WEBVTT 00:02.320 --> 00:07.920 KIT-Audio, der Forschungspodcast des Karlsruher Instituts für 00:07.920 --> 00:08.560 Technologie. 00:14.040 --> 00:19.160 Die Energieversorgungsnetze sind die Lebensadern unserer Gesellschaft, 00:19.720 --> 00:22.900 die pulsierenden Arterien unserer Industrie. 00:22.900 --> 00:25.640 Seit ihrer Einführung am Ende des 19. 00:25.960 --> 00:30.220 Jahrhunderts haben sie bei uns in Europa ein hohes Maß an 00:30.220 --> 00:31.960 Zuverlässigkeit erreicht. 00:32.500 --> 00:37.060 Mit der bevorstehenden Energiewende aber werden sie sich von Grund auf 00:37.060 --> 00:38.020 ändern müssen. 00:38.460 --> 00:42.380 Wenn wir möglichst viel Strom aus Sonne oder Windkraft nutzen wollen, 00:42.720 --> 00:46.820 müssen auch die Stromnetze einem grundlegenden Strukturwandel 00:46.820 --> 00:48.120 unterworfen werden. 00:51.700 --> 00:57.160 Strom aus erneuerbaren Energiequellen wird in der Fläche geerntet. 00:57.600 --> 01:01.940 Mächtige Kraftwerkzentralen, in denen der Strom bisher aus fossilen 01:01.940 --> 01:06.600 oder atomaren Energieträgern erzeugt wurde, werden einem breiten und 01:06.600 --> 01:11.060 fein verästelten Netz kleiner und kleinster Energieerzeuger weichen. 01:11.060 --> 01:15.800 Von Windparks draußen auf dem Meer wird die Energie über große 01:15.800 --> 01:20.900 Stromautobahnen möglichst verlustfrei über hunderte Kilometer zu den 01:20.900 --> 01:24.440 Städten und in die Industriegebiete transportiert werden. 01:25.060 --> 01:29.420 Jeder Hausbesitzer mit einer Photovoltaikanlage auf dem Dach wird mal 01:29.420 --> 01:34.620 Stromproduzent und mal Verbraucher sein, je nachdem, ob bei ihm gerade 01:34.620 --> 01:35.780 die Sonne scheint. 01:39.920 --> 01:44.600 Im Sekundentakt muss der Verbrauch an ein stark fluktuierendes 01:44.600 --> 01:46.900 Stromangebot angepasst werden. 01:47.340 --> 01:51.080 Überall werden die unterschiedlichsten Speicher die überschüssige 01:51.080 --> 01:55.700 Energie aufnehmen und in den Nachtstunden oder an trüben und kalten 01:55.700 --> 01:57.080 Tagen wieder abgeben. 01:57.660 --> 02:01.520 Zum ersten Mal werden die bisher strikt getrennten Energiebereiche 02:01.520 --> 02:06.980 Elektrizität, Wärme und Verkehr als ein zusammenhängendes Gesamtsystem 02:06.980 --> 02:07.640 betrachtet. 02:07.640 --> 02:12.380 Die sogenannte Sektorenkopplung wird auch chemische Speichermedien wie 02:12.380 --> 02:17.740 Gas nutzen, um beispielsweise die Energieernte eines Sommers im Winter 02:17.740 --> 02:19.160 verbrauchen zu können. 02:22.380 --> 02:25.880 Das klingt nach Science Fiction, aber das täuscht. 02:26.260 --> 02:30.020 Spätestens bis zur Jahrhundertmitte müssen die neuen Energienetze 02:30.020 --> 02:33.800 Wirklichkeit sein, wollen wir unsere Klimaziele nicht verfehlen. 02:33.800 --> 02:37.400 Wie werden die sogenannten Smart Grids dann aussehen? 02:37.760 --> 02:41.480 Was bedeutet Intelligenz in den Stromnetzen für die Menschen, die sie 02:41.480 --> 02:41.920 nutzen? 02:42.360 --> 02:45.000 Welche Schlüsseltechnologien brauchen wir dafür? 02:45.520 --> 02:48.980 Müssen wir mit einer Zunahme von Blackouts rechnen? 02:49.580 --> 02:53.520 Werden wir alle bald eigene Stromspeicher zu Hause haben? 02:53.980 --> 02:57.040 Wie wird sich die Energiebranche als Ganzes verändern? 02:57.040 --> 03:01.840 Und vor allem, wird die erneuerbare Energie auch bezahlbar bleiben? 03:02.460 --> 03:07.280 Hören Sie neue Netze für die Energiewende, das Copernicus-Projekt 03:07.280 --> 03:10.580 Ensure, ein Podcast von Stefan Fuchs. 03:23.510 --> 03:27.230 Wir müssen ein vernünftiges Verhältnis bekommen zwischen dem, was ist 03:27.230 --> 03:30.570 technisch machbar, was ist wirtschaftlich bezahlbar und was ist 03:30.570 --> 03:31.870 gesellschaftlich akzeptabel. 03:32.010 --> 03:34.030 Diese drei Elemente müssen wir gut zusammen bekommen. 03:34.330 --> 03:37.010 Das ist auch Teil dessen, wo die Bundesregierung sehr daran 03:37.010 --> 03:40.450 interessiert ist, mit solchen Projekten im Sinne von Partizipation 03:40.450 --> 03:43.490 auch offen zu legen, was tun wir da, warum tun wir das und was 03:43.490 --> 03:44.730 bedeutet das für den Einzelnen. 03:46.730 --> 03:50.270 2016 gelang es dem Präsidenten des Karlsruher Instituts für 03:50.270 --> 03:55.610 Technologie, Prof. Holger Hanselka, 23 Partner aus Wissenschaft, 03:55.950 --> 04:00.990 Industrie und Zivilgesellschaft, in einem Konsortium zu vereinen, das 04:00.990 --> 04:03.790 sich einer gewaltigen Herausforderung stellt. 04:03.790 --> 04:08.470 Es müssen die technologischen Grundlagen gelegt werden für Stromnetze, 04:08.870 --> 04:12.210 in denen möglichst viel erneuerbare Energie fließen kann. 04:12.770 --> 04:17.130 Ensure ist eines von vier vom Bundesforschungsministerium auf den Weg 04:17.130 --> 04:19.810 gebrachten sogenannten Copernicus-Projekten. 04:20.330 --> 04:23.890 Nach eigenem Verständnis sind sie gegenwärtig die weltweit größte 04:23.890 --> 04:27.530 Forschungsinitiative zur Umsetzung der Energiewende. 04:27.530 --> 04:31.550 Schon lange geht es dabei nicht mehr um die Entwicklung einzelner 04:31.550 --> 04:32.410 Technologien. 04:32.910 --> 04:36.690 Energieversorgung wird in den Copernicus-Projekten als Zusammenhängen 04:36.690 --> 04:38.410 des Gesamtsystems verstanden. 04:38.990 --> 04:42.810 Damit der systemische Ansatz gelingt, müssen zugleich auch ganz neue 04:42.810 --> 04:46.890 Formen der Zusammenarbeit entwickelt werden, neue Formen der 04:46.890 --> 04:51.710 Arbeitsteilung zwischen Wissenschaft, Industrie und Zivilgesellschaft. 04:52.970 --> 04:56.470 Es macht keinen Sinn, wenn Forscher in ihren Laboren irgendwas 04:56.470 --> 04:59.230 erforschen, was nie oder ganz spät an den Markt kommt. 04:59.550 --> 05:02.370 Es macht auch keinen Sinn, wenn die Industrie auf Basis dessen, was 05:02.370 --> 05:04.270 sie hat, versucht eine neue Welt zu gestalten. 05:04.750 --> 05:07.850 Also wie kriegen wir die Forscher, die Industrie und die Gesellschaft, 05:08.130 --> 05:10.370 die das ja alles hinterher auch haben soll, wie kriegen wir die 05:10.370 --> 05:11.270 gemeinsam in einem Boot? 05:12.150 --> 05:15.150 Das ist ja immer die Schwierigkeit, welches Know-how brauchen sie und 05:15.150 --> 05:16.850 wer kann dies am besten leisten? 05:16.850 --> 05:20.590 Professor Joachim Knebel ist Bereichsleiter Maschinenbau und 05:20.590 --> 05:24.190 Elektrotechnik am KIT und vertritt die Karlsruher 05:24.190 --> 05:28.050 Forschungsuniversität im Direktorium des ENTSCHUR-Projekts. 05:28.770 --> 05:32.770 Ich denke, hier haben wir eine gute Mischung aus Industrieunternehmen, 05:32.950 --> 05:38.290 ABB und Siemens, E.ON, Tenet, Lexans als großer Kabelhersteller oder 05:38.290 --> 05:41.930 Stadtwerke Kiel, aus der Wissenschaft die AWTH Aachen, das Karlsruher 05:41.930 --> 05:45.490 Institut für Technologie, Uni Dortmund, Uni Darmstadt, Fraunhofer 05:45.490 --> 05:49.230 Institute oder eben auch ganz wichtig aus der Zivilgesellschaft, die 05:49.230 --> 05:52.430 Deutsche Umwelthilfe oder German Watch Öko-Institut. 05:52.910 --> 05:56.670 Wir wollen ja hier die gesamte Gesellschaft mitnehmen, wir wollen die 05:56.670 --> 05:59.810 Industrie mitnehmen, wir wollen über die Universitäten die jungen 05:59.810 --> 06:01.390 Leute in den Markt bringen. 06:01.530 --> 06:04.450 Ich denke, es ist uns hier gelungen, ein sehr schlagkräftiges, 06:04.690 --> 06:07.630 homogenes, vertrauensvolles Konsortium zusammenzustellen. 06:08.470 --> 06:12.850 Die Beteiligung von E.ON im Henschur-Projekt ist dabei durch die 06:12.850 --> 06:15.910 Schleswig -Holstein Netz AG gewährleistet. 06:16.350 --> 06:19.570 Die Schleswig-Holstein Netz AG ist einer von vier großen 06:19.570 --> 06:23.510 Verteilnetzbetreibern der E.ON mit der höchsten angeschlossenen 06:23.510 --> 06:26.670 Leistung erneuerbarer Energien in Deutschland. 06:30.510 --> 06:35.090 Erstes Kapitel, wie Schalter, Umrichter und Transformatoren 06:35.090 --> 06:36.570 intelligent werden. 06:40.250 --> 06:43.690 Wir sind hier im Elektrotechnischen Institut, hier unten im Labor. 06:43.810 --> 06:48.350 Dennis Breckle ist seit 2015 wissenschaftlicher Mitarbeiter am 06:48.350 --> 06:51.030 Institut für Elektrotechnik des KIT. 06:51.510 --> 06:53.910 Wir beschäftigen uns hier mit Multilevel-Umrichtern. 06:54.150 --> 06:56.970 Das hier ist ein typischer Umrichterschrank, wie er hier zu 06:56.970 --> 06:58.250 Forschungszwecken aufgebaut wird. 06:58.570 --> 07:01.850 Wir haben oben einmal den Leistungsteil und wir haben im mittleren 07:01.850 --> 07:03.770 Bereich des Schranks ein Signalverarbeitungsteil. 07:03.770 --> 07:07.710 Die Signalverarbeitung, wie der Name schon sagt, misst Strom, misst 07:07.710 --> 07:08.170 Spannung. 