100 % Ökostrom – Nachhaltig aber auch ausfallsicher?

Welche Vorteile und Nachteile hat Ökostrom eigentlich? Es ist noch nicht allzu lange her, da hatten Kritiker erneuerbarer Energien nicht Unrecht, wenn sie behaupteten, Wind- und Solarenergie kosteten zu viel und seien weniger zuverlässig als fossile Brennstoffe. Aber das ändert sich gerade. Die stetige Weiterentwicklung macht Sonne und Wind so kostengünstig wie fossile Brennstoffe und zunehmend wettbewerbsfähig bei der Speicherung von Energie, vor allem dank erheblicher Effizienzsteigerung bei den Batterien.

Dennoch halten sich düstere Mythen über erneuerbare Energien hartnäckig, obwohl diese in der Regel auf Preis- und Leistungsdaten basieren, die meistens veraltet sind. Fortschritte haben sowohl die Leistung verbessert als auch die Kosten gesenkt. Genau wie wir es in den letzten Jahren bei der Computertechnologie gesehen haben.

Doch wie zuverlässig und störungssicher ist Ökostrom vor allem in Anbetracht der Energiewende, die sich ambitionierte Ziele gesetzt hat? Wie sich zeigt, ist dies nicht so sehr eine Frage der alternativen Energien an sich. Es kommt viel mehr auf die damit verbundene Infrastruktur an, wenn die Energiewende nicht im großen Ökostrom Desaster enden soll.

Ökostrom an sich ist nicht zwingend kostenintensiv

Als zentrales Argument gegen erneuerbare Energien wurden und werden gerne die Kosten ins Feld geführt. Doch mit Blick auf die Preise pro Kilowattstunde (kWh) ist dies längst nicht mehr zutreffend. Waren die Preise für erneuerbare Energien früher noch höher als bei fossilen Energieträgern, so sind diese mittlerweile vor allem bei größeren Anlagen meist niedriger. Ökostrom ist also nicht per se kostenintensiv.

Wer zu Hause selbst eine entsprechende Anlage für den Eigenbedarf nutzt möchte, muss diese vor allem auf den eigenen Bedarf und die etwaigen Fördermittel zuschneiden, damit sich die Erneuerbaren rechnen. Dabei müssen „Selbstversorger“ natürlich zu Beginn für die Anlage und den Speicher mehr Geld in die Hand nehmen als Kunden, die ihren Ökostrom von einem herkömmlichen Anbieter beziehen, dafür rechnet sich der hausgemachte Strom aber auf lange Sicht. Hier muss jeder für sich selbst abwägen, was besser auf die eigene Situation passt.

Doch natürlich sind nicht nur die Kosten auf Ebene der Privathaushalte und der einzelnen Abnehmer von Belang. Was kostet uns das Ganze systematisch – mit Blick auf das Stromnetz? Die notwendigen Anpassungen der Infrastruktur und der Netze an erneuerbare Energien für Ökostrom kosten natürlich viel Geld. Doch dafür dürften die Netze der Zukunft erheblich weniger belastet werden, da sie keine energetische Einbahnstraße mehr darstellen, bei der einfach nur jeweils der Strom geballt vom Kraftwerk zum Haushalt fließt. Doch mehr dazu später.

Ökostrom Störungen durch Wetterextreme?

Als häufigste Störungsquelle werden im Zusammenhang mit Ökostrom immer wieder Wetterextreme genannt, vor allem bei Solar- und Windenergie ist die Sorge groß, dass es zu Ausfällen bei Stürmen kommen kann. Diese Furcht ist jedoch übertrieben.

Trotz gegenteiliger Behauptungen sind erneuerbare Energien bei extremen Wetterereignissen nicht weniger zuverlässig als andere Energiequellen. Typischerweise werden systematische Ausfälle meist durch Defekte von Geräten oder Leitungen verursacht, die unabhängig von der Energiequelle unzureichend vor sehr niedrigen oder sehr hohen Temperaturen geschützt sind.

Zumal lokal gespeicherter Ökostrom in einem Heimspeicher sogar aktiv dabei helfen kann, einen wetterbedingten Stromausfall in der Region zu überdauern. Und Selbstversorger mit Solarpanels und einem Windrad auf dem Dach sind immer noch in der Lage, ihren eigenen Strom autark zu produzieren. Auch wenn das sie umgebende Netz mit Problemen zu kämpfen hat.

Was die gewerbliche Produktion von Ökostrom anbelangt, so sind kommerzielle Windräder und Solar Parks meist für Wetterextreme, wie wir sie in den letzten Jahren häufiger sehen konnten, konzipiert. Es ist also nicht davon auszugehen, dass sie prinzipiell signifikant störungsanfälliger durch Wetterextreme wären als die herkömmlichen fossilen Energiequellen.

