Energiewende

Angesichts der zunehmenden Umstellung auf erneuerbare Energien haben wir die Chance, die Funktionsweise unseres Energiesystems neu zu gestalten, um eine kohlenstoffarme Zukunft in der Energieversorgung zu ermöglichen. 

Flexible Energiesysteme werden die Zukunft prägen

Der Wandel zu einer nachhaltigeren, kohlenstoffarmen Zukunft geht immer schneller vonstatten. Diese Energiewende wird durch den schrittweisen Ersatz von kohlenstoffbasierten Brennstoffen durch erneuerbare Energien, Vorschriften für die Luftreinhaltung und die direkte und indirekte Elektrifizierung von immer mehr Anwendungen vorangetrieben. Die zunehmende dezentrale Erzeugung und Elektrifizierung führt zu verstärkten bidirektionalen Energieflüssen und dem damit verbundenen Bedarf an intelligentem Energiemanagement für den Netzausgleich.

Technologien, die Energie aus Wind, Wasser und Sonne in Strom umwandeln und eine kurzzeitige Speicherung ermöglichen, sind inzwischen ausgereift und kostengünstiger, was in einer wachsenden Zahl von Ländern zu einem signifikanten Anstieg des Anteils erneuerbarer Energien führt. Allerdings ist Strom aus erneuerbaren Energien wetterabhängig und oft äußerst unbeständig, was zu einer inkonsistenten Stromversorgung führen kann. Stromnetzbetreiber stehen weltweit vor der Herausforderung, den steigenden Anteil an erneuerbarer Stromerzeugung zu bewältigen und gleichzeitig eine zuverlässige, gleichmäßige Stromversorgung sowie Netzstabilität zu gewährleisten.

Ob erneuerbare Energiesysteme oder die einfache Integration zusätzlicher Stromquellen zur Deckung des zukünftigen Bedarfs - die Energiewende ebnet den Weg in eine kohlenstoffarme Zukunft. Mit unserem „Everything as a Grid“-Ansatz, fortschrittlichen Technologien und digitaler Intelligenz steigern und optimieren wir die Stromversorgung, auf die die Welt angewiesen ist.

Everything as a Grid

„Everything as a Grid“ beschreibt unsere Perspektive und Herangehensweise, um den Wandel bei der Energieverteilung und -verwaltung zu leiten und zu managen. Strom floss früher in eine einzige Richtung - von zentralen Versorgungsquellen weg. Heute fließt moderner Strom bidirektional, hin und her durch das Netz, zwischen einer zunehmenden Anzahl dezentraler erneuerbarer Erzeuger, Microgrid-Energiesystemen und elektrischen Verbrauchern am Netzrand. So kann die Stromversorgung weltweit sauberer und zuverlässiger gestaltet werden.

Der Wandel zu erneuerbaren Stromerzeugung

Die Nutzung erneuerbarer Energien nimmt weltweit zu; bis 2050 wird ein Strombedarf von 38.700 Terawattstunden erwartet - 50% davon werden durch erneuerbare Energien bereitgestellt.1

Die dezentrale Natur von erneuerbaren Energien stellt das traditionelle Stromversorgungsmodell auf den Kopf. Strom fließt nicht mehr nur in eine Richtung, nämlich vom Energieversorger, der ihn erzeugt, zu denen, die ihn verbrauchen. Vielmehr besteht das neue Stromsystem aus einem komplexen Netzwerk von Prosumenten: Verbraucher und Unternehmen, die vor Ort ihren eigenen Strom erzeugen, ihn nach Bedarf verbrauchen und in vielen Fällen überschüssigen Strom ins Netz zurück speisen. Darüber hinaus wird die Elektrifizierung des Verkehrs, der Wärmeerzeugung und von Industrieprozessen in den kommenden Jahrzehnten zu einem erheblichen Anstieg der Stromnachfrage führen.

