LichtBlick bei den Netzkosten

(27. März 2012) Intelligente KWK-Anlagen könnten die Kosten für den Ausbau der Stromnetze bis 2020 um bis zu einer halben Milliarde Euro senken, langfristig sogar noch deutlich mehr, so die Hamburger LichtBlick AG, die "ZuhauseKraftwerke" installiert. Das sei Ergebnis einer Untersuchung zur "Einbindung von ZuhauseKraftwerken in Smart Grids" der LBD-Beratungsgesellschaft im Auftrag von LichtBlick. Die Studie kann unter www.lichtblick.de/smartgrid-studie heruntergeladen werden.

Die Potentiale intelligenter Mini-Kraftwerke würden bislang unterschätzt. Wenn Strom erzeugt werde, wo und wann er benötigt wird, könne man teure Netzinvestitionen vermeiden, so LichtBlick. Der Einsatz von "ZuhauseKraftwerken" nach dem SchwarmStrom-Modell könne in den Verteilnetzen dazu beitragen, Lastspitzen zu decken, womit die erforderliche Transformatorleistung sinke und ein Rückbau von Transformatorkapazitäten möglich sei.

Um die in der Studie genannten Einsparpotentiale beim Netzausbau zu realisieren, seien bundesweit dezentrale Kraftwerke mit 3,5 bis 8 GW erforderlich. LichtBlick hat das Ziel, 100.000 dezentrale Kraftwerke mit zusammen 2 GW zu installieren. Die ersten 420 davon laufen bereits in Norddeutschland, Berlin und NRW.

Schlaues Stromnetz für die Eifel

(1. Juni 2011) Der Landkreis Bitburg-Prüm will in den kommenden Monaten 2011 ein intelligentes Stromnetz installieren und testen. Das Projekt wird vom Bundeswirtschaftsministerium gefördert. Im Naturreservat Eifel finden die Netzplaner typische Herausforderungen für die bevorstehende Energiewende: Reichte in der dünn besiedelten Region bislang eine überschaubare Netzinfrastruktur, haben sich die Anforderungen mit dem Ausbau regenerativer Energieanlagen deutlich geändert.

Das EEG bescherte dem Landkreis einen Boom an Windparks und PV-Anlagen. Aktuell speisen in dem Gebiet über 5.500 Anlagen mit 840 Megawatt ins Mittel- und Niederspannungsnetz ein, hauptsächlich PV-Anlagen. Hinzu kommen 57 Windenergieanlagen mit 107 Megawatt, die direkt ins 110-Kilovolt-Netz einspeisen. Noch vor fünf Jahren hatte es im gleichen Gebiet nur 800 dezentrale Erzeugungsanlagen gegeben.

Das Smart Grid soll die neuen Herausforderungen nun bewältigen: Dazu gehören Spannungsregler vor und hinter intelligenten Ortsnetzstationen oder direkt beim Kunden. Zum ersten Mal dient zudem die erweiterte Biogasanlage eines Landwirts als Speicher zum Ausgleich von Schwankungen in Erzeugung und Verbrauch.

Ein dritter Baustein sind Messpunkte an mehreren Stellen des 130 Quadratkilometer großen Demonstrationsnetzes. Baustein Nummer vier ist eine Kabelstrecke mit Pausenschaltern, die die Anschlusskapazität für die dezentrale Erzeugung deutlich erhöht.

Netz mit Köpfchen

Immer mehr Verbraucher produzieren ihren Strom selbst: Elektrizität aus dem Netz ist ihnen zu teuer und sie fühlen sich als Kunden schlecht behandelt. Smarte Netze auf örtlicher Ebene könnten künftig dezentrale Stromerzeuger und Verbraucher zusammenführen.

(11. September 2008) Egal ob Sonne, Wind oder KWK: Wer seinen eigenen Strom produziert, spart Steuern und die Gebühren für die Netznutzung, also rund 15 Cent je Kilowattstunde. Zwar kann der Energieerzeuger im Kraftwerk Strom deutlich günstiger herstellen. Unterm Strich kommt Verbraucher die Eigenerzeugung dennoch oft günstiger, zumal ein eigenes Blockheizkraftwerk im Keller heutzutage keine 20.000 Euro mehr kostet, sondern schon ab 9.000 Euro zu haben ist. Bereits etwa 30.000 Verbraucher haben ein eigenes kleines Kraftwerk im Keller stehen. Rund 300.000 Verbraucher betreiben eine eigene PV-Anlage und sind so unter die Stromerzeuger gegangen.