07:08.330 --> 07:12.270 Hier findet die Modulation der einzelnen Verfahren statt, um eben mit 07:12.270 --> 07:15.230 dem Leistungsteil kommunizieren zu können und eben die gewünschte 07:15.230 --> 07:16.830 Strom - und Spannungskurvenform einzuprägen. 07:17.510 --> 07:21.350 Man erkennt hier diese einzelnen Zellen, das sind diese Module, die 07:21.350 --> 07:25.010 hier in Reihe geschaltet werden, um eben dann eine möglichst schöne 07:25.010 --> 07:27.750 Spannungs - und Stromkurvenform erzeugen zu können. 07:28.230 --> 07:30.450 Das heißt, das ist dieses Steuerungselement? 07:30.450 --> 07:33.630 Genau, das besteht aus einem digitalen Signalprozessor. 07:34.090 --> 07:37.970 Wir haben verschiedene FPGAs, also Field Programmable Gate Arrays 07:37.970 --> 07:40.950 drin, um eben eine schnelle Kommunikation und Ansteuerung der 07:40.950 --> 07:42.730 Leistungshalbleiter zu ermöglichen. 07:47.350 --> 07:51.310 Für das Gelingen der Energiewende ist es ein Glücksfall, dass die 07:51.310 --> 07:55.450 Digitalisierung seit geraumer Zeit auch bei den Betriebsmitteln in den 07:55.450 --> 07:58.690 Stromnetzen enorme Fortschritte gemacht hat. 07:58.690 --> 08:03.090 Von der Hoch- über die Mittelspannung bis hin zur Niederspannung in 08:03.090 --> 08:07.790 den lokalen Versorgungsnetzen gilt, mit dem Einsatz von digitalen 08:07.790 --> 08:12.470 Steuerungsmodulen, Transformatoren, Umrichtern und Schaltern lässt 08:12.470 --> 08:17.130 sich das zentralistisch angelegte Stromnetz der Vergangenheit umbauen. 08:17.630 --> 08:21.630 Power Electronics, zu Deutsch Leistungselektronik, macht die 08:21.630 --> 08:25.610 Stromnetze der Zukunft sowohl flexibel als auch stabil. 08:25.610 --> 08:28.650 Eine Solarzelle zum Beispiel liefert eine gewisse Gleichspannung. 08:28.930 --> 08:32.010 Unser Energieversorgungsnetz arbeitet mit Wechselspannung 50 Hertz in 08:32.010 --> 08:32.310 Europa. 08:32.610 --> 08:33.590 Das muss umgeformt werden. 08:33.850 --> 08:36.090 Windkraft, da habe ich einen Generator, der dreht sich mit einer 08:36.090 --> 08:39.250 veränderlichen Drehzahl, hängt von der Windgeschwindigkeit ab und das 08:39.250 --> 08:42.670 muss wieder in eine Wechselspannung 50 Hertz umgewandelt werden, mit 08:42.670 --> 08:44.270 der ich dann die Energie einspeisen kann. 08:44.310 --> 08:48.490 Professor Mark Hiller entwickelt leistungselektronische Systeme am 08:48.490 --> 08:50.990 Institut für Elektrotechnik des KIT. 08:50.990 --> 08:55.970 Er ist stellvertretender Sprecher im Forschungskluster 4 des Insure 08:55.970 --> 08:56.370 -Projekts. 08:57.050 --> 09:01.130 In fünf Aufgabenbereichen, Cluster genannt, wird das Projekt 09:01.130 --> 09:02.170 vorangetrieben. 09:02.630 --> 09:07.350 In Cluster 4 werden die neuen Technologien für die künftig dezentral 09:07.350 --> 09:09.750 strukturierten Stromnetze entwickelt. 09:10.310 --> 09:13.170 Leistungselektronik bedeutet die Umformung von Gleich- zu 09:13.170 --> 09:16.150 Wechselspannung oder von Wechselspannung einer Frequenz in eine andere 09:16.150 --> 09:16.790 Frequenz. 09:16.790 --> 09:20.450 Das geht nicht mehr ohne Leistungselektronik, im Gegensatz zu früher, 09:20.690 --> 09:24.730 wo es große Kraftwerke gab, wo dann eben große Synchrongeneratoren, 09:24.830 --> 09:27.790 die von einer Dampfturbine zum Beispiel angetrieben werden, sei es in 09:27.790 --> 09:29.770 einem Kohlegas- oder Kernkraftwerk. 09:30.090 --> 09:31.170 Und das ist der große Unterschied. 09:31.310 --> 09:33.990 Ich habe jetzt nicht mehr große rotierende Massen, wie diese großen 09:33.990 --> 09:36.910 Kraftwerksgeneratoren am Netz hängen, die für eine gewisse Stabilität 09:36.910 --> 09:39.890 sorgen, die auch eine große Massenträgheit haben und dafür sorgen, 09:39.970 --> 09:43.290 dass die Netzfrequenz stabil ist, diese 50 Hertz eben, die wir bei uns 09:43.290 --> 09:45.850 haben, sondern ich habe jetzt viele Leistungselektronische 09:45.850 --> 09:48.810 Stellglieder, die erstmal diese Funktionalität nicht haben. 09:51.950 --> 09:56.550 Möglichst viel Strom aus Sonne- und Windkraft, das bedeutet für die 09:56.550 --> 10:01.390 Versorgungsnetze in Zukunft auch, dass der Gleichstrom eine größere 10:01.390 --> 10:03.450 Rolle spielen wird als bisher. 10:04.130 --> 10:07.350 Sonnenstrom beispielsweise wird als Gleichstrom erzeugt. 10:08.130 --> 10:12.630 In den Smart Grids wird es deshalb mehr Übergänge zwischen Gleich- und 10:12.630 --> 10:14.090 Wechselspannung geben. 10:14.090 --> 10:18.510 Dies kann effizient nur mit entsprechender Leistungselektronik 10:18.510 --> 10:19.590 bewältigt werden. 10:20.030 --> 10:25.010 Hochspannungs-Gleichstromübertragungen, sogenannte HGÜs, können dann 10:25.010 --> 10:29.630 den Strom nahezu verlustfrei von den Windparks vor der Küste in die 10:29.630 --> 10:34.590 urbanen Ballungsgebiete bringen, wo er in AC-Strom in den Wechselstrom 10:34.590 --> 10:37.610 der lokalen Verteilnetze umgewandelt wird. 10:37.950 --> 10:43.110 Und selbst dort bietet DC-Strom, also Gleichspannung, noch Vorteile. 10:45.610 --> 10:48.350 Man überlegt DC-Netze auf Haushaltsebene umzusetzen. 10:48.490 --> 10:51.270 Da verspricht man sich einen Effizienzvorteil, weil viele 10:51.270 --> 10:55.130 Einspeisungen, Batterien, Solarzellen, die sind DC schon, also 10:55.130 --> 10:55.750 Gleichspannung. 10:55.930 --> 10:58.210 Und sehr viele Verbraucher könnten mit Gleichspannung betrieben 10:58.210 --> 10:58.490 werden. 10:58.610 --> 11:01.730 Jeder Computer, jedes Handy werden eigentlich alle mit DC gespeist, 11:01.830 --> 11:04.030 also mit Gleichspannung und nicht mit Wechselspannung. 11:04.150 --> 11:06.830 Große Verbraucher, Herde oder sowas, können ja auch mit DC speisen. 11:07.070 --> 11:08.750 AC wird nur verwendet, weil es da ist. 11:08.870 --> 11:11.210 Aber ich habe immer erst eine Energiewandlungsstufe, die den Wechsel 11:11.210 --> 11:12.130 in Gleichstrom umwandelt. 11:12.550 --> 11:15.030 Und wenn ich das direkt tue, kann ich tatsächlich deutliche 11:15.030 --> 11:18.250 Effizienzsteigerungen erzielen, wenn ich das konsequent umsetze. 11:18.390 --> 11:22.850 Warum also nicht gleich ganz auf Gleichstrom umsteigen und sich von 11:22.850 --> 11:24.790 der Wechselspannung verabschieden? 11:25.430 --> 11:29.110 Professor Hiller warnt davor, das Kind mit dem Bade auszuschütten. 11:29.450 --> 11:33.830 Zum einen würde ein Komplettumbau der bestehenden Wechselstromnetze 11:33.830 --> 11:35.730 astronomische Summen verschlingen. 11:36.170 --> 11:39.370 Zum anderen hat die Wechselspannung auch Vorteile. 11:39.370 --> 11:41.750 Der große Vorteil der Wechselspannung ist ihre leichte 11:41.750 --> 11:42.370 Transformierbarkeit. 11:43.070 --> 11:46.130 Ich habe einen Trafo und kann die Spannungsebene sehr leicht anpassen 11:46.130 --> 11:47.890 mit einer guten galvanischen Trennung. 11:47.990 --> 11:50.710 Eine weitgehende Entkopplung zwischen den Spannungsebenen, was für 11:50.710 --> 11:52.590 eine sehr große Sicherheit eben sorgt. 11:52.810 --> 11:57.030 Einen DC-Strom zu trennen im Fehlerfall ist wesentlich aufwendiger, 11:57.170 --> 12:00.330 weil ein Wechselstrom immer einen Strom-Null-Durchgang hat. 12:00.470 --> 12:03.090 Wenn man sich vorstellt, man hat einen Lichtbogen, der brennt zwischen 12:03.090 --> 12:03.510 zwei Schaltkontakten. 12:04.290 --> 12:05.910 Und wenn der Strom dann zu Null wird, geht der aus. 12:06.010 --> 12:07.050 Dann ist der Strom getrennt. 12:07.050 --> 12:08.350 Bei Gleichstrom ist das nicht so. 12:08.430 --> 12:11.430 Da muss ich mir andere Technologien überlegen, damit ich so ein Netz 12:11.430 --> 12:12.490 sicher betreiben kann. 12:15.800 --> 12:18.660 Wir können das System hochfahren, dass man sieht, wie sieht die 12:18.660 --> 12:20.520 Stromkonform aus, der Spannungsverlauf. 12:20.940 --> 12:23.960 Wir müssen die Schütze schließen, um eben die Kondensatoren, die sich 12:23.960 --> 12:25.340 im System befinden, vorzuladen. 12:25.460 --> 12:27.140 Das Ganze funktioniert ferngesteuert. 12:27.540 --> 12:30.320 Man hört jetzt gleich die Schütze, wie sie zugehen, um eben die 12:30.320 --> 12:31.700 Kondensatoren vorzuladen. 12:39.240 --> 12:40.940 Man hört im Hintergrund jetzt die Lüfter. 12:41.020 --> 12:42.700 Wir haben Leistungselektronik, wir haben Verluste. 12:42.700 --> 12:46.020 Es entsteht Temperatur und eben um unsere Leistungsleitplatte, die da 12:46.020 --> 12:49.000 drin sind, zu beschützen, muss das aktiv weggekühlt werden. 12:49.100 --> 12:51.720 Das ist dieses Surren im Hintergrund, damit da nichts kaputt geht. 12:51.800 --> 12:54.560 Wenn man jetzt hier auf diese Messeinrichtungen guckt, wir haben hier 12:54.560 --> 12:57.760 ein dreiphasiges SINUS-System einer beliebigen Frequenz. 12:57.920 --> 13:00.800 Wir haben uns hier jetzt für 75 Hertz entschieden, einfach um zu 13:00.800 --> 13:02.440 zeigen, dass wir da beliebig sind. 13:02.540 --> 13:05.140 Wir sind nicht festgelegt, wir können das machen, letztendlich wie wir 13:05.140 --> 13:05.400 wollen. 