STROM

Abb. 1.3: Aufteilung der Stromproduktion 2012 (vereinfacht)
Der Zauber
der Netze
Was sind ein silbernes Handy ohne Empfang,
ein goldener Wasserhahn ohne Rohranschluss,
ein grünes WC ohne Anschluss an das Abwassernetz
und ein schneeweißer ICE ohne
Oberleitung? Nutzlos!
Wir alle sind von zahlreichen Netzen umgeben,
und in ihrer Vielfalt eröffnen sie erstaunliche
Möglichkeiten.
den zahlreichen dezentralen Erzeugern über das
Niederspannungs- und Mittelspannungsnetz,
sogar bis in das Hoch- und Höchstspannungsnetz.
Die Netze sind damit zu einem ausgleichenden
Vermittler in einem weit ausgedehnten räumlichen
und komplizierten zeitlichen Puzzle von
Anbietern und Abnehmern geworden.
Kernkraftwerke
16,0 %
Steinkohlekraftwerke
19,1 %
Erdgaskraftwerke
11,3 %
Braunkohlekraftwerke
25,6 %
Windkraftanlagen
7,3 %
Biomasse und Müll
6,6 %
Heizöl und sonstige
6,2 %
Photovoltaik
4,6 %
Wasserkraftwerke
3,3 %
Jahresproduktion ca. 620 TWh
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Sie ermöglichen Informationsfluss, Energieströme,
Warentransport, persönliche Verbindungen und
soziale Kontakte. Denken wir an Telefon und
Internet, aber auch an das Straßennetz und die
anderen Verkehrsnetze für Schiffe, Bahnen und
Flugzeuge.
Die technischen Versorgungsnetze spielen in
unserem Alltag eine große Rolle: Sie liefern
uns Wasser, Erdgas und Strom, aber auch die
neuesten Nachrichten über das Sendernetz
von Radio und Fernsehen. Solche „Verteilnetze“
sind für eine Transportrichtung erstellt: vom
Lieferanten zum Kunden, vom Sender zum
Radio oder zum Fernseher.
Übrigens ist jeder von uns auch persönlich von
Netzen durchzogen. Das Netz der Blutgefäße ist
ähnlich hierarchisch aufgebaut wie ein technisches
Versorgungsnetz. Die Länge der großen
Arterien und Venen ist überschaubar und
beträgt insgesamt nur einige Meter. Dagegen ist
die Gesamtlänge aller Blutgefäße total überwältigend.
Weil die feinen Kapillaren nur noch
Durchmesser von weniger als 10 µm besitzen,
müssen sie unvorstellbar zahlreich sein. Ihre
Gesamtlänge schätzt man mit mehr als
10.000 Kilometern(!) ab.
Nach diesem ersten Überblick über die Struktur
der Stromversorgung und der Energieströme
(„Lastflüsse“) möchten wir die „durchschnittliche
Stromproduktion“ möglichst einfach statistisch
zusammenfassen. Dabei gehen wir von
der Annahme aus, dass keine Kraftwerksausfälle
und kein Stromhandel mit den Nachbarländern
zu berücksichtigen sind. Die Aufstellung
beruht auf den Jahresmittelwerten von 2012.
Dann teilt sich die Gesamtproduktion statistisch
so auf, wie die Grafik oben zeigt.
Quelle: AG Energiebilanzen
Um den stets notwendigen Ausgleich zwischen
Produktion und Bedarf zu erzielen, müssen die
regelbaren Kraftwerke eine enorme Dynamik
bewältigen.
Wind, Biomasse, Photovoltaik und Wasserkraft
gelten als umweltschonende und unerschöpfliche
„Erneuerbare Energien“ und machen
derzeit ca. 22% der Stromproduktion aus. Es ist
eine der politischen Zielvorgaben, ihren Anteil
bis zum Jahr 2050 auf 80% zu steigern.
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Nur das Abwassernetz ist als ein „Sammelnetz“
für die Richtung von den Einzelkunden zu
einem gemeinsamen Klärwerk konstruiert.
Telefon, Internet und Wegenetze waren von
Anfang an offen für beide Richtungen.
Unser Stromversorgungssystem befindet sich
derzeit in einem erstaunlichen Wandel. Geplant
und gebaut für einen gerichteten Lastfluss von
den Kraftwerken zum Verbraucher, müssen die
Netze zunehmend ungerichtete Lastflüsse aufnehmen.
Oft fließt die Energie „rückwärts“ von
Im menschlichen Gehirn sind über
100 Milliarden Zellen ohne eine erkennbare
Hierarchie miteinander vernetzt.
Man darf diese Langzeit-Mittelwerte der Stromproduktion
keinesfalls als konstante oder
stabile Betriebsverhältnisse interpretieren. Das
wäre völlig falsch. Im Laufe eines jeden Tages
variieren sowohl der momentane Bedarf als
auch die jeweiligen Einspeisungen sehr stark.
So schwankt die Produktion der Photovoltaik
unregelmäßig zwischen Null und einem Maximalwert,
der im Sommer auf bis zu 33 GW ansteigen
kann. Das führt zu einem „statistischen
Jahresmittel“ von nur 3,3 GW. Entsprechende
Bedingungen ergeben sich auch für den Wind.
Derzeit wird der Bedarf durch installierte Anlagen
mit diesen Maximalleistungen gedeckt
(gerundete Summen):
ca. 125 Gas- und Kohlekraftwerke: 67 GW,
Photovoltaik: 33 GWpeak,
Wind: 30 GWpeak,
9 Kernkraftwerke: 12,6 GW,
ca. 30 größere Wasserkraftwerke: 7,0 GW,
ca. 50 Biomasse-Kraftwerke: 0,4 GW,
über 110 kleinere Wasserkraftwerke und eine
Vielzahl von Müllverbrennungsanlagen und
kleiner dezentraler Erzeuger.