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Die Welt am Draht

Unbemerkt von der Öffentlichkeit hat sich die Energieversorgung in den letzten Jahren dank moderner Informations- und Kommunikationstechnologie zu einer High-Tech-Branche entwickelt. Dennoch stehen die wirklich großen Veränderungen, vor allem bei Vernetzung und Liberalisierung, nach Meinung der Experten erst noch bevor.


Die Vision ist verlockend: Alle Kraftwerke und Verbraucher sind rund um die Welt miteinander vernetzt. Verlustfrei wird Strom über Supraleiter von einem Ende der Erde ans andere übertragen. Wettbewerb bestimmt den internationalen Strommarkt. Verbraucher können den für sie günstigsten Stromanbieter auswählen, selbst wenn er am anderen Ende der Welt sitzt. Es könnte sogar Low-Cost-Router wie in der Telekommunikation geben, die regelmäßig über Internet die neuesten Daten erhalten und so den günstigsten Stromtarif finden. Stromanbieter und Großkunden hätten die Möglichkeit, Lieferungen über Strombörsen im Internet abzuwickeln.
Koordiniert würde dieses globale Energienetz durch Satelliten in der Erdumlaufbahn. Ähnlich wie bei einem intelligenten Verkehrsleitsystem würden sie den Strom gezielt dorthin lenken, wo er gerade gebraucht wird. Auch werden in der Energieversorgung von morgen unterschiedliche Anbieter und Netze miteinander verknüpft, und ein intelligentes Vermittlungssystem wird Qualität und Versorgungssicherheit gewährleisten. Auch der Spitzenbedarf zu bestimmten Tageszeiten wäre in einem solchen Netz kein Problem. Steigt der Strombedarf an einem Ort an, übernehmen Kraftwerke aus anderen Zeitzonen – die zum Beispiel zu Nachtzeiten Kapazitäten frei haben – den zusätzlichen Bedarf.


Wie sieht die Realität aus?


Im Grunde sind es nur zwei Dinge, die diese Vision noch von der Realität trennen. Die erste Hemmschwelle ist technischer Natur: Bisher werden für Stromübertragungen über große Entfernungen sogenannte HGÜ-Verbindungen genutzt (HGÜ = Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung). Dabei handelt es sich um große Freileitungen oder um Seekabel, die beispielsweise Mitteleuropa und Skandinavien verbinden. Für die verwendeten Kupferkabel gilt jedoch: Je länger die Übertragungsdistanz, desto größer ist der Verlust des transportierten Stroms. So verliert ein Kupferleiter bei einem Querschnitt von 1200 Quadratmillimeter etwa 50 Watt pro Meter. Der Spielraum für grenzüberschreitende Stromübertragungen ist dadurch deutlich eingeengt. Unabhängig davon hatte der Verbraucher bis vor kurzem in vielen Teilen der Welt keine freie Wahl des Stromanbieters. So gab es in Deutschland zum Beispiel lange Zeit Gebietsmonopole, wo sich der Stromhandel auf den Austausch zwischen den Energieversorgern untereinander beschränkte.

Diese Barrieren haben dazu geführt, daß moderne Informations- und Kommunikationstechnik (IuK) vielerorts nur selektiv Einzug in die Energieversorgung gefunden hat: So gehört heute moderne Leittechnik zum Standard aller führenden Kraftwerksanbieter. Die einzelnen Komponenten eines Kraftwerks sind miteinander vernetzt und optimieren die Energieerzeugung. Auch in den meisten Verbundsystemen, in denen sich benachbarte Energieversorgungsunternehmen zusammengeschlossen haben, regelt IuK-Technik den Austausch von Strom. In Gebietsmonopolen, wo nur ein Anbieter vielen Kunden gegenübersteht, gibt es bislang allerdings keine Anreize, die Intelligenz der Verbundsysteme bis zur Haustür des Kunden zu bringen. Das Netz mußte deshalb kaum mehr leisten, als die reine Stromlieferung zu bewerkstelligen.

Was die Übertragung großer Strommengen über längere Distanzen schon sehr bald revolutionie-ren könnte, sind die Hochtemperatursupraleiter (HTSL) – keramische Kupferoxide, die bei den niedrigen Temperaturen des flüssigen Stickstoffs ihren elektrischen Gleichstromwiderstand nahezu verlieren und deshalb Strom fast verlustfrei übertragen können. Ihre interessantesten Anwendungsfelder liegen bei Starkstromkabeln und Strombegrenzern.

