Für Experten

Intelligente Technologien

Smart Grids:
Ohne schlaue Netze keine Energiezukunft

Die Stromnetze der Zukunft sind keine Einbahnstraßen. Smart Grids verbinden Stromtransport mit Informationstechnologie. Die Netze der Zukunft melden laufend den aktuellen Strombedarf der Verbraucher an die Netzbetreiber, sollen zukünftig aber auch dafür sorgen, dass der Konsument dann Strom verbraucht, wenn er gerade günstig zur Verfügung steht.

Notwendig werden Smart Grids, da durch die Marktliberalisierung (Link zu Kapitel „Der liberalisierte Markt) und vor allem durch den Ausbau erneuerbarer Energiequellen neue Anforderungen entstehen.

Die Energieerzeugung aus Solar- und Windanlagen ist starken Schwankungen unterworfen, die durch andere Stromquellen, (aus Spitzenlastkraftwerke), vorwiegend Wasserkraft, aber auch kalorischen Kraftwerken, zeitnah abgedeckt werden müssen. Dazu kommt, dass der Konsument der Zukunft auch zum Stromerzeuger wird und seine überschüssige Energie ins Netz speisen will. Smart Grids werden auch hier die Steuerung übernehmen.

Laut einer Studie von Booz & Co soll der Aufbau von Smart Grids in Österreich 6 Milliarden Euro kosten. Gut angelegtes Geld, denn laut Berechnungen der TU Wien zieht alleine eine Stunde Black-out volkswirtschaftliche Kosten von 40 Millionen Euro nach sich.

Weblinks zum Thema Smart Grids

E-Control zum Thema Smart Grids
e-control.at

Oesterreichs Energie über die Stromnetze der Zukunft
oesterreichsenergie.at

EU-Projekt EcoGrid auf der dänischen Insel Bornholm
www.eu-ecogrid.net

Weblinks zum Thema Smart Grids:

Österreichische Technologie Plattform Smart Grids
www.smartgrids.at

BMViT zu Smart Grids
www.energiesystemederzukunft.at

Cisco Smart Grid

Smart City – die perfekt vernetzte Stadt

2050 werden 70 Prozent der bis dahin auf rund neun Milliarden Menschen angewachsenen Weltbevölkerung in Städten leben. Auch in Österreich werden die Städte in den nächsten Jahrzehnten kontinuierlich wachsen.

Moderne Metropolen benötigen allerdings intelligente Netze, die zur Steuerung verschiedenster Technologien, vor allem im Bereich der Energieversorgung, eingesetzt werden. Der Grund: Intelligent gebaute Häuser werden in Zukunft dank Photovoltaik, thermischer Solarpaneele, Erdwärme und Windenergie mehr Energie erzeugen, als die Nutzer für Heizung, Kühlung, Beleuchtung und Technik benötigen. Die überschüssige Energie wird in intelligente Stromnetze eingespeist, welche sie an gerade aktive Verbraucher in der Nähe verteilen. Intelligente Gebäude lassen sich mit Elektromobilität verknüpfen, denn die Batterien der E-Fahrzeuge sind mögliche Speicher für Überschusskapazitäten. Ziel ist es, bei der Energieversorgung von Ballungszentren erneuerbare Energie auszubauen und auf vorhandene Abwärmepotenziale sowie höchste Wirkungsgrade zurückzugreifen.

Weblinks zum Thema

Österreichs Smart Cities & Regions
www.smartcities.at

European Smart Cities
www.smart-cities.eu

Weblinks zum Thema Smart Cities

EU-Initiative Smart Cities
ec.europa.eu

Smart City-Forschung der Wr. Stadtwerke:
economyaustria.at

Power-to-Gas

Die Produktion von erneuerbarer Energie unterliegt natürlichen Schwankungen, die das Netz überlasten können. Die Power-to-Gas- Technologie, also die Nutzung von erneuerbarer Energie für die chemische Erzeugung von Gas spielt bei der Umsetzung der Energiewende eine wichtige Rolle.

Bei Power-to-Gas greifen mehrere Technologien ineinander. Mithilfe von Strom aus Wind und Sonne wird in einem Elektrolyseur Wasserstoff erzeugt, der in weiterer Folge mit Kohlendioxid in Methan umgewandelt wird. Das dadurch produzierte „erneuerbare Gas“ kann in die Gasnetze geführt, gespeichert und bei Bedarf wieder in Strom umgewandelt werden. Weiters kann das synthetische Gas fossile Kraftstoffe im Bereich Mobilität (Wasserstofftankstellen) ersetzen, als Brennstoff für die Wärmeversorgung dienen oder in Industrieprozessen eingesetzt werden.

