Gut gerüstet für die Zukunft erneuerbarer Energien

Das weltweite Streben nach sauberen, umweltfreundlichen Energiequellen wächst stetig. Nach Angaben der Internationalen Energieagentur (IEA) wird der Anteil der erneuerbaren Energien an der weltweiten Stromerzeugung in diesem Jahr voraussichtlich fast 30 Prozent betragen.

Tatsächlich nähern wir uns „dem Beginn des Endes des fossilen Zeitalters“, gemäß dem vierten jährlichen Global Electricity Review, verfasst von Malgorzata Wiatros-Motyka und anderen für Ember, einem Energy Thinktank.

Da fossile Brennstoffe anachronistisch sind und fossil befeuerte Kraftwerke vom Netz genommen werden, überholen erneuerbare Energiequellen nun die Kohle als größte Energiequelle weltweit, so die IEA. Dem IEA-Bericht zufolge werden die erneuerbaren Energiequellen bis 2027 um 2.400 GW wachsen. Das entspricht der gesamten heutigen Stromerzeugungskapazität Chinas und bedeutet eine Beschleunigung um 85 Prozent in den letzten fünf Jahren. Es wird erwartet, dass die erneuerbaren Energien in den nächsten vier Jahren 90 Prozent des weltweiten Stromausbaus ausmachen werden.

Dieser Anstieg ist laut IEA-Bericht auf die Politik pro erneuerbarer Energien und politisch geförderten Marktreformen in der Europäischen Union, den USA und China zurückzuführen.

Bedarf an erneuerbaren Energien

Die Beschleunigung der erneuerbaren Energiequellen − Sonne, Wasserkraft, Wind, Biomasse − geht einher mit dem Anstieg der Energiepreise infolge des Krieges in Osteuropa, der die Versorgungskette für fossile Brennstoffe unterbrochen hat. Diese Unterbrechung, die von der IEA als „die erste wirklich globale Energiekrise“ bezeichnet wurde, unterstrich die Notwendigkeit der Energiesicherheit, die durch im Inland erzeugte, erneuerbare Energiequellen gewährleistet wird.

Im Jahr 2022 entfallen 63 Prozent der neu in das US-Stromnetz eingespeisten Stromerzeugungskapazität auf Solarenergie (46 Prozent) und Windenergie (17 Prozent). Tatsächlich sind die erneuerbaren Energien der einzige Sektor, für den ein weiteres Wachstum erwartet wird, während für Kohle, Erdgas, Öl und auch Kernkraft ein Rückgang prognostiziert wird.

Die Offshore-Windenergie zeigt sich als ein neuerer Akteur auf dem Markt für erneuerbare Energien und wird voraussichtlich weltweit wachsen. Allerdings wird der Ausbau in diesem Bereich durch langwierige Genehmigungsverfahren und mangelnde Verbesserungen der Stromnetzinfrastruktur gebremst.

Erweiterungen der Netze

Während der Ausbau der erneuerbaren Energien immer wieder durch politische Meinungsverschiedenheiten gebremst wird, könnte die Notwendigkeit, die Infrastruktur der Versorgungsunternehmen für die Nutzung erneuerbarer Energien zu modernisieren, das größte Hindernis darstellen.

Versorgungsunternehmen wissen, dass dezentrale, in ihrer Leistung weniger vorhersehbare Energiequellen wie Wind und Sonne keine „Plug-and-Play“-Einspeiser sind. Bestehende Netze müssen aufgerüstet und alle Netzinformationen digitalisiert werden, damit die Netze nicht durch erneuerbare Energien belastet werden, sondern auch Elektrofahrzeuge und bidirektionales Laden problemlos möglich ist. Der traditionelle Energiebedarf verschiebt sich deutlich.

Außerdem ist bei der Einführung neuer erneuerbarer Energien nicht sicher, wie viel Last sie liefern werden. Um Angebot und Nachfrage im Gleichgewicht zu halten, müssen die Versorgungsunternehmen zu einem digitalen Echtzeitkonzept für das Lastmanagement übergehen. Eine digitale Darstellung des Netzes, ein „Digitaler Zwilling“, ist für das Verständnis, die Vorhersage und die Planung von Erzeugung und Verbrauch unerlässlich.

Ein digitalisiertes Netz ist auch effizienter, da jede Komponente und Anlage über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg verfolgt und gewartet werden kann, wodurch die Infrastruktur zuverlässiger wird. Ein digitalisiertes Netz ist die Voraussetzung dafür, dass Versorgungsunternehmen einen „DERMS“-Ansatz (Distributed Energy Resources Management System) für den Umgang mit alternativen Energiequellen anwenden können.

DERMS ist eine Kombination aus Hardware und Software, die die Verwaltung eines Stromnetzes ermöglicht und erneuerbare Energien wie Wind und Photovoltaik einschließt. DERMS ermöglicht die Echtzeitkommunikation und -steuerung von Batterien, Solarzellen und anderen Anlagen, die sich hinter dem Zähler und außerhalb der direkten Kontrolle des Netzbetreibers befinden können. DERMS optimiert in erster Linie den Energieverbrauch, um Bedarfsspitzen zu minimieren, was eine sorgfältige Planung erfordert.

Nachhaltige Zukunft

Erneuerbare Energien sind nicht nur eine Chance für die Versorgungswirtschaft, sondern auch ein wichtiger Motor für den globalen Wandel.

Die Einführung erneuerbarer Energien und die dafür erforderlichen modernen Netzmanagement-Technologien können und sollten als Chance für die Versorgungsunternehmen betrachtet werden. Denn mit dem richtigen Konzept lässt sich die Effizienz, Zuverlässigkeit und Widerstandsfähigkeit der Netze verbessern. Zugleich wird ein unschätzbarer Beitrag zum Wohle unseres Planeten geleistet, indem die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen, die Ursachen von Umweltverschmutzung und letztlich der Klimawandel verringert werden.

Autor: Maximilian Weber ist Senior Vice President für EMEA und Infrastruktur bei Hexagons Safety, Infrastructure & Geospatial Division