Der deutsche Strom- oder Energiemarkt war lange Zeit ein zentraler, relativ stabiler Markt. Ein paar große Produzenten besaßen ein paar große Kraftwerke und erzeugten dort ihren Strom. Ein Teil der Energie wurde außerdem aus dem Ausland importiert, vor allem aus Russland. Über weite Strecken erreichte dieser Strom die verschiedenen Verbraucher. Die hatten zwar einen Stromvertrag aber kannten sich mit den Details nicht so aus. Warum auch? Es lief doch alles ganz gut mit der Energieversorgung?
Durch die Energiewende hat sich der Energiemarkt sowie unsere Einstellung zu Energie grundlegend verändert. Viele Kraftwerke werden geschlossen und immer mehr Strom stammt aus grünen Quellen: Januar 2023 waren es laut Statista stolze 66 Prozent. Außerdem werden Verbraucher selbst zu Stromerzeugern, indem sie Solaranlagen auf ihren Dächern installieren.
Für die meisten Unternehmen sind die Veränderungen in der Energiebranche eine große Herausforderung. Ob sie nun selbst Stromproduzent oder -Versorger sind, oder einfach nur Verbraucher: Eine intelligente Stromversorgung wirkt sich positiv auf den Energieverbrauch, die Nachhaltigkeitsziele und auf die Reputation aus. Und wird damit immer stärker zu einer Grundvoraussetzung für den Erfolg einer Firma.
Auch für Startups, KMUs oder GreenTech-Unternehmen, die Energiespeicher der Zukunft, Smart Meter, Smart Grid-Lösungen (darüber später mehr) oder andere intelligente Energiemanagement-Systeme entwickeln, sind die Veränderungen sehr interessant. Die erneuerbaren Energien erhöhen die Bedeutung von lokalen Strommärkten und tragen zu einer dezentralen Energieversorgung bei.
Für kleine Firmen ist das eine ausgezeichnete Möglichkeit, um mit einer guten Innovation auf dem Markt Fuß zu fassen. Wie einer unserer Kunden, für den wir ein intelligentes Energiemanagement-System entwickelt haben. Mit einer Kombination aus Solarpanelen, Speicherbatterien und der Vernetzung von Daten kann er bald einen ganzen Ort mit preiswertem, grünem Strom versorgen.
Der neue Markt ist also auf neue Lösungen angewiesen, aber darüber später mehr. Um zu verstehen, warum grüne Technologien gerade jetzt so wichtig sind, müssen wir erst erklären, wie der Strommarkt funktioniert.
Der deutsche Energiemarkt ist hochkomplex, aber ein Grundverständnis ist erforderlich, um die Notwendigkeit von neuen, grünen Technologien zu verstehen. Lasst uns also anfangen mit einer kleinen Vorstellungsrunde. Dies sind die wichtigsten Teilnehmer auf dem deutschen Energiemarkt:
1. Die Stromproduzenten/-erzeuger. Alle Unternehmen oder Personen, die Strom erzeugen. Früher lief das hauptsächlich über Kraftwerke. Durch die Energiewende sind aber viele neue Stromproduzenten hinzugekommen: die Betreiber von Biomasse-, Windkraft- oder Photovoltaikanlagen. Das können auch Privatpersonen mit Solaranlagen auf dem eigenen Dach sein.
2. Die Stromversorger. Die Stromversorger kaufen ihren Strom von den Stromproduzenten. Sie schließen Verträge mit den Verbrauchern ab und wissen darum ungefähr, wie viel Strom sie einkaufen müssen. Manchmal sind Stromproduzenten auch Stromversorger, aber das ist nicht immer der Fall.
3. Die Verbraucher. Unternehmen oder Privatpersonen, die Strom kaufen.
4. Die Netzbetreiber. Sie sorgen dafür, dass der erzeugte Strom über verschiedene Transportwege (vom Hochspannungsnetz über das Mittelspannungsnetz in das Niederspannungsnetz) bei den Verbrauchern landet. Sie installieren außerdem die Stromzähler bei den Verbrauchern.
