Vorschläge für eine energieautarke Stromselbstversorgung - Der Einsatz von Stromspeichern in Wohngebäuden soll gefördert werden

Die Realisierung der hochgesteckten Ziele stellen Politik und Energiewirtschaft vor große Herausforderungen. Die wichtigsten der zu lösenden Probleme betreffen:

• Die Gewährleistung des Stromtransports zwischen den z.T. weit auseinander liegenden Standorten der Erzeugung regenerativer Energien und den Zentren hohen Verbrauchs – besonders in den industriellen Ballungszentren.
• Die Kompensation der bei der Erzeugung regenerativer Energien, insbesondere aus den Quellen Windkraft und Solarstrahlung, auftretenden Fluktuationen in Relation zum ebenfalls schwankenden Bedarf.
• Die Schließung der vor allem aus der Abschaltung der Atomkraftwerke resultierenden Stromlücke im Zusammenhang mit dem Bedarf an regelfähigen Kraftwerken auf Basis fossiler Quellen.

Bei der Überwindung der genannten Schwierigkeiten wird weitgehend auf konventionelle Strategien gesetzt. Danach sollen die oftmals großen Entfernungen zwischen den Zentren der Energiegewinnung und des Verbrauchs durch den Aus- und Neubau hochleistungsfähiger sog. Stromautobahnen überbrückt werden. Dies bedarf langer Planungszeiten, ist außerordentlich kostenintensiv und stößt vielfach auf den Widerstand von Bürgerinitiativen.
Den Unwägbarkeiten der auf natürliche Weise erzeugten Strommengen sucht man durch eine Verknüpfung der verschiedenen regenerativen Energieträger zu einem Energiemix, die Errichtung neuer Speicherkraftwerke sowie die Bereithaltung ausreichender Regelleistung zu begegnen. Und einer durch den Ausstieg aus der Kernkraft möglicherweise verursachten Energielücke soll durch Neubau weiterer Großkraftwerke mit fossilen Energieträgern entgegengetreten werden. Angesichts des vorübergehenden Betriebs dieser Anlagen handelt es sich hierbei nicht nur um eine teure, sondern auch umweltschädliche Maßnahme. Wegen der schwankenden Gaspreise orientiert man sich hier vor allem auf den Neubau von Kohlekraftwerken. Besser wäre es allerdings, die strategischen Reserven in Form von Gaskraftwerken anzulegen, da diese im Bedarfsfall schneller hochzufahren sind und auch bessere Regeleigenschaften besitzen.
Doch all diese Maßnahmen sind nicht nur recht aufwendig und damit teuer, sondern auch mit mancherlei Nachteilen behaftet. Sie erfordern lange Planungszeiten und geraten oft in parteipolitische Auseinandersetzungen und Interessenkonflikte. Insofern wäre es nützlich, neue Lösungsideen ins Spiel zu bringen.

Lösungsvorschlag – das Prinzip
Unsere Intention besteht darin, jenseits der Großprojekte eine Alternative vorzuschlagen, die auf kleinräumige Lösungen setzt. Dieser Lösungsvorschlag soll schnell und unbürokratisch umsetzbar sein, einen vergleichsweise geringen Aufwand erfordern und schrittweise realisierbar sein. Der hier unterbreitete Vorschlag könnte bei seiner massenhaften Realisierung einige der vorgenannten Probleme auf vorteilhaftere Art lösen und diese somit entschärfen. Somit würde ein nützlicher Beitrag bei der Umsetzung der Energiewende geleistet werden. Die erzielbaren Einsparungen beträfen den Ausbau der Netze, die Erstellung großer Energiespeicher sowie die Errichtung neuer Großkraftwerke.

Der Lösungsansatz
Unser Vorschlag setzt auf eine dezentrale Struktur mit extremer Verteilung [2]. Hierbei werden kleinräumige Lösungen angestrebt, in denen ein interner Stromausgleich stattfindet und die weitgehend energieautark sein sollen.
