Prognos Logo Print
Detailansicht
Energiewende | Montag, 06.08.2018

Beam me up, Scotty – die Energiewende ist digital!

Wie die Digitalisierung die Energiewende aufs nächste Level hebt – und wie die Energiewende die Digitalisierung nachhaltig macht. Das erörtert der aktuelle Prognos trendletter.

© iStock - Bill Oxford

Von Kathrin Zentmaier und Prognos-Vize-Direktor Jens Hobohm

Im Flur der Prognos AG in Berlin hängt ein vier Meter langer Papierausdruck. Er visualisiert die stündliche Stromeinspeisung und den Verbrauch des Jahres 2050 in einem Energiewendeszenario. Ausschläge nach oben (bei hohem Verbrauch, aber wenig Wind und Sonne) wechseln sich in rascher Folge mit ebenso starken Zacken nach unten ab. Volatilität, Dezentralität, eine hohe Anzahl von Energieerzeugern und Verbrauchern und kleinräumige, rasche Wechsel sind Kennzeichen der Energieversorgung nach der Energiewende, die bis 2050 vollzogen sein soll. Hinzu kommt die Kopplung bisher getrennter Versorgungsstrukturen: Strom, Wärme, Gas und Öl wachsen zusammen.

Damit die Versorgung mit Energie auch zukünftig sicher und bezahlbar bleibt, bedarf es einer komplexen Steuerung, die ohne die Digitalisierung kaum vorstellbar ist: So müssen die Daten von vielen Millionen Verbrauchern sowie von Erzeugern und Speichereinheiten in Echtzeit erhoben und ausgewertet werden. Darüber hinaus müssen Marktteilnehmer ansteuerbar sein, um flexibel auf veränderte Lastsituationen reagieren zu können. Dies ist heute erst für größere Einheiten der Fall. So reagieren zum Beispiel Aluminiumhersteller, die viel Strom benötigen, heute schon auf Preissignale. Etliche Stadtwerke erzeugen Wärme mit Strom, wenn er billig genug ist. Hierfür bildet das Internet of Things als Teil der Netzinfrastruktur die Grundlage, über die die angeschlossenen Maschinen, Geräte und Anlagen miteinander kommunizieren und angesteuert werden können.

Die Blockchain-Technologie spielt dieser Entwicklung zu, denn sie ermöglicht die direkte Interaktion der einzelnen Akteure und macht zentrale Instanzen, die zwischen den Akteuren vermitteln, überflüssig. Dadurch werden auch kleinste Transaktionen wirtschaftlich – und damit selbstausführende Verträge, die die Voraussetzung bilden für selbststeuernde Geräte und Anlagen. Energiewirtschaftlich muss dabei allerdings berücksichtigt werden, dass die Blockchain-Technologie selbst zu den größten Energieverbrauchern zählt. So verbraucht allein das Bitcoin-Netzwerk nach Schätzungen von digiconomist vom Februar 2018 jährlich 50 Milliarden Kilowattstunden Strom. Das ist etwa achtmal so viel wie der Chemie-Riese BASF in Ludwigshafen.

Wie die Energieversorgung der Zukunft konkret aussehen könnte, haben Prognos-Experten in der Studie „Klimapfade für Deutschland“ gemeinsam mit Boston Consulting Group für den Bundesverband der Deutschen Industrie untersucht. Das Szenario mit sehr weitreichendem Klimaschutz („95 %-Pfad“) geht beispielsweise davon aus, dass in Deutschland bis 2050 etwa 16 Millionen elektrisch betriebene Wärmepumpen und über 30 Millionen private und gewerbliche Elektrofahrzeuge betrieben werden. Pufferspeicher könnten es dann ermöglichen, Wärmepumpen für ein bis zwei Stunden vom Netz zu nehmen. Und moderne Elektrofahrzeuge müssten mit einem Mechanismus ausgestattet sein, der ein Aufladen nur dann zulässt, wenn die allgemeine Stromlast niedrig ist.

Um diese auf den ersten Blick simplen Steuerungsmechanismen umzusetzen, bekommen im Energiesystem der Zukunft die meisten Marktakteure, d. h. die einzelnen Energieerzeuger und Energieverbraucher, eine eigene Identität, werden mit Sensoren ausgestattet und vernetzt. Intelligente Leitstellen analysieren die entstehenden Daten in Echtzeit und geben Signale, sodass sich die Anlagen selbst steuern können. Hierzu schließen die Anlagen selbstständig Verträge untereinander ab, was eine dynamische Preisbildung und einen direkten Stromhandel zwischen den Anlagen ermöglicht.

Quelle: Prognos AG

Schon jetzt erzeugt die Digitalisierung bei den Akteuren eine große Dynamik: Firmen bieten intelligente Energiemanagementlösungen an, private Haushalte werden smart und immer mehr Geschäftsmodelle entstehen. Next Kraftwerke betreibt zum Beispiel eines der größten virtuellen Kraftwerke Europas. Es verbindet über ein digitales Netzwerk viele dezentrale, regenerative Energieerzeuger so miteinander, dass sie ihren Strom gemeinsam vermarkten können. E.ON bietet eine Solarcloud an, mit der überschüssiger Solarstrom aus der eigenen Anlage auf einem Konto gutgeschrieben wird, sodass ein Stromspeicher entfällt. Und Wien Energie erprobt Einsatzmöglichkeiten der Blockchain-Technologie, beispielsweise durch eine E-Ladestation, die selbstständig Verträge abschließen und so den Strom entweder aus umliegenden dezentralen, regenerativen Energiequellen oder von der Strombörse beziehen kann.

Der Startschuss in eine digitale Energiewelt ist längst gefallen. Technologien der Digitalisierung sind Katalysatoren für innovative Geschäftsmodelle und ermöglichen die Energiewende. Ohne Energieeffizienz und erneuerbare Energien könnte aber die Digitalisierung zu einem teuren und wenig nachhaltigen Vergnügen werden. Energiewende und Digitalisierung bedingen einander.

undefinedBleiben Sie informiert: Abonnieren Sie unser trendletter-Magazin