13:05.720 --> 13:08.020 Und die Kurve ist schön symmetrisch? 13:08.020 --> 13:09.800 Die Kurve ist schön symmetrisch. 13:10.000 --> 13:12.960 Das ist diese typische Multilevel-Spannungskurvenform. 13:13.060 --> 13:14.640 Wir haben ein dreiphasiges System. 13:14.860 --> 13:18.640 Dieses System ist um 120 Grad Phasen verschoben, entspricht genau dem 13:18.640 --> 13:20.440 System, was man auch zu Hause erkennt. 13:20.740 --> 13:23.020 Ein Herd würde zum Beispiel genau daran angeschlossen werden, ein 13:23.020 --> 13:24.320 dreiphasiges Spannungssystem. 13:26.780 --> 13:31.800 Das Netz von heute ist eine gigantische Stromautobahn, wo alles mit 13:31.800 --> 13:36.380 allem verbunden ist, auf der der Verkehr aber vorwiegend in eine 13:36.380 --> 13:37.480 Richtung fließt. 13:37.480 --> 13:41.460 Diese Struktur muss man für ein Szenario fit machen, in dem 13:41.460 --> 13:44.340 Verbraucher immer auch Erzeuger werden können. 13:44.800 --> 13:48.580 Die digitalisierten Umrichter und Transformatoren, wie sie am 13:48.580 --> 13:52.840 Elektrotechnischen Institut des KIT im Rahmen von Forschungscluster 4 13:52.840 --> 13:57.380 des Ensure-Projekts entwickelt werden, leisten einen wichtigen Beitrag 13:57.380 --> 14:01.200 zur Flexibilisierung des herkömmlichen Stromnetzes. 14:01.200 --> 14:06.040 Denn eine Vision des Netzes der Zukunft ist ja eine in viele kleine, 14:06.480 --> 14:10.260 weitgehend autarke Einheiten aufgeteilte Struktur. 14:10.800 --> 14:15.580 Fein verästelte Inselnetze, in denen immer wieder Gleichstromstrecken 14:15.580 --> 14:18.380 mit Wechselstromstrecken abwechseln. 14:18.820 --> 14:22.540 Vor allem aber muss der Strom frei in alle Richtungen fließen. 14:22.820 --> 14:26.760 Die sogenannte Lastflussrichtung muss sich umkehren können. 14:26.760 --> 14:30.520 Stabil wird das nur funktionieren, wenn die neuen digitalisierten 14:30.520 --> 14:35.100 Steuerungselemente des Netzes auch miteinander kommunizieren können. 14:39.800 --> 14:44.340 Heute hängt so ein Ortsnetz direkt an seinem Verteilnetzbetreiber, hat 14:44.340 --> 14:47.100 eigentlich überhaupt keine vernünftige Schnittstelle zu ihm. 14:47.220 --> 14:49.640 Das heißt, die Energie wird einfach bezogen, gegebenenfalls auch 14:49.640 --> 14:52.860 zurückgespeist, wenn ich eben zu viel Solarenergie erzeuge in den 14:52.860 --> 14:53.180 Häusern. 14:53.340 --> 14:56.220 Aber es findet da keine wirkliche Steuerung und kein 14:56.220 --> 14:57.440 Informationsaustausch statt. 15:01.060 --> 15:04.460 Wenn ich dazu komme, dass dieses Ortsnetz ein dezentrales, ein 15:04.460 --> 15:07.700 Smartgrid wird, dann werde ich damit eine Entkopplung haben von dem 15:07.700 --> 15:08.700 übergeordneten Netz. 15:08.840 --> 15:11.320 Das kann zum Beispiel ein leistungselektronisches Stellglied, ein 15:11.320 --> 15:12.180 Stromrichter sein. 15:12.280 --> 15:14.780 Der Stromrichter muss dafür sorgen, dass dieses Netz funktioniert, 15:15.020 --> 15:16.760 dass Spannung und Frequenz usw. 15:17.000 --> 15:20.600 passen, sodass ich also auch dafür eine kleine Leitwarte brauche. 15:20.800 --> 15:23.280 Da wird keiner sitzen, der sich das anguckt den ganzen Tag, sondern 15:23.280 --> 15:24.880 das wird hochautomatisiert funktionieren. 15:24.980 --> 15:27.820 Und da müssen eben auch die Komponenten und Algorithmen entwickelt 15:27.820 --> 15:28.120 werden. 15:32.720 --> 15:34.000 Zweites Kapitel. 15:34.380 --> 15:37.420 Wo Energie fließt, fließen künftig auch Daten. 15:39.840 --> 15:44.740 Ein Netz, in dem der Strom mal in die eine, mal in die andere Richtung 15:44.740 --> 15:47.580 fließt, muss stabil gesteuert werden. 15:48.020 --> 15:51.520 Zusätzlich spielt die sogenannte Stromqualität eine Rolle. 15:51.980 --> 15:56.280 Das heißt, es sollte eine möglichst perfekte Sinusform erreicht 15:56.280 --> 15:56.720 werden. 15:56.720 --> 16:00.380 Das ist an sich schon eine hochkomplexe Aufgabe. 16:00.860 --> 16:04.460 Für die intelligenten Netze der Energiewende, wie sie das Ensur 16:04.460 --> 16:08.200 -Projekt entwickelt, ist es aber erst die halbe Miete. 16:11.930 --> 16:17.070 Ohne eine effiziente Speicherung des überschüssigen Stroms an heißen 16:17.070 --> 16:21.410 Sommer - oder windigen Herbsttagen ist ein entschiedener Umstieg auf 16:21.410 --> 16:23.870 erneuerbare Energieträger nicht möglich. 16:23.870 --> 16:28.830 Die Intelligenz der Netze muss deshalb vor Ort entscheiden, wann 16:28.830 --> 16:32.550 welche Batterie geladen oder entladen wird, wann ein 16:32.550 --> 16:37.370 Pumpspeicherkraftwerk den überschüssigen Strom aufnimmt oder aus dem 16:37.370 --> 16:42.030 zu viel erzeugten Ökostrom Methangas wird, das in die öffentlichen 16:42.030 --> 16:44.450 Gasnetze eingespeist werden kann. 16:44.450 --> 16:48.650 Die sogenannte Sektorenkopplung betrachtet die bisher strikt 16:48.650 --> 16:53.790 getrennten Energiebereiche Elektrizität, Wärme und Verkehr als ein 16:53.790 --> 16:54.830 Gesamtsystem. 16:55.310 --> 17:00.110 Damit aber vervielfacht sich zugleich auch der Komplexitätsgrad der 17:00.110 --> 17:02.670 benötigten Algorithmen für die Steuerung. 17:05.210 --> 17:07.730 Das Stichwort ist hier Energieinformatik. 17:07.730 --> 17:10.470 Wir haben ja eine Professur für Energieinformatik, die sich ganz 17:10.470 --> 17:15.830 speziell damit befasst, wie hier Betriebskonzepte erarbeitet und 17:15.830 --> 17:19.990 bewertet werden können, dass wir ein flexibles und sicheres 17:19.990 --> 17:22.350 Versorgungsnetz gewährleisten können. 17:22.350 --> 17:27.010 Dass die Grundlagenforschung zur kybernetischen Steuerung des neuen 17:27.010 --> 17:31.710 integrativen Energiesystems auch die Optionen des wissenschaftlichen 17:31.710 --> 17:36.210 Nachwuchses positiv beeinflussen wird, ist für Professor Joachim 17:36.210 --> 17:38.470 Knebel eine ausgemachte Sache. 17:38.950 --> 17:41.350 Das ist ja auch ein wesentlicher Punkt von Insure, die enge 17:41.350 --> 17:45.970 Kooperation zwischen Hochschulen und der Industrie, sodass die jungen 17:45.970 --> 17:49.390 Leute, die zum Beispiel beim KIT ausgebildet werden, hier ihre 17:49.390 --> 17:53.190 Promotion machen, dann im Anschluss direkt einen interessanten und 17:53.190 --> 17:55.610 zukunftssicheren Arbeitsplatz in der Industrie bekommen. 18:01.830 --> 18:06.370 Wenn wir von Steuerung des Energiesystems sprechen, ist vor allen 18:06.370 --> 18:10.230 Dingen wichtig zu beachten, dass dies möglichst in Echtzeit vollzogen 18:10.230 --> 18:15.050 werden muss, weil ja instantan sehr viele Komponenten im Netz, die 18:15.050 --> 18:19.110 über große Distanzen verteilt sind, um die gleichzeitig erfassen, 18:19.270 --> 18:20.830 steuern, regeln zu können. 18:21.030 --> 18:24.030 Dafür entwickeln wir die entsprechenden Algorithmen, vor allen Dingen 18:24.030 --> 18:28.410 auch Algorithmen, die die Daten sicher transportieren, dass die mit 18:28.410 --> 18:32.690 Protokollen übertragen werden, dass von außen nicht eingegriffen 18:32.690 --> 18:36.730 werden kann, also dass die Übertragung schnell, sicher und zuverlässig 18:36.730 --> 18:37.330 funktioniert. 18:37.330 --> 18:41.890 Die Energieinformatik ist eine sehr junge Disziplin, die im breiten 18:41.890 --> 18:45.710 Feld der angewandten Informatik innerhalb kürzester Zeit eine 18:45.710 --> 18:48.350 atemberaubende Entwicklung durchgemacht hat. 18:48.850 --> 18:52.350 Dabei geht es nicht nur um Protokolle, um Verschlüsselungs- und 18:52.350 --> 18:56.390 Kommunikationstechnologien, mit denen die leistungselektronischen 18:56.390 --> 19:00.210 Komponenten in einer kritischen Infrastruktur wie dem Stromnetz 19:00.210 --> 19:02.310 zuverlässig kommunizieren können. 19:02.310 --> 19:06.530 Auch ganz grundsätzliche Fragen zur zukünftigen Struktur des Netzes 19:06.530 --> 19:09.990 müssen von den Energieinformatikern beantwortet werden. 19:10.410 --> 19:14.890 Werden die Smart Grids beispielsweise so etwas sein wie ein Internet 19:14.890 --> 19:15.670 der Energie? 19:16.110 --> 19:18.930 Die Probleme sind lange nicht alle gelöst, auch deshalb, weil eine 19:18.930 --> 19:22.350 große Frage die Community bewegt, vielleicht auch aus der Idee des 19:22.350 --> 19:25.370 Internets getrieben, zu sagen, naja, brauchen wir überhaupt noch sowas 19:25.370 --> 19:29.010 wie Übertragungsnetze, zentrale, zentralistische Elemente mit 19:29.010 --> 19:29.890 Großkraftwerken? 19:29.890 --> 19:33.050 Oder machen wir das nicht wie im Internet, wo alles dezentral 19:33.050 --> 19:34.050 entschieden werden kann? 19:34.170 --> 19:37.750 Professor Veit Hagenmeier leitet das Institut für Angewandte 19:37.750 --> 19:38.510 Informatik. 19:38.870 --> 19:41.690 Er ist Mitglied des Insur-Direktoriums. 