Wachsen erneuerbare Energien weiter im bisherigen Tempo, stammt schon binnen acht Jahren jede Kilowattstunde aus erneuerbaren Energien. Die gekoppelte Erzeugung von Kraft und Wärme hat ein Potenzial von über 50 Prozent Anteil an der gesamten Stromerzeugung, derzeit liegt der Anteil bei elf Prozent. Aus Verbrauchern werden Erzeuger von Energie ("Consumer + Producer = Prosumer"). Der Trend zur Energieautonomie wächst mit der Empörung über überhöhte Preise und den technischen Möglichkeiten zur Eigenerzeugung.

Stromnetze haben derzeit zwei Probleme:

• Der großräumige Transport verändert sich, weil neue Kraftwerke Strom ins Netz einspeisen, zum Beispiel Windkraftanlagen.
• Auch in die örtlichen Niederspannungsnetze wird verstärkt Strom eingespeist. Können Netze diese Einspeisung aufnehmen? Welche Nutzungspotenziale gibt es?

Die Netzbetreiber müssen das Netz stabilisieren, um die Elektrizität von den vielen bisherigen und neuen Erzeugern zu den Verbrauchern zu bringen. Auf der anderen Seite benötigen auch die Eigenstromerzeuger das Netz, um auszugleichen, dass die Zeit, zu der sie Strom produzieren, nicht unbedingt der entspricht, zu der sie selbst Elektrizität benötigen. Verbraucher ohne eigene Stromproduktion möchten von den Vorteilen zeitlich schwankender Strompreise profitieren, denn im Winter ist Strom knapp und teuer, genauso wie täglich in der Mittagszeit. Verlagern sie ihren Verbrauch in die Zeiten günstiger Preise, sollte ihre Rechnung geringer ausfallen.

Smart Grids

"Smart Grids", also Netze mit Köpfchen, wollen die unterschiedlichen Anforderungen an Stromnetze so nutzen, dass alle einen Vorteil daraus ziehen: Die Erzeuger bekommen ein Signal, wann ihr Strom gebraucht wird. Und der Verbraucher erhält seinerseits ein Signal, wie teuer der Strom im Netz gerade ist. Diese Informationen werden dazu führen, dass in Zeiten von Engpässen mehr Strom erzeugt und weniger verbraucht wird. Noch günstiger ist es für den Netzbetreiber, wenn er selbstständig durch ein Steuersignal dezentrale Erzeuger auf volle Leistung steuern kann, wenn der Bedarf wächst. Ebenso kann er Verbrauchern den Strom drosseln, wenn es eng wird. Beides setzt natürlich voraus, dass sich sowohl Erzeuger als auch Verbraucher im Voraus mit dieser Schaltung einverstanden erklärt haben und dafür einen Bonus erhalten. Außerdem ist eine geeignete Steuertechnik nötig. Der Netzbetreiber wiederum profitiert, weil er sowohl Verbraucher als auch Erzeuger zumindest in gewissen Grenzen steuern kann und so das Netz leichter stabilisieren kann.

Für den Verbraucher liegt der Vorteil in einer günstigeren Beschaffung von Strom. Und der dezentrale Erzeuger freut sich über eine höhere Stromvergütung. Natürlich sind auch unangenehme Szenarien denkbar, etwa eine Überlastung des Netzes, die eine Einspeisung verhindert, oder gar ein zeitweiser Zusammenbruch der Versorgung.

Vorteile von Microgrids

Im Zusammenhang mit intelligenten Netzen spielen sogenannte Microgrids eine wichtige Rolle. Dabei handelt es sich um Nieder- oder Mittelspannungsnetze mit eigener Erzeugungs- und Speicherkapazität und abschaltbaren Lasten. Sie haben Leistungen zwischen einigen 100 Kilowatt bis hin zu einigen Megawatts. Ihr hervorstechendstes Merkmal ist, dass sie zwar mit einem Netz höherer Spannung verbunden sind. Doch auch nach der Trennung vom übergeordneten Netz laufen Microgrids stabil und können jederzeit erneut an den "großen Bruder" ankoppeln. Ein Beispiel für ein Microgrid sind die Netze der Stadtwerke. Jedoch ist meist der Strombezug aus dem vorgelagerten Netz so hoch und die Eigenerzeugung so gering, dass das Merkmal der Eigenstabilität fehlt.