Bei einer Umschau nach geeigneten Objekten für den angestrebten lokalen Energieausgleich auf dezentraler Ebene treffen wir auf die im Versorgungsgebiet enthaltenen Gebäude. Wie aus einer Analyse hervorgeht, konsumieren die Gebäude rund 40% der Gesamterzeugung an Strom [3]. Daraus ergibt sich ein wichtiger Hinweis, dass ein an dieser Stelle vorgenommener Ausgleich von Fluktuationen einen möglicherweise erheblichen Beitrag zur Minderung solcher Diskrepanzen leisten kann.
Die Besonderheit unseres Lösungsvorschlags besteht darin, dass in jeder Wohneinheit, ggf. auch in Betrieben des Kleingewerbes und der Landwirtschaft, ein eigenständig einzurichtender Stromspeicher vorgesehen und diese Maßnahme künftig zur Auflage gemacht wird. Auf diese Weise wird ein virtueller Speicher von insgesamt beträchtlicher Kapazität gebildet. Damit wird sowohl eine Reduzierung der bisher für notwendig gehaltenen zentralen Maßnahmen zum Ausgleich von Disparitäten zwischen Energieangebot und -verbrauch innerhalb des Gesamtsystems erreicht als auch die Energieautarkie in den  Wohnungseinheiten gefördert.
Bezüglich der hier vorgesehenen lokalen Energiespeicher setzen wir auf die Verwendung von Akkumulatoren. Stromspeicher bieten den unmittelbaren Weg zur Pufferung von Energie in der vom Verbraucher benötigten Form. Die Benutzung elektrischer Speicher besitzt gegenüber anderen Vorschlägen zum Stromausgleich, die auf gasförmige Speichermedien wie Biogas oder Wasserstoff setzen, den Vorteil der Vermeidung von Wirkungsgradverlusten und ersparen außerdem den ansonsten für die Umsetzung der Speichermedien nötigen Aufwand.
Bezüglich der verteilten Energiespeicherung in elektrischer Form gibt es bereits einen Vorschlag, der die Nutzung der Lithium-Ionen-Batterien von Elektrofahrzeugen vorsieht. Angesichts der zu erwartenden eher bescheidenen Zuwachsraten für Elektrofahrzeuge ist dieser Beitrag aber wohl eher als marginal zu werten. Nachteilig ist weiterhin die hohe Beanspruchung der teuren Batterien durch die täglichen Ladungswechsel, die den Fahrzeugbesitzern letztlich zur Last fällt.
Unser Vorschlag sieht hingegen die Verwendung robuster Akkumulatoren mit möglichst hoher Energiedichte vor, die in den Wohneinheiten stationär untergebracht werden.
Das hier vorgeschlagene Prinzip der wohnungszugehörigen Stromspeicherung ermöglicht energetische Insellösungen, die bei Vorhandensein eines Stromspeichers hinreichender Kapazität weitgehend autark sind. Dennoch wird ein Zugang zum öffentlichen Netz vorgesehen, der jedoch nur in Extremfällen vorübergehend in Anspruch genommen werden soll.
Zunächst sollten die bestehenden Möglichkeiten zur Energieeinsparung im häuslichen Umfeld genutzt werden, da sich diese Maßnahme unmittelbar auf den Kapazitätsbedarf des vorgesehenen Stromspeichers auswirkt. Dies erfordert die Neuausstattung bzw. Umrüstung der hauseigenen Elektrotechnik mit modernen energiesparenden Leuchtmitteln und Haushaltsgeräten. Nach am eigenen Beispiel durchgeführten Untersuchungen sind hier Energieeinsparungen von bis zu 30% möglich.
Ein weiterer Aspekt des Vorschlags besteht im bewussten Umgang der vorhandenen Elektroenergie seitens der Verbraucher. Die eigene Verfügbarkeit der energetischen Ressourcen ermöglicht nunmehr die Ausschöpfung der bestehenden Energieeinsparmöglichkeiten. Daraus resultieren Verhaltensänderungen bei den Verbrauchern. Der zum Energiemanager gewordene Wohnungsnutzer wird dann stärker auf den bedarfsgerechten Umgang mit Elektroenergie achten und auch den Betrieb energieintensiver Geräte auf die tariflich begünstigten Nachtstunden verlegen.