Ökostrom Verlässlichkeit – Eine Frage des Speichers

Wind und Sonne waren schon immer zuverlässige Stromerzeuger. Zumindest solange es windig und sonnig ist. Das Problem ist allerdings, was tun, wenn es dunkel oder windstill ist? Vor allem in der Nacht werden kleinere Verbrauchsspitzen erwartet, während die Solarenergie wegfällt. Wenn es um erneuerbare Energien geht, war das Hauptproblem also nicht ein Mangel an Stromerzeugung, sondern nicht genug Investitionen in adäquate Energiespeicher, um Wind- und Solarenergie zu speichern. Doch große Fortschritte in der Batterietechnologie haben erneuerbare Energien weitaus zuverlässiger gemacht.

Wind- und Solarprojekte werden zunehmend mit Energiespeichern versehen, vor allem in Form von großen Batterien (teilweise ausgediente E-Auto Batterien). Dadurch werden erneuerbare Quellen zuverlässiger, indem sie die „down time“ der Wind- und Solarstromerzeugung ausgleichen. Neben mehr und vor allem besserer Speicherung gilt es auch den Strom effektiv zu verteilen. In kurz, der Strom soll dort ankommen, wo er gebraucht wird. Leistungsfähige Übertragungsleitungen werden also benötigt.

Der Übergang zu einer besseren Speicherung und Übertragung wird also der Schlüssel sein, um die Energiewende effizient zu vollziehen. Bei Ersterem, den Batterien, gibt es schon klare Fortschritte zu verzeichnen. Was hingegen noch in den Kinderschuhen steckt, ist die Frage danach, wie das Netz der Zukunft genau aussehen soll und welche Anforderung es erfüllen muss. Eine Frage, die auch mit Blick auf Sicherheit vor Stromausfällen und Störungen wichtig ist, da der Energieverbrauch in Zukunft vermutlich steigen wird.

Energiewende betrifft vor allem die Netzhierarchie und -struktur

Aktuell zeigen sich viele Kunden verärgert über die steigenden, fast schon explodierenden Stromkosten. Es sei aber auch gesagt, dass die aktuelle Preisentwicklung in Teilen mit der hohen Inflation des Euroraums zusammenhängt. Allerdings werden diese Kosten bis zu einem gewissen Punkt Teil der großen strukturellen Herausforderungen bleiben, vor die uns die Energiewende stellt. Da das konventionelle Stromnetz erhöhtem Druck und Reformzwang ausgesetzt ist, ist es jetzt an der Zeit, sich auf einen weitaus vielfältigeren Energiemarkt vorzubereiten.

Der Druck steigt durchzunehmende Energieregulierung, die CO2-Steuer, Anforderungen an die Wartung und Aufrüstung der Netzübertragung, kleinere Nutzerstämme und höhere Kosten für fossile Brennstoffe. Umweltpolitik, steigende Kosten und technologische Innovationen werden unweigerlich viele neue Fragen aufwerfen, die wir uns seit der Einführung des Atomstroms nicht mehr stellen mussten.

Das Stromnetz der Zukunft wird ein anderes sein als das von heute. Statt eines großen Stromnetzes, in dem ein zentrales Kraftwerk über weite Strecken hinweg entfernte Haushalte durch kontinuierliche Bereitstellung erreicht, werden die Stromnetze der Zukunft lokal sein und sehr viel eigenständiger, smarter und autarker agieren.

In den Stromnetzen der Zukunft wird die meiste Energie von stark regionalen Energieversorgern sowie Verbrauchern mit heimischen Solar- oder Windanlagen kommen. Sobald erneuerbare Energien, Mikronetze und dezentrale Energieerzeugung mit Wind- und Solarparks kombiniert werden, sinken auch die Kosten für die Verbraucher. Systemstabilität durch Diversifikation ist die Devise. Das zentrale Kraftwerk hat somit nicht nur als potenzielle Dreckschleuder, sondern auch als Konzept ausgedient. Diese Entwicklung hat natürlich einen Namen: Smart Grids (Smarte Stromnetze).

Das Smart Grid

Die Konzeption eines Stromnetzes ist natürlich von entscheidender Bedeutung für dessen Störungssicherheit und allgemeine Stabilität. Doch bevor wir diese Netze der Zukunft mit Ökostrom unter die Lupe nehmen, gilt es, folgende Frage zu beantworten: Was ist eigentlich ein Smart Grid?

