Quellen der Gestaltung

Differenzen im Energiesystem als Quelle der Gestaltung

Quellen der Gestaltung
Quellen der Gestaltung, Creative Commons CC0 https://pixabay.com/de

Gestaltung von Energielandschaften

Die Fra­ge, in wel­cher Wei­se der Gestal­tung von Land­schaf­ten benö­tig­te Ener­gie in Form von Elek­tri­zi­tät und damit als Dif­fe­ren­zen zwi­schen Orten der Erzeu­gung von Elek­tri­zi­tät und der Nut­zung die­ser Ener­gie ange­bo­ten wer­den soll, stellt sich seit Beginn des Auf­baus des Ener­gie­sys­tems auf Grund­la­ge der Kon­zep­te von Tho­mas Edi­son und Niko­la Tes­la. Edi­son lei­te­te den welt­wei­ten Pro­zess der Elek­tri­fi­zie­rung am Ende des 19. Jahr­hun­derts in New York mit der Gleich­strom­tech­nik ein. Da die­se Tech­nik bei Trans­por­ten über gro­ße Distan­zen mit hohen Ver­lus­ten ver­bun­den war, basier­te das ursprüng­li­che Kon­zept des Ener­gie­sys­tems auf einem dezen­tra­len Ansatz mit viel­fäl­ti­gen Erzeu­gungs­an­la­gen. Eben­so ent­wi­ckel­te Niko­la Tes­la Ende des 19. Jahr­hun­derts die Wech­sel­strom­tech­nik, die mit Unter­stüt­zung des erfolg­rei­chen Unter­neh­mers Georg Westing­hou­se als Kon­kur­renz zum Ansatz von Tho­mas Edi­son sehr schnell Ver­brei­tung erfuhr. Da die Wech­sel­strom­tech­nik Fern­trans­por­te mit weit gerin­ge­ren Ver­lus­ten umset­zen konn­te, ermög­lich­te dies den Auf­bau soge­nann­ter Zen­tral­kraft­wer­ke. Zwi­schen Edi­son auf der einen Sei­te sowie Westing­hou­se und Tes­la auf der ande­ren Sei­te ent­wi­ckel­te sich der soge­nann­te Strom­krieg. Letzt­end­lich fusio­nier­te die von Edi­son gegrün­de­te Fir­ma Gene­ral Elec­tric aus wirt­schaft­li­chen Grün­den mit ande­ren Unter­neh­men, die Tech­no­lo­gie und Paten­te zur Wech­sel­strom­tech­nik ein­brach­ten, womit der Sie­ges­zug des Wech­sel­stroms voll­endet war.

Herkunft des zentralen Energiesystems

Da der Antrieb der Gene­ra­to­ren zur Erzeu­gung elek­tri­scher Ener­gie damals weit­ge­hend durch mit Koh­le befeu­er­te Dampf­ma­schi­nen erfolg­te, war die Errich­tung zen­tra­ler Kraft­wer­ke unter Nut­zung der Wech­sel­strom­über­tra­gungs­tech­nik zum Trans­port an die weit ent­fernt ange­sie­del­ten Nut­zer ein logi­scher Pro­zess. Die Kon­zen­tra­ti­on der Vor­kom­men an Koh­le­flö­zen als Ener­gie­quel­len und die Not­wen­dig­keit wirt­schaft­li­cher Pro­zes­se zur Auf­be­rei­tung und Ver­bren­nung der Pri­mär­ener­gie Koh­le begüns­tig­te die Ent­wick­lung der zen­tra­len Erzeu­gung zur End­ener­gie Elek­tri­zi­tät. Jane Jacobs spricht auch von der dama­li­gen Inkon­se­quenz, bestehen­de Pro­ble­me wirk­lich lösen zu wol­len. Die Pro­ble­me, wel­che die Indus­tria­li­sie­rung mit sich brach­te, wur­den ledig­lich aus­ge­la­gert. Die Distanz zwi­schen Ener­gie­er­zeu­gung und urba­nen Lebens­räu­men war im dama­li­gen Sin­ne „logisch“, da Ener­gie­er­zeu­gung auch etwas Unge­sun­des mit sich brach­te. Jedoch wur­de der Gedan­ke des „Außens“ gegen­über der Stadt als geschlos­se­nem Sys­tem durch einen rasan­ten Pro­zess der Urba­ni­sie­rung auf­ge­löst, und somit wur­de das aus­ge­la­ger­te Pro­blem wie­der ver­in­ner­licht.