Was die Wirtschaftlichkeit betrifft sind nicht nur die Standortwahl (Anbindung zu Strom- und Gasnetz, Nähe zu potenziellen Abnehmer), sondern vor allem die Investitionskosten und der Wirkungsgrad entscheidend. Bislang liegen die Investitionskosten zwischen 2.500 und 3.500 Euro pro Kilowatt elektrischer Leistung – bei einem Wirkungsgrad von 44 bis maximal 86 Prozent. Bis zu vollständigen Marktreife müssen diese Parameter noch optimiert werden.

In Österreich gibt es bereits einige Power-to-Gas-Anlagen sowie Forschungsvorhaben zur unterirdischen Speicherung des synthetischen Gas. 2015 waren in Deutschland 20 Anlagen im Betrieb, weitere 10 Projekte sind derzeit geplant oder gebaut. Erwartungen zur weiteren Entwicklung?

Quelle:
Fachbroschüre: Power to Gas. Chancen, Herausforderungen und Stellschreiben auf dem Weg zur Marktreife (11/2015), Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena)
www.powertogas.info
Weblinks zum Thema

Underground Sun Storage: Power-to-Gas Anlage Pilsbach/Oberösterreich
www.underground-sun-storage.at

Wind2Hydrogen“: Power-to-Gas Anlage in Auersthal/Niederösterreich
www.evn.at

Power-Partner Pumpspeicherkraftwerke

Pumpspeicherkraftwerke sind eine ideale Form der Speicherung von Strom aus erneuerbaren Energiequellen. Überschüsse aus Solar- und Windkraft werden zum Hochpumpen von Wasser in Stauseen genutzt. Bei Bedarf sind Pumpspeicherkraftwerke binnen weniger Minuten einsatzbereit und können die Schwankungen im Netz ausgleichen.

Deshalb stellen sie für die heimische Versorgungssicherheit nach wie vor einen elementaren Schlüsselfaktor dar. Österreichs Energieversorger bauen daher die Leistung der heimischen Pumpspeicherkraftwerke konsequent aus. Derzeit sind Speicheranlagen mit einer Leistung von rund 2.000 MW in Ausführung bzw. in Verfahren, weitere Projekte in gleichem Ausmaß in Planung. Insgesamt wird die Pumpspeicherleistung in Österreich mittelfristig auf über 11.000 MW anwachsen.

Weblinks zum Thema

Pumpspeicherkraftwerke der Energie AG
www.energieag.at

Pumpspeicherkraftwerke der Kelag
konzern.kelag.at

Pumpenspeicherkraftwerk Limberg II der Verbund AG:
www.verbund.com

Weblinks zum Thema

Speicherkraftwerke der evn naturkraft Erzeugungsgesellschaft mbH http://www.evn-naturkraft.at/Wasser.aspx

Kraftwerksparks der TIWAG
www.tiroler-wasserkraft.at

Kopswerk II
www.kopswerk2.at

Gemeinschaftskraftwerk Inn
gemeinschaftskraftwerk-inn.com

Paradigmenwechsel am Strommarkt

© Netz Oberösterreich GmbH / Wolfgang Zopf© Netz Oberösterreich GmbH / Wolfgang Zopf

Strom-Infrastruktur für das 21. Jahrhundert

Das österreichische Stromnetz stammt zu einem großen Teil noch aus den 70er Jahren des vorigen Jahrhunderts und ist nur bedingt den Anforderungen an ein intelligentes Stromsystems der Zukunft gewachsen. Der kontinuierlich steigende Strombedarf in Österreich sowie der regionale Ausbau von erneuerbaren Energien machen den Aus- und Umbau des Stromnetzes unbedingt erforderlich.

Laut einer aktuellen Studie von Booz & Co sind bis 2020 rund 7 Milliarden Euro für die Instandhaltung und den Ausbau der Netzinfrastruktur notwendig. Dazu kommen noch weitere Investitionen, welche heimische Netzbetreiber im Zuge der Neugestaltung des europäischen Verbundnetzes tätigen müssen. Neben der Sicherheit bei der Gestaltung des Netzentgeltes bilden daher auch verkürzte Verfahrensdauern sowie eine Anpassung der Regulierungsperioden bei Leitungsprojekten die Basis für eine sichere und zukunftsträchtige Energieversorgung Österreichs.