Zur Verdeutlichung unseres Lösungsvorschlages sollen nachfolgend zwei Varianten vorgestellt werden. Die jeweiligen Darlegungen sollen durch bildliche Darstellungen unterstützt werden.

Lösungs-Variante I
Die hier vorgeschlagene Anordnung wird durch Bild 1 veranschaulicht. Die jeweiligen Wohneinheiten enthalten als zentrales Element eine lokale Batterie hinreichender Speicherkapazität. Die Speichernutzung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie bei Überangebot an Netzstrom – also vorwiegend in den Nachtstunden – aufgeladen wird (1). In Zeiten der täglichen Spitzenlast am Vormittag sowie in den frühen Abendstunden wird die in der Batterie akkumulierte Energie vorzugsweise zur Deckung des hausinternen Bedarfs entnommen (2). Ist die Batterieladung auf den Schwellwert der Reserveladung abgesunken, so wird auf externen Energiebezug aus dem öffentlichen Netz zu den üblichen Konditionen umgeschaltet (3). Zum Abbau des nächtlichen Stromüberschusses werden während dieser Zeit außerdem die häuslichen Großverbraucher, wie Waschmaschinen, Geschirrspüler etc. betrieben (3) sowie die Batterien des E-Mobils aufgeladen (5).
Zusätzlich kann auch der Strombezug vorhandener Großverbraucher, wie Waschmaschine, Trockner und Geschirrspüler, auf die verbrauchsarmen Nachtstunden verlagert werden. Dafür gibt es bereits ein Lösungsangebot in Gestalt der sog. EEBus-Box, welche ohne Durchführung aufwendiger baulicher Maßnahmen in das Inselnetz integriert werden kann.
Die hier vorgesehenen hauseigenen Stromspeicher leisten Beiträge zur Etablierung eines virtuellen Gesamtspeichers innerhalb des Stromversorgungssystems, dessen fiktive Gesamtkapazität sich mit der Anzahl der vorschlagsgemäß ausgerüsteten Wohneinheiten erhöht. Daraus ergeben sich mehrere Vorteile. Zum einen wird der während der Nachtstunden aus dem öffentlichen Netz entnommene überschüssige Strom auf sinnvolle Art genutzt. Die Stromentnahme aus der Batterie während der täglichen Spitzenzeiten entlastet weiterhin das öffentliche Netz. Auf diese Weise wird ein Potenzial an Regelleistung geschaffen, das je nach Anzahl der beteiligten Haushalte und ggf. auch Gewerbe auf bis zu 8 GW geschätzt wird. Dementsprechend verringert sich der Bedarf an Spitzenleistung, sodass der Bau teurer flexibler Großkraftwerke reduziert werden kann. Damit lässt sich der Bedarf an Spitzenkraftwerken reduzieren. Da diese Kraftwerke fossile Primärenergieträger verwenden, wird durch den verminderten CO2-Ausstoß auch die Umwelt entlastet.
Mit der Einrichtung wohnungsinterner Stromspeicher verbindet sich auch eine Vergrößerung des Grades an Energieautarkie. Damit erhöht sich auch die Versorgungssicherheit. Bei Störungen und Ausfällen im öffentlichen Netz ermöglicht die vorgesehene Batterie den Betrieb einer Notstromversorgung. Ein entsprechendes Back-Up-System sorgt dann dafür, dass das Inselnetz in solchen Fällen vom öffentlichen Netz abgekoppelt und stattdessen auf Eigenversorgung umgeschaltet wird.

