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Black Swans (Risiken) in der Energiewende

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Die Energiewende hat eine hohe Bedeutung für eine verlässliche Energieversorgung und eine stabile gesamtwirtschaftliche Entwicklung in Deutschland. Vor diesem Hintergrund war es das Ziel des Vorhabens, in einer Risikoanalyse Ereignisse zu identifizieren, deren Eintritt zwar unwahrscheinlich ist, die aber im Eintrittsfall die weitere Entwicklung der Energiewende negativ beeinflussen könnten. Ergänzend sollten geeignete politische Reaktions- und Vorsorgemöglichkeiten beschrieben werden. Gutachter waren die Prognos AG, das Energiewirtschaftliche Institut (EWI) und die Gesellschaft für wirtschaftliche Strukturforschung (GWS). Sie kommen zu dem Ergebnis, dass die Entwicklung der Energiewende gegenüber potenziellen Risiken weitgehend robust ist und unerwartete Störungen in der Regel gut aufgefangen werden könnten. Es wird empfohlen, mögliche Risiken bei der Weiterentwicklung von Strategien und Zielsetzungen mitzudenken. Neue Instrumente zur Risikovorsorge sind nur bedingt notwendig.

3.3.3.2 Wirkungen des

3.3.3.2 Wirkungen des Initialrisikos die vollständige Individualisierung wird bei vielen Produkten ermöglicht. Der 3D-Drucker, als additives, computergesteuertes Fertigungsverfahren, ist ein weiterer Teil der Digitalisierung. 3D-Drucker können mittlerweile sehr komplexe Werkstücke aus sehr unterschiedlichen Materialien produzieren – von der Insulinpumpe bis zum Haus. Diese Möglichkeit wird sowohl die Struktur und Logistik individuellen Konsumierens als auch die industriellen Produktionsketten massiv beeinflussen und verändern. Eine Vielzahl neuer Sensoren wie zum Beispiel hochauflösende Bildsensoren, unzählige mobile Geräte und Wearables haben den Bedarf an hocheffizienten und miniaturisierbaren Speichermedien und Akkus in den vergangenen Jahren stark ansteigen lassen. Dieser Bedarf wird bei schneller Fortschreitung der Digitalisierung weiterhin stark ansteigen. Eine sich rasant ausbreitende Digitalisierung in allen Lebenslagen hat innerhalb des Energiesystems grundlegende Auswirkungen. Diese können positiver Natur (Pinke Schwäne), aber auch negativer Art (Schwarze Schwäne) sein. Die Wirkungen der Digitalisierung wird alle Funktionssysteme moderner Gesellschaften – von der Wirtschaft über das Energiesystem bis hin zum sozialen Miteinander selbst – betreffen. Wirkungen im Energiesystem – Black Swan Mehrverbrauch Im „Internet of Things“ sind unzählige Computer, mobile Geräte, Wearables, Werkstücke, Maschinen etc. miteinander vernetzt. Sie kommunizieren ständig miteinander, drahtlos und zum großen Teil über Cloud Computing, also große, „nichtlokale“ Rechenzentren. Mittels Cloud Computing ist der Zugriff auf die dadurch generierte Datenflut jederzeit und ortsunabhängig möglich. Diese Infrastruktur gemeinsam mit der Funknetz- und der physischen (Glasfaser-) Leitungsnetzinfrastruktur mit ihrem Betrieb führt zu einem Anstieg des für IKT benötigten Stromverbrauchs. In Teilen ist dieser im Mittel zeitlich konstant, erhöht also nur das Verbrauchsniveau. Andere Teile verändern in Abhängigkeit vom „traffic“ und den zugrundeliegenden Prozessen der Nachfrage auch die Lastprofile in schwer vorhersehbarer Weise. Die Verschärfung von Spitzenlastsituationen ist somit möglich. Das Stromsystem wird auf die Jahreshöchstlast ausgelegt und durch fossile Kraftwerke abgesichert. Die Jahreshöchstlast tritt erfahrungsgemäß an einem kalten Winterabend zwischen 17 und 20 Uhr auf. Die entscheidende Frage ist somit, ob neue, digitale Anwendungen eine Abendlastspitze und/oder eine Winterlastspitze haben? Heutige IKT-Anwendungen zeigen im gewerblichen Sektor eine klare Struktur mit hoher Last am Tag und tieferer Last am Abend. Im privaten Sektor zeigt sich Schwarzer Schwan: Überraschend & unerwartet, enorme Auswirkungen 43

jedoch eine deutliche Abendspitze. Die Digitalisierung verursacht in systemkritischen Stunden unter Umständen eine zusätzliche Erhöhung der Last. Abgesichert werden könnte dieses Lasterhöhung zum Beispiel in traditioneller Weise durch durch zusätzliche (fossile) Kraftwerke oder eine Weiterentwicklung des Strombinnenmarktes. Wirkungen im Energiesystem – Pink Swan Effektivierung Die Digitalisierung verändert auch Arbeitsqualitäten und Arbeitsverhalten. Durch die Möglichkeit des ortsunabhängigen Arbeitens und der virtuellen Kontakte zum Beispiel über Webkonferenzen verändert sich auch das Mobilitätsverhalten, v.a. im geschäftlichen Umfeld. Dies kann durchaus reduzierende Effekte auf das Verkehrsaufkommen und somit auf den Treibstoffverbrauch haben. Home-office kann zudem die Pendlerverkehr reduzieren ähnlich wie Webkonferenzen oder „kollaborative Arbeitsformen den Reiseaufwand für Konferenzen und professionellen Austausch bzw. Zusammenarbeit. Neue Mobilitätsdienstleistungen, die Car-Sharing-Modelle professionalisieren und dem Prinzip „Nutzen statt besitzen“ folgen, führen zu höherer Auslastung von Autos sowie zur Veränderung der Flotten – insbesondere im urbanen Verkehr werden mehr Kleinund Elektrofahrzeuge genutzt, was wiederum den Verbrauch fossiler Treibstoffe reduziert, andererseits durch das Wachstum der Elektromobilität den Stromverbrauch erhöht und Einfluss auf die Lastprofile nimmt (siehe Phleps et al. 2015). Die Effektivierung von Produktions- und Logistiksystemen führt zur Bündelung von Lieferungen und kann damit auch Effizienzpotenziale im Güter- und Materialverkehr (Reduktion von Verkehrsleistungen, höher ausgelastete Fahrten) aktivieren. Diese Effekte können den Verbrauch fossiler Triebstoffe reduzieren. Es ist auch zu erwarten, dass die Produktionsprozesse unabhängig von der Logistik insgesamt energieeffizienzter gestaltet werden und somit zu einer (erheblichen) Reduktion des Energieverbrauchs bei gleichem oder sogar gesteigertem Produktionsoutput führen. Erneuerbare Stromerzeugung aus Wind und PV ist vom Wetter abhängig und kann im Tagesverlauf stark schwanken. Diese Fluktuation muss dort intelligentes Ab- und Zuschalten von Erzeugern und Lasten (Nachfragern) mittels Smart Metering und Demand Side Management (DSM) gesteuert werden. Damit können die Schwankungen der erneuerbaren Stromproduktion effizient ausgeglichen werden, der Bedarf an flexibler konventioneller Kraftwerksleistung zur Ausregelung sinkt. Gleichzeitig kann mittels Smart Grids die Netzstabilität verbessert werden, wenn lokal starke PV-Produktion zu Stabilitätsproblemen führen und die entsprechenden technischen Möglichkeiten (Leistungselektronik) vorgesehen sind. Schwarzer Schwan: Überraschend & unerwartet, enorme Auswirkungen 44

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