19:41.990 --> 19:44.910 Dezentral heißt dann in kleinen Bilanzräumen, also sogenannten Zellen, 19:45.110 --> 19:48.410 die dann für sich selber das Energiemanagement machen. 19:48.510 --> 19:50.610 Im Übrigen nicht nur Strom, sondern kommen über die Sektorkopplung 19:50.610 --> 19:53.750 auch noch angrenzende Energieträger wie Wärme und Gas, auch Fragen der 19:53.750 --> 19:55.470 Mobilität kommen dann mit ins Spiel. 19:55.470 --> 19:59.090 Also sozusagen ein lokales Energie- und Leistungsmanagement über diese 19:59.090 --> 20:03.510 Zellen, die sich über die in der Fläche verteilte Natur von 20:03.510 --> 20:06.250 Solarzellen und Windkraftwerken, also einfach topologisch ergibt. 20:06.470 --> 20:09.670 Angrenzende Zellen zu haben, die schon sich irgendwie aushelfen und 20:09.670 --> 20:11.270 wir brauchen keine zentralen Einheiten mehr. 20:11.450 --> 20:14.590 Das ist die ganz moderne Denke, die auch mitgetrieben durch die 20:14.590 --> 20:18.130 Energieinformatiker, aber auch durch modern denkende Elektrotechniker 20:18.130 --> 20:18.710 aufkam. 20:18.710 --> 20:23.810 Eine bestechende Idee, die als Internet der Energie diskutiert wird. 20:24.190 --> 20:27.850 Sie hätte zugleich den Charme, dass ein großer Teil der zur Steuerung 20:27.850 --> 20:32.070 notwendigen Daten nur lokal fließen müsste, weil die meisten 20:32.070 --> 20:35.850 Entscheidungen durch Programme vor Ort getätigt werden könnten. 20:36.370 --> 20:40.790 Zugleich hat dieses radikal dezentrale Konzept einer Internet 20:40.790 --> 20:44.790 -ähnlichen Struktur für die Smart Grids bei manchen Bürgern die 20:44.790 --> 20:48.550 Hoffnung aufkeimen lassen, man könne sich endgültig von den 20:48.550 --> 20:51.870 ungeliebten großen Energieversorgern abkoppeln. 20:52.350 --> 20:56.750 Mit der Photovoltaikanlage auf dem Dach und der Heimspeicherbatterie 20:56.750 --> 21:01.790 im Keller träumen viele von einer autarken Stromversorgung vor Ort. 21:02.490 --> 21:04.210 Professor Hagemeyer warnt. 21:04.470 --> 21:06.890 Wir haben gesagt, lasst uns doch davon ausgehen, dass wir jetzt hier 21:06.890 --> 21:10.970 nicht Religionen aufbauen oder Ideologien in ganz dezentral oder ganz 21:10.970 --> 21:14.050 zentral, sondern es wird eine Mischform sein müssen, dass vielleicht 21:14.050 --> 21:18.770 das, was heute Verteilnetz heißt, dann Energie-Erntenetz heißt, immer 21:18.770 --> 21:22.350 gedacht in dann etwas größeren Regionen, Stadt-Umland-Regionen. 21:22.710 --> 21:25.650 Und das, was heute mit Übertragungsnetz betitelt wird, wird zu einer 21:25.650 --> 21:29.690 Art Rückgrat-Stabilisierungsnetz, das eben dann in dem Moment, in dem 21:29.690 --> 21:32.510 die Bilanzen nicht mehr aufgehen, die richtige Menge Energie an die 21:32.510 --> 21:35.070 richtige Stelle bringt, sodass das Gesamtsystem stabil bleibt. 21:35.070 --> 21:39.310 Für energieintensive industrielle Produktionen wie die Glas- oder 21:39.310 --> 21:44.910 Aluminiumherstellung sind autarke Energieinseln vor Ort ohnehin kaum 21:44.910 --> 21:45.830 vorstellbar. 21:46.190 --> 21:49.550 Die dort gebrauchten riesigen Strommengen werden lokal nur im 21:49.550 --> 21:52.770 Ausnahmefall nachhaltig erzeugt werden können. 21:57.420 --> 22:02.020 Aber die Frage zentrale oder dezentrale Steuerung, die sogenannte 22:02.020 --> 22:06.440 Netztopologie, ist nur eines der vielen Probleme, mit denen sich die 22:06.440 --> 22:08.900 Energieinformatiker herumschlagen müssen. 22:09.440 --> 22:13.100 Wenn schon eine kleine Wolke am Himmel die Energieerzeugung drosseln 22:13.100 --> 22:16.860 kann, braucht man in den Netzen der Zukunft auch ein perfektes 22:16.860 --> 22:18.380 Vorhersagemanagement. 22:19.800 --> 22:23.640 Zunächst mal brauchen sie die Informationen sicher am richtigen Ort. 22:23.800 --> 22:26.920 Und zwar ist es nicht nur die aktuelle Information in der Sekunde, in 22:26.920 --> 22:30.140 der es dann sozusagen um Stabilität oder Nichtstabilität geht, sondern 22:30.140 --> 22:33.540 schon im Vorfeld das Wettervorhersagegeschehen, dann auch ein 22:33.540 --> 22:37.800 Energieproduktionsgeschehen sozusagen, entsprechende Lastprognosen. 22:37.980 --> 22:40.680 Wenn sie daran denken, dass manch ein Haushalt nicht mehr nur ein 22:40.680 --> 22:43.280 Verbraucher ist, wie es bisher war, sondern weil er sich selbst 22:43.280 --> 22:45.820 Photovoltaik aufs Dach setzt und die Batterien in den Keller stellt 22:45.820 --> 22:48.940 oder ein Elektroautor noch dabei hat, zum sogenannten Prosium wird, 22:49.060 --> 22:52.860 dann ist die Vorhersage, die bisher, auch die Vorhersage der Methoden, 22:52.900 --> 22:54.420 die bisher eingestellt wurden, nicht mehr ausreicht. 22:56.480 --> 23:00.120 Damit der Anteil des Stroms aus Sonne und Wind in den Netzen der 23:00.120 --> 23:03.420 Zukunft möglichst hoch sein kann, muss man mit sehr kleinen 23:03.420 --> 23:05.740 Sicherheitsreserven operieren können. 23:05.740 --> 23:10.380 Das sind in der Regel zentrale Kraftwerke, die für das Abfedern von 23:10.380 --> 23:14.500 Verbrauchsspitzen und unzureichender Stromerzeugung aus erneuerbaren 23:14.500 --> 23:17.700 Quellen im Stand-by-Modus gehalten werden. 23:18.200 --> 23:22.160 Das geht nur mit einer absolut zuverlässigen, vorausschauenden 23:22.160 --> 23:22.920 Planung. 23:23.360 --> 23:25.640 Sobald Sie die Vorhersagen haben, brauchen Sie eine Jahresplanung, 23:25.720 --> 23:28.080 eine Monatsplanung, eine Wochenplanung, eine Tagesplanung, eine Inter 23:28.080 --> 23:28.600 -Day -Planung. 23:28.600 --> 23:32.920 Denn nur aufgrund einer sehr guten Vorhersage plus Planung können Sie 23:32.920 --> 23:35.800 überhaupt in dem Zustand das Netz nachher operieren, dass die 23:35.800 --> 23:37.380 Regelungstechnik noch anschlagen kann. 23:37.400 --> 23:39.300 Wenn Sie sich völlig verschätzen, dann kann auch die beste 23:39.300 --> 23:41.180 Regelungstechnik deshalb nichts mehr helfen, weil Sie gar keine 23:41.180 --> 23:42.140 Stellenergie haben. 23:42.320 --> 23:43.880 Das ist eine sehr komplexe Aufgabe. 23:46.260 --> 23:48.360 Und sie wird noch komplexer. 23:48.800 --> 23:52.300 Nach den bisherigen Erfahrungen mit dem Erneuerbare-Energie-Gesetz 23:52.300 --> 23:56.600 weiß man, nur wenn Marktmechanismen greifen, kann verhindert werden, 23:56.740 --> 23:59.780 dass die Stromkosten in astronomische Höhen steigen. 24:00.260 --> 24:04.040 Die Netze der Zukunft müssen deshalb auch Platz für eine rasch 24:04.040 --> 24:08.980 reagierende Strombörse bieten, auf der viele unterschiedliche Anbieter 24:08.980 --> 24:09.980 agieren können. 24:11.840 --> 24:15.320 Wenn Sie dezentrale, lokale Märkte aufbauen mit unterschiedlichen 24:15.320 --> 24:19.080 Tarifierungssystemen, vielleicht sogar zeitaktuellen Tarifen, je nach 24:19.080 --> 24:19.580 Angebot. 24:19.860 --> 24:22.120 Das KIT forscht auch daran im Rahmen von Intum. 24:22.240 --> 24:24.460 Dann sind diese Marktinformationen auch noch gleichzeitig wichtig. 24:24.680 --> 24:26.940 Dann sofort die Frage nach Verschiebepotenzial in andere 24:26.940 --> 24:27.680 Energieträger. 24:27.960 --> 24:30.420 Der Komplexitätsbaum macht sich sehr schnell sehr weit auf. 24:30.680 --> 24:33.500 Und da werden wir die Aufgabe haben, diese Komplexität in solche 24:33.500 --> 24:36.720 Pakete so zu verpacken, dass es dann nachher einen stabilen Betrieb 24:36.720 --> 24:37.020 gibt. 24:39.870 --> 24:44.010 Aus den Experimenten der Elementarteilchenphysik, bei denen riesige 24:44.010 --> 24:47.670 Datenmengen entstehen, stammen die sogenannten Big Data 24:47.670 --> 24:49.050 -Analyseprogramme. 24:49.610 --> 24:53.430 Sie werden jetzt auch in den Versorgungsnetzen der Zukunft gebraucht, 24:53.730 --> 24:57.890 beispielsweise um aus Daten der Vergangenheit zuverlässige Prognosen 24:57.890 --> 24:59.890 für die Zukunft zu generieren. 25:01.270 --> 25:05.010 Viel, was unter Artificial Intelligence läuft, ob man das immer 25:05.010 --> 25:07.430 Intelligenz nennen muss, weiß ich nicht. 25:07.610 --> 25:10.230 Aber natürlich werden diese Methoden, die dann heute zum Beispiel 25:10.230 --> 25:13.770 unter Deep Learning oder so auch laufen, in dem Rahmen relevant, um 25:13.770 --> 25:18.450 große Datenmengen in vernünftige, dienliche Modellierungen zu bringen. 25:18.670 --> 25:21.610 Das können neuronale Netze sein, das können aber auch andere Methoden 25:21.610 --> 25:21.890 sein. 25:21.890 --> 25:25.970 Und manchmal ist es sogar die ganz einfache Methode von vorgestern, 25:26.090 --> 25:28.970 die Ihnen ein schönes, robustes Ergebnis liefert, mit dem Sie dann 25:28.970 --> 25:30.090 auch zu Rande kommen. 25:37.820 --> 25:38.920 Drittes Kapitel. 25:39.340 --> 25:42.160 Numerische Simulation schafft Vertrauen. 25:45.320 --> 25:49.840 Wenn Sie neue Technologie entwickeln, wollen Sie das natürlich im 25:49.840 --> 25:51.500 echten Netz ausprobieren. 