Noch streiten die Experten hierzulande darüber, ob sich ein Land zu 100 Prozent mit erneuerbaren Energien versorgen kann. Dass sich dieses Ziel zumindest auf kleinen Eilanden annähernd realisieren lässt, will das Berliner Startup Younicos auf der zu Portugal gehörenden Azoreninsel Graciosa beweisen.
Künftig sollen die Dieselgeneratoren, die aktuell für viel Geld den Großteil des Stroms auf der Insel liefern, nur noch im Notfall laufen. Dafür begann Younicos Ende Oktober mit dem Bau eines Windparks mit 4,5 Megawatt Leistung und einer Solaranlage mit einem Megawatt. Die Anlagen speisen ihren Strom, wenn er von den Inselbewohnern nicht gebaucht wird, in Lithium-Ionen-Batterien, die 2,8 Megawattstunden Energie speichern können.
65 Prozent Erneuerbare auf GraciosaDie Dieselgeneratoren springen ab Ende nächsten Jahres nur noch ein, wenn Wind, Sonne und die Großbatterie es nicht schaffen, genügend Energie für die knapp 4500 Einwohner zu produzieren. Zu 100 Prozent werden aber auch sie nicht mit Wind- und Sonnenstrom versorgt. Younicos geht von einem Grünstrom-Anteil von 65 Prozent im Jahresdurchschnitt aus. Das spart pro Jahr immerhin 2,5 Millionen Liter Diesel. Die Investitionssumme des Projektes liegt bei rund 20 Millionen Euro.
Möglich wären mit einer größeren Batterie auf der Insel auch 80 Prozent Erneuerbare gewesen, heißt es bei Younicos. Aber dann hätte sich die Amortisationszeit, die jetzt bei weniger als zwölf Jahren liegen soll, verlängert. Weil die Batteriekapazität beschränkt ist, könnten im Jahresschnitt 30 Prozent des Grünstroms ungenutzt verloren gehen. Statt in einer größeren Batterie zu landen, könnte der Überschussstrom aber auch Wasser erwärmen oder Elektroautos antreiben.
Eine weitere Möglichkeit, um den Grünstromanteil bei solchen Inselprojekten zu erhöhen, hat Marie Berger in petto, Project Manager des Karlsruher Jungunternehmens Easy Smart Grid. Gemäß dem Unternehmensnamen schlägt sie die zusätzliche Installation eines intelligenten Stromnetzes vor. „Darüber sprechen wir gerade mit Younicos“, sagt sie.
Die Idee von Easy Smart Grid ruht auf zwei Säulen. Die eine ist ein intelligenter Stromzähler, der den Verbrauch in jedem Haushalt und Gewerbebetrieb minutengenau erfasst – so weit so unspektakulär. Zusätzlich misst er aber auch die Frequenz des Stroms, die bei 50 Hertz liegen soll, aber häufig von der Ideallinie abweicht.
Wird zu viel Grünstrom in das Inselnetz eingespeist, etwa an einem stürmischen Tag bei klarem Himmel, steigt die Frequenz an. Wenn mehr Strom abgezapft wird als zur Verfügung steht, dann sinkt sie. Um die Frequenz auf Linie zu halten, sind große Batterien, herkömmliche fossile oder mit Wasserkraft betriebene Kraftwerke nötig. Ohne diese Helfer sind die Anteile von Wind- und Sonnenstrom im Netz laut Aussage von Younicos auf höchstens 20 Prozent beschränkt.
Verbraucher werden flexibelAls Stabilisator dient auf Graciosa nach den Younicos-Plänen die Großbatterie, bei länger anhaltendem Strommangel die Dieselgeneratoren. Doch die gebürtige Französin hat noch einen weiteren Energiespeicher, einen virtuellen allerdings.
Der besteht aus allen Verbrauchern und Stromerzeugern der Insel. Sie werden mit einer Steuereinheit ausgestattet, Smart Control genannt. Diese schaltet, abhängig von der aktuellen Stromfrequenz, vor allem große Verbraucher wie Waschmaschinen, Wäschetrockner und Klimageräte vorzugsweise dann ein, wenn die Stromfrequenz steigt, also Überschussstrom vorhanden ist.
Das kommt den Nutzern zugute, denn die Stromfrequenz wird vom intelligenten Zähler als Indikator für den Kilowattstundenpreis angesehen. Ist die Frequenz hoch, ist der Preis niedrig, sodass der Betrieb des Geschirrspülers billiger ist als üblich. Bei sinkender Frequenz, wenn also Strommangel droht, steigt der Preis und Großverbraucher werden automatisch vom Netz genommen. Außer der Nutzer interveniert, etwa weil er dringend saubere Teller braucht oder mit seinem Elektroauto auf Einkaufsfahrt gehen will.
Technik nur für InselnDas automatische Zu- und Abschalten von Verbrauchern und Erzeugern sorgt für einen gleichmäßigeren Stromverbrauch. Verbrauchs- und Erzeugungsspitzen werden gekappt, sodass der Notstromdiesel noch seltener anlaufen muss als derzeit erwartet.
Allerdings: „Das ist eine Technik für Inselnetze“, schränkt Berger ein. Auf dem europäischen Festland etwa würde es nicht funktionieren, weil die Frequenzänderungen extrem klein sind. Das liegt an der Größe des Netzes und den zahlreichen Möglichkeiten, Kraftwerke zu mobilisieren oder herunterzufahren, um sie zu stabilisieren. „Die Frequenzänderung muss mindestens ein Hertz betragen“, sagt Berger. Im europaweiten Netz wird nur ein Bruchteil davon erreicht.
Leicht modifiziert ließe sich Easy Smart Grid aber auch von Verbrauchern in Deutschland nutzen. Die Preisinformation müsste allerdings separat an die Smart-Control-Steuereinheit geschickt werden. Per Internet ist das kein Problem. Aber gegen nach Tageszeit und Stromproduktion gestaffelte Strompreise wehren sich die Unternehmen schon seit Jahren.
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Nachtrag: Laut Younicos soll das System von Easy Smart Grid nicht auf Graciosa zum Einsatz kommen. Es könnte aber grundsätzlich für andere Inselsysteme geeignet sein, heißt es bei den Berlinern.
