Zeitalter der Hybride

Hoffentlich bald auch bei Erneuerbaren in Deutschland – von Klaus Oberzig

[note PV- und Windparks sind singuläre Anlagen mit jeweils eigenem Netzverknüpfungspunkt und eigenem Parkregler. Im virtuellem Kraftwerk sind sie lediglich kommunikativ verbunden. Jetzt gilt es, sie real zu Hybridanlagen zu machen. – Wind und PV bei Bitterfeld – Foto © Gerhard Hofmann, Agentur Zukunft für Solarify]

Wikipedia beschreibt das Smartphone als „ein Mobiltelefon, das erheblich umfangreichere Computerfunktionalitäten und -konnektivität als ein herkömmliches reines Mobiltelefon zur Verfügung stellt“. Es ist damit ein Gerät, das in den vergangenen zehn Jahren einen beispiellosen Siegeszug rund um den Globus hingelegt hat. Heute benutzt es nahezu jeder. Handys sind out und der ehemalige Marktführer dieser Technologie, Nokia, hat in einem Tempo gecrashed, das undenkbar schien¹. Warum konnte das Smartphone sich so schnell gegenüber den „alten“ Technologien durchsetzen und welche Philosophie steckt dahinter? Bemühen wir noch einmal Wikipedia: „Smartphones vereinigen die Funktionen eines Personal Digital Assistant (PDA) bzw. Tabletcomputers mit der Funktionalität eines transportablen Medienabspielgerätes, einer Digital- und einer Videokamera sowie eines GPS Navigationsgerätes.“ Man könnte es einfacher ausdrücken: Das Smartphone ist ein Hybrid oder Verbundgerät, dessen Treiber in der Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT) besteht. Das, was es vorher einzeln gab, wurde vereint in einem Gerät zu einem neuen, überlegenen Produkt.

Der bekannteste Hybrid im Straßenverkehr ist der Toyota Prius, er kombiniert einen Elektro- mit einem Verbrennungsmotor. Hybridtechnologien gibt es aber auch in vielen anderen Bereichen und Produktionsverfahren. Interessant ist z.B. die Fügetechnik, gemeinhin als Schweißen bekannt. Von Hybridtechnologien in der Schweißtechnik wird gesprochen, wenn zwei Einzelprozesse mit unterschiedlicher Charakteristik so gekoppelt werden, dass sie in einem gemeinsamen Schmelzbad wirken. Es entstehen neue Prozesse mit Merkmalen, welche die Vorzüge der Einzelprozesse verknüpfen, übertreffen und neue Anwendungsmöglichkeiten erschließen. Prozesskopplungen sind z.B. Laser und Lichtbogen, Laser und Plasma oder Plasma und Lichtbogen, aber auch die Koppelung unterschiedlicher Fügeprozesse wie das Punktlöt-Kleben. Möglich wird das auch hier durch die Anwendung der IKT, die das Bindeglied zur Integration unterschiedlicher Einzelprozesse bilden.

Betrachten wir den Bereich der Erneuerbaren Energien, so müssen wir feststellen, dass die Hybrid-Philosophie hier höchstens im Bereich der Wärme angekommen ist. Im Stromsektor sind die Erneuerbaren noch als separate Technologien unterwegs. Photovoltaik, Biomasse, Wasser- und Windkraft sowie Speicher sind eigene Produktkategorien in der Energieerzeugung. Sie werden als solche separat hergestellt, vertrieben und angewandt. Diese separaten Existenzen haben sich sogar in getrennten Industrieverbänden niedergeschlagen. Nun könnte man sagen, solange diese Technologien sich jeweils am Markt behaupten, macht das nichts. Doch so einfach stellt sich die Problematik nicht. Das verhindern zwei Fakten, die unlösbar miteinander verflochten sind. Erstens ist ein Teil der Erneuerbaren Energien von der Natur, Wind und Wetter abhängig, also fluktuierend. Und zweitens sind Sonne- und Windenergie gegenüber den Fossilien von Gas, Kohle und Öl, die fluktuationsfrei umgewandelt werden können, noch immer unterlegen.

Die natürlichen Fluktuationen zu überwinden ist also für eine Solarisierung von zentraler Bedeutung. Diese Tatsache spiegelt sich auch im kontroversen gesellschaftspolitischen Diskurs. Von den Vertretern der Fossilen (u.a. Kanzlerin Merkel) werden die Erneuerbaren als Gefahr für die Versorgungssicherheit bezeichnet, die nie ohne ein fossiles Backup würden arbeiten können. In dieser These ist bereits die Negierung des 100%-Zieles der Erneuerbaren angelegt. Sie ist der Ausgangspunkt für die Entwicklung eines anderen Narrativ von Energiewende. An dieser Stelle scheint die Frage müßig, ob man diese strategische Diskussion viel früher hätte aufnehmen müssen. Tatsächlich ist die Abwertung der Erneuerbaren Ausdruck eines Kräfteverhältnisses, das sich seit den 1980er Jahren zwar verändert hat, aber noch längst nicht entschieden ist. Man muss aber auch deutlich feststellen, dass ein technologischer Entwicklungsprozess hin zu Hybridlösungen, welche die Fluktuation schon auf der Erzeugerebene auffangen können, recht früh ins Stocken geraten ist. Immerhin – solche Lösungen gibt es im Wärmebereich, auch wenn dort die Kombination von dominanten Gasbrennwertkesseln und der untergeordneten Solarthermie vorherrscht. Neben diesen bivalent genannten Kombis tauchen auch Wärmepumpen auf, die zumeist mit einem Gas-Spitzenlastkessel zusammenarbeiten. Eher selten sind trivalente Anlagen im Verbund mit fortschrittlichen thermischen Speichern und Wärmepumpen. Trotzdem haben sie Vorbildcharakter und zeigen, was bei Hybridlösungen mit einer intelligenten Steuerung geht.

[note Schematische Darstellung einer realen Verknüpfung von PV, Wind, Batteriespeicher und Netzanschluss inklusive Anschluss an Power-to-Heat und Power-to-Gas – Grafik © Roemer-Grafik]

Folgt: Zehn Jahre in die Vergangenheit gesteuert