25:51.500 --> 25:56.500 Prof. Matthias Nohe leitet das Institut für Technische Physik. 25:56.840 --> 26:00.780 Im Rahmen von Ensure ist er an der Entwicklung von Testverfahren für 26:00.780 --> 26:04.720 die neue Hardware in den intelligenten Stromnetzen beteiligt. 26:04.840 --> 26:09.520 Wir haben 2003 den weltweit ersten resistiven, supraleitenden 26:09.520 --> 26:13.160 Strombegrenzer ins Netz der RWE gebracht und entwickelt. 26:13.840 --> 26:17.100 Und wir haben den natürlich im Leistungslabor getestet, sonst wäre der 26:17.100 --> 26:18.200 da nicht reingekommen. 26:18.200 --> 26:23.920 Und diese ganze Prozedur mit testen, qualifizieren und dann erst 26:23.920 --> 26:26.620 sehen, wie sich es verhält im Netz, das hat also vier Jahre 26:26.620 --> 26:27.900 Entwicklungszeit gekostet. 26:28.080 --> 26:31.120 Hätte ich damals schon Power Hardware in the Loop zur Verfügung 26:31.120 --> 26:34.640 gehabt, da hätte ich nach gut einem Jahr spätestens sagen können, wie 26:34.640 --> 26:36.100 sich das im Netz verhalten wird. 26:36.280 --> 26:40.020 Im Versuchslabor des Instituts für Technische Physik auf dem Campus 26:40.020 --> 26:44.600 Nord des KIT begegnet uns die Leistungselektronik in einer neuen 26:44.600 --> 26:45.860 Anwendung wieder. 26:45.860 --> 26:50.100 Bis eine neue Hardware für eine kritische Infrastruktur wie die 26:50.100 --> 26:54.800 Stromversorgung zugelassen wird, war es bisher ein langer Weg mit sehr 26:54.800 --> 26:56.960 vielen, auch rechtlichen Hürden. 26:57.440 --> 27:01.140 Kein Stromversorger riskiert leichtfertig, dass die Versorgung durch 27:01.140 --> 27:04.760 nicht ausreichend getestete Betriebsgeräte zusammenbricht. 27:05.200 --> 27:09.740 Aus gutem Grunde gibt sich die Strombranche äußerst konservativ. 27:09.740 --> 27:13.840 Mit einer als Power Hardware in the Loop bekannt gewordenen 27:13.840 --> 27:17.940 Testumgebung lassen sich jetzt Innovationen sehr viel schneller ins 27:17.940 --> 27:18.980 Stromnetz bringen. 27:32.300 --> 27:37.200 Der eigentliche Kern des Power Hardware in the Loop ist diese schnelle 27:37.200 --> 27:38.960 Leistungselektronik. 27:39.120 --> 27:44.840 Das sind zwei 30 kVa Verstärkereinheiten, die dann über eine 27:44.840 --> 27:48.220 Echtzeitansteuerung schnell geregelt werden. 27:48.220 --> 27:53.820 Diese dienen als Quelle, wo dann Strom und Spannung dem Device an der 27:53.820 --> 27:55.420 Test zur Verfügung steht. 27:56.060 --> 28:00.480 So, jetzt muss ich das schnell in eine Simulationsumgebung einbinden. 28:01.400 --> 28:02.820 Das sehen wir hier. 28:03.420 --> 28:06.940 Erstmal nur in der Form der Bildschirme und der dazugehörigen Rechner, 28:07.440 --> 28:10.080 wo die Echtzeitsimulationssoftware läuft. 28:10.080 --> 28:16.320 Die entscheidende Verbindung ist allerdings hier in diesem Schrank mit 28:16.320 --> 28:19.940 der Verknüpfung der Signale und der Ein- und Ausgänge. 28:20.020 --> 28:24.320 Einmal der Verknüpfung der Signale von der Simulation zur 28:24.320 --> 28:28.580 Leistungselektronik und von der Leistungselektronik Hardware zurück 28:28.580 --> 28:29.880 zur Simulation. 28:29.880 --> 28:34.960 Und die Verknüpfung von Simulation auf der einen Seite, schneller 28:34.960 --> 28:40.100 Verknüpfung hier und der Leistungselektronik ermöglicht dann den Power 28:40.100 --> 28:41.440 Hardware in the Loop. 28:43.460 --> 28:48.340 Die praktisch grenzenlose Flexibilität der Leistungselektronik und 28:48.340 --> 28:52.720 ihre Reaktionsgeschwindigkeit im Mikrosekundenbereich werden am 28:52.720 --> 28:57.120 Institut für Technische Physik genutzt, um die Netzumgebung für neu 28:57.120 --> 28:59.940 entwickelte Betriebselemente zu simulieren. 29:00.440 --> 29:05.220 Mit Power Hardware in the Loop kann reale Hardware vom Schalter bis 29:05.220 --> 29:09.560 zum Umrichter in einem perfekt simulierten Versorgungsnetz einer 29:09.560 --> 29:13.000 ganzen Reihe von Stresstests unterzogen werden. 29:16.020 --> 29:18.040 Jetzt sehe ich hier ein Panel. 29:18.200 --> 29:22.260 Das ist also ein Beispiel für ein Gerät, was hier in diesem Prüffeld 29:22.260 --> 29:23.440 getestet werden kann? 29:24.020 --> 29:25.660 Ja, ein Photovoltaik-Panel. 29:25.920 --> 29:28.620 Und wenn wir jetzt die normale Beleuchtung da drauf scheinen lassen, 29:28.780 --> 29:31.120 sehen wir auch schon, wie Strom erzeugt wird. 29:31.640 --> 29:36.660 Wir können dann eine virtuelle Wolke aus Pappe davor halten und sehen, 29:37.080 --> 29:38.480 wie sich das auswirkt. 29:38.480 --> 29:42.960 Wir können aus einem Photovoltaik-Modul hochskalieren auf große 29:42.960 --> 29:44.740 Photovoltaik -Parks dadurch. 29:45.120 --> 29:48.880 Was sind denn die wichtigsten Fragestellungen, die dann in so einem 29:48.880 --> 29:54.280 Test gemischt aus numerischer Simulation und echter Hardware gestellt 29:54.280 --> 29:54.760 werden? 29:55.080 --> 29:58.260 Also die erste Fragestellung bei Technologieentwicklung funktioniert 29:58.260 --> 30:00.560 es, wie es vorhergesehen ist. 30:00.840 --> 30:02.780 Das können wir hier eins zu eins untersuchen. 30:02.780 --> 30:08.460 Die zweite Fragestellung, wie regle ich denn das Netz, dass es stabil 30:08.460 --> 30:09.740 und sicher bleibt? 30:10.260 --> 30:15.200 Da kann ich entsprechende Regelungsalgorithmen entwickeln, die das 30:15.200 --> 30:18.380 Netz bei welchen Vorgängen auch immer stabil halten. 30:22.160 --> 30:28.760 Seit 2014 ist auf dem Campus Nord des KIT das Energy Lab 2.0 im 30:28.760 --> 30:29.160 Aufbau. 30:29.160 --> 30:33.440 Hier wird die Sektorenkopplung erforscht, also die Integration 30:33.440 --> 30:37.080 unterschiedlicher Energieträger und Speichermedien. 30:37.820 --> 30:42.960 Zum Energy Lab 2.0 gehören der KIT Photovoltaik-Park mit einer 30:42.960 --> 30:47.780 Leistung bis zu einem Megawatt, die KIT Biolig-Pilotanlage, die aus 30:47.780 --> 30:52.120 Stroh Treibstoff erzeugt, ein entsprechend dimensionierter Lithium 30:52.120 --> 30:56.560 -Ionen -Batteriespeicher, zwei Anlagen, mit denen unverbrauchter 30:56.560 --> 31:00.940 Strom, CO2 und Wasserstoff in Methangas oder wahlweise in 31:00.940 --> 31:04.400 synthetischen Treibstoff verwandeln kann und schließlich drei 31:04.400 --> 31:09.140 Mikrogasturbinen, in denen das Methan bei Bedarf wieder zu Strom wird. 31:09.520 --> 31:14.080 Ein auf Megawattmaßstab erweitertes Power-Hardware-in-the-Loop-Labor 31:14.080 --> 31:18.860 wird dort im Rahmen des Insure-Projekts ebenfalls seinen Platz finden. 31:18.860 --> 31:23.580 Unser Schwerpunkt ist, dass wir die Kopplung der verschiedenen 31:23.580 --> 31:27.820 Energieträger untersuchen möchten, die sogenannte Sektorenkopplung. 31:27.960 --> 31:30.760 Wir haben hier sehr gute Voraussetzungen, weil wir natürlich mit dem 31:30.760 --> 31:35.080 Energy Lab verschiedene Komponenten hier schon vor Ort haben, genau in 31:35.080 --> 31:38.580 diesem Megawattmaßstab, wie wir auch das Power-Hardware-in-the-Loop 31:38.580 --> 31:40.140 -Labor hier aufbauen möchten. 31:40.540 --> 31:43.920 Das heißt, wir können eine Vielzahl von verschiedenen Kombinationen 31:43.920 --> 31:48.020 von Technologien miteinander verknüpfen und bei der Sektorenkopplung 31:48.020 --> 31:52.120 kommen unterschiedliche Zeitskalen, unterschiedliche Energieträger zum 31:52.120 --> 31:56.200 Tragen und normalerweise unterhalten die sich bisher nicht, wie steht 31:56.200 --> 31:59.880 der Strom für den Elektrolyseur zur Verfügung, in welcher Qualität 31:59.880 --> 32:03.600 oder umgekehrt, was kommt daraus und wie kann ich das zurückspeisen 32:03.600 --> 32:04.130 ins Stromnetz. 32:14.820 --> 32:19.600 Dieses Netz hier, das ist ja wie so ein altes Telefonpanel, wo man 32:19.600 --> 32:21.420 Steckverbindungen machen kann. 32:21.780 --> 32:25.520 Das heißt, das ist eine Möglichkeit, Netzstrukturen diesem 32:25.520 --> 32:27.880 Prüfungsprozess zu unterziehen. 32:28.220 --> 32:32.440 Ja, da haben wir hier schon mal so ein Netz nachgebildet, in einer 32:32.440 --> 32:35.520 kleinen Version, ein Mikronetz quasi. 32:35.680 --> 32:39.500 Anstatt 380 kV haben wir 380 Volt. 32:39.500 --> 32:43.500 Das ist also eine Nachbildung eines Energieversorgungsnetzes aus 32:43.500 --> 32:44.500 verschiedenen Komponenten. 32:45.600 --> 32:48.400 Sie sehen da Transformatorenachbildungen, Sie sehen da 32:48.400 --> 32:52.700 Leitungsnachbildungen, Sie sehen Messgeräte dazu, Sie sehen auch mal 32:52.700 --> 32:53.760 spezielle Schalter. 32:54.380 --> 32:58.500 Das ist jetzt tatsächlich so eine Art Netzaufbau, wie man es wirklich 32:58.500 --> 32:58.860 hat. 32:59.260 --> 33:04.240 Und unser Ansatz ist, gelingt es mit den Mikrogrids nachzuweisen, wie 33:04.240 --> 33:05.920 sich große Netze verhalten. 33:05.920 --> 33:09.600 Gucken Sie mal hier die Wand an, die hätte genug Platz, das ganze 33:09.600 --> 33:12.160 deutsche Netz im Minimaßstab nachzubilden. 