Swissmechanic_Journal_2022-05

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Swissgrid und Stromanbieter 14 Vom Bergbach in die Steckdose Die Schweizer Stromversorgung ist mit einem Ökosystem vergleichbar, dessen Gleichgewicht ständig überwacht und aufrechterhalten werden muss. Zahlreiche Player sind daran beteiligt, dass am Ende der Strom aus der Steckdose kommt. Eine Zusammenstellung. S Quellen: Swissgrid, SEV, BFS wissgrid ist die Eigentümerin des Schweizer Übertragungsnetzes. Ihr über 6700 Kilometer langes Netz transportiert die elektrische Energie mit 380 und 220 Kilovolt Spannung. Zum Übertragungsnetz gehören nebst allen Leitungen 147 Schaltanlagen. Swissgrid sorgt durch regelmässigen Unterhalt, Erneuerung und einen bedarfsgerechten Ausbau, dass das Netz stets verfügbar ist. 40’000 Messpunkte bilden das Stromnetz akribisch genau ab. Sie erfassen innert Sekunden rund 10’000 Messwerte und verarbeiten diese. Auf dieser Grundlage überwacht Swissgrid die Netzsicherheit und ergreift bei gefährdeten oder gestörten Netzzuständen Massnahmen, um das Netz wieder in einen sicheren Zustand zurückzuführen. Ihren Einsatz leistet Swissgrid nicht nur in der Schweiz, sondern gemeinsam mit den europäischen Partnern auch im Ausland. Stabile Frequenz wichtig Die Standardfrequenz im elektrischen Netz Europas beträgt 50 Hertz. Diese Frequenz muss aus verschiedenen Gründen so stabil wie möglich gehalten werden: Es gibt viele Uhren, die sich nach der Frequenz im elektrischen Netz richten. Wird die Frequenz höher, so gehen sie schneller. Wird die Frequenz tiefer, so gehen sie langsamer. Auch können grosse elektrische Maschinen Schaden nehmen, wenn die Frequenz zu tief oder zu hoch ist oder sich sehr schnell ändert. Damit die Frequenz immer stabil bleibt, muss das Gleichgewicht zwischen Produktion und Verbrauch elektrischer Leistung immer gegeben sein. Mit Europa vernetzt Im Herzen von Europa und mit 41 grenzüberschreitenden Leitungen ist das Schweizer Übertragungsnetz eng mit dem europäischen Verbundnetz verknüpft. Diese Vernetzung trägt massgeblich zur Stabilität des Netzes und damit zur sicheren Stromversorgung bei. Im gesamten europäischen Netz sind die elektrischen Generatoren so eingerichtet, dass sie automatisch und unverzüglich auf eine Veränderung der Netzfrequenz reagieren. Je nach Verbrauch erhöhen oder senken sie ihre Leistung. Dadurch wird sichergestellt, dass die Frequenz stabil bleibt. Diese automatische Anpassung kann mit dem Tempomat eines Autos verglichen werden. Swissgrid überwacht über das Wide Area Monitoring laufend die Vorgänge im europäischen Stromnetz und erkennt, in welche Richtung die Energie fliesst. Das unterstützt Swissgrid dabei, Transportkapazitäten zu planen und das eigene Netz im Gleichgewicht zu halten. Blockchains zur Regulierung Damit den zunehmenden Schwankungen in der Produktion und im Verbrauch von Strom entgegengewirkt werden kann, sind innovative Lösungen gefragt. Hier kommt die Crowd-Balancing-Plattform Equigy ins Spiel. Mittels Blockchain-Technologie greift sie auf unterschiedlichste Energieressourcen zurück und schafft so mehr Stabilität und Versorgungssicherheit. Equigy schafft die technischen Voraussetzungen, damit kleine, dezentrale und flexible Energieressourcen zur Stabilisierung des Netzes eingebunden werden können. Beispiele Netzleitstelle Swissgrid Control in Aarau. Swissgrid überwacht die Netzsicherheit und ergreift bei gefährdeten oder gestörten Netzzuständen Massnahmen, um das Netz wieder in einen sicheren Zustand zurückzuführen.
