Revolution der Energiesysteme

Der Klimawandel ist, davon bin ich überzeugt, eine der größten Herausforderungen der Menschheit. Der aktuelle Sonderbericht des Weltklimarates (IPCC) macht deutlich, wie dringend wir unsere Energiesysteme reformieren müssen. Viel wird bereits getan, wenn es darum geht, die CO2-Emissionen zu reduzieren und die Erderwärmung zu bremsen. Aber viele Fragen sind noch offen.

 

Ein Gastbeitrag von Prof. Armin Schnettler, Leiter des Konzernforschungsbereichs Energie und Elektronik bei Siemens Corporate Technology

 

So schnell wie nie schreitet heute der Ausbau erneuerbarer Energien voran. 2017 waren laut Renewables 2018 Global Status Report die erneuerbaren Energien für 70 Prozent des weltweiten Zubaus verantwortlich – ein absoluter Rekord. Für die Energiesysteme rund um den Erdball bedeutet das Wachstum bei Windturbinen, Solaranlagen und Wasserkraftwerken vor allem Eines: revolutionäre Veränderungen. Zeitgleich fallen die Preise für regenerativen Strom – die magische Grenze von 2 US-Cent ist bei Solarparks beispielsweise in Mexiko oder im Mittleren Osten schon längst geknackt. Wir gehen davon aus, dass sich der Preissturz weiter fortsetzt.

 

Offen ist, wie Energiesysteme aussehen müssen, damit sich Strom, der zu über 60 oder 70 Prozent aus erneuerbaren Quellen stammt, einspeisen lässt. Wie lässt sich die Komplexität der Systeme beherrschen, die von mehreren Millionen dezentraler Erzeuger geprägt sind? Heute haben wir noch keine abschließende Antwort auf diese Fragen. Umso wichtiger ist es, Unsicherheiten künftiger Energiesysteme zu minimieren. Deshalb haben wir für Deutschland die kompletten heutigen Energiesysteme nebst ihren Entwicklungen digitalisiert und in komplexen Simulationsmodellen abgebildet. Um die zeitlich und inhaltlich richtigen Entwicklungsprojekte anzustoßen, müssen wir abschätzen können, wie sich Energiesysteme und -märkte in Zukunft verändern, damit die zukünftigen Lösungen den neuen technischen und wirtschaftlichen Anforderungen gerecht werden. Basis der Berechnungen sind mehrere Millionen Datensätze aus Studien und Datenbanken, die beispielsweise Informationen Verbrauch und Energieeffizienz von Gebäuden, Gewerben oder Industriebetrieben bieten, und das mit stündlichen Strom- und Wärmelastprofilen.

 

Die wichtigsten Erkenntnisse unserer Untersuchungen sind die vier folgenden Thesen:

  1. Die zunehmende Integration fluktuierender erneuerbarer Energien wird nur gelingen, wenn Netzausbau und Aufbau von Großspeichern gelingt.
  2. Die Transformation von konventionellen Erzeugern hin zu flexiblen Kraftwerken mit niedrigem CO2-Footprint in einem engen Zusammenspiel mit den volatilen Stromerzeugern wird Versorgungssicherheit und Systemstabilität gewährleisten.
  3.  Mittel- und langfristig werden die einzelnen Energiesysteme für Strom, Wärme/Kälte, Gas und Mobilität immer mehr zu einem Gesamtsystem zusammenwachsen und sogar komplett neue Versorgungsstrukturen aufweisen
  4. Entscheidend, um den Energiebedarf entlang der gesamten Wertschöpfungskette zu reduzieren, wird die Energieeffizienz sein.
  5. Nur so, das ist meine volle Überzeugung, wird es uns gelingen, den Klimawandel zu meistern!

12.10.2018

Prof. Dr.-Ing Armin Schnettler

Bildquellen: from top: 1. picture NASA

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