33:12.620 --> 33:15.420 Und das wäre doch schön, wenn man sagen könnte, das würde hier 33:15.420 --> 33:19.180 funktionieren und wir könnten die wesentlichen Vorgänge, wie sie da 33:19.180 --> 33:24.020 stattfinden, hier visualisierbar machen und begreifbar und messbar und 33:24.020 --> 33:24.980 anschaulich machen. 33:25.220 --> 33:28.160 Das ist eine Möglichkeit, auf die wir abzielen. 33:28.760 --> 33:30.060 Das dauert allerdings noch ein bisschen. 33:35.650 --> 33:37.070 Viertes Kapitel. 33:37.330 --> 33:41.390 Fließt der Strom unter der Erde, wird der Widerstand kleiner. 33:46.570 --> 33:51.370 Auch die sogenannte Hochtemperatursupraleitung wird in den Netzen der 33:51.370 --> 33:53.310 Zukunft eine Rolle spielen. 33:53.790 --> 33:57.470 Bestimmte Kristalle setzen schon bei relativ hohen Temperaturen um die 33:57.470 --> 34:03.390 20 Kelvin, das entspricht minus 253 Grad Celsius, dem Stromfluss 34:03.390 --> 34:05.650 praktisch keinen Widerstand entgegen. 34:05.650 --> 34:09.810 Für Professor Noe ist die mit flüssigem Stickstoff gekühlte 34:09.810 --> 34:13.730 Supraleitung ideal für bestimmte kurze Abschnitte in den 34:13.730 --> 34:17.190 Stromautobahnen, die die Windenergie von der Küste in die 34:17.190 --> 34:19.670 Ballungsräume des Südens transportieren. 34:20.170 --> 34:23.850 Auch wegen des Widerstands lokaler Bürgergruppen werden diese nicht 34:23.850 --> 34:27.150 überall als Freileitungen gezogen werden können. 34:27.150 --> 34:31.090 Unsere Aufgabe ist nun zu untersuchen, wie man mit einem 34:31.090 --> 34:35.510 Supraleitenden Kabel eine solche Teil-Erdverkabelung durchführen kann 34:35.510 --> 34:39.590 und die technisch und wirtschaftlich zu bewerten gegenüber den 34:39.590 --> 34:43.890 bestehenden Technologien wie konventionelle Kabel, die zum Beispiel 34:43.890 --> 34:50.330 eine Trassenbreite haben von über 65 Metern auf 2 Meter Tiefe ungefähr 34:50.330 --> 34:56.650 aufgegraben, um ein 4 x 380 kV Freileitungssystem unter die Erde zu 34:56.650 --> 34:56.930 bringen. 34:57.230 --> 35:02.410 Das ist ungefähr eine gute mehrspurige Autobahn, die Sie dort 35:02.410 --> 35:03.150 benötigen. 35:03.150 --> 35:08.610 In einem Supraleitenden Kabel würden Sie eine Feldwegbreite benötigen 35:08.610 --> 35:13.970 und könnten auf dieser Feldwegbreite die 4 Systeme 380 kV unterbringen 35:13.970 --> 35:17.110 mit derselben Leistung, wie sie die Freileitungen hat. 35:23.080 --> 35:24.180 Fünftes Kapitel. 35:24.600 --> 35:27.560 Wie beweist man, dass alles wirklich funktioniert? 35:27.560 --> 35:32.740 Wir sehen die Beteiligung in Ensure als große Chance, neue 35:32.740 --> 35:36.900 Technologien, die im wissenschaftlichen Bereich in den Universitäten 35:36.900 --> 35:41.200 entwickelt werden, in Zusammenarbeit mit diesen universitären Partnern 35:41.200 --> 35:45.120 und eben auch in Verbindung mit den anderen Industriepartnern, 35:45.240 --> 35:49.080 insbesondere hier den Netzbetreibern Eon und Tenet marktreif zu 35:49.080 --> 35:49.340 machen. 35:49.340 --> 35:53.660 Und im Ensure sehen wir die Chance, dass jetzt eine Demonstration 35:53.660 --> 35:57.940 möglich ist, die über das regionale Maß, was in anderen Projekten 35:57.940 --> 35:59.340 passiert, möglich ist. 35:59.620 --> 36:03.880 Mit mehreren Partnern, insbesondere auch Partnern, die üblicherweise 36:03.880 --> 36:05.260 im Wettbewerb stehen. 36:05.260 --> 36:10.380 Der Physiker Dr. Silvio Cosse ist Mitglied des Ensure Direktoriums. 36:10.840 --> 36:15.120 Beim Projektpartner Siemens Corporate Technology leitet er am Standort 36:15.120 --> 36:19.320 Erlangen eine Arbeitsgruppe im Technologiefeld Energiesysteme. 36:19.320 --> 36:24.160 Die Bewältigung der Probleme beim Umbau der bestehenden Energienetze 36:24.160 --> 36:27.980 bei laufendem Betrieb sind aus seiner Sicht entscheidend für den 36:27.980 --> 36:29.700 Erfolg des Forschungsprojekts. 36:30.100 --> 36:33.300 Schließlich kann man das bestehende Netz ja nicht einfach abschalten. 36:33.680 --> 36:36.840 Der Umbau wird also gleitend vonstatten gehen müssen. 36:36.840 --> 36:40.600 Wir brauchen weiterhin mechanische zuverlässige Schalter als 36:40.600 --> 36:41.400 Schutzeinrichtung. 36:41.540 --> 36:44.820 Das, was in der Vergangenheit, was heute aktuell überall verbaut wird, 36:44.860 --> 36:45.740 wird es weiterhin geben. 36:45.900 --> 36:50.180 Es wird aber aus unserer Sicht der Anteil an Leistungselektronik im 36:50.180 --> 36:51.560 Netz sich erhöhen. 36:52.040 --> 36:55.240 Und das Wechselspiel zwischen den leistungselektronischen 36:55.240 --> 36:58.820 Betriebsmitteln und den eher konventionellen Betriebsmitteln, das ist 36:58.820 --> 37:01.640 auch Gegenstand des Copernicus-Projektes. 37:01.640 --> 37:04.840 Die Untersuchung, wie müssen sie interagieren, welche 37:04.840 --> 37:09.340 Schnittstellenprotokolle müssen entwickelt oder können genutzt werden 37:09.340 --> 37:13.180 und welche Anforderungen ergeben sich daraus für aktuelle 37:13.180 --> 37:14.340 Betriebsmittel bzw. 37:14.720 --> 37:16.580 für die Weiterentwicklung dieser Betriebsmittel. 37:23.700 --> 37:27.740 Am Ende der zehnjährigen Laufzeit des Insure-Projekts wird die 37:27.740 --> 37:31.460 universitäre Grundlagenforschung durch die Industriepartner im 37:31.460 --> 37:34.640 Konsortium in die Wirklichkeit umgesetzt werden. 37:35.160 --> 37:38.580 Ein Demonstrator wird zeigen, dass die entwickelten Netz- und 37:38.580 --> 37:42.460 Steuerungskonzepte sowie die entsprechende Hardware auch in der 37:42.460 --> 37:46.840 Realität genau das können, was man sich vorgenommen hat, eine 37:46.840 --> 37:51.460 nachhaltige, sichere und dennoch bezahlbare Energieversorgung. 37:52.560 --> 37:57.180 Da es bereits lokale und regionale Pilotprojekte zur intelligenten 37:57.180 --> 38:01.640 Stromversorgung gibt, wird der Insure-Demonstrator nach Überzeugung 38:01.640 --> 38:05.840 von Silvio Kosse einen entscheidenden Schritt darüber hinausgehen 38:05.840 --> 38:06.240 müssen. 38:06.240 --> 38:10.860 Wir brauchen nichts in dieser Copernicus-Initiative demonstrieren, was 38:10.860 --> 38:12.440 in der Vergangenheit schon demonstriert wurde. 38:12.580 --> 38:14.380 Also es muss über die Region hinausgehen. 38:15.020 --> 38:17.280 Die Frage, ob es nicht gleich eine Großstadt sein wird, die würde ich 38:17.280 --> 38:18.600 im Moment noch nicht verneinen. 38:19.000 --> 38:22.720 Das hängt davon ab, welche Großstadt man in die Gespräche einbeziehen 38:22.720 --> 38:27.020 kann, welche Argumente haben wir, die zu überzeugen, dort mitzumachen, 38:27.240 --> 38:31.100 weil es auch ein Risiko birgt, dass in der Demonstration nicht alles 38:31.100 --> 38:31.820 perfekt läuft. 38:31.820 --> 38:34.500 Das ist so, deswegen macht man eine Demonstration. 38:34.980 --> 38:38.960 Wir versuchen natürlich im Vorfeld in der Labordemonstration, dieses 38:38.960 --> 38:41.940 soweit, wie es nur geht, auszuschließen bzw. 38:42.380 --> 38:45.160 diese Fälle kennenzulernen und dann entsprechend zu reagieren. 38:45.320 --> 38:48.620 Aber ich würde es im Moment nicht ausschließen, dass man auch eine 38:48.620 --> 38:52.820 größere Region, und zwar deutlich größer, als das in den vergangenen 38:52.820 --> 38:56.260 Projekten oder in den laufenden Projekten gerade erfolgt, andenkt. 38:58.140 --> 39:02.480 Möglicherweise wird der Ensur-Demonstrator die Ergebnisse der anderen 39:02.480 --> 39:04.680 Copernicus -Projekte einbeziehen. 39:05.040 --> 39:08.900 Das gilt vor allem für das Power-to-X-Projekt, das an der Integration 39:08.900 --> 39:12.620 der Energieträger Gas, chemische Grundstoffe und synthetische 39:12.620 --> 39:16.400 Kraftstoffe in das Stromversorgungssystem arbeitet. 39:16.400 --> 39:20.580 Das Synergy-Projekt dagegen beschäftigt sich mit der Frage, wie 39:20.580 --> 39:25.420 energieintensive industrielle Produktion mit der stark fluktuierenden 39:25.420 --> 39:29.540 Energieerzeugung aus Sonne und Wind in Einklang gebracht werden kann. 39:30.040 --> 39:34.340 Bei allen Überlegungen aber steht die Stabilität des Gesamtnetzes im 39:34.340 --> 39:35.060 Vordergrund. 39:35.520 --> 39:39.020 Nach den bisherigen Erkenntnissen sollte sie von einem in der Fläche 39:39.020 --> 39:42.160 feinmaschiger vernetzten System profitieren. 39:42.160 --> 39:46.780 Jetzt haben wir ja eher Strangnetze oder Ringnetze, die offen sind. 39:46.960 --> 39:50.680 Manchmal geschlossen wären, wenn man jetzt die Netzabschnitte stärker 39:50.680 --> 39:54.020 vermaschen würde, sprich also verbinden würde, dann hätte man im 39:54.020 --> 39:56.340 Idealfall ja sowas wie eine Kupferplatte. 