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Energie

Erneuerbare Energien Das Kraftwerk der Zukunft

Erneuerbare Energien belasten das Netz, weil Wind und Sonne eben nicht nach Bedarf ein- und ausgeschaltet werden können. Virtuelle Kraftwerke könnten helfen dieses Problem zu lösen.
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Das Kraftwerk der Zukunft wird nicht mehr in Form der bislang üblichen Betonklötze daherkommen.  Quelle: dpa
Sonnenuntergang hinter Strommasten

Das Kraftwerk der Zukunft wird nicht mehr in Form der bislang üblichen Betonklötze daherkommen. 

(Foto: dpa)

DüsseldorfWer hinter Köln durch das rheinische Braunkohlerevier fährt, kann die weit über 100 Meter hohen Betontürme des Kraftwerks Niederaußem nicht übersehen. Von hier aus liefert der Energieversorger RWE rund um die Uhr verlässlich Strom.

Zwanzig Kilometer entfernt, im Herzen Kölns, befindet sich ebenfalls ein Kraftwerk, das genauso zuverlässig Energie liefert. Nur sitzt es recht unscheinbar in dem Hinterhof einer kleinen Seitenstraße im Stadtteil Ehrenfeld.

Mit Computern, statt tonnenschweren Betonbauten, ist das junge Unternehmen Next Kraftwerke zu einem der größten virtuellen Kraftwerksbetreiber Europas geworden. In der Zentrale auf dem alten Fabrikgelände in Köln wird die Stromerzeugung von mehr als 6400 verschiedenen Ökoanlagen überwacht und gesteuert.

Die Stromproduktion des virtuellen Kraftwerksriesen entspricht mittlerweile in etwa dem, was zwei große Atomkraftwerke produzieren würden. „Die großen Versorger haben den Markt für virtuelle Kraftwerke lange nicht ernst genommen“, sagt Next-Mitgründer und Co-Geschäftsführer Hendrik Sämisch.

Doch in den letzten Jahren hat sich einiges bewegt, und virtuelle Kraftwerke sind zu einer ernstzunehmenden Größe geworden. Wo früher wenige Dutzend konventionelle Kraftwerke standen, stehen heute mehr als 30.000 Windräder, weit über eine Million Solaranlagen und tausende Biogasanlagen quer über Deutschland verteilt.

„Diese Vielzahl verschiedener Energiequellen digital zu vernetzen, zu steuern und zu regeln, ist Aufgabe virtueller Kraftwerke“, erklärt Digitalisierungs-Experte Philipp Richard von der Deutschen Energieagentur (Dena).

Virtuelle Kraftwerke erheben Echtzeit-Daten über die aktuelle Auslastung, erstellen Prognosen für die Zukunft und schalten auf dieser Basis die dezentralen Anlagen zu oder ab, je nachdem wie hoch der Strombedarf gerade ist. Das alles passiert vollautomatisch und digitalisiert.

Das System könnte ein Problem lösen, das die Erneuerbaren einst selbst verschärften: Anders als konventionelle Kraftwerke, die ihre Produktion sehr genau steuern können, unterliegen Wind- oder Solarparks naturgemäßen Schwankungen. Die Sonne scheint nicht immer, genauso wie der Wind nicht immer weht.

Das führt nicht selten dazu, dass mehr Strom produziert wird, als das Netz aufnehmen kann und die Netzbetreiber im letzten Moment umdisponieren müssen, um einen Stromausfall zu verhindern. 

Kapazität verdoppelt

Das Besondere an einem virtuellen Kraftwerk: Es ist „planbare“ Energie, sogenannte Regelenergie – ein wichtiges Kriterium für ein stabiles Stromnetz. Außerdem: In einem virtuellen Kraftwerk wird Strom zwar dezentral aus erneuerbaren Quellen erzeugt, kann aber zentral, zum Beispiel an der Strombörse in Leipzig verkauft werden. Ohne virtuelle Kraftwerke, ist sich Experte Richard sicher, kann die Energiewende nicht gelingen.

Mit dem Anteil der Erneuerbaren in der Stromerzeugung, der laut Fraunhofer Institut im vergangenen Jahr allein in Deutschland auf 40 Prozent gestiegen ist, steigt auch die Menge an virtuellen Kraftwerken. Seit 2014 hat sich die Zahl installierter Kapazität solcher Schwarmkraftwerke, wie sie auch genannt werden, nach Berechnungen der internationalen Energieagentur (IEA) in der Europäischen Union auf mittlerweile 18 Gigawatt verdoppelt. Das Beratungsunternehmen Frost & Sullivan geht davon aus, dass der Markt für virtuelle Kraftwerke bis 2022 um 14 Prozent pro Jahr wächst.  