Lösungs-Variante II
Diese Variante unterscheidet sich von der zuvor behandelten hauptsächlich durch die Integration einer eigenen regenerativen Stromquelle, vorzugsweise in Form einer wohnungseigenen Solaranlage. Bei Stromausbeuten von mindestens 200 W/m² genügen zur Deckung des Eigenbedarfs meist wenige Solarpanele. Die Einbeziehung einer PV-Anlage ermöglicht die Erzielung zusätzlicher Synergieeffekte. Da der Solarstrom jedoch nur während der Tageszeiten und dann auch noch in wechselnden Quantitäten erzeugt wird, müssen Ausgleichsmaßnahmen vorgesehen werden, wofür wiederum die vorgesehene hauseigene Batterie vorteilhaft eingesetzt werden kann.
Die nunmehr bestehende Anordnung soll wiederum anhand einer bildlichen Darstellung erläutert werden, welche Bild 2 wiedergibt. Die Integration einer PV-Anlage in das wohnungseigene Energiesystem ergibt die Möglichkeit, den selbst erzeugten Strom auf verschiedene Arten zu nutzen. An vorderer Stelle steht die Ladung der hauseigenen Batterie zwecks Bereitstellung eines möglichst ergiebigen Energiepuffers (1). Damit soll gewährleistet werden, dass vor allem in den Spitzenzeiten genügend Speicherstrom zur Verfügung steht. Die regenerative Energie sollte weiterhin unmittelbar zur Deckung des hauseigenen Verbrauchs eingesetzt werden (2). Besteht nach Vollladung der Batterie bzw. Abdeckung des Eigenverbrauchs noch ein Stromüberschuss, so kann dieser in das öffentliche Netz eingespeist werden (3), was besonders bei Installation großflächiger Solaranlagen durchaus lukrativ ist. Bei unzureichender Erzeugung von Solarstrom wird die Batterie zum Ausgleich der Fluktuationen herangezogen, indem der Eigenverbrauch aus dem Speicher bedient wird (4). In Extremfällen, etwa bei Erschöpfung der Batterie oder sehr hohem Eigenbedarf, muss auch das öffentliche Netz in Anspruch genommen werden (5), wofür dann der Normaltarif gültig ist (s. gestrichelte Wirkungslinien). Gegebenenfalls muss auch die Nachladung der Batterie über das öffentliche Netz erfolgen (6).
Wie schon in Variante I dargelegt, können auch weitere hausinterne Maßnahmen getroffen werden, die zu Einsparungen führen. Dazu zählt die Verlagerung des Betriebs von häuslichen Großverbrauchern (7) wie auch das Laden der Fahrzeugbatterie (8) in die Nachtstunden, um den reduzierten Stromtarif in Anspruch zu nehmen. Diese Möglichkeiten sind in Bild 2 halbfett dargestellt.
Zu den herausragenden Eigenschaften der hier behandelten Variante zählt die Erzielung einer weitgehenden Energieautarkie der Wohneinheiten unter Verwendung einer eigenen regenerativen Energiequelle. Mit der zunehmenden Errichtung wohnungsbezogener Inselnetze mit eigener Solarstromerzeugung und lokalem Stromspeicher wird nicht nur die eigene Versorgungssicherheit gewährleistet, sondern auch ein volkswirtschaftlich nützlicher Beitrag zur Entlastung des öffentlichen Stromnetzes und Bereitstellung einer beträchtlichen Regelleistung geleis­tet.
Die benötigten Investitionen für die zusätzliche Installation kleiner hauseigener PV-Anlagen halten sich bei günstigen und in Zukunft weiter fallenden Preisen für die Solarmodule in Grenzen. Zudem amortisieren sich diese Aufwendungen im Laufe der Zeit für die Wohnungsinhaber durch die gewährte staatliche Subventionierung. Bis zu einer Eigenerzeugung bis zu 10 kWh wird die Stromeinspeisung bisher mit 19,5 c/kWh vergütet. Nach dem neuen EEG (Erneuerbare-Energien-Gesetz) wird dieser Satz in den Folgejahren allerdings schrittweise bis auf 16,5 c/kWh abgeschmolzen. Bei größeren Solaranlagen kann selbst bei der vorgesehenen Reduzierung der Förderung immer noch eine ansprechende Rendite erwirtschaftet werden.
