Bund der Energieverbraucher

Microgrid

Microgrid: Versorgungssicherheit in kleinen Portionen

Das Prinzip Microgrid: Viele kleinere Stromerzeuger erhöhen die Netzsicherheit. Ein Bericht von Dan Krotz aus dem Lawrence Berkeley National Laboratory.

(12. September 2006) - 1996 stürzte ein einziger Baum auf eine Hochspannungsleitung in Oregon/USA. Innerhalb von Minuten waren zwölf Millionen Haushalte in acht Bundesstaaten ohne Strom. Die Verwundbarkeit des heutigen Systems besteht darin, dass sich Störungen augenblicklich über ein großes Übertragungsnetz ausbreiten können. Um diese Verwundbarkeit zu verringern, entwickeln derzeit Techniker ein neues System für die Stromerzeugung: Eine Reihe kleiner verbrauchsnaher Stromerzeuger stellt Strom, Wärme und Kälte für Büros, Hotels, Industriebetriebe und auch Wohnhäuser her.

Dieses System wird Microgrid genannt. Es eignet sich hervorragend dafür, den wachsenden Strombedarf zu befriedigen, der bis 2025 um 400 Gigawatt steigen wird, ohne 1.000 neue große Kraftwerke zu bauen, ohne bestehende Hochspannungsleitungen überzulasten oder das Land mit neuen Leitungen zu überziehen. Microgrids lassen große Stromausfälle der Vergangenheit angehören oder stellen zumindest die Stromversorgung wichtiger Einrichtungen während eines Stromausfalls sicher.

Kleinere Kraftwerke sicherer

Katastrophale landesweite Stromausfälle wie der von 1996 sollten künftig unmöglich sein", sagt Chris Marnay, ein an der Untersuchung beteiligter Wissenschaftler der umwelttechnischen Abteilung des Lawrence Berkley National Laboratory. "Wenn wir heute ein Stromversorgungssystem von Grund auf neu konstruieren würden, hätte unser Entwurf keinerlei Ähnlichkeit mit dem derzeit bestehenden System."

Kleine Stromerzeuger stabilisieren das Stromnetz

Statt nur auf große Kraftwerke zu vertrauen, könnten kleine Sromerzeugungsanlagen einen Teil der Stromversorgung übernehmen, zum Beispiel Notstromaggregate, Mikroturbinen, Brennstoffzellen und Photovoltaikanlagen. Solche Anlagen erzeugen typischerweise eine Leistung von höchstens 500 Kilowatt und könnten eine Briefsortieranlage, ein Bürogebäude oder eine ganze Gruppe Verbraucher versorgen.

Für das nationale Versorgungssystem erscheint das Microgrid wie ein einziger Verbraucher. Es kann sich vom großen Netz blitzschnell zu- und abschalten. Wenn das große Netz billigen Strom anbietet, kann das Microgrid dort Strom beziehen. Wenn der Strom dort teuer wird oder ganz ausfällt, trennt sich das Microgrid und versorgt seine Verbraucher selbstständig.

Kommt es im Microgrid zu Versorgungsengpässen, werden unwichtige Verbraucher kurzzeitig abgeschaltet, damit kritische Verbraucher wie Computer oder Sendeanlagen ohne Unterbrechung Strom bekommen. "Wenn sensible Einrichtungen dezentral versorgt werden, wird die Versorgung insgesamt sicherer und weniger anfällig für terroristische Angriffe."

Höhere Effizienz

Ein wichtiger Vorteil des Microgrids ist die Unterstützung der dezentralen Kraft-Wärme-Kopplung. Bei der reinen Stromerzeugung können nur 20 bis 40 Prozent der eingesetzten Energie in Strom umgewandelt werden. Der Rest geht als Abfallwärme ungenutzt verloren. Anders als Strom kann sie nicht über größere Entfernungen transportiert werden. Bei lokaler Stromerzeugung kann die Abwärme jedoch lokal zur Wassererwärmung genutzt werden.

Deshalb sollte die Stromerzeugung da stattfinden, wo Wärme gebraucht wird. Die Restwärme kann auch Gebäude kühlen und entfeuchten. Das vermindert auch die Kühllast, die das Stromnetz andernfalls stark beansprucht. Microgrids könnten Überflussstrom auch ins nationale Netz einspeisen und dadurch die Versorgung erleichtern.

Der Übergang zu Microgrids kommt nicht über Nacht. Zusammen mit höherer Effizienz, besseren Übertragungsleitungen und erneuerbaren Energien leisten sie einen Beitrag zum Übergang von einer jahrzehntelang zentralen zu einer neuen Ära flexibler, dezentraler und umweltfreundlicher Stromerzeugung.