Damit ent­wi­ckel­te sich ein Ener­gie­sys­tem mit wenig Vari­an­ten und binä­rer Form der Dif­fe­ren­zie­rung. Auf der einen Sei­te ste­hen weni­ge Unter­neh­men, die aus Ener­gie­quel­len die Pri­mär­ener­gie auf­be­rei­ten und die­se der Erzeu­gung von End­ener­gie zufüh­ren. Die Infra­struk­tur zum Fern­trans­port der Ener­gie liegt in regu­lier­ten, mono­po­lis­ti­schen Orga­ni­sa­ti­ons­for­men und wird als Ein­bahn­stra­ße betrie­ben. Der Strom ist aus­ge­hend von Orten zen­tra­ler Erzeu­gung über Weit­ver­kehrs­net­ze zu trans­por­tie­ren und dann über Ver­tei­lungs­net­ze in den Sied­lungs­zo­nen an die Nut­zer zu ver­tei­len. Die kla­re binä­re Dif­fe­ren­zie­rung mit fes­ten Pro­zes­sen und Struk­tu­ren führ­te zu sehr ein­ge­grenz­ten Mög­lich­kei­ten der Ent­wick­lung des Ener­gie­sys­tems, das bei grund­sätz­li­cher Betrach­tung seit über einem Jahr­hun­dert sei­ne Form bei­be­hielt.

Paradigmenwechsel zu dezentralen Energiesystemen

Seit Beginn des 21. Jahr­hun­derts ändert sich die Situa­ti­on und das Ener­gie­sys­tem erfährt eine grund­le­gen­de Trans­for­ma­ti­on. Erneu­er­ba­re Ener­gi­en wie Wind und Son­ne, aber auch Erd­wär­me, Bio­mas­se oder das ener­ge­ti­sche Ange­bot von Was­ser in viel­fäl­ti­ger Form sind weit­ge­hend über­all vor­han­den und nicht auf weni­ge Orte der Extrak­ti­on von Pri­mär­ener­gie kon­zen­triert.

Beson­ders in Deutsch­land reif­te seit 2010 unter den Bedin­gun­gen eines stark wach­sen­den Anteils an dezen­tra­ler Erzeu­gung — bei­spiels­wei­se Pho­to­vol­ta­ik — in den Sied­lungs­ge­bie­ten, mit Netz­rück­käu­fen durch die Gemein­den sowie mit regio­na­len und loka­len Ener­gie­kon­zep­ten in den Bun­des­län­dern, den Regio­nen und Kom­mu­nen aber auch bei den Bür­gern und Unter­neh­men die Erkennt­nis, dass im Kern die Fra­ge­stel­lung zu beant­wor­ten ist, wo die Trans­for­ma­ti­on des Ener­gie­sys­tems statt­fin­det. Gilt es, das zen­tral ori­en­tier­te Ener­gie­kon­zept zu erhal­ten, das in Euro­pa eine vor­ran­gi­ge Ener­gie­ge­win­nung in Nord- und Ost­see durch Wind­nut­zung sowie im Mit­tel­meer­raum durch Nut­zung der Solar­ener­gie zuzüg­lich des damit ver­bun­de­nen Ener­gie­trans­por­tes von Nord nach Süd bei Aus­bau der Über­tra­gungs­net­ze vor­sieht, oder kön­nen dezen­tra­le Ener­gie­kreis­läu­fe eine neue Renais­sance erfah­ren?