Voraussetzung für ein funktionstüchtiges Microgrid ist, dass es dezentrale Stromerzeuger gibt, die in etwa genauso viel Elektrizität produzieren, wie die Verbraucher dem Netz entnehmen. Im Städtchen Boulder (US-Bundesstaat Colorado) etwa will man das örtliche Stromnetz künftig als Microgrid betreiben. Auch am ISET in Kassel plant man Versuche mit Microgrids.

Verbraucher sparen gern

Modellversuche haben gezeigt, dass Verbraucher auf Preissignale reagieren, wenn die Signale ausreichend deutlich sind und es sich lohnt, das Verhalten zu ändern. In Deutschland liefen entsprechende Modellversuche dazu in Eckernförde (fünf bis sechs Prozent Einsparung bei einer Preisspreizung um den Faktor sechs) und im Saarland (neun Prozent Einsparung bei einer Preisspreizung um den Faktor zwei). Bei einem Versuch in Colorado lagen die Einsparungen zwischen 27 und 51 Prozent bei einem automatischen Abschaltsystem im Haushalt je nach Strompreis.

Notwendig für Einsparerfolge ist eine gute Informationsübermittlung, hohe Bedienerfreundlichkeit und eine Automatisierbarkeit der Verlagerung. Das größte Verlagerungspotenzial in Haushalten haben Heizungspumpen (47 Watt), Kühlgeräte und Waschmaschinen. Bundesweit kann man nach Schätzungen des ISET in Haushalten eine Leistung von vier Gigawatt durch Nachfragesteuerung verlagern. Die Jahreshöchstlast der Republik liegt bei 80 Gigawatt.

Neben dynamischen Preisen für Verbraucher muss es im Microgrid auch nachfrageabhängige Preise für die Stromeinspeisung ins lokale Netz geben. Bei Netzengpässen oder Lastbezugsspitzen steigt die Vergütung für eingespeisten Strom.

Politische Überlegungen

Die Liberalisierung der Strommärkte in Europa hat nicht den erhofften Druck auf die Preise ausgelöst. Im Gegenteil: Der Wettbewerb diente als Vorwand für beispiellose Preis- und Gewinnerhöhungen. Wesentliche Schwachpunkte der Liberalisierung waren überhöhte Netzentgelte und Schranken für den Marktzugang bei der Stromerzeugung. Smart Grids beseitigen beide Schwachpunkte gleichzeitig: Ihr Kernelement sind dezentrale Erzeugungskapazitäten. Speisen sie erst einmal ins Netz, lassen sich überhöhte Netzentgelte kaum mehr rechtfertigen, weil sie zu offensichtlich zutage treten.

Was hier als gewaltige Chance von smart Grids erscheint, sind zugleich die entscheidenden Schwachpunkte: Die bisherigen Netzbetreiber und Kraftwerks- besitzer werden in einer stillen Koalition versuchen, die klugen Mininetze zu verhindern. So stehen beispielsweise noch die rechtlichen Randbedingungen in Deutschland den smart Grids entgegen: die Netzentgelte sind überhöht und verhindern den Stromaustausch zwischen dezentralen Stromerzeugern und Stromabnehmern. Denn auch für den Stromtransport über wenige Meter durch ein lokales Netz sind rund sechs Cent je Kilowattstunde zu zahlen.

Die Anreizregulierung erlaubt es, die Investitionen in den Netzausbau den Verbrauchern aufzuerlegen. Es gibt also keinen Anreiz dafür, Netzausbauinvestitionen gering zu halten (vergleiche dazu: Elfried Evers: Netzkosten senken durch Smart Grids? Investitionsanreize für Netzbetreiber).

Die Kraftwerks- und Netzbesitzer haben in Deutschland großen politischen Einfluss. Der Bund der Energieverbraucher fordert daher eine unabhängige, übergeordnete Instanz, die für einen angemessenen Interessenausgleich sorgt und den Lobbyismus der Versorger wirksam begrenzt. Die EU sollte daher künftige smart Grids moderieren, denn diese neue Technik entwickelt sich länderübergreifend. Zudem überspannen die Netze die gesamte EU. Es ist daher nötig, dass Brüssel möglichst rasch die derzeitigen Hindernisse für eine dezentrale Stromerzeugung systematisch beseitigt