Welt im Wandel: Energiewende zur Nachhaltigkeit - WBGU

82 3 Technologien und nachhaltige Potenziale
• Anpassung der Energienachfrage an das Energieangebot
(Lastmanagement);
• Veränderung der Strukturen auf der Erzeugerseite
mit dem Ziel, die Stromerzeugung der Energienachfrage
anzupassen;
• großflächige Vernetzung von Energieerzeugern
und -verbrauchern, um über statistische Ausgleichseffekte
eine Anpassung von Erzeugung
und Bedarf zu erreichen;
• Speicherung von Energie.
3.4.2
Versorgungsstrategien für Elektrizitätsinseln
Insbesondere in den ländlichen Regionen der Entwicklungsländer
fehlt neben zahlreichen Grundgütern
wie sauberem Trinkwasser oder Telekommunikation
auch die Versorgung mit Energiedienstleistungen
(Kap. 2.4). Ein Netzausbau in diesen Regionen
ist in vielen Fällen unrealistisch, da der zu
erwartende geringe Stromverbrauch der Nutzer bei
gleichzeitig weiter räumlicher Verteilung in keinem
Verhältnis zu den hohen Kosten einer Netzerweiterung
steht. Daher muss die Versorgung mit Strom
ebenso wie auch die mit anderen Energiedienstleistungen
vorzugsweise dezentral erfolgen.
Die Technologien zur dezentralen Stromversorgung
(„Elektrizitätsinseln“) lassen sich in zwei
Kategorien einteilen: isolierte Systeme für einzelne
Nutzer sowie Inselnetze für größere Nutzergruppen
wie z. B. Dörfer. Zur Stromerzeugung werden Diesel-,
Biomasse-, Wind-, Photovoltaik- oder Kleinst-
Wassergeneratoren eingesetzt, die zur optimalen
Anpassung und damit zur Kostenreduktion auch
kombiniert werden können. Isolierte Systeme für
individuelle Nutzer müssen meist nur sehr kleine
Energiebedürfnisse befriedigen, für die in erster
Linie die Photovoltaik geeignet ist, da sie angepasste
Generatorgrößen bietet und ohne wartungsintensive
Mechanik betrieben werden kann. Die typische technologische
Umsetzung eines Individualsystems ist
unter dem Begriff „Solar-Home-System“ bekannt.
Ein solches System umfasst üblicherweise ein Photovoltaik-Modul,
eine Batterie und einen Laderegler.
Während kleinere Systeme auf Gleichspannung ausgelegt
sind und beispielsweise mehrere Fluoreszenzlampen
und ein Radio versorgen, können größere
Anlagen Wechselstrom liefern und damit sogar Farbfernseher
und andere Haushaltsgeräte versorgen.
Ein großes Hindernis bei der Einführung solcher
Systeme ist die relativ hohe Anfangsinvestition bei
gleichzeitig fehlendem Mikrokreditwesen. Vielfach
konzentriert man sich daher auf Modelle, bei denen
ein Investor beim Kunden ein System installiert, das
nur gegen Gebühr Strom liefert (so genannte „Fee-
for-service-Konzepte“). Insgesamt sind die sozioökonomischen
Barrieren einer solchen Individualversorgung
oft größer als die technischen. Berechnet man
die Kosten heute eingesetzter Technologien (Primärbatterien,
Petroleumlampen, Dieselgeneratoren)
über die Lebensdauer regenerativ versorgter Systeme,
dann sind Photovoltaik, Wasser oder Wind in
der Regel bereits heute die wirtschaftlich bessere
Wahl. Eine weitere Individualanwendung mit großer
Verbreitung sind photovoltaische Pumpsysteme. Bei
diesen Systemen wird durch verbesserte landwirtschaftliche
Produktion häufig zusätzliches Einkommen
geschaffen.
Unter bestimmten Voraussetzungen (z. B. ausreichend
kleiner Häuserabstand) kann es günstiger
sein, anstelle von Individualsystemen Inselnetze für
größere Nutzergruppen aufzubauen. Wegen der insgesamt
höheren Stromnachfrage sind hier bei der
Auswahl des Stromgenerators größere Freiheiten
gegeben. Zudem kann man ein Inselnetz bereits so
konstruieren, dass bei Erweiterung des nationalen
Netzverbunds auch die Insel als ganzes angeschlossen
werden kann.
3.4.3
Versorgungsstrategien innerhalb von
Elektrizitätsnetzen
3.4.3.1
Die fluktuierende Energienachfrage in
Elektrizitätsnetzen
Die Stromnachfrage in ausgedehnten Stromnetzen
wie dem Europäischen Verbundnetz setzt sich aus
einer großen Zahl von Verbrauchern unterschiedlicher
Leistungsabnahme und unterschiedlichen
Zeitverhaltens zusammen. Die meisten Verbraucher
nutzen einen zeitlich vorhersagbaren Anteil: Strom
für das Kochen oder Licht wird zu bestimmten Tageszeiten
gebraucht. Die genauen Zeitpunkte des Einund
Ausschaltens sind zwar nicht vorhersagbar, aber
durch die große Anzahl räumlich verteilter Stromverbraucher
verwischen diese statistischen Schwankungen
zu relativ glatten Tages- und Jahresgängen.
Die Verbrauchsmuster sind zwischen Ländern,
Regionen oder Klimazonen unterschiedlich. So wird
der Tagesgang in heißen Ländern erheblich durch
den Einsatz von Klimaanlagen beeinflusst. Die
Stromnachfrage in Deutschland ist durch einen
hohen Bedarf während des Tages und in den Abendstunden
gekennzeichnet. Man kann erkennen, dass
eine Leistungsnachfrage etwas unterhalb der Hälfte
des Tageshöchstwerts nie unterschritten wird
(„Grundlast“). Zur Deckung der schwankenden