Dies wird zu beträchtlichen bidirektionalen Stromflüssen führen, die ein Netz erfordern, das flexibel genug ist, um die Unbeständigkeit und höhere Nachfrage zu bewältigen.

Anstieg des globalen Strombedarfs bis 2050
57
%
Anstieg des globalen Strombedarfs bis 2050
Zunahme von installierten Energiespeichern bis 2030
13x
Zunahme von installierten Energiespeichern bis 2030
Wachstum des Strombedarfs für Daten und Computing bis 2030
4x
Wachstum des Strombedarfs für Daten und Computing bis 2030

Planung der zunehmenden Elektrisierung

Die Elektrifizierung weiterer Bereiche der Wirtschaft, einschließlich Verkehr, Wärmeerzeugung und Industrie, wird bis 2050 zu einem erheblichen Anstieg des Strombedarfs führen. Es ist technisch machbar, diesen zusätzlichen Bedarf mit Strom zu decken, der aus kohlenstoffarmen oder -freien Quellen erzeugt wird. Dies erfordert jedoch eine konzertierte staatliche Unterstützung durch Politik und Regulierungsbehörden sowie Forschung und Entwicklung, um die Kosten für neue umweltfreundliche Energiequellen wie sauberen Wasserstoff zu senken.

Dekarbonisierung: Sauberer Strom

Unternehmen und Verbraucher beteiligen sich an Initiativen für sauberen Strom. Die aktive Versorgung der Unternehmen mit Strom aus erneuerbaren Energien betrug 465 Terawattstunden (TWh), wobei die Produktion für den Eigenverbrauch 165 TWh erreichte.2 Auf der Verbraucherseite sinken die Preise für Ladetechnologien für Elektrofahrzeuge (EV) weiter, während die Verfügbarkeit von Ladepunkten weiter zunimmt. Die Preise für Batteriepacks, die für Elektrofahrzeuge und Energiespeichersysteme verwendet werden, sind in den letzten zehn Jahren um 87% gefallen und fallen weiter.3 Ab März 2020 waren in den USA ca. 78.500 Ladeanschlüsse und fast 25.000 Ladestationen für Elektrofahrzeuge mit Plug-in-Technologie vorhanden.4

Durch die Vereinfachung des Handels mit selbsterzeugtem, sauberem Strom zur Senkung der Stromkosten ermöglichen wir Energieverbrauchern - sowohl Privat- als auch Geschäftskunden - die Teilnahme an Demand-Response-Programmen, bei denen der Stromanbieter die Nachfrage und/oder die Stromerzeugung vor Ort entsprechend dem Bedarf erhöhen oder verringern kann. Dadurch fallen die zusätzlichen und teuren Aufrüstungen der lokalen Verteilnetze niedriger aus.

Demokratisierung: Weniger Abhängigkeit vom Netz

Immer mehr Haushalte, Unternehmen und Gemeinden verwandeln sich in autarke Stromerzeuger, die immer weniger auf das Versorgungsnetz angewiesen sind. Sie erzeugen, speichern und verbrauchen ihre eigene Energie über erneuerbare Solaranlagen, Windturbinen, Microgrids und Batteriespeicher - und schaffen so einen bidirektionalen Stromfluss, der die Art und Weise, wie Energie verwaltet wird, verändert und die Auswirkungen von plötzlichen Ausfällen durch Stromausfälle, Cyberattacken und extreme Wetterereignisse verringert. Diese Prosumenten (Produzent und Konsument zugleich) können auch überschüssigen Strom an das Netz zurück verkaufen und Demand-Response-Programme nutzen, um die Stromkosten zu senken. 

Digitalisierung: Konnektivität als Grundlage wichtiger Entscheidungen

IIoT-fähige Geräte können genutzt werden, um intelligentere Geschäftsentscheidungen auf einem bisher nicht gekannten Niveau zu treffen, wobei Sensortechnologien verwendet werden, um die grundlegende Zusammensetzung der Stromversorgung zu analysieren. Durch die Verarbeitung dieser wertvollen Daten können Verbraucher und Unternehmen ihre Effizienz steigern und die Betriebszeit maximieren.