Der hier vorgesehene Mischbetrieb von selbst erzeugtem und teilweise in das Netz eingespeistem Solarstrom wie auch in Sonderfällen von dort bezogenem Strom bedarf einer Vereinbarung mit dem jeweiligen Netzbetreiber.
Das Prinzip der Eigenerzeugung und Speicherung regenerativer Energien ließe sich noch durch Einbeziehung einer Windkraftanlage ausbauen. Hierbei könnte es sich beispielsweise um eine auf dem Hausdach installierte Kleinanlage handeln, wie sie etwa für Yachten im Angebot sind. Architekten haben aber auch bereits Lösungen für in Hochhäuser integrierte größere Windkraftanlagen vorgestellt, deren Stromertrag dann mehren Bewohnern zur Verfügung stehen würde. Derartige Hybridsysteme ermöglichten dann einen Energiemix aus verschiedenen regenerativen Quellen, der die Energieautarkie fördern und den Speicherbedarf senken würde.

Technische Realisierbarkeit
Für die Umsetzung der Lösungsidee bestehen gute Voraussetzungen, da die meis­ten der dafür benötigten Komponenten bereits im Angebot sind. Das derzeit wohl größte der noch offenen Probleme besteht in der Verfügbarkeit robuster und vor allem für den Wohnungsinhaber bezahlbarer Stromspeicher. Hier gibt es zwar bereits Hersteller, wie beispielsweise den Ener­giekonzern RWE, der Stromspeicher bis zu einer Kapazität von 4,6 kWh auf Basis der Lithium-Ionen-Technologie anbietet. Diese sind jedoch mit Preisen von 13000 Euro erheblich zu teuer und auch für den genannten Zweck zu empfindlich [4]. Auch spricht die derzeitige Pannenserie, verursacht durch Brände der Li-Ionen-Bordbatterien bei den Dreamliner-Jets von Boeing, nicht unbedingt für den Einsatz dieser Batterietechnologie in Wohnungen.
Weiterhin gibt es auf dem Markt sogenannte Solarakkumulatoren. Technologisch handelt es sich hier meist um Blei-Säure-Batterien, die es auch in Gel-Ausführung gibt. Diese genügen jedoch wegen der um das 4- bis 7-fach geringeren Energiedichte und ihres hohen Gewichts ebenfalls nicht den hier bestehenden Anforderungen. Unser zumindest in der Übergangsphase nutzbarer Lösungsvorschlag besteht in der Verwendung von Nickel-Cadmium-Batterien. Diese besitzen eine höhere Energiedichte, ermöglichen eine hohe Anzahl von Ladungswechseln, sind für Temperaturen bis zu -40°C einsetzbar und können auch für hohe Batteriekapazitäten konfiguriert werden. Die Aufstellung solcher wohnungseigenen Batterien könnte dann auf dem Hausboden, im Keller, der Garage oder sonstigen geeigneten Plätzen erfolgen und wäre somit völlig unauffällig.
Die erwartete Preisentwicklung bei den Stromspeichern stimmt optimistisch. Nach Angaben der US-Energieagentur EIA wurde Schätzungen vorgenommen, nach denen sich die Kosten für Batteriespeicher von derzeit 1000 $/kWh bis zum Jahr 2035 je nach Szenario auf 300 bzw. sogar 150 $/kWh reduzieren könnten [4].
Ein wesentlicher Teil der außerdem benötigten Komponenten wurde bereits für den Inselbetrieb in Yachten und Caravans entwickelt und ist somit entsprechend dem Angebot der Ausrüster kommerziell verfügbar. Dazu zählen Laderegler, die der Batterie vorgeschaltet sind und diese sowohl bei Speisung aus dem Netz als auch vom Solarpanel vor Überladung wie auch Tiefentladung schützen. Man kann auch auf  die benötigten Wechselrichter verschiedener Hersteller zurückgreifen, die die von den regenerativen Quellen oder alternativ der Batterie abgegebene Gleichspannung in die standardmäßig verwendete Wechselspannung von 230 V umsetzen. Benötigt werden weiterhin Sensoren zur Erfassung des Ladezustands des Stromspeichers sowie für die mehrfach erforderliche Messung von Energieflüssen im Inselnetz. Hier lassen sich Einsparungen durch den Einsatz der inzwischen verfügbaren bidirektional wirkenden Energiezähler erzielen. Mit den sogenannten Smart Meters (beispielsweise von e.on) gibt es auch bereits Stromzähler, die über ein integriertes Modem mit Anschluss über das Telefonnetz verfügen. Darüber besteht eine Verbindung zum jeweiligen Netzbetreiber, sodass Mitteilungen bezüglich der Kosten des Strombezugs, günstiger Stromangebote und sonstige Informationen übertragen werden können.