Weblinks zum Thema

Austrian Power Grid, Masterpan für Netzausbau

Informationen zum Stromnetz im Burgenland
http://www.netzburgenland.at/

Informationen zum Stromnetz in Niederösterreich
http://www.netz-noe.at/

Informationen zum Stromnetz in Oberösterreich
www.netzgmbh.at und www.linzag.at

Informationen zum Stromnetz in Wien
www.wienernetze.at

Der liberalisierte Markt

Am 1. Oktober 2016 jährt sich die Voll-Liberalisierung des österreichischen Strommarktes zum 15. Mal. Mittlerweile gibt es mehr als 140 Stromlieferanten, welche die heimischen Kunden mit der notwendigen und in ihrer Herkunft nachvollziehbaren Energie versorgen.

Alle Strommarktlieferanten dürfen gleichberechtigt ihre Kilowattstunden über die österreichischen Stromnetze liefern. Das dafür anfallende Netzentgelt wird vom Regulator festgelegt und ist seit dem Start der Strommarkt-Liberalisierung um 28,1 Prozent gesunken. Trotzdem haben die Netzbetreiber in dieser Zeit über fünf Milliarden Euro in ihre Infrastruktur investiert.

Es sind auch in den kommenden Jahren und Jahrzehnten massive Investitionen in die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien sowie in die Netzinfrastruktur notwendig, um die Klimaschutzziele der EU zu erreichen. Voraussetzung dafür ist, dass die E-Wirtschaft in der Politik einen verlässlichen Partner findet und geeignete Rahmenbedingungen zur Umsetzung dieser Vorhaben geschaffen werden.

Weblinks zum Thema

Stromlieferanten im Überblick
e-control.at

Informationen zur Voll-Liberalisierung des österreichischen Strommarktes
oesterreichsenergie.at

Energiezukunft

Netzeffizienz als Schlüsselfaktor

Die Europäische Union befindet sich am Beginn einer umfassenden Neuausrichtung der Energieversorgung. Nach dem Reaktorunglück von Fukushima und dem daraus resultierenden Atomausstieg Deutschlands soll die Energieversorgung Europas bis 2050 mehrheitlich durch erneuerbare Energiequellen gesichert werden. Die Europäische Union setzt dabei vor allem auf Windkraft aus Nordeuropa, die bis zu 49 Prozent des in der Union benötigten Stroms liefern soll, ergänzt von Sonnenenergie aus den südlichen EU-Ländern.

Da sich die meisten der großen Verbraucherzentren nicht in unmittelbarer Nähe zu den Wind- und Solarparks befinden, bedingt die Energiewende auch einen kontinuierlichen Ausbau des europäischen Leitungsnetzes, dem sich Österreich als eines der wichtigsten Stromtransitländer Europas nicht verwehren kann. Österreichs Netzbetreiber benötigen zur Umsetzung der durch diese Veränderungen am europäischen Strommarkt auf sie zukommenden Herausforderungen geeignete Rahmenbedingungen und einen verlässlichen Partner in der Politik.

Weblinks zum Thema

Ökostromgesetz 2012, eine Übersicht über das aktuelle Ökostromgesetz in Österreich
www.igwindkraft.at

ENTSO-E, Verband Europäischer Übertragungsnetzbetreiber
www.entsoe.eu

AKW Zwentendorf
www.zwentendorf.com

Österreichs Energiezukunft ist „grün“

© Energie Burgenland© Energie Burgenland

Ähnlich wie in der Europäischen Union stehen auch in Österreich die Weichen in Sachen Energiezukunft eindeutig in Richtung Ausbau der erneuerbaren Energieträger. Um den steigenden Strombedarf der Zukunft decken zu können und damit auch weiterhin eine gesicherte und überwiegend auf nationale Quellen abgestellte Versorgung zu gewährleisten, plant die E-Wirtschaft umfangreiche Investitionen.