Um die Energiewende zu schaffen, brauchen wir eine neue Art von Stromnetz. Eines, das von Grund auf darauf ausgelegt ist, die Welle an digitalen und computergestützten Geräten und Technologien zu bewältigen, die von diesem Netz abhängig sind. Außerdem brauchen wird ein Stromnetz, das die zunehmende Komplexität und den Bedarf an Elektrizität im 21. Jahrhundert automatisieren und bewältigen kann. Wir brauchen also ein intelligentes Netz, das lernen kann. Kurz gesagt, eine digitale Technologie, die eine beidseitige Kommunikation zwischen den Versorgern und Verbrauchern ermöglicht, macht das Netz intelligent.

Wie das Internet wird das Smart Grid aus Steuerungen, Computern, Automatisierung und neuen Technologien und Geräten bestehen, die sich ständig austauschen. Aber in diesem Fall werden diese Technologien mit dem Stromnetz zusammenarbeiten, um digital auf unsere sich schnell ändernde Stromnachfrage zu reagieren und Produktionsspitzen zu speichern bzw. zu nutzen.

Letzteres ist gerade mit Blick auf erneuerbare Energien bedeutsam. Denn Ökostrom wird nicht zwingend dann am meisten produziert, wenn er auch am meisten gebraucht wird. Die Sonnenenergie ist dafür gewissermaßen das Paradebeispiel. Denn typischerweise scheint die Sonne dann am hellsten und stärksten, wenn die meisten Menschen bei der Arbeit sind. Es wird also gerade dann am meisten Ökostrom generiert, wenn er am wenigsten benötigt wird. Bis irgendwann die Speicher voll sind.

Doch in diesem Fall könnte der vom Verbraucher freigegebene Strom, der über die eigenen Kapazitäten hinausgeht, ins lokale Netz gespeist und dort zur Verfügung gestellt werden, wo er gebraucht wird.

Ökostrom Smart Grid: Das sind die Chancen und Herausforderungen

Eine solche Reform des Stromnetzes bringt natürlich eine Reihe von unterschiedlichen Vor- und Nachteilen mit sich, die wir hier kurz darstellen wollen:

• Stromverluste werden reduziert (Übertragung, Verteilung etc. werden effizienter).
• Ein intelligenteres Netz wird ein hohes Maß an Verbraucherbeteiligung ermöglichen. Die Verwaltung Ihres Stromnetzes wird fast wie Ihr online Banking ablaufen. Dadurch können Kunden ihren Verbrauch besser regulieren.
• Betriebskosten verringern sich, da diverse Regularien und Sichtungen vollautomatisiert werden.
• Geräteausfälle werden aufgrund des automatischen Betriebs basierend auf unterschiedlichen Lastbedingungen unwahrscheinlicher. Geräte werden nur mit dem versorgt, was sie brauchen.
• Die bedarfsorientierte Bereitstellung reduziert die Belastung der Anlagen des Smart-Grid-Systems unter Spitzenbedingungen, wodurch die Ausfallwahrscheinlichkeit verringert wird.
• Es reduziert anhaltende Ausfälle und reduziert die damit verbundenen Wiederherstellungskosten, da Fehler dank des Monitorings leichter zugeordnet gefunden werden.
• Emissionen werden durch effizientere Stromnutzung reduziert.
• Weniger sinnloser Öl- und Gasverbrauch.
• Großflächige Blackouts werden aufgrund der Diversifikation der Netze unwahrscheinlicher.

Steigende Verbrauchernachfragen können organisch „on demand“ bedient werden.

Soweit die Vorteile. Doch es gibt durchaus auch Nachteile und einige Kinderkrankheiten, die wir überwinden oder zumindest „einrechnen“ müssen.

• Ein kontinuierliches Kommunikationsnetzwerk muss verfügbar sein. Das Stromnetz darf nicht darunter leiden, wenn das Internet „aus dem Router“ mal wieder ausfällt.
• Einige intelligente Zähler könnten gehackt werden, um die Versorgung zu sabotieren. Cyber Attacken wären definitiv eine Gefahr. Doch streng genommen sind sie das auch jetzt schon und die Diversifikation von Smart Grid Systemen würde zumindest großflächige Angriffe erschweren.
• Ein intelligenter Zähler wird noch lange Zeit sehr viel teurer bleiben als ein einfacher Stromzähler.

Ökostrom ist die Zukunft

Auch wenn wir schon einige Jahre Erfahrung mit erneuerbaren Energien haben, stecken diese teilweise noch in den Kinderschuhen. Allerdings lässt sich auch nicht verleugnen, dass wir diese für die Zukunft benötigen, doch schon jetzt kann man sehen, dass wir uns um Stromausfälle keine Sorgen machen müssen.