Die Erzeugung und der Verbrauch von Energie wird auf der niedrigsten Ebene in kleinteiligen "Energiezellen" ausbalanciert. Hier wird Energie erzeugt und direkt wieder verbraucht, ohne in das Gesamtnetz eingespeist zu werden. Denn die effizienteste Lösung ist es, den Strom dort zu verbrauchen, wo er erzeugt wird: auf der lokalen Versorgungsebene. Auch wirtschaftlich bietet das Konzept attraktive Perspektiven, besonders mit Blick auf die Entwicklung neuer Geschäftsmodelle und Märkte. Durch klar definierte Schnittstellen der Energiezellen können der Betrieb der Energiezellen, aber auch die Auswahl der Technik und deren Installation durch neue Dienstleister oder auch Investoren am Markt angeboten werden. Zudem können Privatpersonen ihren Energiespeicher als Puffer vermarkten, wenn sie dies möchten.

"Der Zellulare Ansatz"
Ein solches "Graswurzel-Konzept" reagiert auf die Besonderheiten erneuerbaren Energiequellen - insbesondere die starke Fluktuation - und hat grosse Effekte auf das gesamte Energieversorgungssystem. Wie aber gelingt es am besten, Verbrauch und Erzeugung von Energie auf der niedrigsten Ebene lokal auszubalancieren? Diese Frage steht im Fokus der neuen VDE-Studie "Der Zellulare Ansatz".

Lokale "Energiezellen"
Die Grundidee des Konzepts "Zellularer Ansatz" besteht darin, dass auf lokaler Ebene von Haushalten bis Industrie sogenannte "Energiezellen" gebildet werden, bei denen der Energiehaushalt sowie der Energieaustausch untereinander plan- und steuerbar sind. Die lokalen Energiezellen werden durch Energienetze und Kommunikationssysteme untereinander verbunden und bilden übergeordnete grössere Energiezellen mit spezifischen Schnittstellen und Eigenschaften, wobei das Zusammenfassen von Energiezellen über mehrere Ebenen erfolgt und der Zellulare Ansatz sowohl auf kleine als auch auf grössere Einheiten und Systeme anwendbar ist. Eine vollständige Energiezelle besteht aus den Komponenten Erzeuger, Wandler, Speicher, Netzanschluss, Lasten sowie schutz- und leittechnische Einrichtungen.

Akzeptanz steigern
Die Vorteile des Konzeptes sind vielfältig. Der Zellulare Ansatz schafft wichtige Grundlagen für eine nachhaltige Entwicklung der Energieversorgung, ermöglicht die stärkere Konvergenz der unterschiedlichen Energieträger Strom, Gas und Wärme, sorgt für die bestmögliche Integration der dezentralen erneuerbaren Energieträger in das Energieversorgungssystem und kann zur Reduktion des notwendigen Netzausbaus beitragen. Die Reduktion des Netzausbaus ist umso grösser, je besser Stromangebot und -nachfrage in den Energiezellen austariert werden. Da der Ansatz durch die lokale Zuordnung einen direkten Bezug zwischen den Anwendern und der notwendigen Technik herstellt sowie mehr Selbstbestimmung der Anwender mit sich bringt, kann er darüber hinaus die Akzeptanz erheblich steigern helfen.

Felderprobungen zur Machbarkeit des Zellularen Ansatzes
Um die Chancen des Zellularen Ansatzes zu nutzen, fordert der VDE, in den Entwicklungsplänen für zukünftige Energienetze auf allen Ebenen sämtliche Energiearten wie Strom, Gas, Wärme etc. zu berücksichtigen, die Entwicklung von Technologien zur Speicherung in einem grossen Energiespektrum und zur effizienten Wandlung zu fördern, um die Vorteile verschiedener Energieformen zu nutzen. Ferner sind weitere Untersuchungen erforderlich, um offene Fragen der Verantwortung für Planung und Betrieb des Gesamtsystems zu klären. Insbesondere empfiehlt der VDE Felderprobungen zur Machbarkeit des Zellularen Ansatzes.

Die VDE-Studie "Der Zellulare Ansatz" kann im InfoCenter unter www.vde.com für 250 Euro bestellt werden. Für VDE-Mitglieder und Journalisten ist die Studie kostenlos.

Text: VDE Deutscher Verband der Elektrotechnik Elektronik und Informationstechnik