Die Technik hinter der Energiezelle
Unser Stromnetz besteht aus verschiedenen Ebenen. In einem zellularen Energiesystem werden Energie-Angebot und Energie-Nachfrage, soweit dies möglich ist, immer zuerst auf den niedrigsten Ebenen ausbalanciert, etwa im eigenen Haus, im Quartier, im Ort oder der Region. Erst wenn dies nicht mehr gelingt, werden Energie-Angebot und Energie-Nachfrage mit der nächst höheren Ebene ausgeglichen, so dass am Ende wieder alles stimmt.
Intelligente Systeme sorgen für Ausgleich
In einem Haus mit eigener Photovoltaik-Anlage, Batteriespeicher und verschiedenen Verbrauchern wie E-Auto, Wärmepumpe und elektrischem Warmwasserspeicher, kann das Ausbalancieren von Angebot und Nachfrage von einem Energie-Management-System (EMS) übernommen werden.
In der Praxis bedeutet dies: Der Strom wird möglichst dann verbraucht, wenn er auch entsteht. Ein EMS sorgt also zum Beispiel dafür, dass das E-Auto automatisch geladen und Warmwasser erzeugt wird, wenn Strom im Überschuss vorhanden ist. Erst wenn der überschüssige Strom nicht mehr direkt verbraucht werden kann, wird er gespeichert und dann an das öffentliche Netz abgegeben. Idealerweise ist es in Zukunft auch möglich, direkt mit den Nachbarinnen und Nachbarn Strom zu handeln. 1 Mehr zum Thema Energy Sharing erfahren Sie weiter unten.
Auch auf umgekehrtem Wege ist ein Ausgleich möglich. Ist zu wenig Strom im öffentlichen Netz vorhanden, kann der Strom aus Speichern oder von Erzeugern aus den unteren Ebenen zugeschaltet werden und so können diese einen Beitrag zur allgemeinen Stromnetzstabilität leisten.
Neue Kraftwerke existieren auch virtuell
Muss ein solcher Ausgleich von Energie-Erzeugung und -Verbrauch im Stromnetz erfolgen, kommt der Begriff des virtuellen Kraftwerks ins Spiel. Darunter versteht man den Zusammenschluss und die Koordination von dezentralen Einheiten im Stromnetz über ein gemeinsames Leitsystem.2 So kann Strom auch gemeinsam von vielen verschiedenen Anlagen vermarktet werden, die dazu einzeln nicht in der Lage wären.
So funktionieren virtuelle Kraftwerke
Mehr zum Thema virtuelle Kraftwerke erfahren Sie bei Next Kraftwerke, auf deren Website dieser Begriff sehr gut erklärt ist.
Von dezentralen Energiesystemen profitieren wir alle
In dezentralen Energiesysteme sind weitere wichtige Stichworte mit Blick auf die Schaffung von Energiezellen Smart Grid3 und Microgrid4 5 sowie Energy Sharing6.
Unter einem Smart Grid versteht man ein „intelligentes“ Stromnetz, wohingegen ein Microgrid als Stromnetz nicht nur intelligente Komponenten besitzt, sondern darüber hinaus auch autark betrieben werden kann. Anlagen und Geräte, die das Label „Smart Grid Ready“ oder auch „SG Ready“ tragen, können heute schon von intelligenten Stromnetzen oder von einem EMS im Haushalt angesteuert werden.
Über Energy-Sharing-Modelle wiederum können alle Menschen vor Ort unmittelbar von dem dort gemeinsam und günstig erzeugten Öko-Strom profitieren. Gewisse technische Voraussetzungen für das Messen und Zählen sind auch hier Bedingung dafür, damit die gemeinschaftliche Stromerzeugung und der gemeinschaftliche Stromverbrauch vor Ort tatsächlich gelingen kann.
Energy Sharing: Energie gemeinsam erzeugen, nutzen und handeln
Mehr zum Thema Energy Sharing finden Sie beim Bündnis Bürgerenergie e.V. unter dem Stichwort „So funktioniert die dezentrale Energiewende“ (Download als PDF). In dem Booklet gibt es auch zahlreiche Links mit weiterführenden Informationen.
Österreich zeigt schon heute vorbildlich, wie Energiegemeinschaften funktionieren können, und ist hier deutlich weiter als Deutschland: So funktionieren Energiegemeinschaften in Österreich. Dafür wurde sogar eine zentrale Österreichische Koordinationsstelle für Energiegemeinschaften eingerichtet.
Eine aktuelle Bestandsaufnahme zum Energy Sharing und eine Strukturierung der deutschen Debatte unter Berücksichtigung des EU-Rechts hat das Umweltbundesamt 2023 herausgegeben (Download als PDF).
Auch beim Thema Mieterstrom gibt es reichlich Potenzial, wie eine neue Studie des Instituts der Wirtschaft7 zeigt: „Laut der Erhebung gibt es ein Mieterstrom-Potenzial von 43 Terawattstunden (TWh) – im April dieses Jahres wurden gerade mal 0,16 TWh Strom mit Mieterstrom-Anlagen produziert. Die gesamte Stromerzeugung durch Solaranlagen lag laut Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme im letzten Jahr (2023) bei 61 TWh“.
Weitere Informationen zum Thema Energiezelle und deren Geschichte finden Sie unter diesem Link und direkt beim Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V. (VDE) sowie bei Wikipedia unter dem Stichwort “Zellulares Energiesystem (ZES)“.
- https://www.tagesschau.de/wirtschaft/energie/strommarkt-stromleitungen-plusminus-100.html ↩︎
https://www.bee-ev.de/service/publikationen-medien/beitrag/eckpunkte-eines-energy-sharing-modells ↩︎
https://www.manager-magazin.de/politik/deutschland/erneuerbare-energie-gemeinschaften-ein-potentieller-schwung-fuer-die-energiewende-a-a86a8a18-e5d8-4288-be26-91664aa3c004 ↩︎ - https://www.next-kraftwerke.de/wissen/virtuelles-kraftwerk ↩︎
- https://www.zhaw.ch/de/lsfm/institute-zentren/iunr/oekotechnologien-energiesysteme/erneuerbare-energien/microgrids/unterscheidung/ ↩︎
- https://www.zhaw.ch/de/lsfm/institute-zentren/iunr/oekotechnologien-energiesysteme/erneuerbare-energien/microgrids/ ↩︎
- https://www.vde.com/de/etg/arbeitsgebiete/informationen/smartgrid-microgrid ↩︎
- https://www.bee-ev.de/service/publikationen-medien/beitrag/eckpunkte-eines-energy-sharing-modells ↩︎
- https://www.tagesschau.de/wirtschaft/verbraucher/mieterstrom-mehrfamilienhaeuser-solar-100.html und Studie des Instituts der deutschen Wirtschaft (IW) ↩︎