Eine der größten Herausforderungen bei der Energiewende und allgemein der Versorgung mit erneuerbarer Energie sind die Stromnetze. Leitungen, Umspanneinrichtungen und Verteiler sind bislang immer so konzeptioniert, dass von einem großen Kraftwerk aus die Trassen immer feiner bis zum Endverbraucher verzweigen. Möglich ist dies einfach durch eine kontinuierliche und leicht planbare Leistungsabgabe von Kohlekraftwerken oder auch Atommeilern.
Erneuerbare Energien funktionieren anders. Der Wind ist unterschiedlich stark. Bei Flaute oder Orkan funktionieren Windräder nicht. Dazwischen geben sie einmal mehr, einmal weniger Leistung ab – über einen kurzen Zeitraum von weniger als einem Tag bis hin zu Stunden. Auch bei der Wasserkraft gibt es Schwankungen, je nach vorheriger Regenmenge und Wasserstand. Diese sind aber besser planbar.
Also benötigt man intelligente Stromnetze, welche mit den wechselnden Leistungen umgehen können. Der englische Fachausdruck hierfür ist Smart Grid. Vor allem lokal entstehen neue Netzstrukturen, die sich dynamisch dem Angebot an Strom aus erneuerbaren Energien anpassen. Ist die Windenergie vor Ort gerade ausreichend vorhanden, können Siedlungen und Betriebe direkt in der Nähe versorgt werden. Herrscht Flaute, kommt der Strom entweder von Kohlekraftwerken, Wasserkraft oder weiteren Quellen. Oder eben aus anderen Regionen, wo gerade mehr Wind weht.
Konsequenz ist ein erheblicher Umbau des Stromnetzes mindestens vor Ort. Hierfür gibt es natürlich Fördermittel. Aber auch die bundesweite Energieversorgung ändert sich. Nötig sind Stromtrassen von Nord nach Süd (von den Offshore-Windrädern bis Bayern) sowie Verzweigungen zwischen West und Ost. Auch dies bedeutet neue Schaltungsmöglichkeiten für den Stromtransport. Ein weiterer Ansatzpunkt ist die Integration von Blockheizkraftwerken. Sie übernehmen die lokale Stromversorgung teilweise mit.
Für Smart Grids sind diverse große Programme der EU verfügbar. Alleine in Deutschland laufen zurzeit rund 500 Projekte für Smart Grids mit Hilfe von Fördermitteln. Europaweit sind es einige Tausend und die Hilfen aus Brüssel liegen über 4 Mrd Euro. Im Rahmen der deutschen Energiewende kommen dazu weitere Hilfen. Das reicht von der Anbindung von Windrädern bis zu lokalen Initiativen für Kommunen oder große Unternehmen. Auch sind vielfach Verknüpfungen mit weiteren Förderprogrammen möglich.
Zurzeit gibt es zudem interessante Forschungen. Wenn gerade viel Windenergie vorhanden ist, kann man zu dieser Zeit sehr energieintensive Produktionen laufen lassen. Der Zeitpunkt der Produktion richtet sich dann nach der zur Verfügung stehenden Energie. Auch kann der Strom unterschiedlich teuer sein – je nachdem, wie viel gerade erzeugt wird. Ein klassisches Beispiel sind die Tarife für Nacht und am Mittag, wie man sie von einigen Energielieferanten kennt. Dies lässt sich noch sehr viel genauer mit einer direkten Nachrichtenverbindung vom Windrad bis zum Nutzungsort steuern. Der Windpark kann, flapsig ausgedrückt, per Computer melden: „Habe gerade reichlich Strom, Sonderangebot“. Beispielsweise eine Ladestation eines Elektroautos, die Waschmaschine oder sonstige Geräte erkennen dann: „Prima, günstig, nehm ich“. Herkömmliche Stromnetze schaffen dies noch nicht.
Förderungsmöglichkeiten, beispielsweise:
Integration von Windkraftanlagen in Stromnetze
Intergration von Wasserkraft in Stromnetze
Integration von Blockheizkraftwerken in Stromnetze
Arbeitsplätze
Strukturförderung
Forschung
Stromverteilung vor Ort
Nutzung von besonders günstiger Energie
Steuerung von Strom-Nutzern
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