Schaffung einer sicheren, günstigen und nachhaltigen Energieversorgung

Energiezellen nutzen oft Kraft-Wärme-Kopplung (KWK)-Anlagen, die sowohl Strom als auch Wärme erzeugen und damit den Energiebedarf optimal decken. Die Abwärme, die bei der Stromproduktion entsteht, wird für Heiz- oder Warmwasserzwecke genutzt und steigert so die Effizienz erheblich. Und durch den Einsatz von Wärmepumpen können die Energiezellen aus der Umgebung (Luft, Wasser, Boden) Wärme beziehen, die dann für die Heizung oder Warmwasserbereitung verwendet wird. Das spart Ressourcen und senkt den Energieverbrauch. Da die Energiezelle den Großteil ihrer Energie selbst erzeugt und verbraucht, fallen weniger Kosten für den Einkauf von externem Strom an. Der Eigenverbrauch ist in der Regel günstiger. Wenn mehr Energie erzeugt wird, als die Energiezelle selbst benötigt, kann diese ins Stromnetz eingespeist werden. Dadurch entstehen zusätzliche Einnahmen, die zur Deckung der Betriebskosten oder zur Finanzierung weiterer Investitionen in die Energiezelle beitragen können. Im weiteren Verlauf werden Energiezellen sich verbinden und Energie auch untereinander austauschen. Wenn eine Energiezelle mehr Energie produziert, als sie benötigt, kann sie diese an benachbarte Zellen weiterleiten und so die Versorgungssicherheit gesamt erhöhen. Beispiele für Energiezellen: Wunsiedel im Fichtelgebirge (Bayern), Wohnquartier „Mehr als Wohnen“ (Zürich), „Neue Weststadt“ Esslingen (Baden-Württemberg), „Quartier am Medembogen“ (Otterndorf), „Bionenergiedorf Jühnde“ (Niedersachsen), Quartier Jenfelder Au (Hamburg), Sonnenstrom-Biomasse-Dorf Wildpoldsried (Bayern), Solardorf Bracht (Hessen). Lesenswert dazu auch die Beiträge des VDE und seiner Energietechnischen Gesellschaft (ETG).

Der Anteil erneuerbarer Energien wird erhöht, Flexibilitäten und Speicher optimieren die Kosten für die Übertragungs- und Verteilnetze und damit gleichzeitig Kosten und Emissionen. Durch die lokale Energieproduktion und intelligente Nutzung von Speichern schaffen sie ein robustes und nachhaltiges Energiesystem. Sie tragen so zur Unabhängigkeit von fossilen Energieträgern bei – bei sicherer Verfügbarkeit von Energie – und leisten einen wichtigen Beitrag zu einer sicheren, günstigen und umweltfreundlichen Energieversorgung der Zukunft. Energiezellen nutzen lokal erzeugte erneuerbare Energien, wie Photovoltaikanlagen, Windkraftanlagen oder Biomasseheizkraftwerke, um Strom und Wärme bereitzustellen, sie bieten regionale Flexibilität. Dadurch sind sie weniger abhängig von externen Energiequellen und entlasten das Stromnetz. Da die Energie lokal erzeugt und direkt genutzt wird, gehen kaum Übertragungsverluste verloren. Das macht die Energieversorgung effizienter und reduziert die Kosten. Die regionale Flexibilität hilft, das überregionale Netz zu stabilisieren, da Energie vor Ort verbraucht und Stromüberschüsse verringert werden. Durch die Kombination verschiedenster Speichertechnologien wie Strom in Wärme, Strom in Gas, Strom in Flüssigkeiten und Strom in Mobilität sind Energiezellen in der Lage, sich zu jeder Zeit selbst zu versorgen und eine stabile Energiequelle zu bieten, was die Abhängigkeit von externen Energieversorgern verringert und eine höhere Resilienz gegenüber Stromausfällen bietet.

Das „alte“ Energieversorgungssystem war maßgeblich geprägt durch wenige Großkraftwerke, die den Strom in das Höchstspannungsnetz eingespeist haben. Der Strom wurde „von oben nach unten“ bis zum Kunden auf Mittel- und Niederspannungsebene transportiert. Lastverteiler von der großen Energieversorger prognostizierten die Stromabnahme für den jeweiligen Tag – die Stromerzeugung folgte der Last. Stromanwendungen in Wärme und Mobilität fanden nur in kleineren Lösungen statt (z.B. Nachtspeicher…). Im „neuen“ und zukünftigen Energieversorgungssystem wird Strom auf allen Netzebenen produziert. Strom wird zukünftig in Wärme und Mobilität Anwendung finden – der Strombedarf steigt. Erneuerbare produzieren Strom wenn die Sonne scheint und der Wind weht. Die Einspeisung ist prognostizierbar – zukünftig sollte aber ein steigender Anteil der Stromabnahme, die Last, der Erzeugung folgen. Dabei ist es ein großer Vorteil, dass Strom in Wärme und Mobilitätsanwendungen kurz, mittel- und langfristig gespeichert werden kann. Für ein solches Energiesystem fordern Experten seit langem eine passende Regulatorik. Diese steht leider noch aus. In dem zukünftigen System spielen sogenannte Energiezellen eine zentrale Rolle. Energiezellen sind die logische Konsequenz von vielen PV- Einspeisern auf der Niederspannungsseite, großen Wind- und PV- Projekten in der Fläche. Flexibilität wird auch vor Ort gebraucht, der Groß Speicher in Pfaffenhofen löst nicht die Engpässe im Niederspannungsnetz in Klanxbüll.