Für das Zusammenspiel der benötigten Komponenten wird ein standardisiertes Protokoll benötigt. Hier ist in jüngster Zeit die Etablierung des sog. EEBusses gelungen. Hierbei handelt es sich um ein standardisiertes Protokoll, das unterschiedliche Standards „versteht“ und in eine einheitliche Datensprache übersetzt. Damit ist eine Verständigung der Komponenten unterschiedlicher Art gegeben.
Bezüglich der Verlagerung des Strombezugs der vorhandenen Großverbraucher, wie Waschmaschine, Trockner und Geschirrspüler, auf die verbrauchsarmen Nachtstunden besteht ein Lösungsangebot in Gestalt einer sogenannten EEBus-Box. Der hierbei erzielte Effekt führt zu einer Entlastung des öffentlichen Stromnetzes ohne Durchführung aufwendiger baulicher Maßnahmen. Damit lässt sich der Bedarf an Spitzenkraftwerken reduzieren und soll nach vorliegenden Angaben ein Regelpotenzial von bis zu 8 GW geschaffen werden können.  

Umsetzung des Lösungsvorschlags
Entsprechend unserem Lösungsvorschlag würden die Wohnungseigentümer verpflichtet, eigenverantwortlich für die Errichtung der geforderten Speicherlösung in ihrer Immobilie zu sorgen und müssten auch deren Kosten tragen. Elektrospeicher würden dann genauso selbstverständlich zur Grundausrüstung von Eigenheimen, Wohnungen in Mehrfamilienhäusern, Hotels und öffentlichen Gebäuden gehören, wie bisher die Ausrüstungen für Heizung, Warmwasserbereitung, Satellitenempfang und Internetanschluss. Damit würden sich die finanziellen Eigenleistungen für die Wohnungseigentümer erhöhen, was zunächst als eine nicht erwartete zusätzliche Belastung erscheinen mag.
Der tatsächlich aufzuwendende Finanzbedarf wird wesentlich von den bei Einführung der Ausrüstung geltenden Speicherkosten abhängen und ist somit derzeit nur schwer kalkulierbar. Der vom Wohnungseigentümer zu tragende Anteil der Finanzlast ließe sich jedoch durch eine Kostenbeteiligung der Energieanbieter reduzieren, die damit einen Ausgleich zu eingesparten Investitionen für Spitzenkraftwerke und den Netzausbau leisten würden. Zusätzlich könnte auch eine staatliche Förderung ähnlich der Bezuschussung bei Dämmmaßnahmen bzw. durch ein spezielles Förderprogramm gewährt werden. Weitere Kostensenkungen sind durch die Verfügbarkeit typisierter Systemlösungen, die in Großserienfertigung hergestellt werden, zu erwarten.
Dazu fügt sich laut aktueller Meldung eine neue Initiative des Bundesumweltministeriums hervorragend ein. Hierbei handelt es sich um die Initiierung eines Förderprogramms mit reicher finanzieller Ausstattung zur raschen Entwicklung der Speichertechnologie insbesondere im Zusammenhang mit der Einrichtung von Kleinspeichern in Haushalten [6]. Damit könnten nach Einschätzungen des Ministeriums 20000 bis 25000 Akkuspeicher mit etwa 2000,– Euro pro Anlage subventioniert werden. Damit wäre es entsprechend bereits durchgeführter Tests möglich, bis zu zwei Drittel des in hauseigenen Solaranlagen erzeugten Ökostroms selbst zu verbrauchen. Die hauseigenen Inselnetze könnten sich während dieser Zeit vom öffentlichen Stromnetz abkoppeln, sodass dieses in der Summe wesentlich entlas­tet würde. Soweit die Vorstellungen.
