Die Transformation des Energiesystems als Grundlage zum Erhalt unserer Lebensräume auf unserem Planeten

Transformation des Energiesystems

Energiepolitische Zielstellungen und Gestaltungsszenarien

Um die öko­lo­gi­schen und ener­gie­po­li­ti­schen Zie­le umzu­set­zen, wird ein zügi­ger Aus­bau Erneu­er­ba­rer Ener­gien sowie eine mas­si­ve Stei­ge­rung der Ener­gie­ef­fi­zi­enz benö­tigt. Damit ver­bun­den ist die grund­le­gen­de Trans­for­ma­ti­on des Ener­gie­sys­tems. Um auf Grund­la­ge die­ser Zie­le Hand­lungs­ent­schei­dun­gen abzu­lei­ten, besteht zuerst die Auf­ga­be das Markt­de­sign unter den neu­en Rah­men­be­din­gun­gen fest­zu­le­gen. Es han­delt sich nicht um die ein­fa­che Markt­in­te­gra­ti­on der Erneu­er­ba­ren Ener­gien in das vor­han­de­ne Markt­de­sign, son­dern ein neu­es Markt­de­sign ist zu gestalten.

Dabei sind fol­gen­de drei grund­le­gen­den Sze­na­ri­en abzuwägen:

  • Zen­tra­les, vor­ran­gig stro­m­ori­en­tier­tes Ener­gie­sys­tem mit dem Vor­rang auf off­shore Wind­ener­gie ins­be­son­de­re im Nord­see­be­reich, mit Solar­strom aus Nord­afri­ka, Pump­spei­cher­kraft­wer­ken in Nor­we­gen und Öster­reich, neu­en Höchst­span­nungs­net­zen von Nor­we­gen bis Nord­afri­ka sowie wei­ter­hin pas­si­ven Ver­tei­lungs­net­zen in den Regio­nen und Ener­gie­ef­fi­zi­enz allein in Ver­ant­wor­tung des Verbrauchers
  • Durch­gän­gig dezen­tra­les Ener­gie­sys­tem in der Ver­bun­den­heit von Strom und Wär­me mit voll­stän­di­ger regio­na­ler Auto­no­mie auf Grund­la­ge regio­na­ler Wind- und Son­nen­en­er­gie, Bio­mas­se und Bio­gas sowie even­tu­ell vor­han­de­ner Geo­ther­mie und Fließ­was­ser­en­er­gie mit Bat­te­rie­spei­chern sowie ver­bun­de­ner Rege­lung von Strom und Wär­me zur Aus­nut­zung der Wärmespeicherpotentiale
  • Ver­bun­de­nes Ener­gie­sys­tem aus zen­tra­len und dezen­tra­len Struk­tu­ren mit der Mög­lich­keit des über­re­gio­na­len Kapa­zi­täts­aus­glei­ches, aber auch der ver­bun­de­nen Rege­lung von Strom, Wär­me und Gas im inte­grier­ten Ener­gie­sys­tem sowie regio­na­ler Ver­ant­wor­tung und Wert­schöp­fung mit hohem Fle­xi­bi­li­sie­rungs- und Effizienzpotential

Der Haupt­nach­teil eines rein zen­tral erzeu­gen­den und gesteu­er­ten Ener­gie­sys­tems liegt in der gerin­gen Fle­xi­bi­li­tät im Umfeld eines mit Erneu­er­ba­ren Ener­gien sehr schwan­ken­den Ange­bo­tes sowie im hohen Gra­de der Angreif­bar­keit einer zen­tral auf­ge­bau­ten kri­ti­schen Infra­struk­tur und damit in der Gefähr­dung der Versorgungssicherheit.

Der Haupt­nach­teil eines rein dezen­tral geführ­ten Sys­tems liegt wie­der­um im gerin­gen Gra­de der Moti­va­ti­on zur gegen­sei­ti­gen Unter­stüt­zung in ver­schie­de­nen Regio­nen bei Ener­gie­man­gel in eini­gen Berei­chen und Ener­gie­über­schüs­sen in ande­ren Berei­chen. Damit ist die Ver­sor­gungs­si­cher­heit bei Man­gel­si­tua­tio­nen eben­so regio­nal gefährdet.

