Wandel des Energiemarktes

Die Anforderungen an das deutsche Stromübertragungssystem wandeln sich. Vor allem der steigende Anteil von Energie aus Sonne und Wind führt zu immer größeren Angebotsschwankungen im Netz. Dadurch werden besonders Übertragungs- und Verteilnetze belastet, weil sie immer schneller und häufiger auf Änderungen der Erzeugung und der Lastflussrichtung reagieren müssen. Um das Netz im Gleichgewicht zu halten, müssen sich aber Einspeisung und Entnahme die Waage halten. Damit Netzschwankungen ausgeglichen werden können, muss die elektrische Energie deshalb zunehmend erzeugungsabhängig verbraucht statt wie bisher rein verbrauchsabhängig erzeugt werden.

Erzeugungsabhängig: flexibler Verbrauch in Abhängigkeit von der momentan erzeugten Strommenge

Verbrauchsabhängig: flexible Stromerzeugung in Abhängigkeit vom momentanen Bedarf

Intelligente Energienetze, die sogenannten Smart Grids, werden die Zukunft unserer Energieversorgung bestimmen und Erzeugung, Transport, Speicherung, Verteilung und Verbrauch der Energie in Balance bringen. Dabei handelt es sich um ein System, in dem Stromerzeuger, Stromspeicher, Übertragungs- und Verteilnetze sowie die Energieverbraucher über modernste Informations- und Kommunikationstechnologie so verbunden sind, dass die zur Verfügung stehende Primärenergie so effizient, aber auch so sicher, wirtschaftlich und umweltfreundlich wie möglich genutzt wird.

Als neue Dimension werden zum Beispiel in Zukunft die Verbraucher ihren individuellen Bedarf je nach Tageszeit an die Versorger kommunizieren. Hausinterne Steuerungseinheiten, sogenannte Smart Meter (= digitaler Stromzähler), liefern dann Daten zu Stromverbrauch und -preisen, sodass der individuelle Stromverbrauch darauf ausgerichtet werden kann. Die Steuerungseinheit steuert Hausgeräte abhängig von den Strompreisen und den Vorgaben der Bewohnenden. Die Stromnachfrage erhält dadurch mehr Flexibilität und ändert sich auch in Abhängigkeit von Preis und Verfügbarkeit, sodass auf diese Weise Lastspitzen im Tagesverlauf abgeflacht werden können.

Konkret sieht das dann so aus: Über einen im Tagesablauf flexiblen Preis erfahren die Verbrauchenden, wann Strom in großem Ausmaß zur Verfügung steht – z. B. durch hohe Windenergieeinspeisungen – und können so ihren Energiebedarf darauf einstellen. Hohe Preise signalisieren Knappheit und die Verbrauchenden werden angeregt, Geräte vom Netz zu nehmen. Dieser Vorgang kann vollkommen automatisch ablaufen, wenn die Geräte selbst mit den Kraftwerken kommunizieren. Eine Kühltruhe lädt sich zum Beispiel nur dann auf, wenn Strom aufgrund günstiger Wetterlagen oder schwacher Last in der Nacht besonders preiswert ist. Strom aus Wind oder Photovoltaik kann bei einem Überangebot auch als Wärmeenergie gespeichert werden. Eine Möglichkeit dazu bieten zum Beispiel Wärmepumpen.

Lastkurve

Lastkurve mit Stromverbrauch für eine Woche im April. Verlaufslinie mit tageszeitlichen Schwankungen.
Abbildung: Lastkurve – Stromverbrauch einer Woche im April

Arbeitsauftrag

  1. Unten findest du verschiedene elektrisch betriebene Geräte. Welche der Geräte können deiner Ansicht nach auch außerhalb der üblichen Nutzungszeiten verwendet werden?
Herd Backofen

Benutzung verschiebbar:

Kühlschrank Kühlschrank

Benutzung verschiebbar:

Staubsauger Staubsauger

Benutzung verschiebbar:

Waschmaschine Waschmaschine

Benutzung verschiebbar:

Konsole Spielkonsole

Benutzung verschiebbar:

Laptop Laptop

Benutzung verschiebbar:

Smartphone Mann benutzt Smartphone

Benutzung verschiebbar:

Fön Eine Person föhnt einer anderen die Haare

Benutzung verschiebbar:

Toaster Geröstete Toasts im Toaster

Benutzung verschiebbar:

Lampe Drei Glühbirnen

Benutzung verschiebbar:

Geschirrspüler Geschirr in Spülmaschine

Benutzung verschiebbar:

  1. Welche der unten gelisteten Geräte können deiner Ansicht nach mit einer spezielle Steuerungseinheit ausgestattet werden, damit sie zeitunabhängig betrieben werden können?
Herd Backofen

Betrieb durch Steuerungseinheit:

Kühlschrank Kühlschrank

Betrieb durch Steuerungseinheit:

Staubsauger Staubsauger

Betrieb durch Steuerungseinheit:

Waschmaschine Waschmaschine

Betrieb durch Steuerungseinheit:

Konsole Spielkonsole

Betrieb durch Steuerungseinheit:

Laptop Laptop

Betrieb durch Steuerungseinheit:

Smartphone Mann benutzt Smartphone

Betrieb durch Steuerungseinheit:

Fön Eine Person föhnt einer anderen die Haare

Betrieb durch Steuerungseinheit:

Toaster Geröstete Toasts im Toaster

Betrieb durch Steuerungseinheit:

Lampe Drei Glühbirnen

Betrieb durch Steuerungseinheit:

Geschirrspüler Geschirr in Spülmaschine

Betrieb durch Steuerungseinheit:

  1. Sieh dir an, wofür im Haushalt hauptsächlich Strom verbraucht wird:

Stromverbrauch im Haushalt

Stromverbrauch nach Anwendungsbereichen
Anwendungsbereich Stromverbrauch (%)
Informations- und Kommunikationstechnik 27,3
Sonstiges 15,5
Waschen und Trocknen 13,1
Beleuchtung 12,6
Kühlen und Gefrieren 10,7
Kochen 8,9
Spülen 7,9
Warmwasser 3,9
  1. Beurteile anhand des Diagramms „Stromverbrauch im Haushalt“ das Potenzial deiner persönlichen Lastverschiebung. Schreibe deine Überlegung ins untenstehende Textfeld.