Energieversorgung mit erneuerbaren Energien

Die Energieversorgung der Zukunft steht vor großen Herausforderungen. Wie können Versorgungssicherheit und Netzstabilität in Deutschland angesichts volatiler Stromquellen gewährleistet werden?

Intelligente Stromnetze (Smart Grids), Energiespeicher und Technologien zum Lastmanagement sollen die Grundlage dafür schaffen, dass das Energiesystem der Zukunft effizient und sicher ist.

Energiesysteme

Umbau mit Blick fürs Ganze

Das Energiesystem von morgen muss viele unterschiedliche Herausforderungen meistern. Um eine konstante Versorgung mit erneuerbaren Energien zu gewährleisten, bedarf es einer intelligenten Verknüpfung von Erzeugung, Verteilung und Verbrauch.

Im Jahr 2011 hat Deutschland den Ausstieg aus der Kernenergie beschlossen. Das letzte Kernkraftwerk soll spätestens 2022 vom Netz gehen. Diese grundlegende Wende in der Energieversorgung erfordert auch die Weiterentwicklung des bestehenden Systems der Speicherung und Verteilung des Stroms. Ein Transformationsprozess, der sowohl auf technologischer wie gesellschaftlicher Ebene durch die Kopplung verschiedener Konzepte gelingen kann.

Smart Grids: Neue Netze für neue Energie

Eines der meist diskutierten Projekte der Energiewende hierzulande sind neue Stromautobahnen: moderne Netze, die den Windstrom aus dem Norden und Osten Deutschlands in den Süden und Westen transportieren.

Zusätzlich müssen Stromnetze der Zukunft auf die Schwankungen der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien vorbereitet sein. Schon heute sind viele kleinere Erzeugungsanlagen ans Netz angeschlossen, beispielsweise Photovoltaik-Anlagen auf Hausdächern. Strom wird damit dezentraler eingespeist. Um diesen „Gegenverkehr“ im Stromnetz zu regeln, braucht es sogenannte Smart Grids – intelligente Netze, die durch vielfältige Maßnahmen für ein effizientes Zusammenspiel von Erzeugung, Speicherung, Netzmanagement und Verbrauch sorgen. Hierzu muss das konventionelle Netz mit neuen Mess-, Steuer- und Regelungstechniken weiterentwickelt werden.

Smart Markets: Der Verbraucher als Produzent

Darüber hinaus sind auch neue technische Voraussetzungen jenseits der Netze gefragt: Hier kommt den Verbrauchern eine zentrale Rolle zu, die immer mehr selbst zu Stromerzeugern werden und damit die Notwendigkeit einer bedarfs- und verbrauchsorientierten Verknüpfung von Erzeugung und Nachfrage erhöhen. Der Begriff „Smart Markets“ fasst diese Handlungsfelder zusammen.

Dank der Digitalisierung kann im Smart Market die Verbindung von Erzeugung und Nachfrage gelingen. Beispielsweise durch die Einrichtung intelligenter Messsysteme (Smart Meter), die den bekannten Stromzähler zu Hause ersetzen. Diese neuen Systeme sollen nicht nur den Stromverbrauch oder die eingespeiste Strommenge in Echtzeit messen, sondern zum Beispiel auch die Netzbetreiber mit wichtigen Informationen zum Netz versorgen.

Energiespeicher: Wenn die Sonne mal nicht scheint

Mit dem Transport und der Verteilung erneuerbaren Stroms sind jedoch noch nicht alle Herausforderungen gelöst. Die Sonne scheint nicht immer und auch der Wind weht nicht konstant. Die Speicherung von Energie ist daher eine der größten Herausforderungen der Energiewende. In den kommenden Jahren werden von der Bundesregierung deshalb bis zu 200 Millionen Euro zur Verfügung gestellt, um neue Speicher-Technologien zu erforschen.

Ein wegweisender Ansatz ist die Sektorkopplung auf Basis der sogenannten Power-to-Gas-Technologie. Hierbei wird durch chemische Spaltung von Wasser Wasserstoff gewonnen, der dann gespeichert oder als Treibstoff verwendet werden kann. Durch den zusätzlichen Einsatz von Kohlendioxid – beispielsweise aus einer Biogasanlage – kann aus dem Wasserstoff auch Methan hergestellt werden. Dieses lässt sich direkt in das Erdgas-Netz einspeisen.

Konzepte wie diese, die unterschiedliche Sektoren miteinander verbinden, können Synergien schaffen und zur Dekarbonisierung auf Basis von grünem Strom beitragen. Für die Versorgungssicherheit werden flexible, konventionelle Kraftwerke benötigt, die dann sichere Leistung garantieren, wenn mit erneuerbaren Energien wenig Strom erzeugt werden kann.

