¶ Paradigmenwechsel
Die Transformation zu erneuerbaren Energiesystemen ist durch mehrere grundlegende Paradigmenwechsel gekennzeichnet.
Diese Veränderungen betreffen nicht einzelne Aspekte, sondern die grundlegende Funktionsweise des gesamten Energiesystems. Sie treten nicht isoliert auf, sondern wirken zusammen und verstärken sich gegenseitig.
¶ Zentrale Paradigmen
Die Transformation lässt sich durch folgende zentrale Entwicklungen beschreiben:
- Elektrifizierung
- Dezentralisierung
- Verlagerung des Lastausgleichs auf die Nachfrageseite
- Sektorkopplung
- Regionalisierung von Energieflüssen und Märkten
¶ Elektrifizierung
Energie wird nicht mehr primär durch Verbrennung von fossilen Brennstoffen sondern vor allem in Form von elektrischem Strom mit erneuerbaren Energieträgern generiert. Statt in thermischen Kraftwerken Gas oder Kohle zu verbrennen, erzeugen Windturbinen und PV - Anlagen Strom, der über Wechselrichter in das Netz eingespeist wird.
Mit zunehmender Elektrifizierung werden bisher getrennte Energiesektoren in das Stromsystem integriert.
Betroffene Bereiche:
- Wärme (z. B. Wärmepumpen)
- Mobilität (Elektromobilität)
- industrielle Prozesse
Das Stromsystem wird damit zur zentralen Integrationsplattform des Energiesystems.
¶ Sektorkopplung
Wie im obigen Abschnitt besprochen, wird in Zukunft Energie vor allem als elektrischer Strom erzeugt, daher müssen auch die verschiedenen Verbrauchssektoren über das Stromnetz gekoppelt werden und können nicht mehr getrennt betrachtet werden.
Die bisher getrennten Sektoren des Energiesystems werden zunehmend miteinander verbunden:
- Strom wird zur Basis für Wärme und Mobilität
- Energieflüsse werden sektorübergreifend optimiert
- neue Schnittstellen zwischen Infrastrukturen entstehen
Dies erhöht die Effizienz, aber auch die Komplexität des Systems.
¶ Dezentralisierung
Heute erzeugt Österreich 50% seines Strombedarfs in nur 46 Kraftwerken. Für eine vollständige Energiewende sind jedoch viel mehr erneuerbare Kraftwerke notwendig. Je nach betrachtetem Szenario sind 3.000 – 5.000 Windturbinen und bis zu 1.000.000 PV-Anlagen notwendig
Die Struktur der Energieerzeugung verändert sich grundlegend:
- wenige zentrale Kraftwerke werden durch viele dezentrale Anlagen ersetzt
- Erzeugung erfolgt näher am Verbrauch
- Integration verschiebt sich in das Verteilnetz
Dies führt zu einer stärkeren Verteilung von Verantwortung und Entscheidungsprozessen im System.
¶ Verlagerung des Lastausgleichs
Fossile Kraftwerke sind in ihrer Leistung regelbar und der notwendige Ausgleich zwischen Verbrauch und Erzeugung findet daher auf der Kraftwerksseite statt. Sonne und Wind sind volatil und lassen sich nicht regeln, der Lastausgleich wird daher zukünftig Verbrauchsseitig statt Erzeugerseitig gemacht.
Das bedeutet:
- Anpassung des Verbrauchs an die verfügbare Erzeugung
- Nutzung von Speichern
- Einsatz flexibler Lasten
Diese Verschiebung ist zentral für die Integration fluktuierender Energiequellen.
¶ Regionalisierung
Energiepreise hängen zukünftig nicht mehr wesentlich von den Brennstoffkosten, sondern vor allem von der momentanen Verfügbarkeit der Erneuerbaren Ressourcen ab. Da Erneurbare lokal und regional erzeugt werden, ergibt sich daraus auch der Bedarf nach regionaler Nutzung und regionalen Märkten für erneuerbare Energie.
Mit der Dezentralisierung gewinnt die räumliche Dimension an Bedeutung:
- stärkere lokale Ausbalancierung von Erzeugung und Verbrauch
- Entwicklung regionaler Märkte und Mechanismen
- Reduktion von Transportbedarfen durch lokale Nutzung
Das Energiesystem wird dadurch stärker in regionale Strukturen eingebettet.
¶ Zusammenwirken der Paradigmen
Die beschriebenen Paradigmen wirken nicht unabhängig voneinander:
- Elektrifizierung ermöglicht Sektorkopplung
- Dezentralisierung erfordert Regionalisierung
- fluktuierende Erzeugung macht Flexibilität notwendig
Erst das Zusammenspiel dieser Entwicklungen führt zur grundlegenden Transformation des Energiesystems.
¶ Bedeutung für die Systemgestaltung
Die Paradigmenverschiebungen führen zu neuen Anforderungen an die Gestaltung von Energiesystemen:
- Integration verteilter Ressourcen
- Koordination zwischen verschiedenen Ebenen und Akteuren
- Entwicklung neuer Markt- und Organisationsformen
Diese Anforderungen bilden die Grundlage für weiterführende Systemansätze.