Ein oft gehör­tes Argu­ment zuguns­ten regio­na­ler Kon­zep­te unter­streicht den even­tu­ell ver­rin­ger­ten Netz­aus­bau. Es gibt aber wei­te­re Grün­de für eine kom­ple­xe­re, sozio­öko­no­mi­sche Betrach­tung, um den gesell­schaft­li­chen und öko­no­mi­schen Zusam­men­hang her­zu­stel­len, wenn es dar­um geht, mit den Regio­nen und Kom­mu­nen sowie den Unter­neh­men und den Bür­gern alle Inter­es­sen­trä­ger für die öko­lo­gi­schen und ener­gie­po­li­ti­schen Zie­le beim Umbau des Ener­gie­sys­tems zu akti­vie­ren und damit Chan­cen statt nur Not­wen­dig­kei­ten zu beto­nen. Hier gilt es auch, den Vor­teil der Diver­si­fi­zie­rung der Ener­gie­an­ge­bo­te zur Gewähr­leis­tung von Ver­sor­gungs­si­cher­heit gegen­über zen­tra­len, angreif­ba­ren Sys­te­men abzu­wä­gen. Dabei soll­te man sich auch ver­ge­gen­wär­ti­gen, dass die Ener­gie­fra­ge im Kern eine Gerech­tig­keits­fra­ge ist. Zur Beur­tei­lung eines Ener­gie­ver­sor­gungs­sys­tems sind die drei The­men intak­te Umwelt (Nach­hal­tig­keit der Sys­tem­ent­wick­lung), sozia­le Fak­to­ren (Ener­gie­zu­griff und Sicher­heit) sowie gesun­de Wirt­schafts­kraft (öko­no­mi­sches Wachs­tum und Ent­wick­lung) zu betrach­ten [World Eco­no­mic Forum, 2013]. Letzt­end­lich basie­ren mensch­li­che Grund­be­dürf­nis­se auf dem Zugang zu Ener­gie. In einer glo­ba­len und ver­netz­ten Welt gilt es, bezahl­ba­ren und gerech­ten Zugang zu nach­hal­ti­ger Ener­gie für alle Men­schen zu gewähr­leis­ten, wes­halb eine aus­ge­wo­ge­ne Balan­ce zwi­schen Glo­ba­li­sie­rung und Sub­si­dia­ri­tät her­zu­stel­len ist.

Neues Chancen für nachhaltiges Wachstum

Die Not­wen­dig­kei­ten zur Res­sour­cen­scho­nung und Umge­bungs­nach­hal­tig­keit erzeu­gen einen star­ken Druck auf das exis­tie­ren­de Ener­gie­sys­tem. Sie bie­ten aber bei offe­ner Sicht­wei­se auf das gesell­schaft­li­che Gesamt­sys­tem höchs­te Chan­cen für neu­es öko­no­mi­sches Wachs­tum mit zusätz­li­chen Wert­schöp­fungs­mög­lich­kei­ten trotz gleich­zei­ti­ger Sen­kung der Res­sour­cen­ver­bräu­che.

Wachs­tum sowie Scho­nung des natür­li­chen Kapi­tals der Erde sind kein Gegen­satz. Dabei gilt es, Ver­bund­sys­te­me zu sichern, da sie mit ihren aus­glei­chen­den Effek­ten dazu bei­tra­gen, die Ver­sor­gungs­si­cher­heit auf einem hohen Stand zu hal­ten. Sicher­heit im Ver­bund­sys­tem und wirt­schaft­li­che Chan­cen für viel­fäl­ti­ge Akteu­re durch Sub­si­dia­ri­tät auf Basis eines effi­zi­en­te­ren, auf erneu­er­ba­ren Ener­gi­en beru­hen­den Ener­gie­sys­tems sind zu ver­ei­ni­gen. Sub­si­dia­ri­tät und Ver­bun­den­heit füh­ren zum Vor­schlag eines Ener­gie­sys­tems mit regio­na­len Erzeu­gungs-, Spei­che­rungs- und Aus­gleichs­me­cha­nis­men im Ver­bund von Strom, Gas, Wär­me und Mobi­li­täts­kon­zep­ten sowie der Abstim­mung zwi­schen regio­na­len Inter­es­sen, aber auch gesamt­staat­li­cher Inter­es­sen sowie inter­na­tio­na­ler Ansprü­che in Ver­bund­net­zen.

