Haushaltsgeräte, Wärmepumpen, Datenverarbeitung und jetzt auch noch das Laden von Elektroautos: Die Einsatzgebiete von elektrischer Energie werden diverser und durchdringen zunehmend unseren Alltag. Strom aus erneuerbarer Erzeugung stellt die Energiebranche aufgrund der Volatilität aber vor massive Herausforderungen. Gefragt sind ein intelligentes Netzmanagement und eine smarte Infrastruktur, erklärte Siemens-Manager Michael Weinhold im Gespräch mit APA-Science.
"Strom wird im Energiesystem der Zukunft eine Schlüsselrolle einnehmen. Denn plötzlich erreicht man mit elektrischer Energie alle Lebensbereiche: Mobilität, Wohnen, Arbeiten", so Weinhold, Head of Technology & Innovation im Bereich Smart Infrastructure. Immer mehr "grüner" Strom aus erneuerbaren Quellen fließe ins Netz und erfordere mehr Agilität und Flexibilität. Das sei mit einer eindimensionalen und linearen Stromversorgung nicht mehr machbar. Vielmehr brauche es eine intelligente Systemsteuerung über die Sektorgrenzen hinweg.
Dem Nachbarn mit Strom aushelfen
Österreich habe bereits sehr viele eingebettete Erzeugungseinheiten, wie Anlagen für Photovoltaik (PV) und Kraft-Wärme-Kopplung (KWK). Verkauft würden inzwischen aber nicht mehr nur einzelne Anlagen, sondern Energiesysteme, die in einen "Schwarm" eingebettet sind - "das ermöglicht ganz neue Geschäftsmodelle". Derzeit werde das Marktdesign, also wer spielt welche Rolle, weltweit intensiv diskutiert. Ein Beispiel dafür sei, wie der Stromhandel zwischen Nachbarn funktionieren könnte. "Das wird in wenigen Jahren möglich sein. Auch die Europäische Union treibt das voran", so Weinhold. Noch gebe es aber regulatorische Hürden.
Für Energieversorger würden sich über "Energy Communities" neue Chancen auftun. Neue Plattformen müssen geschaffen werden, damit ein solcher Handel überhaupt stattfinden kann. Betrieben werde dieser lokale Energiemarkt von Software-Agenten. "Das kommt sicher, weil es eine weitere Möglichkeit bietet, Energiesysteme effizienter zu betreiben, etwa dahingehend, dass man lokale Energieströme wesentlich besser koordinieren kann", sagte der Experte am Energy Info Day, einer Veranstaltung von Siemens Österreich. Bei "Energy Communities" wird auch der Einsatz der Blockchain-Technologie pilotiert.
Auch emotionale Aspekte berücksichtigen
Letztendlich gehe es nicht nur um Technik, sondern auch darum, wie die Endkunden reagieren und was sie möchten. "Da kommen emotionale Aspekte dazu, die über die klassische Ingenieursdenke hinausgehen. Aspern ist ein sehr prominentes Living Lab für ein künftiges Energiesystem", verwies Weinhold auf das Energieforschungsprojekt im Wiener Stadtteil "Seestadt Aspern": "Da wird unter anderem geschaut, welche Daten Endkunden bereit sind zu teilen."
Ein weiterer Trend sei das Zusammenwachsen von Infrastrukturen - etwa von Energie und Mobilität. "Das Stromnetz ist das Bindeglied, weil es die kostengünstige Art des Transports von elektrischer Energie ist", erklärte Weinhold. Wahrscheinlich werde man in ein paar Jahren das elektrifizierte Auto auch als Speicher nutzen und bei Bedarf wieder Energie entnehmen. "Das ist auch regulatorisch interessant, weil es schon enorme Energiemengen sind, die in so einer Batterie gespeichert sind." Dabei könne man vom Vierfachen des täglichen Stromverbrauchs eines Haushalts ausgehen.
"Gekommen, um zu bleiben" ist das Thema Ausfallsicherheit und Cybersecurity. Im Zuge der Digitalisierung würden Algorithmen in immer mehr Produkte und Prozesse Einzug halten, alles werde mit Sensorik, Analytik und Konnektivität ausgestattet - siehe Auto. "Mehr als die Hälfte meines Teams sind Cybersecurity-Experten. Das beschäftigt uns täglich", so der Manager. Ein Leben ohne elektrische Energie sei schlicht nicht mehr vorstellbar. Blackouts könnten zwar nie ausgeschlossen werden, die Branche habe aber ausreichend Bewusstsein bezüglich der Risiken entwickelt.
Weltumspannendes Ultrahochspannungsnetz
Neben der kleinteiligen eingebetteten Erzeugung - PV-Anlage auf dem Dach oder KWK-Anlage am Campus - gibt es auch Initiativen wie GEIDCO, die an einem weltumspannenden Ultrahochspannungsnetz arbeiten, um Elektrizität immer dorthin liefern zu können, wo sie gerade nachgefragt wird. "Das klingt futuristisch, aber viele namhafte Hersteller sind mit an Bord. Auch China treibt das stark voran", sagte Weinhold.
Voraussetzung für den bevorstehenden Umbruch am Energiesektor sind jedenfalls Kerntechnologien wie Leistungselektronik und Energiespeicher sowie Sensorik, Konnektivität und Datenanalyse. "Diese Entwicklungen muss man im Blick haben, um noch schneller - auch mithilfe künstlicher Intelligenz - auf die aktuellen Herausforderungen reagieren zu können. Dann werden wir es schaffen, die Versorgung trotz der wachsenden Komplexität noch sicherer zu machen", ist Weinhold überzeugt.
(APA/red, Foto: APA/Siemens)
