Warum die größte Herausforderung für Erneuerbare Energien in der Übertragung und Verteilung liegt

"Der Klimawandel ist das schwierigste Problem, mit dem die Menschheit je konfrontiert wurde, aber ich glaube, dass wir den menschlichen Einfallsreichtum haben, es zu lösen. Und wenn Sie sich für den Klimawandel interessieren, sollten Sie sich auch für die Übertragung interessieren.

Einfach ausgedrückt: "Die Übertragung ist der Schlüssel zu unserer sauberen Energiezukunft" - Bill Gates.

Das Wachstum des Marktes für Erneuerbare Energien in den letzten Jahren ist durch die Installation von Onshore- und Offshore-Windparks, großflächigen Solaranlagen, Wasserkraftwerken und Wasserstoffanlagen gekennzeichnet. Kurz gesagt: Wenn wir über Erneuerbare Energien sprechen, konzentrieren wir uns in der Regel auf die Erzeugung. 

Aber eine der größten Herausforderungen, die die globale Branche der Erneuerbaren Energien zu bewältigen hat, ist eine, die viele nicht bedacht haben - die Übertragungs- und Verteilungsnetze, die diese Energie liefern.

Was stimmt nicht mit Amerikas Stromnetz?

Das Durchschnittsalter der nationalen Stromnetzinfrastruktur in den USA beträgt 40 Jahre. Einige unserer ältesten Städte nutzen immer noch Infrastrukturen, die fast 100 Jahre alt sind. Das birgt nicht nur natürliche Risiken durch Abnutzung, Stress und Witterungseinflüsse, sondern muss auch mit einer Nachfrage und Anforderungen fertig werden, für die es einfach nicht gebaut wurde. 

Letzteres ist hier der Schlüssel: Die Nutzung Erneuerbarer Energien stellt das bestehende Netz vor zwei große Herausforderungen. 

Erstens werden Solar- und Windkraftanlagen nicht an denselben Standorten errichtet wie die konventionelle Energieerzeugung in der Vergangenheit. Kraftwerke, die mit fossilen Brennstoffen betrieben werden, werden in der Nähe von Städten und Ballungsgebieten gebaut, wobei die Brennstoffe dorthin transportiert werden, bevor sie zur Stromerzeugung verbrannt werden. Solar- und Windkraftanlagen hingegen müssen an den besten Standorten für die Stromerzeugung errichtet werden - man baut sie dort, wo die Energiequelle am weitesten verbreitet ist. 

Daher sind längere, effizientere Leitungen erforderlich, um den Strom über größere Entfernungen zu transportieren.

Zweitens: Ein großer Vorteil der Erneuerbaren Energien ist die Dezentralisierung, die jedoch für ein Netz, das auf zentraler Verteilung beruht, eigene Probleme mit sich bringt. Kleine Solaranlagen auf Dächern, Batteriespeicher für Privathaushalte oder die Möglichkeit, Elektrofahrzeuge ans Netz anzuschließen, ermöglichen Stromflüsse in beide Richtungen - ein enormer Vorteil für den Verbraucher, der jedoch weit über das hinausgeht, was man sich beim Bau dieser Netze vor vielen Jahren vorgestellt hat. 

Und schließlich liegt es in der Natur, dass Energie, wie Sonnen- und Windenergie, unbeständig ist. Bei starkem Wind und Sonnenschein wird mehr Strom erzeugt und obwohl diese Energie gespeichert werden kann, muss sie dennoch zu den Speicheranlagen transportiert werden. Die für fossile Brennstoffe gebaute Infrastruktur ist für einen gleichmäßigen, stetigen Stromfluss ausgelegt, nicht für Spitzen und Flauten. 

Hinzu kommt der massive Anstieg der Nachfrage, den wir in den letzten Jahrzehnten bereits erlebt haben und der nur noch weiter zunehmen wird, wenn wir mehr bauen und uns mehr auf die Elektrifizierung anderer Bereiche wie des Verkehrs verlassen (Elektroautos gab es noch nicht, als ein Großteil des amerikanischen Stromnetzes gebaut wurde).

Die IEA sagt voraus, dass die weltweite Stromnachfrage bis 2050 um 75 % bis 120 % gegenüber 2021 steigen wird. Das Netz muss also nicht nur die oben genannten Anforderungen erfüllen, sondern auch diese.

Was ist die Lösung?

Aufrüstungen sind unverzichtbar und diejenigen, die in diesem Bereich arbeiten, wissen das schon seit langem. Das Thema kam sogar in unserer jüngsten Podcast-Episode mit Conor Grogan, Mitbegründer und Co-CEO von Hawthorne Renewables, zur Sprache (die Sie sich hier anhören können). 

Conor sagte: 

"Die Versorgungsunternehmen haben sich in vielen Fällen nur langsam auf die neuen Erneuerbaren Energien eingelassen und sich Gedanken darüber gemacht, wie das Stromnetz mit dieser neuen Technologie und dieser neuen Denkweise funktionieren soll. Es wurde also viel am Netz geflickt, um die Erneuerbaren Energien zu unterstützen. Und es hat funktioniert, es sind weltweit viele Erneuerbare Energien am Netz, aber wissen Sie, ein großer Teil der Verbindungsinfrastruktur knarrt jetzt ein wenig. Und in den USA werden nicht viele neue Übertragungsleitungen gebaut oder geplant.

