässt sich der Stromverbrauch gegenüber denen aus den 1990er-Jahren mehr als halbieren.

8. Intelligente Finanzierungslösungen anbieten

Vor allem bei Kommunen und Städten sind intelligente Finanzierungslösungen notwendig, damit trotz knapper Kassen der Energieverbrauch deutlich gesenkt werden kann (Lesen Sie auch: Plochingen setzt auf Energiespar-Contracting). Ein Beispiel ist das Energiespar-Contracting für Gebäudetechnik von Siemens – eine Kombination aus Beratung, Installationsleistung und Finanzierung. Dabei braucht der Kunde keinerlei Erstinvestition zu tätigen, er begleicht seine Raten einfach mit den eingesparten Energiekosten. Weltweit hat Siemens so mehr als 4.500 Gebäude modernisiert – mit Einsparungen von rund einer Milliarde Euro und einer CO2-Reduktion von rund 9,7 Millionen Tonnen. Das ist mehr als eine Großstadt wie München pro Jahr ausstößt.

9. Versorgungssicherheit gewährleisten

Bei allen Maßnahmen, die die Energiesysteme grundlegend verändern, hat ein Ziel oberste Priorität: Energie muss auch in Zukunft jederzeit zuverlässig verfügbar sein und bezahlbar bleiben. Stromausfälle – Blackouts – gilt es in jedem Fall zu vermeiden, und die internationale Wettbewerbsfähigkeit der Industrie darf nicht durch zu hohe Energiekosten gefährdet werden. >Daher müssen die verschiedenen Maßnahmen des Energie-Puzzles sorgfältig geplant und umgesetzt werden. Nur wenn sie von der Bevölkerung akzeptiert sind und perfekt ineinander passen, wird der Umbau des Energiesystems zum Erfolgsmodell, und die eingesetzten Lösungen werden zu Exportschlagern auf den Weltmärkten. Dann wird die „Zweite Rendite der Energiewende“ realisiert.

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% S Kommentare
  1. Mario sagt

    Sehr interessante Herangehensweise im diesem Beitrag. Energiewende ist und bleibt auch zukünftig ein Thema. Erneuerbare Energien gewinnen im mehr an Bedeutung, da diese nicht ausgehen können und zudem umweltfreundlicher sind. Ob die 9 Komponenten in Zukunft greifen werden? Ich mag es zu bezweifeln, da das Geld eine zu große Rolle spielt. Aber wünschenswert ist es allemal…

  2. Mark sagt

    Ich bin mal gespannt wie das mit der Energiewende weiter geht…. Bisher werden in Deutschland wieder nur die Kleinverbraucher für die Energiewende zur Kasse gebeten, also private Haushalte und kleinere Gewerbebetriebe, weil die Kosten auf die Strompreise umgeschlagen werden, wovon aber Großverbraucher befreit wurden. Generell bin ich auf jeden Fall für die Energiewende, aber der Aufwand muss fair auf alle Schultern verteilt werden!

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