39:56.880 --> 40:00.440 Und auf einer Kupferplatte ist es so, dass nahezu keine 40:00.440 --> 40:03.460 Spannungsabfälle zu verzeichnen sind, weil der Widerstand dieses 40:03.460 --> 40:06.360 Systems so gering ist, dass kein Spannungsabfall zu bezeichnen ist. 40:06.360 --> 40:10.100 Das ist das, was in Kopernikus & Schuhe auch adressiert ist, dass man 40:10.100 --> 40:13.180 möglicherweise lokale Bereiche in den Inselbetrieb fährt. 40:13.500 --> 40:17.140 Das heißt, sie entkoppeln sich vom übergeordneten Netz, sind damit 40:17.140 --> 40:21.000 autark für eine gewisse Zeit und sind aber so sicher, dass eben ein 40:21.000 --> 40:22.820 übergeordneter Fehler sich dort nicht auswirkt. 40:22.900 --> 40:24.700 Dann muss man aber auch wieder dazusehen, dass die sich 40:24.700 --> 40:27.940 synchronisieren können mit dem übergeordneten Netz und dass die 40:27.940 --> 40:30.000 Einstellungen alle passen bzw. 40:30.420 --> 40:33.840 wir nicht durch Zuschalten eines großen Netzbereiches das System 40:33.840 --> 40:34.760 wieder instabiler machen. 40:36.360 --> 40:38.120 Sechstes und letztes Kapitel. 40:38.560 --> 40:42.540 Welches Stromnetz wollen wir und wie viel darf es kosten? 41:09.070 --> 41:11.210 Das ist eine sehr wichtige gesellschaftliche Komponente im Sinne von 41:11.210 --> 41:15.130 Demokratie und da wird unter Umständen durchaus auch technische 41:15.130 --> 41:16.610 Ineffizienten in Kauf genommen. 41:42.350 --> 41:46.750 Dort wollen wir zusammen mit den Kollegen, beispielsweise Öko-Institut 41:46.750 --> 41:52.590 oder EWI aus Köln, wollen wir Storylines entwickeln, die den 41:52.590 --> 41:55.230 Entwicklern eine gewisse Rahmung geben sollen. 41:55.490 --> 41:59.290 Je nachdem, wie sich das Energiesystem zukünftig entwickelt, kann es 41:59.290 --> 42:02.570 heißen, dass bestimmte Technologien bevorzugt beforscht werden müssen, 42:02.670 --> 42:05.530 während andere Technologien unter den Rahmenbedingungen, die wir 42:05.530 --> 42:08.390 erwarten, eben nicht zielführend sein können. 42:11.980 --> 42:15.800 Welches Energiesystem will die Gesellschaft in ihrer Mehrheit 42:15.800 --> 42:16.500 eigentlich? 42:17.000 --> 42:20.280 Das ist die Leitfrage des gesamten Ensur-Projekts. 42:20.680 --> 42:24.560 Die Politik hat aus vielen negativen Erfahrungen in der Vergangenheit 42:24.560 --> 42:25.120 gelernt. 42:25.480 --> 42:29.740 Zur erfolgreichen Einführung neuer Technologien braucht man vor allem 42:29.740 --> 42:32.920 eines, eine breite gesellschaftliche Akzeptanz. 42:34.000 --> 42:38.460 Deshalb diskutieren in Ensur Vertreter der Zivilgesellschaft mit dem 42:38.460 --> 42:42.860 Bundesverband der Industrie, mit Vertretern der Energiebranche und 42:42.860 --> 42:44.020 sogar mit dem Bauernverband. 42:45.260 --> 42:48.720 Wir brauchen Interessensvertreter in unserer Diskussion, die sagen, 42:48.800 --> 42:51.980 wenn ihr zu viel Kabel durchs Land legt, haben wir keine Möglichkeiten 42:51.980 --> 42:54.000 mehr unsere Landwirtschaft zu betreiben, zum Beispiel. 42:54.000 --> 42:58.760 Wir haben die Gewerkschaften im Boot, um nicht nur eben die Industrie 42:58.760 --> 43:02.040 oder die Vertreter der Stromhersteller zu berücksichtigen, sondern 43:02.040 --> 43:04.760 auch mal aus der Perspektive eines Arbeitnehmers. 43:05.480 --> 43:09.000 Stichwort gerechter Lohn, Stichwort ausreichender Lohn. 43:09.000 --> 43:13.400 Wir haben aber auch eine ethische Dimension, die soll die Energiewende 43:13.400 --> 43:18.280 aus dem Blickwinkel einer Organisation betrachten, die ganz weit weg 43:18.280 --> 43:22.200 ist von Gewinnmaximierung, ganz weit weg ist von irgendwelchen 43:22.200 --> 43:25.580 technischen Randbedingungen, sondern die eigentlich ein bisschen den 43:25.580 --> 43:29.900 Blickwinkel der Gesellschaft, aber eben der Werte mit berücksichtigt. 43:31.600 --> 43:35.900 Die Entwicklung von Best-Practice-Beispielen für eine echte 43:35.900 --> 43:41.400 Partizipation der Bürger bei konkreten Netzausbauprojekten vor Ort ist 43:41.400 --> 43:45.400 eine Aufgabe, der sich das Institut für Technikfolgenabschätzung 43:45.400 --> 43:46.820 ebenfalls stellt. 43:46.820 --> 43:51.480 Eine möglichst frühzeitige Information der Betroffenen beim Bau einer 43:51.480 --> 43:56.040 Stromtrasse oder eines Windparks ist sicher ein erster Schritt, um 43:56.040 --> 43:59.060 eine möglichst breite Akzeptanz herzustellen. 43:59.460 --> 44:02.180 In der Praxis ist das aber nicht ganz so einfach. 44:02.180 --> 44:06.700 Häufig ist der Planungsprozess in den Unternehmen oder im Stadtrat 44:06.700 --> 44:09.940 noch gar nicht abgeschlossen und da Informationen zur Verfügung zu 44:09.940 --> 44:12.740 stellen, wird häufig vorgeschlagen. 44:13.220 --> 44:17.560 Ich habe aber auch schon häufig erlebt, dass das sehr, sehr stark zum 44:17.560 --> 44:19.960 Nachteil des ganzen Prozesses entscheidend ist, weil sich dann die 44:19.960 --> 44:24.320 Leute auf einer sehr dünnen Planungsbasis ihre Meinungen bilden und 44:24.320 --> 44:27.320 gar nicht mal dann abkommen und sehen, okay, da wurde was geändert, 44:27.500 --> 44:30.420 aber sie steigern sich dann in was rein und merken gar nicht, dass 44:30.420 --> 44:32.160 dies erstmal wirklich ein Planprozess ist. 44:32.180 --> 44:36.600 Die Rolle der sogenannten Experten und ihr Selbstverständnis bei den 44:36.600 --> 44:41.180 Bürgerbefragungen sind für Dr. Pogan jetzt entscheidend für den Erfolg 44:41.180 --> 44:45.760 eines partizipativen Prozesses, der mehr sein will als nur ein 44:45.760 --> 44:46.560 Feigenblatt. 44:47.300 --> 44:49.760 Für mich gibt es zwei Arten von Experten. 44:49.900 --> 44:53.660 Der eine Typ von Experten ist, der technisch-ökonomisch an die Sache 44:53.660 --> 44:57.200 rangeht, der die technische Effizienz, die ökonomische Effizienz, die 44:57.200 --> 45:00.020 Vorteile einer Anlage aus diesem Blickwinkel berechnet. 45:00.020 --> 45:03.740 Dann gibt es für mich einen ganz anderen Typ von Experten, der ist 45:03.740 --> 45:06.840 der, der sich mit den gesellschaftlichen Prozessen, insbesondere aber 45:06.840 --> 45:11.060 auch mit der Mediation auseinandersetzt, der sich vor der Mediation 45:11.060 --> 45:14.600 genau überlegt, was ist das für ein Typ von Menschen, die dort lebt. 45:14.660 --> 45:17.040 In Bayern werden sie anders an Menschen rangehen müssen als in 45:17.040 --> 45:17.760 Nordfriesland. 45:20.120 --> 45:25.420 Ich erachte beide Experten als extrem wichtig, aber diese Experten 45:25.420 --> 45:29.140 sollten nicht in die Rolle verfallen, alles zu wissen, weil 45:29.140 --> 45:32.800 typischerweise gerade in solchen Bürgergruppen sich selber Experten 45:32.800 --> 45:33.480 gebildet haben. 45:33.620 --> 45:36.280 Das sind dann quasi die internen Experten, die nicht unbedingt 45:36.280 --> 45:39.780 Publikationen machen, die nicht unbedingt ihre tausend Reden pro Jahr 45:39.780 --> 45:43.680 schwingen, sondern die einfach sich ganz konkret mit der Situation vor 45:43.680 --> 45:44.860 Ort auseinandergesetzt haben. 45:44.860 --> 45:49.520 Und die sind häufig auf einem höchstgradig guten Niveau Experten. 46:25.140 --> 46:30.820 In der Summe setzt das einen vielschichtigen und schwierig zu 46:30.820 --> 46:35.140 organisierenden Rückkopplungsprozess zwischen technischer, sozialer 46:35.140 --> 46:37.520 und wirtschaftlicher Vernunft voraus. 46:41.450 --> 46:45.950 Da ist unsere Aufgabe mit den Kollegen am Ende mit Hilfe von 46:45.950 --> 46:49.830 Deskriptoren, die wir auch zurzeit entwickeln, drei bis vier mögliche 46:49.830 --> 46:54.130 Zukunftenergiesysteme in der Zukunft zu kanalisieren und die dann 46:54.130 --> 46:54.830 umzusetzen. 46:55.090 --> 46:58.390 Was bedeutet das zum Beispiel, wenn wir ein sehr dezentrales 46:58.390 --> 47:02.830 Energiesystem haben, kaum mehr große Kraftanlagen, also auch keine 47:02.830 --> 47:05.910 großen Windkraftanlagen, sondern wir eigentlich den Strom vor Ort 47:05.910 --> 47:06.430 haben. 47:06.430 --> 47:10.050 Das bedeutet, dass Höchstspannungsleitungen an Relevanz verlieren, 47:10.350 --> 47:13.570 dafür aber die Verteilnetze an Relevanz wieder sehr stark gewinnen. 47:14.030 --> 47:15.990 Und dann stellt sich die Frage, was bedeutet das? 47:16.150 --> 47:19.350 Müssen wir möglicherweise mehr Kabel verlegen, weil die aktuellen 47:19.350 --> 47:21.330 Kapazitäten werden vielleicht nicht ausreichen? 47:22.150 --> 47:24.590 Möglicherweise brauchen wir auch bessere Regelungstechnik. 47:24.790 --> 47:28.150 Je nachdem, was für ein System wir haben, kann das Auswirkungen haben 47:28.150 --> 47:31.630 auf die Ausgestaltung der Beziehungen zwischen den Stromnachfragern 47:31.630 --> 47:32.630 und den Stromanbietern. 47:33.570 --> 47:38.710 Dr. Witold Roger Poganiec beklagt, dass diese Diskussionen in unserer 47:38.710 --> 47:42.750 in vielfacher Hinsicht polarisierten Gesellschaft nicht selten zu 47:42.750 --> 47:44.890 ideologischen Grabenkämpfen führen. 