Einfach gesagt klappt es mit der unterbrechungsfreien Stromversorgung in Deutschland, wenn ungefähr genauso viel Strom angeboten wie verbraucht wird. Das hat lange Zeit gut funktioniert, denn die Nachfrage und das Angebot waren aufeinander abgestimmt:
Die neuen Energien stören dieses Gleichgewicht und verändern den Strommarkt grundlegend. Das sorgt für neue Herausforderungen und macht neue Lösungen nötig.
In Deutschland sind Wind- und Sonnenenergie die wichtigsten grünen Energieträger. Anders als die herkömmliche Energie, steht grüne Energie nicht auf Abruf für uns bereit. Sonne und Wind scheinen und wehen, wann sie wollen – nicht, wann wir sie brauchen. Außerdem ist die Windkraft in Deutschland hauptsächlich in Küstennähe und in den Bergen stark genug. An anderen Stellen reicht es für die Erzeugung von Energie meistens nicht aus.
Diese Umstände sorgen dafür, dass das Angebot von Energie weniger zuverlässig und vorhersehbar geworden ist. Manchmal gibt es zu wenig grünen Strom, manchmal zu viel. Außerdem können Engpässe nicht mehr so einfach kompensiert werden.
Die Regierung ergreift Maßnahmen, zum Beispiel mit dem Gesetz für einen Strommarkt 2.0. Dieses Gesetz soll sicherstellen, dass Verbraucher auch Strom bekommen, wenn mal zu wenig grüner Strom da ist. Die Herausforderungen bleiben aber bestehen, denn das Stromsystem handelt immer noch nach den alten Regeln. Ob Netz, Stromtransport oder Stromspeicherung: Die verschiedenen Elemente der Stromversorgung brauchen intelligente Lösungen, die zu der neuen Situation passen.
Der aktuelle Strommarkt kämpft wie gesagt mit verschiedenen Herausforderungen, die innovative Lösungen brauchen. Wir besprechen die drei wichtigsten: den Transport von Strom, Stromüberschüsse und Stromengpässe.
Im alten Energiemarkt wurden Kraftwerke dort gebaut, wo die meiste Energie benötigt wird: im Westen (das Ruhrgebiet) und Süden (die Autoindustrie in Baden-Württemberg) von Deutschland. Der Strom konnte so schnell geliefert werden. Bei den erneuerbaren Energien sieht das anders aus. Windkraft- und Solaranlagen stehen hauptsächlich im Norden und Osten, und zwar aus rein praktischen Gründen: dort gibt es den meisten Wind und die meiste Sonne.
Was ist nun das Problem? Kann die grüne Energie nicht einfach in den Westen und Süden transportiert werden? Schwierig. Das alte Stromnetz ist nämlich nicht für große Mengen und lange Abstände geeignet. Anlagen werden deswegen abgeschaltet, wenn zu viel grüner Strom erzeugt wird. Wertvoller grüner Strom geht so verloren.
Erstens muss das Netz ausgebaut werden: Wir brauchen mehr und längere Leitungen. Von den 12.234 extra Kilometern sind laut Bundesnetzagentur bis jetzt ungefähr 20 Prozent fertig.
Zweitens müssen wir versuchen, grünen Strom lokaler zu erzeugen: Wir brauchen eine dezentrale Energieversorgung. Umso mehr Privatpersonen oder Firmen ihren eigenen Strom erzeugen, desto mehr wird das überbelastete Stromnetz entlastet. Firmen, die smarte Energiemanagement-Systeme für sich oder andere Verbraucher entwickeln, haben momentan großes Potential. Ein spannendes Vorbild kommt von einem Kunden von Softeq: einem Betreiber von großen Solarparks. Um die gewonnene Sonnenenergie speichern zu können, hat er Speichersysteme in der Nähe der Parks installiert. In Zukunft soll dieser lokal erzeugte Strom von lokalen Verbrauchern bezogen werden. Mit solchen innovativen Energiespeicher Beispielen gibt es bald keine langen Transportwege mehr.
Wie bereits erwähnt, ist die Stromversorgung durch erneuerbare Energien weniger konstant als die herkömmliche Stromversorgung. So wird momentan im Sommer mehr grüne Energie produziert als wir verbrauchen können. Das Stromangebot ist also höher als die Nachfrage. Ohne smarte Lösungen, die eine Stromspeicherung ermöglichen, gehen Stromüberschüsse verloren.