Firmen wie Next Kraftwerke, Energy2Market, Statkraft oder Sonnen profitieren von dem Grünstrom-Boom und haben das neue Geschäftsfeld der Energiewirtschaft früh erkannt. Zwar tummeln sich auch konventionelle Versorger wie RWE, Innogy oder Eon in dem digitalen Zukunftsmarkt, „aber so richtig nach vorne ziehen bisher eher junge Unternehmen und Start-ups“, beobachtet Richard. 

„Es ist etwas fundamental anderes, ob man einige wenige Anlagen steuert, oder ein paar tausend“, sagt Hendrik Sämisch von Next Kraftwerke. Das vergangene Rekordjahr der Erneuerbaren war auch für den 2009 gegründeten Direktvermarkter ein äußerst gutes Jahr. Mehr als 550 Millionen Euro Umsatz konnte das Energieunternehmen verbuchen, und auch 2018 habe man wieder schwarze Zahlen geschrieben, versichert Sämisch.

Während Next Kraftwerke sich auf große Erzeuger und gewerbliche Abnehmer konzentriert, zeigt das Beispiel des bayerischen Batterieherstellers Sonnen, das virtuelle Kraftwerke selbst bis in den kleinsten Keller eines Eigenheimbesitzers reichen können.

Weiteres Potenzial in der Zukunft 

Noch kurz vor Ende des vergangenen Jahres verkündete der Solarspeicherpionier zusammen mit dem Übertragungsnetzbetreiber Tennet, das erste virtuelle Kraftwerk aus vernetzten Heimspeichern zu gründen. „Unsere Batterien können jetzt als virtuell zusammengeschlossenes Kraftwerk neben ihrem normalen Betrieb auch für die Regelenergie zur Stabilisierung des Netzes genutzt werden“, erklärt Sonnen-Chef Christoph Ostermann dem Handelsblatt.

Das heißt, wenn gerade viel Strom aus Erneuerbaren ins Netz kommt, der in dem Moment nicht gebraucht wird, kann die überschüssige Energie in den Batterien zwischengespeichert und bei Bedarf wieder abgerufen werden.

Insgesamt verfügt Sonnen in Europa über 30.000 Heimspeicher für Photovoltaikanlagen. Damit die Batterien als Zwischenspeicher für Netzüberschüsse oder Engpässe genutzt werden können, hat das Unternehmen aus diesen Anlagen mehrere Batterieleistungen aus ganz Deutschland zu einem Block von einem Megawatt gebündelt.

Im Vergleich mit größeren Anbietern wie Energy2Market oder Next Kraftwerke, die jeweils fast 4000 und 6000 Megawatt verwalten, ist das zwar deutlich kleiner. Allerdings denkt Ostermann längst weiter: „Wenn alle 1,5 Millionen PV-Anlagen Speicher hätten, käme man in Deutschland immerhin auf eine Leistung von vier bis fünf Gigawatt“, sagt er. 

Auch Dena-Experte Richard sieht in Zukunft noch deutlich mehr Potenzial für virtuelle Kraftwerke. „Ab 2021 werden wir hier deutliche Bewegungen im Markt sehen, wenn nach 20 Jahren die ersten Erneuerbare-Energien-Anlagen nach alternativen Vertriebsmodellen suchen müssen.“ 

Das Problem der sogenannten Redispatch-Kosten ist dadurch aber noch lange nicht gelöst. 2017 mussten die großen Übertragungsnetzbetreiber die Rekordsumme von 1,4 Milliarden Euro aufwenden, um das Netz zu stabilisieren – und letztlich Stromausfälle zu vermeiden. 

Damit Angebot und Nachfrage stets im Einklang sind, müssen die Betreiber des Übertragungsnetzes regelmäßig eingreifen. Unter anderem fordern sie kurzfristig Strom aus konventionellen Kraftwerken an, um Lücken im Angebot auszugleichen. Bei einem Überangebot werden aber auch Kraftwerke oder sogar Windräder vom Netz abgeklemmt. 

Für 2018 wird durch die Fertigstellung einer lange geplanten Strombrücke zwar mit einem deutlichen Rückgang der Kosten gerechnet, trotzdem werden hunderte Millionen auch in diesem Jahr über Netznutzungsentgelte auf den Strompreis, und damit auf den Verbraucher umgelegt werden müssen. 

„Theoretisch könnten virtuelle Kraftwerke auch helfen dieses Problem zu lösen“, ist sich Next-Chef Sämisch sicher. Aber das sei aus regulatorischen Gründen in Deutschland eben noch nicht möglich. „Wir sehen aber Länder wie Italien oder Skandinavien, in denen das Thema anders geregelt ist.“ Der 36-Jährige hofft, dass es auch in Deutschland bald ähnliche Möglichkeiten für virtuelle Kraftwerke gibt.

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