Die Gestal­tung des Ener­gie­sys­tems erfolgt auf die­ser Basis auch in bedeu­ten­dem Maße von unten nach oben. Ein nur aus zen­tra­ler Sicht fest­ge­leg­tes, star­res Sys­tem führt zu man­geln­der Akzep­tanz und ver­hin­dert Par­ti­zi­pa­ti­on brei­ter Inter­es­sen­grup­pen zu Guns­ten weni­ger Akteu­re. Eine sozio­öko­no­mi­sche Betrach­tung ver­steht dabei, dass Akzep­tanz für den Ände­rungs­pro­zess durch neue Ener­gie­tech­no­lo­gi­en und durch die infor­ma­ti­ons­tech­ni­sche Ver­net­zung des Ener­gie­sys­tems nicht allein mit einer Auf­klä­rungs­of­fen­si­ve zur Dar­stel­lung der Not­wen­dig­kei­ten einer wei­ter zen­tral auf­ge­stell­ten Ener­gie­ge­win­nung mit ein­sei­ti­ger Ver­tei­lung der wirt­schaft­li­chen Chan­cen zu errei­chen ist. Akzep­tanz ent­steht durch Teil­ha­be, und Teil­ha­be ent­wi­ckelt Prosumen­ten im Ener­gie­sys­tem mit neu­en For­men der Gebäu­de- und Land­schafts­ent­wick­lung. Es ist also die gesell­schaft­li­che Grund­satz­ent­schei­dung zu tref­fen, wie zen­tral oder dezen­tral Ener­gie­kreis­läu­fe zukünf­tig funk­tio­nie­ren. Im Fall der Beför­de­rung regio­na­ler und loka­ler Ener­gie­kreis­läu­fe besteht die umfas­sen­de Auf­ga­be dar­in, zen­tral und dezen­tral erzeug­te Ener­gie in den Ver­bund natio­na­ler und inter­na­tio­na­ler Ener­gie­kreis­läu­fe zu inte­grie­ren sowie Ener­gie­ef­fi­zi­enz auf allen Hand­lungs­ebe­nen zu erhö­hen. Eigen­stän­dig­keit und Ver­schie­den­heit im loka­len Han­deln mit selbst gestal­te­ten Ener­gie­kon­zep­ten sind eben­so zu unter­stüt­zen, wie es auch gilt, Ver­bun­den­heit im glo­ba­len Den­ken zu för­dern.

Verhältnis von Autarkie und Verbundenheit

Das Ziel besteht nicht dar­in, aus­schließ­lich aut­ar­ke, neben­ein­an­der exis­tie­ren­de Ener­gie­kreis­läu­fe zu ent­wi­ckeln. Ein rei­ner Indi­vi­dua­lis­mus führt zu ver­rin­ger­ter Ver­sor­gungs­si­cher­heit, da aus­glei­chen­de Effek­te zwi­schen Ener­gie­ver­bün­den ver­lo­ren gehen. Gleich­zei­tig stär­ken aber auto­no­miefä­hi­ge, weit­ge­hend selbst orga­ni­sier­te Ener­gie­sys­te­me im Netz­ver­bund das Gesamt­sys­tem, da loka­le und regio­na­le Mecha­nis­men, Pro­duk­te und Ver­ant­wort­lich­kei­ten die Fle­xi­bi­li­tät und Effi­zi­enz des Ener­gie­sys­tem­ver­bun­des durch Diver­si­fi­zie­rung und Eigen­ver­ant­wort­lich­keit in einer Art Orga­nis­mus erhö­hen.

Nun schließt sich wie­der der Kreis zur Betrach­tung der Dif­fe­ren­zen. Im dezen­tra­len Kon­zept ent­ste­hen Dif­fe­ren­zen und damit loka­le Mög­lich­kei­ten der Gestal­tung in Gebäu­den, Ort­schaf­ten und Regio­nen mit viel­fäl­ti­gen, klei­ne­ren Ener­gie­kreis­läu­fen zwi­schen Quel­len und Nut­zungs­sen­ken von Ener­gie. Ener­gie­kreis­läu­fe inter­agie­ren aber in zukünf­tig bidi­rek­tio­nal betrie­be­nen Net­zen mit­ein­an­der. Die­se zusätz­li­chen Dif­fe­ren­zen füh­ren zu neu­en Gestal­tungs­mög­lich­kei­ten in der Stadt-/Land­be­zie­hung bis hin zu neu­en natio­na­len und inter­na­tio­na­len Bezie­hun­gen.