Eaton spielt durch bidirektionale Energieerzeugung, -speicherung und -management als Antworten auf den Nachfragewachstum eine entscheidende Rolle in der neuen Wertschöpfungskette der Stromversorgung.

johan-cruijff-arena-topview-night.png

Die Vorteile der neuen Energiezukunft

Haushalte, Büros, Stadien, Fabriken und Rechenzentren können jetzt mehr Eigenstrom erzeugen und speichern, um ihre Energiekosten zu optimieren, ihren CO2-Fußabdruck zu verringern und in einigen Fällen die Abhängigkeit vom Stromnetz zu reduzieren. Everything as a grid steht eben genau für diese neuen Fähigkeiten.

Traditionelle Stromversorgungsinfrastrukturen müssen zur Nutzung dieser neuen Energievorteile mit Software und Dienstleistungen aufgerüstet werden, die jeden Prozess optimieren. Wir ermöglichen einen Systemansatz für die Integration von Infrastruktur und Technologien, die dazu beitragen, die Stromerzeugung und -verteilung für Haushalte, Gebäude und Versorgungsunternehmen zu optimieren. 

Wir konzentrieren uns darauf, unserem zukünftigen Stromsystem zu ermöglichen:

  • Erneuerbare Energien in das Energiesystem zu integrieren, indem sie einen höheren Verbrauch von selbst erzeugtem Strom ermöglichen
  • IoT-verbundene Geräte zur Datenerfassung für eine intelligentere Entscheidungsfindung und ein zuverlässigeres Netz zu nutzen
  • Fortschrittliche Speichertechnologien einzusetzen und zu unterstützen, um Strom auf Abruf zu liefern und überschüssigen Strom ins Netz zurück zu speisen
  • Von Nachfrageänderungen und niedrigeren Marktpreisen durch intelligente Energiemanagementsysteme zu profitieren

Wenn Sie wortwörtlich ALLES als NETZ (Everything as a Grid) betrachten, dann können Sie sich eine Zukunft vorstellen, in der Hausbesitzer die Batterien von Elektrofahrzeugen als Notstromversorgung bei Stromausfällen nutzen, Rechenzentren mit vor Ort gespeichertem Strom aus erneuerbaren Energien betrieben werden und Hersteller ihre Betriebskosten senken, indem sie Strom an das Netz zurück verkaufen. Das Potenzial von flexiblem, intelligentem Strom ist grenzenlos.

Reaktion auf die Nachfrage nach kohlenstoffarmen Lösungen

Die Marktanteile von erneuerbaren Energien und Batterien steigen weiter an und werden auch nach der COVID-19-Pandemie eine größere Rolle in der globalen Stromversorgung spielen. Wenngleich der Ausbau neuer Kapazitäten niedriger ausgefallen ist als bisher erwartet, machen die stetig steigende Wettbewerbsfähigkeit von erneuerbaren Energien zusammen mit ihrer Modularität, schnellen Skalierbarkeit und ihrem Potenzial zur Schaffung von Arbeitsplätzen sie äußerst attraktiv, wenn Länder und Gemeinden wirtschaftliche Fördermöglichkeiten prüfen.5

Die Herausforderung besteht darin, die schwankende Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien und Speicheroptionen mit den Anforderungen der Nutzer hinsichtlich der Verfügbarkeit von Strom zu vereinbaren, der immer und überall abrufbar sein muss. Wir unterstützen aktiv den Netzausbau, indem wir Energieversorgern, Gebäudemanagern und Hausbesitzern helfen, erneuerbare Energien und Speicherstrategien einzuführen, um sauberen Strom verfügbar zu machen, wann und wo er gebraucht wird.