Dies ist zum Teil eine politische Frage - die Planung, Genehmigung und der Bau neuer Übertragungsprojekte kann viele Jahre dauern und viele Politiker sind nicht bereit, so weit in die Zukunft zu blicken. 

Ein weiterer Grund ist ein Umweltproblem - auch hier können die Länge der Netze und die damit verbundenen Bauarbeiten zu Umweltproblemen führen, auch wenn sie letztlich dazu dienen, saubere Energie zu erzeugen. 

Aber die Aufmerksamkeit wird allmählich auf diesen Bereich gelenkt. Bill Gates schrieb Anfang des Jahres einen Artikel auf LinkedIn, in dem er die bestehenden Herausforderungen und die Notwendigkeit einer Aufrüstung des Netzes hervorhob und die Schäden anerkannte, die das bestehende Netz bereits verursacht - wie etwa die Auswirkungen von Netzausfällen in Texas während der Winterstürme, die zu Hunderten von Todesfällen und Millionen von Menschen in der Kälte ohne Strom führten. 

Er erklärte, dass die USA drei Haupthindernisse zu überwinden hätten: 

• Planung: Dies erfordert die Berücksichtigung langfristiger Bedürfnisse und nicht nur kurzfristiger Prognosen, wie es in der Vergangenheit beim Bau von Infrastrukturen der Fall war. 
• Finanzierung: Er schlägt der FERC vor, die Kosten für große Projekte auf ganze Regionen zu verteilen, anstatt nur die Menschen am Ende der Leitung zur Kasse zu bitten. 
• Genehmigungsverfahren: Diese müssen seiner Meinung nach vereinfacht werden, damit die politischen Entscheidungsträger besser zusammenarbeiten können, um das Verfahren für die Installation neuer Leitungen zu beschleunigen.

Aber es gibt Veränderungen, wie Conor in unserem Podcast erwähnte: 

"Zum Glück hört Washington zu. Es gibt Versorgungsunternehmen in der Region, die gezwungen sind, ihre Warteschlangenverarbeitungssysteme zu überarbeiten, um über die Entwicklung neuer Übertragungsnetze nachzudenken. Denn ohne diese wird es nicht die Größenordnung und die wirklich ehrgeizigen Ziele für Erneuerbare Energien geben, die das Programm oder die Regierung im Moment hat. Es ist schwer vorstellbar, wie sie verwirklicht werden sollen, wenn die Verbindungsinfrastruktur dies nicht ermöglicht. Es gibt also hoffentlich Licht am Ende des Tunnels."

Wie sieht der Wandel aus?

Politische Veränderungen sind eindeutig der Schlüssel und je mehr Menschen sich der Probleme und Folgen des Verlassens auf das bestehende Netz bewusst werden, desto mehr wird man sich hoffentlich, wie Conor sagt, mit diesen Problemen befassen. 

Mehrere Übertragungs- und Verteilungsspezialisten leiten Projekte, bei denen neue Technologien installiert werden, die deutlich besser sind als das derzeitige Netz. 

Dazu gehören Netzverbesserungstechnologien wie Leistungsflussregler und dynamische Leitungsbemessung zur Bewältigung von Engpässen. Außerdem umfassen die Digitalisierungsgeräte eingebaute Sensoren und dezentrale Systeme zur Messung und Steuerung des Verbrauchs und zur automatischen Steuerung der Netzleistung als Reaktion auf Echtzeitdaten. 

Bidirektionale Reaktionssensoren steuern auch die dezentralen Einspeisungen in das Netz, indem sie den von Haushaltsgeräten und Elektrofahrzeugen erzeugten oder gespeicherten Strom nutzen, um einen Beitrag zum Gesamtnetz zu leisten und die Auswirkungen von Lastspitzen abzufangen.

Dies bedeutet eine enorme Veränderung der Möglichkeiten für Fachleute, die in Übertragungs- und Verteilungsprojekten arbeiten. Da die Notwendigkeit dieser Projekte immer offenkundiger wird und sich die Politik zu ändern beginnt, um mehr Investitionen und eine schnellere Planung für T&D-Projekte zu ermöglichen, ist die Branche bereit, der nächste große Bereich für Ingenieurjobs zu werden. 

Das bedeutet, dass die Zahl der traditionellen T&D-Jobs wie Projektentwicklung, Konstruktion und Engineering zunehmen wird - auch für Experten für Digitalisierung und Embedded Systems. Das Spektrum der Arbeitsplätze wird sich mit der zunehmenden Zahl der Projekte erweitern, was die Arbeit in dieser Branche zu einer sehr spannenden Zeit macht. 

Die Energieteams von Amoria Bond arbeiten mit führenden Unternehmen auf dem Markt für erneuerbare Energien zusammen, von der Installation von Wind- und Solarparks bis hin zu Übertragungs- und Verteilungsprojekten in den USA. 

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