Die Wirkung dieser noch im laufenden Jahr einzuführenden Maßnahme könnte die rasche Umsetzung unserer Lösungsidee wesentlich beflügeln. Ein neuralgischer Punkt ist allerdings bisher noch das Problem eines intelligenten Managements der Stromflüsse in den kleinräumigen lokalen Inselnetzen. Hier könnten die zuvor dargelegten Vorstellungen hilfreiche Lösungen anbieten.
Bezüglich der von den Wohnungseigentümern aufzuwendenden Installationskosten ist noch darauf zu verweisen, dass diese sich längerfristig über die erzielten Einsparungen beim Energieverbrauch amortisieren. Ein weiteres Plus ist die erhöhte Versorgungssicherheit. Der Einzelne kann sich zudem in dem Bewusstsein wiegen, einen Beitrag für die Umwelt geleistet zu haben.
Die Umsetzung des unterbreiteten Vorschlags einer wohnungsbezogenen Energiespeicherung erfordert Maßnahmen, die auf unterschiedlichen Gebieten liegen. So könnten die Genehmigungen neuer Wohnanlagen mit einer von staatlicher Seite verordneten Auflage zur Einrichtung elektrischer Speicher – ähnlich dem Muster der bereits geltenden Verpflichtung zur Wärmedämmung – verbunden werden. Damit kommt der Politik eine Schlüsselrolle zu, indem sie sich zu einem solchen Verfahren bekennen müsste und letztlich dafür eine gesetzliche Grundlage zu schaffen hätte. Für die Nachrüstung bestehender Wohnungen müssten hingegen Übergangsfristen eingeräumt werden. Des Weiteren sind auf Expertenebene noch einige Detailfragen zu klären. Dazu gehören u.a. die Größe der erforderlichen Speicherkapazität, die Festlegung vereinheitlichter Schnittstellen sowie die Modalitäten der Abrechnung.
Auch auf technischem Gebiet sind noch einige Arbeiten zu leisten. Auf dem Markt gibt es zwar durchaus Komplettangebote, die sozusagen Smart-Metering-fähig sind, welche allerdings meist nur Teilaufgaben lösen. Hingegen fehlen noch typisierte und kostengünstige Systemlösungen, die ein optimales Energiemanagement der verschiedenen Energieflüsse im Sinne unseres Lösungsvorschlags realisieren. Hier sind noch entsprechende Forschungs- und Entwicklungsleistungen aufzubringen. Daran könnten sich auch innovative Start-Up-Firmen beteiligen. Es müsste sich auch der Aufbau einer Großserienfertigung anschließen, um solche Gesamtsysteme möglichst kostengünstig herstellen zu können. Ein weiteres Feld ist die Entwicklung der benötigten intelligenten Steuerungssoftware für ein optimiertes Energiemanagement. Somit könnten viele neue Arbeitsplätze entstehen.
Das Projekt der energieautarken kleinräumigen Insellösungen ist über den bisher betrachteten Rahmen hinausreichend auch von zusätzlichem wirtschaftlichen Interesse. In den Entwicklungsländern mangelt es bekanntlich an einer ausreichenden Netzinfrastruktur. Hier könnten ebenfalls kleinräumige Inselnetze mit integrierten Solarpaneelen und Stromspeichern eine Problemlösung zur Selbstversorgung mit dem für vielerlei Zwecke benötigten Strom sein. Somit tut sich, insgesamt betrachtet, für Kleinanlagen zur Stromerzeugung ein großer Markt auf, der erhebliches wirtschaftliches Wachstum verheißt und auch vielen Menschen helfen könnte.