Energiespeicher

Speichern Sie Strom aus erneuerbaren Energien, wenn er verfügbar ist, und nutzen Sie ihn bei Bedarf. Eine erhöhte Zuverlässigkeit, eine größere Unabhängigkeit vom Stromnetz und weniger Stromausfälle aufgrund von Spannungsabfällen, Cyberattacken und wetterbedingten Ereignissen sind die unmittelbaren Vorteile. Mit dieser transformativen Technologie wird die Stromversorgung für alle Beteiligten grundlegend verändert. Energiespeicher sind nun für Privathaushalte, Gewerbe- und Industriegebäude und sogar für groß angelegte Implementierungen bei Versorgungsunternehmen verfügbar. 

energy storage icon blue

EnergyAware USV

Unsere EnergyAware-Technologie hilft Anwendern wie Rechenzentren und Energieversorger zu unterstützen, indem sie einen Ausgleich zwischen nachhaltiger Stromerzeugung und dem Verbrauch schafft. Die Technologie optimiert die Stromnutzung während der Spitzenbedarfszeiten und hilft Einrichtungen, zusätzliche Einnahmen aus den aktuell eingesetzten Anlagen zu erzielen, während sie die vollständige Kontrolle über die eingesetzten USV-Systeme und Batterien behalten.

battery icon blue

Elektrofahrzeuge

Die stetig wechselnden Energiebedürfnisse werden sich auf die Infrastrukturinvestitionen auswirken. Das Verständnis dieser Auswirkungen ist entscheidend für einen belastbaren Systemansatz, bei dem die unterschiedlichen Anlagen und EV-Infrastrukturen nahtlos und skalierbar integriert werden. Durch die Digitalisierung der Stromversorgungssysteme können Hersteller von Elektrofahrzeugen und Anbieter von Ladeinfrastruktur ein tieferes Verständnis des Stromverbrauchs erreichen, um die Energieeffizienz zu maximieren und die Betriebskosten für die Verbraucher zu senken.

electric vehicles icon blue

Netzmodernisierung

Erfahren Sie, wie Versorgungsunternehmen proaktiv Technologien zur Netzmodernisierung einsetzen können, um widerstandsfähige, effiziente und sichere Stromnetze aufzubauen.

buildings grid icon blue

Schnelle Anpassung an stetig wechselnde Regularien

Die Netzregulierung ist in den meisten Ländern für ein zentralisiertes Stromerzeugungsmodell ausgelegt. Aber auch die Politik und die Industrie werden Teil der Energiewende sein; allein in den europäischen Volkswirtschaften wird bis 2030 mehr als die Hälfte des gesamten in die Netze eingespeisten Stroms aus verschiedenen erneuerbaren Energiequellen stammen.6 Ein solches Wachstum erfordert regulatorische und markttechnische Anpassungen, um private Investitionen in die Flexibilität zu fördern, die angesichts der Intermittenz von erneuerbaren Energien erforderlich sind.

Der Gesetzgeber hat begonnen, wichtige Änderungen vorzunehmen, um Anreize für Dienstleistungen wie Demand-Response- Programme zu schaffen, um Kosten zu senken, die Nutzung von sauberer Energie zu fördern und zu integrieren und die Kundenbeteiligung zu erhöhen. Wir haben jedoch noch einen weiten Weg vor uns, wenn wir bewährte Verfahren replizieren und Innovationen weiter fördern wollen. Dazu gehören finanzielle Mechanismen, die Versorger und Netzbetreiber dafür belohnen, dass sie anstelle von Kapitalinvestitionen Verträge mit dezentralen Stromerzeugern abschließen - ein Wandel von der traditionellen Politik, bei der das Hinzufügen neuer Kapitalanlagen die wichtigste Gewinnquelle ist. Wir unterstützen Unternehmen und Länder durch Marktdatenanalysen und Expertenwissen dabei, sich auf die notwendigen Gesetzesänderungen vorzubereiten und diese zur Sicherstellung eines zuverlässigen Strommixes umzusetzen.