47:45.590 --> 47:50.210 Das zielt nicht nur auf die Ingenieure, das zielt nicht nur auf die 47:50.210 --> 47:53.790 Vertreter der Energiewende, also zum Beispiel German Watch oder 47:53.790 --> 47:57.870 Greenpeace und so weiter, sondern es zielt auf jeden, weil jeder hat 47:57.870 --> 48:00.370 die Neigung, sein Ziel zu verabsolutieren. 48:00.370 --> 48:05.270 Und diese Verabsolutierung führt zu einer Schärfe, die der Diskussion 48:05.270 --> 48:06.670 meines Erachtens nicht hilft. 48:07.050 --> 48:10.090 Ich kann sie verstehen, wenn ich von etwas überzeugt bin, versuche ich 48:10.090 --> 48:11.330 es mit Macht durchzusetzen. 48:11.510 --> 48:15.150 Aber ich glaube, die ist in vielen Diskussionen kontraproduktiv, weil 48:15.150 --> 48:19.330 sie auch ein Front-Feind-Verhältnis implizit zum Tragen bringt, aber 48:19.330 --> 48:22.030 wir gleichzeitig dennoch in einem Boot leben müssen. 48:22.030 --> 48:26.350 Ein unverzichtbarer Faktor für die gesellschaftliche Akzeptanz ist die 48:26.350 --> 48:31.330 Bezahlbarkeit des nachhaltigen Stroms, der spätestens 2050 durch die 48:31.330 --> 48:33.590 intelligenten Stromnetze fließen wird. 48:34.010 --> 48:37.570 Dabei spielen sehr viele Faktoren eine Rolle, nicht zuletzt die 48:37.570 --> 48:41.730 Einbindung marktwirtschaftlicher Elemente, die bis zur Novellierung 48:41.730 --> 48:44.590 des Erneuerbare-Energien-Gesetzes fehlte. 48:44.590 --> 48:49.370 Wie wird sich der Markteintritt lokaler Bürger-Erzeuger-Gesellschaften 48:49.370 --> 48:51.510 auf den Strompreis auswirken? 48:51.950 --> 48:56.310 Wie eine größere energetische Autarkie der kleinen Photovoltaik 48:56.310 --> 48:56.830 -Besitzer? 48:57.550 --> 49:01.610 Wird der Anschluss an das Versorgungsnetz künftig teurer werden, bei 49:01.610 --> 49:04.010 insgesamt sinkenden Strompreisen? 49:04.450 --> 49:07.930 Die Kosten für die eigentliche Energieerzeugung aus Wind und Sonne 49:07.930 --> 49:11.430 jedenfalls sind inzwischen so niedrig, wie man sich das vor fünf 49:11.430 --> 49:13.430 Jahren noch nicht vorstellen konnte. 49:13.430 --> 49:17.510 Bleibt die Frage, welche Kosten durch Speicherung und Steuerung 49:17.510 --> 49:19.450 zusätzlich entstehen werden. 49:19.850 --> 49:22.890 Die Stromgestehungskosten für Erneuerbare sinken. 49:23.270 --> 49:27.210 Sie werden nicht zu null sinken, weil einen gewissen Kostensatz hat 49:27.210 --> 49:27.630 man immer. 49:28.310 --> 49:32.450 Und dann wird man sehen, dass man Technologien entwickelt oder 49:32.450 --> 49:37.130 ertüchtigt, die nicht teurer sind, um die Energieübertragung und 49:37.130 --> 49:38.410 Verteilung zu ermöglichen. 49:38.430 --> 49:41.610 Ich glaube, die Option, dass Strom nicht bezahlbar ist, haben wir 49:41.610 --> 49:41.770 nicht. 49:41.770 --> 49:45.850 Silvio Kosse vom Projektpartner Siemens Corporate Technology ist 49:45.850 --> 49:50.050 überzeugt, dass das Ziel der Bezahlbarkeit des nachhaltig gewonnenen 49:50.050 --> 49:51.690 Stroms erreicht werden kann. 49:52.170 --> 49:56.190 Die absehbare industrielle Massenfertigung der Leistungselektronik 49:56.190 --> 49:59.830 wird sich nach seiner Einschätzung positiv auswirken. 50:00.430 --> 50:04.550 Für Professor Veit Hagemeyer bietet auch der rapide Preisverfall bei 50:04.550 --> 50:07.610 den Batteriespeichern Anlass zu Optimismus. 50:07.610 --> 50:12.510 Die Kosten der Speicherung des Stroms in Speichermedien wie Gas mit 50:12.510 --> 50:16.230 den unvermeidlichen Effizienzverlusten dagegen sind nach seiner 50:16.230 --> 50:19.070 Auffassung gegenwärtig noch kaum einzuschätzen. 50:19.490 --> 50:23.230 Dabei sind gerade die chemischen Speichermedien für eine mittel- und 50:23.230 --> 50:26.070 langfristige Speicherung unverzichtbar. 50:26.410 --> 50:30.290 Die Bezahlbarkeit des Gesamtsystems ist für mich eine offene Frage. 50:30.290 --> 50:33.070 Ich weiß, es gibt Studien, die sagen, wenn man mal im neuen System 50:33.070 --> 50:36.230 ist, dann sind wir wieder bei Preisen, die mit den heutigen 50:36.230 --> 50:37.170 vergleichbar sind. 50:37.330 --> 50:40.910 Aber der Weg dahin wird uns sicherlich noch Kopfzerbrechen bereiten. 50:41.070 --> 50:45.090 Vor allem aber bedeutet das Ernten des Stroms in der Fläche durch 50:45.090 --> 50:50.150 Photovoltaikanlagen oder Windparks eine wirtschaftliche Aufwertung von 50:50.150 --> 50:54.310 Grundbesitz, über die im Zusammenhang der Energiewende bisher nur 50:54.310 --> 50:57.330 selten eine öffentliche Diskussion geführt werde. 50:57.330 --> 51:01.430 Über das Erneuerbare-Energien-Gesetz und die entsprechenden Umlagen, 51:01.570 --> 51:05.810 die bei jedem im Haushalt ankommen, das heißt auch beim Hartz-IV 51:05.810 --> 51:09.390 -Empfänger genauso wie beim berühmten Zahnarzt, machen wir eine 51:09.390 --> 51:12.590 Umverteilung von Arm nach Reich, weil die erhöhten Kosten, die der 51:12.590 --> 51:15.810 Hartz -IV-Empfänger sieht, mit einer garantierten Einspeisevergütung 51:15.810 --> 51:19.090 im Grunde genommen politisch eine Umschiftung eines finanziellen 51:19.090 --> 51:19.950 Stromes ist. 51:20.070 --> 51:22.710 Und damit erzeugen wir natürlich einen gesellschaftlichen Unterschied. 51:23.010 --> 51:23.570 Das ist die Frage. 51:23.710 --> 51:24.430 Wollen wir das so? 51:29.880 --> 51:34.220 Eines ist sicher, mit den vier Kopernikus-Projekten ist Deutschland 51:34.220 --> 51:37.620 gegenwärtig das größte Forschungslabor zur Energiewende. 51:38.000 --> 51:41.600 An den Stromnetzen der Zukunft wird rund um den Globus gearbeitet, 51:41.960 --> 51:45.560 kaum irgendwo anders aber wird der systemische Ansatz so weit 51:45.560 --> 51:47.140 getrieben wie hierzulande. 51:47.600 --> 51:51.500 Das weckt natürlich internationales Interesse, wie Dr. Kosse 51:51.500 --> 51:52.120 berichtet. 51:52.120 --> 51:53.940 Wir sind in einer Vorreiterposition. 51:54.260 --> 51:58.180 Es gibt aus unterschiedlichen Regionen der Erde die Fragen, wie 51:58.180 --> 51:59.320 realisiert ihr was? 51:59.520 --> 52:01.740 Wie löst ihr Problem A, B, C? 52:02.160 --> 52:05.920 Das hören wir siemensintern von unseren zum Beispiel chinesischen 52:05.920 --> 52:06.280 Kollegen. 52:07.080 --> 52:12.740 Und man guckt sehr interessiert, wie realisiert Deutschland die 52:12.740 --> 52:13.420 Energiewende? 52:13.420 --> 52:19.640 Und hier würde ich sogar ergänzen, man beobachtet, wie realisieren wir 52:19.640 --> 52:23.160 die Energiewärme und möglicherweise sogar Verkehrswende. 52:23.320 --> 52:26.200 Wir sind ein Land mit einem Energieverbrauch, der nicht 52:26.200 --> 52:27.100 vernachlässigbar ist. 52:27.280 --> 52:32.140 Und da guckt man, wie Deutschland das löst, welche Herausforderungen 52:32.140 --> 52:36.080 werden wie gemeistert und welche Probleme ergeben sich, die man 52:36.080 --> 52:38.560 vielleicht, wenn man neu planen kann, komplett umgehen kann. 52:40.900 --> 52:45.020 Wenn sich die vielen Mosaikstückchen erst einmal zusammengefügt haben, 52:45.380 --> 52:48.800 werden die Smart Grids sehr viel mehr verändert haben, als man heute 52:48.800 --> 52:49.800 absehen kann. 52:50.240 --> 52:53.520 Die Einführung der Strom- und Gasversorgung in den Städten an der 52:53.520 --> 52:54.440 Wende vom 19. 52:54.800 --> 52:55.460 zum 20. 52:55.740 --> 52:59.800 Jahrhundert hat die Entwicklung einer spezifischen Urbanität, wie wir 52:59.800 --> 53:03.040 sie heute kennen, überhaupt erst möglich gemacht. 53:04.040 --> 53:08.160 Sicher ist, dass der Einzelne sehr viel mehr Verantwortung übernehmen 53:08.160 --> 53:11.340 wird, was die eigene Versorgung mit Energie betrifft. 53:11.560 --> 53:15.780 Und sei es nur, indem er sich eine Solaranlage und einen elektrischen 53:15.780 --> 53:17.440 Heimspeicher anschafft. 53:17.920 --> 53:21.940 Ensur-Direktoriumsmitglied Professor Joachim Knebel jedenfalls 53:21.940 --> 53:26.240 ermutigt nachdrücklich zu diesem Mehr an Eigenverantwortung. 53:26.240 --> 53:30.400 Wenn da die Menschen entsprechend lukrative Finanzierungsangebote 53:30.400 --> 53:34.260 kriegen, die Technologie entsprechend zuverlässig im Markt ist, mit 53:34.260 --> 53:38.880 den Energieversorgern Modelle ausgehandelt werden, wie man nur noch 53:38.880 --> 53:42.540 rudimentär vom Netz zum Beispiel seinen Strom bezieht, wenn der 53:42.540 --> 53:46.280 Speicher groß genug ausgerichtet ist, da müssen so viele Parteien 53:46.280 --> 53:48.220 einfach mal neue Wege gehen. 53:48.220 --> 53:53.440 Der Bürger selber, die Netzbetreiber, die Stadtwerke, die Politik ein 53:53.440 --> 53:56.560 bisschen was wagen, aber auch einfach mal aus dem alten Trott 53:56.560 --> 53:56.980 rausgehen. 53:57.080 --> 53:58.900 Das ist was, das würde ich mir wünschen. 53:59.020 --> 54:02.160 Ich glaube, das ist der ganz große Schritt, den alle Player hier 54:02.160 --> 54:02.960 machen müssen. 54:22.950 --> 54:28.870 Redaktion Justus Hartlieb Titelmusik Arthur Tadeuszian Weitere 54:28.870 --> 54:34.290 Informationen finden Sie unter www.kit.edu.au