Hier­aus wur­de die Ana­lo­gie zum zel­lu­la­ren Sys­tem im Ener­gie­or­ga­nis­mus abge­lei­tet, der die Ent­fal­tung viel­fäl­ti­ger neu­er For­men auf Grund­la­ge viel­fäl­ti­ger Dif­fe­ren­zen ermög­licht.

Ener­gie­zel­len bil­den sich einer­seits in Gebäu­den, Stadt­tei­len, Kom­mu­nen und Regio­nen mit selb­st­op­ti­mie­ren­den Ener­gie­kreis­läu­fen, die ander­seits regio­nal und in ein­ge­bet­te­ter Wei­se auch über­re­gio­nal mit­ein­an­der ver­bun­den sind und somit den Ener­gie­or­ga­nis­mus ent­wi­ckeln. So las­sen sich regio­na­le Inter­es­sen für eigen­stän­di­ge Chan­cen in der ener­gie­wirt­schaft­li­chen Wert­schöp­fung, Ver­sor­gungs­si­cher­heit und Infor­ma­ti­ons­si­cher­heit durch diver­si­fi­zier­te Struk­tu­ren sowie Daten­schutz und Mini­mie­rung der Daten­flüs­se zu zen­tra­le­ren Struk­tu­ren ver­bin­den. Dies wird durch eine selbst abbil­den­de, frak­ta­le Struk­tur beschrie­ben, die es ermög­licht, das mit der Dezen­tra­li­tät zuneh­mend kom­ple­xe­re Sys­tem in einem glo­bal kon­trol­lier­ba­ren Rah­men zu orga­ni­sie­ren. Gebäu­de­nut­zer, Unter­neh­men, Städ­te und Regio­nen ent­wi­ckeln sich somit zu Prosumen­ten, die durch eine pas­sen­de Gestal­tung des Mark­tes oder der Com­mu­ni­ty zum gemein­sa­men Han­deln in einem Ener­gie­ver­bund ange­regt wer­den.

Loka­le und regio­na­le Ener­gie­kreis­läu­fe ermög­li­chen auf der Grund­la­ge viel­fäl­ti­ger Dif­fe­ren­zen sowie unter­schied­li­cher kul­tu­rel­ler Rah­men­be­din­gun­gen und Ziel­stel­lun­gen die Gestal­tung unter­schied­li­cher For­men der Inte­gra­ti­on des Ener­gie­sys­tems in die Gebäu­de- und Land­schafts­ge­stal­tung. Der durch Infor­ma­ti­ons­aus­tausch zwi­schen Prosumen­ten orga­ni­sier­te Ener­gie­aus­tausch bie­tet umfas­sen­de Chan­cen zu einem effi­zi­en­te­ren Umgang mit Ener­gie und neu­en For­men der Öko­no­mie bei zuneh­men­der Wert­schöp­fung in den Regio­nen und brei­ter Betei­li­gung als eine Art Teil­ha­be-Öko­no­mie.

Kieß­ling, Andre­as (Hrsg.).; Hart­mann, Gun­nar (2013). Ener­gie zyklisch den­ken. Etwa 130 S., E-Book (Ama­zon). Lei­men. 01.10.2013. ISBN 978–3-00–047441-5.

Andreas Kießling
Über Andreas Kießling 38 Artikel
Andreas Kießling hat in Dresden Physik studiert und lebt im Raum Heidelberg. Er beteiligt sich als Freiberufler und Autor an der Gestaltung nachhaltiger Lebensräume und zugehöriger Energiekreisläufe. Dies betrifft Themen zu erneuerbaren und dezentral organisierten Energien. Veröffentlichungen als auch die Aktivitäten zur Beratung, zum Projektmanagement und zur Lehre dienen der Gestaltung von Energietechnologie, Energiepolitik und Energieökonomie mit regionalen und lokalen Chancen der Raumentwicklung in einer globalisierten Welt.

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