Energiewende als gesellschaftliches Thema

Gesellschaftliche Aspekte sind beim Transformationsprozess hin zu einem neuen Energiesystem von zentraler Bedeutung. Denn die Energiewende entscheidet sich beim Bau neuer Stromleitungen, von Gaskraftwerken, Stromspeichern und Hochsee-Windparks genauso wie im Heizungskeller, im Elektromarkt und beim Autohändler. Deshalb braucht es einen regen Informationsaustausch, verlässliche Beratung und eine offene Debatte.

Gefragt ist eine zukunftsweisende Strategie, die die gesetzten Ziele technisch und wirtschaftlich optimiert sowie unter Berücksichtigung gesellschaftlicher Rahmenbedingungen berechtigte Interessenausgleiche erzielt. Die dena begleitet die Energiewende in Deutschland mit Konzepten, Informationen und Netzwerkprozessen. Gemeinsam mit Partnern aus Politik, Verwaltung und Wirtschaft entwickelt sie Lösungen und Strategien für zukunftsfähige, intelligente Energiesysteme, die eine nachhaltige und sichere Energieversorgung gewährleisten. Dabei übernimmt die dena die Moderation von Multi-Stakeholder-Prozessen, Politik- und Strategieberatung sowie die Erstellung von energiewirtschaftlichen Gutachten und Studien. Zudem engagiert sie sich für die Implementierung von Dialog-Plattformen sowie für die gezielte Information von Stakeholdern und der breiten Öffentlichkeit im Rahmen von bundesweiten Kampagnen.

Unsere Leseempfehlungen

Themenschwerpunkt

Blockchain

Blockchain ist ein dezentraler Ansatz, um Daten sicher und direkt auszutauschen, zu verschlüsseln und zu speichern. Dadurch ergeben sich neue Möglichkeiten für den Energiemarkt, zum Beispiel für einen direkteren Austausch zwischen dezentralen Energieerzeugern und -verbrauchern. Mehr lesen

Unsere Projekte

Energieeffiziente Kommune in Russland

Das Herzstück des Projekts war die Einführung des Energie-und Klimaschutzmanagements der dena (EKM) in über 30 russischen Kommunen. Den Auftakt machten die Musterkommunen Neftekamsk und Luchovizy, die aus über hundert Bewerrbern aus Russland ausgewählt wurden und bei der EKM-Einführung durch die dena und den Umsetzungspartner vor Ort Energiezentrum Skolkovo intensiv begleitet wurden.

Überblick

  • Hinweis: Dieses Projekt ist abgeschlossen
  • Projektstart: Juli 2019
  • Begleitende Beratung bei der Implementierung des Energie- und Klimaschutzmanagements der dena (dena-EKM) in zwei russischen Pilotkommunen
  • Anpassung der EKM-Instrumente der dena an Besonderheiten russischer Kommunen
  • Beratungsreihen für Kommunen aus zwei ausgewählten russischen Regionen
  • Begleitung ausgewählter Umsetzungsmaßnahmen in zwei russischen Pilotkommunen

Energiepolitische Beratung des BMWi

Die dena berät das Bundeswirtschafts- und Energieministerium seit 2016 als Rahmenvertragspartner in energiepolitischen Fragestellungen. Sie realisiert die Beratung als Hauptauftragnehmer gemeinsam mit 14 Partnern aus Wirtschaft und Wissenschaft.

Überblick

  • Projektbeginn: September 2016
  • Auftraggeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
  • Partner: adelphi, BBH, Best Friend, ecofys, ewi ER&S, Fraunhofer ISI, Frontier, GRS, ifeu, Öko-Institut, Prognos, PwC, SUER, Uni Stuttgart (EEP & IER)

Energy Efficiency Award

Der internationale Energieeffizienz-Wettbewerb der dena zeichnet private und öffentliche Unternehmen aus, die durch innovative Ansätze ihre Energieeffizienz deutlich steigern.

Überblick

  • Projektstart: 2007
  • 777 eingereichte Energieeffizienzprojekte
  • 8 Terrawattstunden Energieeinsparung pro Jahr
  • 53 Länder
  • 40 verliehene Awards
  • 30.000 Euro Preisgelder
  • 1 Fachjury

EnTrans

China hat angekündigt, bis 2060 CO2-Neutralität erreichen zu wollen. Ab 2030 sollen die CO2-Emissionen in der Volksrepublik nicht mehr steigen. Das sind wichtige Schritte im Kampf gegen den Klimawandel und für den Erfolg der globalen Energiewende. Mit dem Projekt EnTrans (Sino-German Energy Transition Project) unterstützen die GIZ, die dena und Agora Energiewende chinesische Entscheidungsträger und Think Tanks bei der Umsetzung der Energiewende und bei der Integration erneuerbarer Energien in das Energiesystem.