Die Vor­tei­le in der Ver­bin­dung dezen­tra­ler und zen­tra­ler Ansät­ze zur Gestal­tung eines zel­lu­la­ren Ener­gie­or­ga­nis­mus wie­der­um bestehen in fol­gen­den Kernpunkten:

  • Offe­ner wett­be­werb­li­cher Markt bis hin zur Wert­schöp­fung beim Bür­ger, den Kom­mu­nen, den Regio­nen und damit die maxi­ma­le Akti­vie­rung aller Betei­lig­ten für die Ener­gie­wen­de durch ent­spre­chen­de viel­fäl­ti­ge Nut­zens­ef­fek­te und Betei­li­gung an der ener­ge­ti­schen Wert­schöp­fungs­ket­te (Ener­gie, Ein­nah­men und Arbeits­plät­ze in den Regio­nen) sowie auch im Gra­de der Erschlie­ßung einer hohen Wachs­tums­quo­te beim Auf­bau Erneu­er­ba­rer Energieanlagen
  • Im Umfeld wach­sen­der Gefah­ren durch Angrif­fe auf die rea­le Welt über das Inter­net höh­re­re Ver­sor­gungs­si­cher­heit durch ver­teil­te Erzeu­gung und Steue­rung über die Über­tra­gungs­net­ze, die Ver­tei­lungs­net­ze bis hin in die Objek­te der Kun­den in einer Art zel­lu­la­ren Ener­gie­or­ga­nis­mus ana­log zur höhe­ren Kom­mu­ni­ka­ti­ons­ver­füg­bar­keit im Inter­net gegen­über den Angriffs­ri­si­ken einer zen­tra­len Kommunikationsinfrastruktur
  • Höhe­res Poten­ti­al an Fle­xi­bi­li­sie­rungs­op­tio­nen durch über­re­gio­na­le Grund­last­sys­te­me sowie fle­xi­ble Klein­struk­tu­ren mit regio­na­len Aus­gleichs­mass­nah­men, Spei­chern auf allen Ebe­nen sowie Ener­gie­aus­gleichs­me­cha­nis­men zwi­schen inte­grier­ten und intel­li­gent geführ­ten Strom- Gas- und Wär­me­net­zen bis hin zur Mobi­li­tät mit Strom, Bio­gas und Wasserstoff
  • Stär­ke­re Ver­bin­dung von Ener­gie­lie­fe­rung und wie­der­um bezüg­lich Strom, Gas und Wär­me ver­bin­den­der Ener­gie­dienst­leis­tung inklu­si­ve Ener­gie­ma­nage­ment­sys­te­me in den Gebäu­den und damit maxi­mier­te Nut­zung der Energieeffizienzpotentiale
  • Ver­rin­ge­rung von Trans­port­ver­lus­ten sowie Mini­mie­rung von Netz­aus­bau durch erzeu­gungs­nä­he­ren Ver­brauch mit zusätz­li­chem Bei­trag zur Energieeffizienz

Paradigmenwechsel und neue Anforderungen zur Transformation des Energiesystems

Auf Grund­la­ge der oben dar­ge­stell­ten ener­gie­po­li­ti­schen Ziel­stel­lun­gen und der Sze­na­rio­be­stim­mung ist ein kla­rer Para­dig­men­wech­sel zu erken­nen. Der Trans­for­ma­ti­on des Ener­gie­sys­tems von der zen­tra­len Ener­gie­welt mit fos­si­len Kraft­wer­ken und Kern­kraft­wer­ken zu Erneu­er­ba­ren Ener­gien und höhe­rer Ener­gie­ef­fi­zi­enz bewirkt auch eine deut­lich ver­teil­te­re und dezen­tra­le­re Erzeu­gung mit viel­fäl­ti­ger Betei­li­gung von neu­en Akteu­ren in den Regio­nen und Kom­mu­nen bis hin den Bür­gern. Die­ses Ener­gie­sys­tem ist eben­so nicht mehr zen­tral zu steu­ern. Des­halb sind auch in der Steue­rung eines zukünf­tig inte­grier­ten, zwi­schen zen­tra­len und dezen­tra­len Mecha­nis­men sowie über Strom, Wär­me und Gas hin­weg gemein­sam geführ­ten, ver­bun­de­nen Sys­tems neue dezen­tra­le Mecha­nis­men für Markt- sowie für Netz­füh­rungs­pro­zes­se notwendig.