Österreich hat ein hohes Potenzial für die Erzeugung von Strom aus erneuerbaren Energien. Bis zum Jahr 2030 können die erneuerbaren Energien im Stromsektor um weitere 20 Milliarden Kilowattstunden ausgebaut werden, wodurch zu diesem Zeitpunkt ein Nutzungspotenzial an „grüner“ Energie von 72 Milliarden Kilowattstunden zur Verfügung stehen würde. Jeweils ca. ein Drittel des zusätzlichen Stroms aus erneuerbaren könnte dabei auf Wasserkraft, Windenergie und Sonnenergie entfallen. Wasserkraft bleibt aber in den kommenden Jahrzehnten die Hauptstütze der österreichischen Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien. Die Energiewirtschaft hat zur Sicherung der österreichischen Stromversorgung aus heimischer Erzeugung bei Wasserkraft, thermischen Kraftwerken, Windkraft, Biomasse und Photovoltaik bis zum Jahr 2020 ein Investitionsvolumen von acht Milliarden Euro in Planung, Verfahren und Bau.

Weblinks zum Thema

Europäisches Zentrum für erneuerbare Energie
www.eee-info.net

Institut für Nachhaltige Technologien
www.aee-intec.at

Photovoltaic Austria
www.pvaustria.at

IG Windkraft
www.igwindkraft.at

Biomasse-Verband
www.biomasseverband.at

Weblinks zum Thema

 

Austria Solar
www.solarwaerme.at

Projekt REGIO Energy zur Ermittlung von Potenzialen erneuerbarer Energie für alle Bezirke Österreichs
www.regioenergy.at

Erneuerbare Energie bei Wien-Energie:
www.nachhaltigkeit.wienerstadtwerke.at

Windenergie bei Energie AG:
www.energieag.at

Ausbau Windpark Potzneusiedl:
www.austrianwindpower.com

Forschungsprojekts „Kleinwindkraftanlagen“ der Energieforschungspark Lichtenegg:
www.energieforschungspark.at/

Regionale Energiequellen gewinnen an Bedeutung

Für EinsteigerFoto: Energie Burgenland

Die Energieversorgung der Zukunft wird zunehmend dezentralisiert. Neben dem bewährten Konzept der Großkraftwerke gibt es bereits eine zunehmende Zahl lokaler Energieerzeuger, von Haushalten bis Gewerbe- und Industriebetrieben, die ihre Überschüsse ans Stromnetz liefern.

Ohne die Einbindung dieser lokalen Erzeuger, etwa Kleinwasser- oder Biomassekraftwerken, werden sich die ehrgeizigen Ziel des EU-Klimagipfel 2014 (40 Prozent weniger CO2, 27 Prozent erneuerbare Energieträger an der Energieerzeugung sowie 27% Energiesparen – bis 2030) in Österreich nur sehr schwer realisieren lassen. Schon jetzt steht fest, dass Österreich die bis 2020 gesetzten Klimaschutzziele nicht erreichen wird.* Erneuerbare Energie wird in Österreich vorwiegend im klein strukturierten lokalen Bereich gewonnen, sei es durch Windkraft, Photovoltaik oder Biomasse. Die dezentrale Einspeisung dieser Energie in die Netze setzt „Smart Grids“ voraus, in denen sämtliche verteilungstechnisch relevanten Daten über den Stromfluss in Echtzeit und hoher zeitlicher Auflösung erfasst werden können. Für die Endkonsumenten bedeutet das auch die Einführung von „Smart Meters“, cleveren Messgeräten, die anhand eines langfristigen Vergleichs des Stromverbrauchs verlässliche Verbrauchsprognosen an die Netzbetreiber liefern, aber auch den Konsumenten ermöglichen, via Internet dann Strom in Schwachlastzeiten abzurufen, wenn er gerade günstig ist.

Weitere Möglichkeiten des Smart Grids liegen beispielsweise in der Integration von Elektrofahrzeugen in die „klugen“ Stromnetze. Da jedes Auto durchschnittlich 23 Stunden pro Tag ungenützt herumsteht, könnten die Batterien als variable Stromspeicher genutzt werden.

* Quelle: diepresse.com

Weblinks zum Thema

Smart Grids-Lösungen der Salzburg AG:
www.salzburg-ag.at

E-Connected, Initiative zur Etablierung von E-Mobilität
www.e-connected.at

Austrian Mobile Power
www.austrian-mobile-power.at

E-Mobilitäts-Lösungen von Wien Energie:
www.wienenergie.at

Energie-Teilautonomie ist möglich

©  Energie AG Oberösterreich© Energie AG Oberösterreich

Im Strombereich ist eine weitgehende Energieautonomie Österreichs möglich. Schon heute hat die saubere Wasserkraft einen Anteil von etwa 55 Prozent an der heimischen Stromerzeugung von 69.000 Gigawattstunden und ist damit die wichtigste Säule der Stromproduktion.