Energie und Umwelt Swissgrid und Stromanbieter 15 für solche Ressourcen sind Photovoltaikanlagen, Batteriespeicher, Wärmepumpen oder Elektroautos. Die Blockchain-Technologie erlaubt dabei die Aggregierung unzähliger solcher Anlagen und die automatische Verarbeitung grosser Datenflüsse. In diesem dezentralen System werden alle Daten direkt bei den einzelnen Einheiten erfasst und verarbeitet, was zu maximaler Transparenz und hoher Sicherheit führt. Stromimport im Winter Der Strom, der in der Schweiz verbraucht wird, wird mehrheitlich in einheimischen Kraftwerken produziert, der andere Teil aus dem Ausland importiert. Letzteres ist besonders in den Wintermonaten der Fall. In diesem Zeitraum werden bis zu 40 Prozent des Schweizer Strombedarfs mit Energie aus dem Ausland, vor allem aus Deutschland und Frankreich, gedeckt. Im Sommer ist es umgekehrt, dann wird häufig Strom exportiert. Fehlendes Stromabkommen Der Bundesrat beschloss im Mai 2021, das Institutionelle Abkommen mit der EU nicht zu unterzeichnen – mit Folgen für Swissgrid. Seit 2014 macht die EU ein Rahmenabkommen, dessen Geltungsbereich weit über das Stromabkommen hinausgegangen wäre, zur zwingenden Voraussetzung für den Abschluss eines Stromabkommens. Der fehlende Einbezug von Swissgrid in die europäischen Koordinationsprozesse wirke sich, so Swissgrid, negativ auf den Netzbetrieb aus. Ungeplante Lastflüsse durch die Schweiz gefährden zunehmend die Netzstabilität und Swissgrid muss Strom (vornehmlich aus Wasserkraft) für die Stabilisierung des Netzes einsetzen. Mit einem Stromabkommen würde Swissgrid in den Berechnungen der europäischen Partner berücksichtigt und hätte frühzeitig Kenntnis über die Stromflüsse durch die Schweiz. Swissgrid konnte bisher mit vertraglichen Vereinbarungen die unbedingt nötigen Kooperationen auf technischer Ebene sichern. Privatrechtliche Vereinbarungen unter Übertragungsnetzbetreibern stellen aber laut Swissgrid langfristig keinen adäquaten Ersatz für ein Stromabkommen dar. Swissgrid stösst mit den Lösungen auf technischer Ebene an die Grenze ihrer Handlungsmöglichkeiten. Ein Stromabkommen mit der EU erachtet Swissgrid als unverzichtbar, um die Stromversorgung langfristig zu sichern. Als Übergangslösung könnte sich Swissgrid ein rein technisches, zwischenstaatliches Abkommen vorstellen. Die Stromversorger Über 650 Elektrizitätsunternehmen sichern in der Schweiz die Stromversorgung. Dabei erfüllen diese Unternehmen eine oder mehrere Aufgaben, die für eine zuverlässige Stromversorgung nötig sind: Sie erzeugen mit grösseren oder kleineren Kraftwerken Strom aus verschiedenen Energiequellen (Wasserkraft, Photovoltaik, Wind, Kernenergie, Abfall usw.), sie speichern Strom in Speicher- und Pumpspeicherwerken, sie handeln mit Strom, nutzen so (auch international) die günstigsten Produktionsmöglichkeiten und decken ihre eigenen Produktionslücken, sie betreiben einen grösseren oder kleineren Abschnitt des Stromnetzes, vom international verbundenen Hochspannungsnetz bis hinunter zum Hausanschluss, sie liefern Strom an die Endkunden, sie messen und verrechnen die Stromlieferung und Netznutzung und anderes mehr. Die Elektrizitätsunternehmen sind zu über 80 Prozent im Eigentum der öffentlichen Hand, vor allem der Kantone und Gemeinden. Haupterzeugung mit Wasser und Atomkraft Die Wasserkraft ist die wichtigste Stromerzeugungsart der Schweiz. Dank ihrer Topografie und dem Niederschlagsreichtum verfügt die Schweiz über die Grundlagen für diese Art der Stromerzeugung. Sie zählt zu den Staaten mit den höchsten Anteilen an regenerativen Energien. Rund 1300 Wasserkraftzentralen liefern circa 58 Prozent der Stromproduktion (circa 25 Prozent werden von Laufwasserkraftwerken erzeugt und ca. 33 Prozent von Speicherkraftwerken). Kernenergie liefert heute circa 33 Prozent des Stroms in der Schweiz. Neben Wasserkraftwerken ist Kernenergie die einzige Grosstechnologie für Bandenergie, die sehr wenig CO 2 ausstösst und so das Klima schont. Der Brennstoff Uran ist in grösseren Mengen vorhanden und findet abgesehen von der Stromerzeugung kaum Verwendung. Er ist sehr energiedicht. Deshalb braucht man nur wenig Uran, und der entstehende Abfall hat ein entsprechend kleines Volumen. Da er radioaktiv ist, muss er aber in massive Schutzbehälter verpackt und in einem geologischen Tiefenlager entsorgt werden. Der übrige Strom stammt aus konventionellen thermischen Kraftwerken (4 Prozent) und diversen erneuerbaren Quellen (5 Prozent), wie Biogas-, Photovoltaik- oder Windenergieanlagen. «Power-to-X» Die Stromspeicherung ist einer der zentralsten Aspekte in der Diskussion um erneuerbare Energie: nicht nur für die Stabilität der Netze, sondern auch für die Versorgungssicherheit. Die Frage stellt sich: Wie bringt man den Stromüberfluss vom Sommer in den Winter, die Zeit der Stromknappheit? Das grösste Potenzial, diese Überschüsse in den Winter zu überführen, sieht die Forschung in «Power-to-X»-Technologien, die die Umwandlung von überschüssigem Strom in speicherbare chemische Energieträger wie Wasserstoff oder synthetisches Methan ermöglichen, sowie in thermischen Speichern wie etwa Erdsondenfeldern.
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