Somit ist zu erken­nen, dass es sich nicht ein­fach um die Inte­gra­ti­on der Erneu­er­ba­ren Ener­gien han­delt, son­dern dass es um die Gestal­tung eines neu­en Markt­de­signs geht. Um dies zu ermög­li­chen, sind ent­spre­chen­de poli­ti­sche Bekennt­nis­se nicht nur für den Auf­bau der Erneu­er­ba­ren Ener­gien son­dern auch für die För­de­rung regio­na­ler Markt­me­cha­nis­men und die Unter­stüt­zung der Regio­nal­ver­sor­ger bei der Ent­wick­lung der dezen­tra­len Erzeu­gung und der För­de­rung loka­ler ener­gie­wirt­schaft­li­cher Gesamt­kon­zep­te not­wen­dig. Eine Vor­rang­för­de­rung für last­fer­ne, zen­tra­li­sier­te Erzeu­gung ist dabei nicht zielführend.

Die­ser Para­dig­men­wech­sel führt zu neu­en Anfor­de­run­gen bezüg­lich der Markt- und Netz­steue­rung mit viel höhe­ren Geschwin­dig­keits­an­for­de­run­gen bis zur Echt­zeit­fä­hig­keit, mit neu­en Auto­ma­ti­sie­rungs­an­for­de­run­gen in den Ver­tei­lungs­net­zen und bei den Markt­ak­teu­ren sowie auch zu Ener­gie­ma­nage­ment­sys­te­men in den Gebäu­den der Netz­nut­zer. Es wird im Ver­gleich zur gegen­wär­ti­gen Situa­ti­on eine höhe­re Fle­xi­bi­li­tät von Erzeu­gung und Ver­brauch benö­tigt, die mit dyna­mi­scher Leis­tungs­steue­rung, Ener­gie­spei­chern auf allen Netz­ebe­nen, inte­grier­ten Ener­gie­sys­te­men aus Elek­tri­zi­tät, Wär­me und Gas sowie zel­lu­la­ren, und damit gegen Aus­fäl­le und Angrif­fe robus­te­ren Sys­te­men erreicht wer­den soll.

Um dies vor­an­zu­brin­gen, wer­den intel­li­gent gesteu­er­te Ener­gie­netz­wer­ke (Smart Grids) sowie intel­li­gen­te Mess­sys­te­me (Smart Meter­ing) benö­tigt, die bei sehr unter­schied­li­chen Anfor­de­run­gen und Akteu­ren aber nicht zwin­gend die glei­chen Kom­mu­ni­ka­ti­ons­ein­rich­tun­gen nut­zen müs­sen. Die­se Netz­wer­ke funk­tio­nie­ren als ter­ri­to­ri­al orga­ni­sier­te und sich selbst aus­glei­chen­de Ein­hei­ten mit Strom‑, Gas- und Wär­me­er­zeu­gern, Ener­gie­spei­chern und Energienutzern.

Die Netz­wer­ke berück­sich­ti­gen im Strom­be­reich gleich­zei­tig die regio­na­le Situa­ti­on wie auch Vor­gän­ge in ande­ren Regio­nen — wie zen­tra­le Quel­len, bei­spiels­wei­se off­shore-Wind­parks. Dies ermög­licht die Nut­zung regio­na­ler Chan­cen durch Kom­mu­nen, aber auch die Betei­li­gung am Nut­zen der neu­en Sys­te­me durch alle Bürger.

Dafür ist das bis­he­ri­ge Ener­gie­ver­sor­gungs­sys­tem auf der letz­ten Mei­le im Nie­der­span­nungs­be­reich bis hin in die Objek­te der Kun­den mit einem Ener­gie­in­for­ma­ti­ons­sys­tem aus Kom­mu­ni­ka­ti­ons­sys­tem und Auto­ma­ti­sie­rungs­sys­tem zu ver­bin­den. Es ent­wi­ckelt sich das intel­li­gen­te Ener­gie­ver­sor­gungs­sys­tem (Smart Grid) als Netz­werk aller Kom­po­nen­ten mit mehr Infor­ma­tio­nen über Erzeu­gung und Verbäuche.

Maßnahmenvorschläge für die Energiepolitik

Die Ziel­stel­lun­gen der zukünf­ti­gen Ener­gie­po­li­tik füh­ren, wie dar­ge­stellt, zu einem Para­dig­men­wech­sel mit Anfor­de­run­gen an ein neu­es Markt­de­sign und spar­ten­über­grei­fend inte­grier­te sowie zen­tral und dezen­tral ver­bun­de­ne Ener­gie­sys­te­me. Die­se markt­be­ding­ten und effi­zi­enz­be­ding­ten Anfor­de­run­gen füh­ren zu neu­en tech­ni­schen Anfor­de­run­gen für intel­li­gen­te und ver­netz­te Ener­gie­sys­te­me. Die sich dar­aus erge­ben­den Hand­lungs­emp­feh­lun­gen an die Poli­tik kön­nen fol­gen­der­ma­ßen zusam­men­ge­fasst werden.