Internationale Marktstudien prognostizieren für HTSL-Technik einen sprunghaft ansteigenden Markt, der in den nächsten 25 Jahren auf 25 Milliarden Dollar anwachsen kann. Das japanische Unternehmen Sumitomo sowie Pirelli aus Italien haben bereits HTSL-Kabel präsentiert, doch ihre Stromtragfähigkeit ist noch zu gering und ihre Übertragungsverluste wegen Materialfehlern noch zu hoch. Siemens arbeitet derzeit zusammen mit Hydro Quebec aus Kanada an der Entwicklung supraleitender Strombegrenzer, die Stromnetze deutlich besser als bisher vor Kurzschlüssen schützen sollen.

Seit 1997 die Europäische Union und 1998 Deutschland die Weichen eindeutig auf Marktöffnung gestellt haben, erwarten Experten einen weitaus regeren Handel mit Strom als bisher. Wie in der Telekommunikation wird der Trend zu Deregulierung und Liberalisierung auch bei den Energiemärkten die Anforderungen an die Informations- sowie Kommunikationstechnik steigen lassen. Sollen die Verbraucher beispielsweise zwischen verschiedenen Anbietern wählen können, muß der Informationsaustausch im Netz gegeben sein. Intelligente Zähler müssen wissen, wer Strom zu welchem Preis an wen liefert, und ihn entsprechend erfassen. Für Helmut Warsch, Energieexperte bei Siemens, kommt es vor allem darauf an, die existierenden Möglichkeiten besser zu nutzen: "Die Technik ist im Prinzip vorhanden. Je stärker der Wettbewerb zunimmt, desto mehr wird diese auch zum Einsatz kommen."

Beispiele aus Ländern, die bei der Liberalisierung schon deutlich weiter sind, geben einen Vorgeschmack darauf, wie es demnächst auch in Deutschland sein könnte. In England und Wales werden heute schon die aktuellen Strompreise in Tageszeitungen veröffentlicht. Zum Alltag in England, den USA und den skandinavischen Ländern gehören inzwischen auch sogenannte Strombörsen. Dort bieten Energieerzeuger Strom für einen bestimmten festgelegten Termin zu einem bestimmten Preis an. In Deutschland ist ebenfalls die Einführung einer solchen Strombörse geplant: Vertreter des Bundeswirtschaftsministeriums, der Börsen, der Banken, der Stromwirtschaft und ihrer Kunden haben im Januar 1999 die Einrichtung einer Projektgruppe beschlossen, die ein konkretes Konzept erstellen soll.

In den USA ist man schon einen Schritt weiter: Der Handel mit Strom ist dort bereits im Internet möglich. Dank moderner IuK-Technik hat er in den letzten Jahren deutlich zugenommen. So ist die Zahl der Stromhändler zwischen 1992 und 1996 von acht auf über 300 gestiegen. Lag ihr Marktanteil Ende 1994 noch bei bescheidenen 0,3 Prozent, so waren es Ende 1996 bereits 13 Prozent. Mittlerweile wird bereits die 20-Prozent-Marke angepeilt.

Fest steht: Je mehr der Handel mit Strom zunehmen wird und je größer das globale Netz der Energieversorgung werden wird, desto größer werden die Anforderungen an die IuK-Technik sein. Ein deregulierter Markt mit vielen Zentralen muß richtig organisiert werden. In der Energieversorgung von morgen werden unterschiedliche Anbieter und Netze miteinander verknüpft sein. Das fängt bei den verschiedenen Verbundnetzen an und geht hin bis zu privaten Erzeugern von Solarenergie, die überschüssige Kapazitäten einspeisen. Hier geht es also nicht allein um den Austausch von Marktdaten, sondern vielmehr darum, Energieflüsse zu organisieren. Es wird ein intelligentes Vermittlungssystem – ähnlich wie in der Telekommunikation – benötigt, um diese gewaltige Herausforderung zu meistern.

Literaturhinweise

Energiewirtschaftliche Tagesfragen. Monatszeitschrift für Energiewirtschaft, Recht, Technik und Umwelt.

Standpunkt. Eine Zeitschrift zu Energie- und Umweltfragen. Siemens AG, Bereich Energieerzeugung/KWU.


Aus: Spektrum der Wissenschaft 5 / 1999, Seite 122
© Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH

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