Schlussbemerkungen
Der vorstehend dargelegte Vorschlag bezüglich der Einrichtung weitgehend energieautarker Wohneinheiten und auch kleiner Gewerbebetriebe gründet sich im Wesentlichen auf die verpflichtende Installation eines eigenen Stromspeichers als integraler Bestandteil kleiner Inselnetze, die Verwendung eines intelligenten Energiemanagements sowie die Umstellung der Energieabrechnung auf ein gestaffeltes Tarifsystem.
Zu den Leistungsmerkmalen des Lösungsvorschlags gehört die weitgehende energetische Selbstversorgung kleinsträumiger Einheiten, der interne Ausgleich der bei der Nutzung erneuerbarer Energieträger auftretenden Fluktuationen im Wechselspiel mit den vorhandenen Verbrauchsschwankungen sowie eine Verbesserung der Versorgungssicherheit. Jeder Haushalt und jeder kleine Betrieb wird damit zum eigenen Energiemanager, wobei diese Aufgabe weitgehend einer intelligenten Steuerung zufällt.
Das Zusammenwirken möglichst vieler solcher dezentraler autarker Einheiten ermöglicht insgesamt eine Entlastung des öffentlichen Netzes, Verminderung der benötigten Spitzenleistung sowie des Bedarfs an zentraler Speicherkapazität. Auf diese Weise würde ein wesentlicher Beitrag zur Reduzierung des bisher vorgesehenen Ausbaus des öffentlichen Stromnetzes wie der Errichtung weiterer fossiler Großkraftwerke geleistet werden.
Die Wirksamkeit der vorgeschlagenen Teillösungen erhöht sich im Gesamtverbund mit der Anzahl der daran teilnehmenden Wohneinheiten, sodass eine quasi automatische Anpassung an die jeweilige Bevölkerungsanzahl erfolgt.
Wie aus den vorstehenden Darlegungen hervorgeht, wäre der hier vorgestellte Lösungsvorschlag mit den derzeit verfügbaren technischen Mitteln weitgehend realisierbar und könnte kurzfristig schrittweise umgesetzt werden.
Der dargebotene Lösungsvorschlag will einen Beitrag zur beschleunigten Umsetzung der anstehenden Energiewende leisten. Damit soll dieser als eine flankierende Maßnahme verstanden werden, deren Umsetzung von mancherlei Hürden großer Projekte befreit wäre und nur einen vergleichsweise moderaten Aufwand erfordern würde.          

Literatur:
[1] Kasper, T.; O. Lell; F. Rogalla; S.Hyewon: Energie 2050 – sicher, sauber, bezahlbar. verbraucher-zentral. Bundesverband Jan. 2012
[2] Weller, W.: Create the Future – Gesamtheitliches Konzept zur dezentralen Energieversorgung auf der Basis regenerativer Quellen. Teil I u. II. IKZ-ENERGY 2/2011, S. 60-63 u. 3/2011, S. 78-81.
[3] N. N.: Das Gebäude als Kraftwerk im Smart Grid. IKZ-ENERGY 3/2012, S. 16-17
[4] Schlandt, J.: Millionen vom Staat für Solarspeicher. Berliner Zeitung, Teil Wirtschaft, Diagr. Kosten für Batteriespeicher, Nr. 13, 16. 01. 2013
[5] Schlandt, J.: Der Strom-Dolmetscher. Berliner Zeitung, Teil Wirtschaft, Nr. 171, 24. 07. 2012
[6] Schlandt, J.: Millionen vom Staat für Solarspeicher. Berliner Zeitung, Teil Wirtschaft, Nr. 13, 16. 01. 2013

Autor:
Der Berufsweg des Autors Wolfgang Weller führte über Tätigkeiten in der automatisierungstechnischen Industrie, in der Forschung, als Dozent am Higher Institute for Electronics (Ägypten), Honorarlehrkraft an der Universität Rostock zu langjährigem Wirken an der Humboldt-Universität zu Berlin als Professor für Technische Kybernetik. Zu den Arbeitsschwerpunkten der letzen Jahre zählte neben der Erarbeitung intelligenter Verkehrslösungen vor allem die Entwicklung von Konzepten auf dem Gebiet der Erneuerbaren Energien.

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