VDE will mit „zellularem Ansatz“ Netzausbau reduzieren

Unter dem Motto „Energiewende von unten“ hat der Verband der Elektrotechnik Elektronik und Informationstechnik (VDE) in München seine Studie „Der zellulare Ansatz“ vorgestellt. Der VDE will damit einen Beitrag zur Diskussion über den Ausbau der erneuerbaren Energien und den Netzzubau leisten. Indem die Erzeugung und der Verbrauch von Energie auf möglichst niedriger Ebene, zum Beispiel der Haushaltsebene, ausbalanciert werde, könne der Stromnetzausbau reduziert werden, so das Ergebnis der Studie. Der Einsatz von großen und kleinen Speichern sei jedoch unabdingbar, und hierfür appellierte der VDE vor allem für die Nutzung von Gas.

Bei ihren Untersuchungen haben die Forscher „rückwärts gedacht“. Sie sind von den Zielsetzungen für 2050 in Bezug auf den Anteil der erneuerbaren Energien und die CO2-Reduktion ausgegangen und haben untersucht, wie diese Ziele – unabhängig vom bisherigen Stand – erreicht werden könnten. Dafür haben sie zwei Szenarien entwickelt. In dem ersten haben sie den Zubau von Photovoltaik- und Windenergieanlagen linear fortgeschrieben und dabei vor allem einen deutlichen Zubau von Offshore-Windenergieanlagen zugrunde gelegt. In dem zweiten Szenario sind sie davon ausgegangen, dass die Energie dort erzeugt wird, wo sie benötigt wird, also in den Regionen. Das Ergebnis war – wenig überraschend -, dass es im ersten Szenario einen deutlich höheren Übertragungsbedarf gibt, vor allem für den Transport des Stroms vom Norden in den Süden. Für den Westen der Republik – von der Nordsee bis nach Nordrhein-Westfalen – hat der VDE eine notwendige Übertragungskapazität von 180 Terawattstunden im Jahr ermittelt.

Mikro- und Makro-Energiezellen

Ausgehend von dem zweiten Szenario untersuchten sie, wie der Transportbedarf für Strom möglichst stark reduziert werden kann. Hierfür haben sie das Konzept der Energiezelle entwickelt. Energiezellen sind auf der kleinsten Ebene Haushalte, zum Beispiel in Einfamilienhäusern, aber auch Gewerbe- und Industriebetriebe. „Diese Einheiten schließen sich zu Makrozellen zusammen“, erklärte Peter Schegner, Direktor des Instituts für Elektrische Energieversorgung und Hochspannungstechnik an der Technischen Hochschule Dresden, der beratend an der Studie mitwirkte. Eine solche Makrozelle ist beispielsweise Bayern. Eine vollständige Energiezelle besteht aus den Komponenten Erzeuger, Wandler, Speicher, Netzanschluss, Lasten sowie schutz- und leittechnische Einrichtungen.

Netze werden immer nötig sein

Für die Energiezellen Haushalt, Gewerbe-Handel-Dienstleistungen sowie Industrie wurde untersucht, wie der Zu- und Abfluss von Energie optimiert werden kann. Dabei soll die Energie erzeugt und direkt wieder verbraucht werden, ohne in das Gesamtnetz eingespeist zu werden. Auf der kleinsten Ebene könnten der Bedarf und die Erzeugung durch erneuerbare Energien eventuell noch ausgeglichen werden. „Das wird uns aber nicht auf allen Ebenen gelingen. Es wird deshalb immer noch nötig sein, Energie zu transportieren“, resümierte Schegner. Der Transport mit Gas sei eine Alternative, die man ernsthaft in Erwägung ziehen sollte, was er unter anderem mit der Energiedichte begründete.

Peter Schegner, Burkhard Katzenbach, Geschäftsführer ESK GmbH, und Rainer Speh präsentierten die Studie im "Bayerischen Hof" in München. (Foto: Ina Röpcke)

Auch Reiner Speh, Mitglied des VDE-Präsidiums und Chief Technology Officer bei Siemens Limited in Riyadh, hob die Speicherfähigkeit von Gas hervor. „Wir brauchen neue Technologien wie Power-to-Gas“, sagte er. Wasserstoff und Brennstoffzellen wurde als weitere Beispiele genannt. Die Referenten wollten Gas aber im „universellen Sinne“ zu verstehen wissen. Auch Erdgas fällt darunter. Das Rückgrat der zukünftigen Energieversorgung werde Gas sein, bekräftigte Speh. Bei der Energieerzeugung räumte er Gas- und Dampfkraftwerken noch eine hohe Bedeutung ein. „Mit 60 Prozent haben sie den höchsten Wirkungsgrad, es wird wenig CO2 produziert und die Gestehungskosten sind niedrig.“ Außerdem könnten sie später einfach durch erneuerbare Energien ersetzt werden.

Speh forderte weiterhin einen Gesamtentwicklungsplan für Energie anstatt wie zwei Netzentwicklungspläne für Strom und Gas, wie es sie derzeit gibt. „Es sollte nicht auf einen Energieträger reduziert werden, sondern Strom, Gas und Wärme sollten zusammenarbeiten.“

Der VDE will nun zusammen mit dem Deutschen Verein des Gas- und Wasserfaches (DVGW), Hochschulen und Unternehmen an die Bundesregierung herantreten und mit ihnen die Umsetzung der Studie in die Praxis diskutieren. (Ina Röpcke)

Die VDE-Studie „Der Zellulare Ansatz“ kann im InfoCenter auf der Websitewww.vde.com für 250 Euro bestellt werden. Für VDE-Mitglieder und Journalisten ist die Studie kostenfrei.