Um diese Verluste zu minimieren, sind Speichersysteme erforderlich. Im Fokus stehen seit einigen Jahren die Speicherbatterien. Diese Batterien speichern den Stromüberschuss, so dass er zu einem späteren Zeitpunkt genutzt werden kann. Es gibt aber auch andere Möglichkeiten, um keinen wertvollen Strom zu verlieren. Sogenannte Power-to-X-Technologien verwandeln grünen Strom in eine andere grüne Energieform, die zum Beispiel im Mobilitätsbereich eingesetzt werden kann. Das Zuviel an Strom wird bei dieser Lösung also nicht gespeichert, sondern umgewandelt und alternativ genutzt. Für Firmen, die sich an der Schnittstelle zwischen der Energiebranche und dem Mobilitätssektor bewegen, sind solche Innovationen unglaublich interessant.
Zu manchen Tages- und Jahreszeiten wird es aber auch zu wenig Strom geben. Morgens zwischen 7 und 9 Uhr, oder abends zwischen 18 und 21 Uhr zum Beispiel. Zu diesen Zeiten brauchen die meisten Menschen Strom, aber Sonne und Wind sind nur minimal vorhanden. Besonders im Herbst oder Winter. Speichersysteme ermöglichen, dass die Verbraucher dann auf Reserven zugreifen können. Aber was ist, wenn die Überschüsse trotz Speicherung nicht ausreichen, um die Engpässe zu dichten? Stehen wir dann wirklich bald vor einem kollektiven Black-Out?
Aktuell gibt es noch keine perfekte Lösung für die Lücken im Stromangebot. Auch hier wird aber auf eine dezentrale Herangehensweise gesetzt, und zwar mit Smart Home Lösungen, die dafür sorgen, dass grüne Energie optimal genutzt werden kann. Eine Schlüsselrolle dabei spielen intelligente Stromzähler: die Smart Meter. Smart Meter helfen den Verbrauchern, den grünen Strom gezielter zu nutzen. In einer idealen Welt sieht das ungefähr so aus:
1. Mit dem gewonnenen Solarstrom werden die wichtigen Haushaltsgeräte versorgt. Der Geschirrspüler oder die Waschmaschine werden benutzt, wenn es gerade viel Strom gibt.
2. Der Strom, der dann noch übrig ist, wird zum Beispiel für die Heizung oder die Wärmepumpe genutzt.
3. Sind alle Geräte mit Energie versorgt und der Grundbedarf im Haus ist gedeckt, aber es ist immer noch Strom übrig? Dann kommen Speicherbatterien zum Einsatz. Sie speichern den Überschuss und geben ihn frei, wenn wenig Strom erzeugt wird.
Wir kennen jetzt also die wichtigsten Herausforderungen und verstehen, wie wir sie lösen können. Für eine erfolgreiche Energiewende fehlt aber noch ein Schlüsselbaustein: der digitale Datenaustausch zwischen den verschiedenen Akteuren des Strommarkts. Dafür brauchen wir IoT-basierte Smart Grids. Einfach erklärt sind das intelligente Netze, die Stromerzeuger, Verbraucher, das Netz und die neuen Speichersysteme miteinander verbinden.
Herzstück der Smart Grids sind die bereits erwähnten Smart Meter. Diese verbinden nämlich nicht nur die verschiedenen Geräte innerhalb eines Haushalts, sondern kommunizieren auch mit den Stromerzeugern, den Stromversorgern und mit dem Netz. Anders gesagt: Sie verbinden die Schlüsselakteure des neuen Strommarkts und schließen so den Kreis.
Der deutsche Strommarkt ist im Wandel. Alte Systeme und Lösungen werden durch intelligente GreenTech-Lösungen ersetzt. Für Firmen in den Bereichen Energie oder grüne Technologien bietet dies große Chancen, denn mehr denn je sind wir auf smarte, branchenübergreifende Innovationen angewiesen. Vor allem intelligente Messsysteme oder Smart Meter stehen 2023 im Fokus. Wir brauchen sie, um die verschiedenen neuen und alten Akteure auf dem Strommarkt miteinander zu verknüpfen und ein intelligentes Stromnetz zu entwickeln. Nur mit solchen Smart Grid Solutions ist die Energiewende möglich.