Fraunhofer UMSICHT

CO2 Neutralität durch Sektorenkopplung

17.11.2017

Das Energiesystem muss sich weiterentwickeln. Ein Kernaspekt des Wandels ist die Sektorenkopplung, die bislang getrennte Systeme (Strom, Wärme, Mobilität, Industrie) miteinander verknüpft. Wie das sinnvoll möglich ist, und welche Herausforderungen es dabei gibt, dazu äußern sich drei Referenten der von Fraunhofer UMSICHT und dem Cluster EnergieForschung.NRW (CEF.NRW) organisierten Tagung »Energie im Wandel«.

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Prof. Dr. Markus Zdrallek, Leiter des Lehrstuhls für Elektrische Energieversorgungstechnik, Bergische Universität Wuppertal und wissenschaftlicher Direktor der Neuen Effizienz - Bergische Gesellschaft für Ressourceneffizienz mbH

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Dr. Christoph Mayer, Leiter der Forschungs- und Entwicklungsabteilung Energie, OFFIS e.V. - Institute for Information Technology, Oldenburg

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Prof. Jürgen-Friedrich Hake, Leiter Systemforschung und Technologische Entwicklung, Forschungszentrum Jülich Forschungszentrum Jülich GmbH und Professor für Energiepolitik und Energiewirtschaft, FH Aachen

Energiewende 3.0

Prof. Dr. Markus Zdrallek, Leiter des Lehrstuhls für Elektrische Energieversorgungstechnik, Bergische Universität Wuppertal und wissenschaftlicher Direktor der Neuen Effizienz - Bergische Gesellschaft für Ressourceneffizienz mbH. Seine Hauptforschungsgebiete sind Zustandsbewertung von Betriebsmitteln, Modellbildung und Optimierung von Netzen und Netzbetrieb sowie »intelligente« Stromnetze für die Energiewende:
Sie sprachen von zwei Phasen der Energiewende: Die Energiewende 1.0 war durch den Ausbau von Wind- und Photovoltaik-Anlagen geprägt. Sie führte dazu, dass das geordnete System der hierarchischen Energieversorgung durch die zunehmende Komplexität neuer Verbraucher und Einspeiser durcheinander gebracht wurde und in Phase 2 der Energiewende neu gedacht werden muss. Smart Grids können hier helfen. Wie sähe Ihrer Ansicht nach die Energiewende 3.0 aus?

Meines Erachtens wird uns die »Energiewende 2.0« mit Hilfe der Sektorkopplung und der Smart Grids bis zu einem regenerativen Anteil an der gesamten Energieversorgung von 60 Prozent bis 70 Prozent, maximal 80 Prozent »tragen«. Für das letzte Stück bis zur 100 Prozent (Energiewende 3.0) brauchen wir dann in jedem Fall Speicher, sei es im Gasnetz oder in anderer Form. Aber dafür haben wir wohl noch 30 Jahre Zeit...

IT-Sicherheit / Cyber-Resilienz

Dr. Christoph Mayer, Leiter der Forschungs- und Entwicklungsabteilung Energie, OFFIS e.V. - Institute for Information Technology, Oldenburg. Seine Arbeitsschwerpunkte liegen vor allem in den Bereichen Informationstechnologien in der Energiedomäne:
Welches ist die größte Herausforderung, der sich Energieunternehmen in Bezug auf Cyber-Resilienz gegenübersehen?

1. Das zukünftige Energiesystem ist deutlich komplexer - durch:

  • eine sehr große Anzahl von Kleinanlagen in Streubesitz, z.T. unsicher angebunden
  • die IT/OT-Konvergenz: Anwendungen aus dem kaufmännischen Bereich (Informational Technology) sind enger verbunden mit den Anwendungen und Komponenten der Betriebsführung (Operational Technology)
  • die Sektorkopplung, die neue Wechselwirkungen und Abhängigkeiten schafft.

2. Nur eine durchgängige Digitalisierung (methodisch wie technologisch) schafft die Möglichkeiten, das neue Energiesystem zuverlässig zu betreiben und möglichen Problemen hochautomatisiert zu begegnen.

3. Es gibt neue Bedrohungsszenarien: gut koordinierte professionell durchgeführte Angriffe auf das Energiesystem (etwa APT Advanced Persistent Threats – wie der Angriff auf das Ukrainische elektrische Energieversorgungssystem).

Die Beherrschung dieses Systems verlangt nach neuen Prozessen in Planung und Betrieb, neues Know-how bei allen Stakeholdern und auch neue Investmentstrategien, um dieses System zuverlässig betreiben zu können und bei Fehlern im System schnell und sicher zu reagieren.

»Energiewende-Außenpolitik«

Prof. Jürgen-Friedrich Hake, Leiter Systemforschung und Technologische Entwicklung, Forschungszentrum Jülich Forschungszentrum Jülich GmbH und Professor für Energiepolitik und Energiewirtschaft, FH Aachen. Sein Arbeitsschwerpunkt liegt in der leitbildorientierten Bewertung von naturwissenschaftlich-technischen Systemen, insbesondere im Energiebereich:
Sie haben in Ihrem Vortrag zur Energiewende im Kontext globaler Entwicklung mit der »Energiewende-Außenpolitik« einen interessanten Begriff benutzt. Wie könnten Kernaspekte einer solchen Politik aussehen?

Viele Länder betreiben die Modernisierung ihrer Energiesysteme. Die zu Grunde liegenden Ziele variieren dabei zum Teil stark. Mit Blick auf übergeordnete Leitbilder wie z. B. nachhaltige Entwicklung wird eine Harmonisierung angestrebt, um Reibungsverluste und Konflikte so gering wie möglich zu halten.

In einigen Regionen der Welt wie z. B. in Europa sind nationale Energiesysteme bereits in einem hohen Maße mit ihren Nachbarn vernetzt. Diese Vernetzung führt dazu, dass sich Veränderungen in einem Land im Sinne einer Kettenreaktion auf andere Länder auswirken können. In jüngster Zeit waren es z. B. große Mengen an regenerativ erzeugtem Strom aus Deutschland, die bei den deutschen Nachbarn zu Problemen führten. Gute politische Praxis erfordert es daher, dass sich die betroffenen Regierungen im Rahmen ihrer Außenpolitik über die Chancen und Risiken derartiger Transformationsprozesse gegenseitig verständigen.

Neben diesen außenpolitischen »Alltagsproblemen« gibt es auch einen Wettbewerb auf konzeptioneller Ebene. So wirbt Deutschland bei anderen Regierungen u. a. für »seine« Vision einer Energiewende. Mit dieser Initiative kommt einerseits ein politischer Führungsanspruch zum Ausdruck, andererseits stellt eine Vereinheitlichung der verschiedenen nationalen Vorstellungen und Ziele auf einer Metaebene eine große Chance für eine weitergehende Zusammenarbeit dar. Gelingt diese Harmonisierung, so würde schrittweise ein an gemeinsamen Zielen orientiertes europaweit integriertes Energiesystem entstehen. Aus den genannten Gründen ist es daher geboten, Aspekte der Energiewende in die Außenpolitik zu integrieren.