  • Richt­li­ni­en­er­stel­lung zur Umset­zung fol­gen­der euro­päi­scher Ener­gie­infra­struk­tur­prio­ri­tät ent­spre­chend dem 2011 vor­lie­gen­den Regu­lie­rungs­vor­schlag an das EU-Parlament

Smart Grid-Ent­wick­lung: Adop­ti­on von Smart Grid-Tech­no­lo­gien in der gesam­ten Uni­on, um effi­zi­ent das Ver­hal­ten und die Aktio­nen aller mit dem elek­tri­schen Netz­werk ver­bun­de­nen Kun­den zu inte­grie­ren, ins­be­son­de­re die Erzeu­gung eines hohen Betra­ges an elek­tri­scher Ener­gie durch erneu­er­ba­re oder ver­teil­te Ener­gie­quel­len sowie Demand Respon­se beim Ver­brau­cher umzusetzen.“

  • Zu ent­wi­ckeln ist dabei ins­be­son­de­re Kate­go­rie 1e der euro­päi­schen Ener­gie­infra­struk­tur ent­spre­chend fol­gen­der Defi­ni­ti­on mit auf Mit­glieds­staa­ten bezo­ge­nen Infrastrukturprogrammen:

Jede Art von Equip­ment oder Instal­la­tio­nen für den Über­tra­gungs- und den Ver­tei­lungs­le­vel, mit dem Ziel der digi­ta­len bidi­rek­tio­na­len Kom­mu­ni­ka­ti­on, der Echt­zeit­fä­hig­keit, mit inter­ak­ti­ver und intel­li­gen­ter Über­wa­chung und Manage­ment der elek­tri­schen Erzeu­gung, Über­tra­gung, Ver­tei­lung und Ver­brauch inner­halb eines elek­tri­schen Netz­wer­kes im Hin­blick auf die Ent­wick­lung des Netz­wer­kes, um effi­zi­ent das Ver­hal­ten und die Aktio­nen aller mit ihm – sowie mit Erzeu­gern, Ver­brau­chern und Ein­hei­ten, die bei­des tun, — ver­bun­de­nen Kun­den zu inte­grie­ren, um ein öko­no­misch effi­zi­en­tes, nach­hal­ti­ges Elek­tri­zi­täts­sys­tem mit nied­ri­gen Ver­lus­ten und hoher Qua­li­tät und Ver­sor­gungs­si­cher­heit und Zuver­läs­sig­keit sicherzustellen.“

  • Über­tra­gung der Fest­le­gun­gen aus dem Regie­rungs­pro­gramm Baden-Württemberg’s auf ande­re Bun­des­län­der sowie in die Bun­des­po­li­tik mit fol­gen­dem Inhalt:
  • Im Aus­bau der Erneu­er­ba­ren Ener­gien wer­den enor­me Chan­cen für eine nach­hal­ti­ge regio­na­le Wert­schöp­fung gese­hen. Das Ziel ist es des­halb, die Kom­mu­nen stär­ker als bis­lang auch als Akteu­re der Ener­gie- und Kli­ma­po­li­tik zu gewinnen 
  • Stadt­wer­ke sind in den für die Ener­gie­wen­de not­wen­di­gen Aus­bau der Kapa­zi­tä­ten und in die Neu­aus­rich­tung von Kli­ma­schutz und Ener­gie­wirt­schaft part­ner­schaft­lich einzubinden

  • Mit Dezen­tra­li­sie­rung der Erzeu­gung wächst der Bedarf an Inno­va­tio­nen in den Ener­gie­net­zen (Smart Grid). Baden-Würt­tem­berg möch­te bei der Trans­for­ma­ti­on des Ener­gie­sys­tems in Deutsch­land eine Vor­rei­ter­rol­le über­neh­men. Eben­so kann Deutsch­land welt­weit eine Vor­rei­ter­rol­le im Bereich intel­li­gen­ter Ener­gie­sys­te­me ein­neh­men und somit den Wirt­schafts­stand­ort mit den Chan­cen der Trans­for­ma­ti­on des Ener­gie­sys­tems stärken.