Überblick

  • Start des Projekts: Januar 2021
  • Projektdauer: 2 Jahre
  • Ziel: Wissensaustausch für eine erfolgreiche Energiewende in China
  • Partner: GIZ, Agora Energiewende, EPPEI, CSG, IAE

Geschäftsstelle Dialog Energieeffizienz

Die Geschäftsstelle Dialog Energieeffizienz wurde von der dena an ihrem Standort Berlin für die fachliche Unterstützung des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) im Rahmen der Kommunikations- und Aktivierungskampagne „Deutschland macht’s effizient“ eingerichtet. Sie fungiert als Bindeglied zwischen dem BMWi und kampagnenrelevanten Stakeholdern im Bereich Energieeffizienz und erneuerbare Energien.

Überblick

  • Projektbeginn: 2020
  • Projektziele: Fachliche Beratung des BMWi bei der kommunikativen Ausgestaltung der bundesweiten Informations- und Motivationskampagne „Deutschland macht’s effizient“. Im Fokus des Auftrags steht die Einbindung zentraler Akteure über dialogbasierte Austauschformate.
  • Projektpartner: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)

Initiative Energieeffizienz- und Klimaschutz-Netzwerke

Das Energieeffizienz-Netzwerk gehört seit 2014 zu den erfolgreichsten Projekten des Nationalen Aktionsplans Energieeffizienz (NAPE). Nun soll es bis Ende 2025 mit erweitertem Programm fortgeführt werden. Dabei sollen bis zu 350 neue Netzwerke entstehen.

Überblick

  • Projektbeginn: 2021 (Fortführung Geschäftsstelle Initiative Energieeffizienz-Netzwerke mit Laufzeit Ende 2014 – Ende 2020)
  • Projektdauer: 5 Jahre, bis Ende 2025
  • im Auftrag des BMWi
  • 21 Verbände und Organisationen der Wirtschaft sowie die Bundesregierung als Träger
  • Seit Ende 2014 wurden bereits über 300 Netzwerke und über 2.500 teilnehmende Unternehmen bei der Geschäftsstelle der Initiative registriert.

Initiative Netzflex

Die Initiative Netzflex hat das Ziel, den Mehrwert netzdienlicher Flexibilität aufzuzeigen und ihr Potenzial für die Energiewende nutzbar zu machen. Hierfür hat die dena gemeinsam mit Stakeholdern ein Positionspapier verfasst und einen Katalog für regulatorische Sofortmaßnahmen entwickelt.

Überblick

  • Ziel: Regulatorische Sofortmaßnahmen für netzdienlichen Flexibilitätseinsatz
  • 18 Projektpartner
  • Laufzeit: 2018 bis April 2019

Klimaneutrale Quartiere und Areale

Welche Ansätze für klimaneutrale Quartiere und Areale gibt es in Deutschland, Frankreich, Österreich oder in den Niederlanden? Die dena-Analyse von bestehenden und erfolgreichen Projekten gibt anderen Akteurinnen und Akteuren praktische Hilfestellungen, ihre eigenen Ideen schneller in die Breite zu tragen.

Überblick

  • Projektlaufzeit: 08/2020 – 04/2021
  • 2. Projektziel: Bestehende Ansätze für klimaneutrale Quartiere und Areale zu stärken und einen Beitrag dazu zu leisten, dass Akteure ihre Projekte schneller aus dem Pilotstadium heraus in die Breite tragen können.
  • 3. Betrachtete Länder: DE, AT, FR, NL
  • 4. Projektpartner: Fraunhofer ISE

Kraft-Wärme-Kopplung

Die gekoppelte Erzeugung von Strom und Wärme (KWK) leistet einen wichtigen Beitrag zur Erhöhung der Energieeffizienz auf der Erzeugungsseite. Sowohl im industriellen Sektor als auch in Haushalten kann KWK zudem zur Kostensenkung eingesetzt werden.

Überblick

  • Projektlaufzeit: bis 2015
  • Teil des Projekts Effiziente Energiesysteme

Netzflexstudie

Die dena untersucht in der „Netzflexstudie“, wie sich Speicher für die Flexibilisierung des Stromnetzes nutzen lassen. Ziel ist es, Betriebsmodelle für Speicher zu identifizieren, die das Stromnetz entlasten und gleichzeitig wirtschaftlich sind.

Überblick

  • Projektstart: Februar 2016
  • Dauer der Studie: 12 Monate (bis Ende Januar 2017)
  • Partner der Studie sind 23 Unternehmen aus verschiedenen Branchen (Netzbetreiber, Energieversorger, Anlagenbauer und Anbieter von Speicherlösungen)