Die kalorischen Kraftwerke sind mit einem Anteil von derzeit 17,4 Prozent das zweite Standbein der heimischen Energieproduzenten. Hier geht die Tendenz seit Jahren in die Erhöhung der Energieeffizienz und den Umstieg auf umweltfreundlichere Gaskraftwerke und den verstärkte Einsatz von Biomasse. Dazu kommt der wachsende Anteil den alternative Energieträger – vor allem die Windkraft – zum heimischen Energiemix beisteuern. 2015 betrug dieser laut Statistik Austria 4,2 Prozent, soll aber in den kommenden 20 Jahren auf 10 Prozent steigen. Bei der Wasserkraft ist das Ausbaupotenzial mit bis zu sieben Terrawattstunden ungleich größer.

Da die kalorischen Kraftwerke als Backup für die witterungsabhängig funktionierende Stromerzeugung aus Wind- und Sonnenkraft auch in Zukunft notwendig sein werden, dort aber durch eine laufende Steigerung der Energieeffizienz starkes Einsparungspotenzial an fossilen Brennstoffen herrscht, bleibt eine völlige Energieautonomie Österreichs bei der Stromerzeugung ein Projekt für die kommenden Jahrzehnte.

Weblinks zum Thema

Initiative zur Energieautonomie Vorarlbergs
www.energiezukunft-vorarlberg.at

Güssing, erste energieautarke Stadt Österreichs ( YouTube)
www.youtube.com

Null-Energie-Hotel in Wien:
www.hotelstadthalle.at

Fernkälte:
www.wienenergie.at

Erdgas – starker Partner der Erneuerbaren

Die Energiewende in Europa ist spätestens seit den Energiekrisen mit Russland 2009 und 2014 und dem Atomunfall in Fukushima 2011 gelebte Realität. Die letztes Jahr von der EU festgesetzten Klimaziele werden von der heimischen Energiebranche sehr ernst genommen.

Der Fokus auf den Ausbau erneuerbarer Energiequellen ist notwendig, ebenso die Auseinandersetzung mit den daraus resultierenden Herausforderungen. Strom aus Wind- und Sonnenkraft ist schwer steuerbar. Nicht zu vergessen ist die Unmenge an Energie, die nicht genutzt und gespeichert werden kann und somit verloren geht. Hier kommt das Gas ins Spiel. Es beweist seine Qualitäten als verlässlicher, weil steuer- und speicherbarer Partner der Erneuerbaren. Die Power-to-Gas Technologie basiert konkret auf der Speichermöglichkeit von Gas. Hier wird mit Strom aus erneuerbaren Quellen mittels Elektrolyse synthetisches Erdgas erzeugt. Diese neue Technologie zielt darauf ab, das gewonnene Gas entweder zu speichern, ins Erdgasnetz einzuspeisen oder für andere Zwecke (Mobilität, Industrie) zu nutzen. Damit kann zukünftig nicht nur die Versorgungssicherheit mit Erdgas verbessert, sondern vor allem regenerative Energie aus der Region gespeichert und sinnvoll ausgeschöpft werden. In Österreich gibt es bereits mehrere Power-to-Gas Anlagen, wie z.B. jene mit dem Energy Globe ausgezeichnete Pilotanlage in Haid/Oberösterreich, die mit Sonnenstrom Erdgas erzeugt. Auch in Auersthal/Niederösterreich läuft seit dem heurigen Sommer die Pilotanlage „Wind2Hydrogen“, die sich auf Basis von Windstrom mit der Neuentwicklung eines flexiblen Hochdruck-Elektrolyseurs beschäftigt. Im Umfeld einer Power-to-Gas Anlage kann der Ausbau von Windenergie und Photovoltaik zügig weitergehen, ohne auf die elektrischen Überlandleitungen warten zu müssen. Dies beschleunigt wiederum den Ausbau der Erneuerbaren. Bislang ist die Power-to-Gas Technologie für eine flächendeckende kommerzielle Nutzung noch nicht ausgereift. Bis dahin wird die Erdgasnutzung als Brückenlösung weiter eine wesentliche Rolle spielen. Umso wichtiger ist es, die Versorgungssicherheit mit dieser Ressource zu gewährleisten.