  • Zur Umset­zung des beschrie­be­nen Sze­na­ri­os einer regio­na­le­ren, inte­grier­ten und ver­bun­de­nen Ener­gie­wirt­schaft zum Erfolg der Ener­gie­trans­for­ma­ti­on bedarf es nicht nur des all­ge­mei­nen Vor­ran­ges an Erneu­er­ba­ren Ener­gien, son­dern bedarf es einer ver­stärk­ten För­de­rung dezen­tra­ler Quel­len und kei­ne Vor­rang­re­ge­lung für zen­tra­le Quellen.
  • Eben­so bedarf es eines gesamt­ge­sell­schaft­li­chen Maß­nah­me­pla­nes zur star­ken Erhö­hung von Ener­gie­ef­fi­zi­enz mit einem Über­wa­chungs­sys­tem zur Mes­sung des Erfol­ges bei der Effi­zi­enz­stei­ge­rung in der gesam­ten ener­ge­ti­schen Wert­schöp­fungs­ket­te und nicht nur beim Verbraucher.
  • Zu beför­dern ist die Ent­wick­lung regio­na­ler Markt­me­cha­nis­men und die Unter­stüt­zung der Regio­nal­ver­sor­ger bei der Ent­wick­lung der dezen­tra­len Erzeu­gung und der För­de­rung loka­ler ener­gie­wirt­schaft­li­cher Gesamt­kon­zep­te. Eben­so sind Rah­men­be­din­gun­gen für die Kom­mu­nen zu schaf­fen, die das Inter­es­se an regio­na­len ener­ge­ti­schen Gesamt­ent­wick­lungs­plä­nen stär­ken, um regio­na­le Ener­gie­or­ga­nis­men in der Ver­bun­den­heit mit zen­tra­len Erzeu­gungs- und Steue­rungs­me­cha­nis­men zu schaffen.

Auf Basis der öko­lo­gi­schen und ener­gie­po­li­ti­schen Ziel­stel­lun­gen sowie dem damit ver­bun­de­nen Para­dig­men­wech­sel im Sze­na­rio der ver­teil­ten Erzeu­gung und Steue­rung des Ener­gie­sys­tems erwach­sen die Anfor­de­run­gen für ein neu­es Markt­de­sign sowie ein ver­bun­de­nes und inte­grier­tes Ener­gie­sys­tem. Durch damit ver­bun­de­ne, neue tech­ni­sche Anfor­de­run­gen wird aber auch ein intel­li­gen­tes Ener­gie­sys­tem erfor­der­lich. Poli­ti­sche Maß­nah­men müs­sen den Umge­stal­tungs­pro­zess zur voll­stän­di­gen Trans­for­ma­ti­on des Ener­gie­sys­tems för­dernd und anlei­tend in Gang brin­gen. Beson­ders sind Infra­struk­tur­pro­gram­me für intel­li­gen­te Ener­gie­sys­te­me auf den Weg zu brin­gen, da die­se sich im Rah­men des heu­ti­gen Markt­de­signs nicht aus­rei­chend ent­wi­ckeln werden.

Dies erfor­dert ins­be­son­de­re Maß­nah­men für die Kom­mu­nen und Regio­nen sowie auch für die Betei­li­gung des Bür­gers zu ergrei­fen, um den bestehen­den Markt umzu­bau­en. Dies ent­spricht den euro­päi­schen Rah­men­be­din­gun­gen, die einen kun­den­zen­trier­ten Ansatz sowie einen sehr offe­nen wett­be­werb­li­chen Markt zum Umbau des Ener­gie­sys­tems anstre­ben. Ein ent­spre­chen­des Umfeld ent­steht auch in ers­ten Lan­des­pro­gram­men, ist aber ins­be­son­de­re noch auf der Ebe­ne der Bun­des­po­li­tik als Prio­ri­tät festzulegen.

Die Trans­for­ma­ti­on des Ener­gie­sys­tems bie­tet aber Deutsch­land wie auch ganz Euro­pa bedeu­ten­de Chan­cen bei der Erlan­gung der Vor­rei­ter­rol­le auf einem neu­en Tech­no­lo­gie­ge­biet und damit in der Sicher­stel­lung der wirt­schaft­li­chen Stär­ke durch die Kon­zen­tra­ti­on auf einem für die Zukunft der Welt ent­schei­den­dem Wirtschaftszweig.

Andre­as Kieß­ling, ener­gy design, 16.10.2012

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