Gewährleistung der Cybersicherheit während des Wandels

Nur 48% der leitenden Angestellten von Versorgungsunternehmen fühlen sich auf die Herausforderungen einer Cyberattacke vorbereitet.7 Stromversorger müssen sich nicht nur mit der Verbesserung der Zuverlässigkeit und Effizienz der Stromversorgung auseinandersetzen, sondern auch mit der ständigen Flut von Sicherheitsbedrohungen.

Wir gehen proaktiv gegen Cyber-Bedrohungen vor, indem wir einen systemweiten Verteidigungsansatz verfolgen und uns unablässig auf die Gefahren konzentrieren, die Malware, Spyware und Ransomware weltweit darstellen. Mithilfe rigoroser, tiefgreifender technischer Schulungsprogramme erfüllen und übertreffen unsere Teammitglieder die von internationalen Standardorganisationen wie UL, IEC, ISA und anderen Organisationen anerkannten Kompetenzen. Unsere „Secure-by-Design"-Philosophie, Prozesse und der sichere Entwicklungslebenszyklus sind in die Produktentwicklung integriert und dienen unseren Labors, der Einkaufsabteilung und den Designteams als Grundlage für Innovationen. Zudem helfen unser Verständnis und Einfluss auf die sich ändernden globalen Standards, sicherere und effizientere Energiesysteme zu schaffen.

Strom für die Energiewende

Die Technologien, die Wind, Wasser und Sonnenlicht in erneuerbare Energie umwandeln, sind ausgereift und ermöglichen flexiblere Stromversorgungsmöglichkeiten. Das Wachstum bei erneuerbaren Energien, dezentraler Stromerzeugung und bidirektionaler Stromversorgung trägt dazu bei, dass immer mehr Haushalte, Unternehmen und Gemeinden ihren eigenen, sauberen und zuverlässigen Strom produzieren, um weniger abhängig vom Stromnetz zu sein. Vertrauen Sie auf Eaton, wenn es um die Technologien und die digitale Intelligenz geht, die Sie für diese Energiewende benötigen. Durch unseren „Everything as a Grid“ Ansatz können Infrastrukturen umgestaltet werden, um die Integration erneuerbarer Energien zu verwalten und zu optimieren, sodass Sie eine effizientere, nachhaltige Stromversorgung bei geringeren Kosten realisieren können.

  • Erkenntnisse zum Energiewandel

Referenzen

1 BloombergNEF (September 2018). Global Electricity Demand to Increase 57% by 2050. Quelle https://about.bnef.com/blog/global-electricity-demand-increase-57-2050/#:~:text=Global%20electricity%20demand%20will%20reach,our%20New%20Energy%20Outlook%202018

2 IRENA (2018). Corporate Sourcing of Renewables: Market and Industry Trends. Quelle https://irena.org/-/media/Files/IRENA/Agency/Publication/2018/May/IRENA_Corporate_sourcing_2018.pdf

3 BloombergNEF (Dezember 2019). Battery Pack Prices Fall As Market Ramps Up With Market Average At $156/kWh In 2019. Quelle https://about.bnef.com/blog/battery-pack-prices-fall-as-market-ramps-up-with-market-average-at-156-kwh-in-2019/

4 Wagner, I (März 2020) Electric vehicle charging stations and outlets in U.S. - März 2020. Quelle https://www.statista.com/statistics/416750/number-of-electric-vehicle-charging-stations-outlets-united-states/

5 IRENA (2020). Renewable power generation costs in 2019. Quelle https://www.irena.org/-/media/Files/IRENA/Agency/Publication/2020/Jun/IRENA_Power_Generation_Costs_2019.pdf

6 Henbest, Seb (2019). BloombergNEF New Energy Outlook 2019. Quelle https://about.bnef.com/new-energy-outlook/

7 Accenture (2015). The New Energy Consumer Unleashing Business Value in a Digital World. Quelle https://www.accenture.com/_acnmedia/Accenture/next-gen/insight-unlocking-value-of-digital-consumer/PDF/Accenture-New-Energy-Consumer-Final.pdf