Dezentrale Infrastruktur – autarke Energieversorgung

Verfasst am 01.06.2016 von blogadministrator

Für das Jahr 2014 wird in der Ausfall- und Störungsstatistik seitens der e-control eine Nichtverfügbarkeit von Energie (=Strom) mit 49,62 Minuten pro Kunden angegeben. Regional außergewöhnliche Ereignisse wie die Schnee- und Eisstürme am Anfang des Jahres 2014 im Kärntner Raum sind in dieser Zahl jedoch noch nicht berücksichtigt, die Stromversorgung war in diesem Bereich teilweise tagelang unterbrochen.

Ereignisse wie dieser Schneesturm, aber auch Stürme wie Kyrill oder Überschwemmungen führen speziell im ländlichen Bereich aufgrund der weit verzweigten Infrastruktur immer wieder zu deutlich längeren Unterbrechungen der Energieversorgungen als im städtischen Bereich.

Gegen Ereignisse wie Sturm und Hochwasser wird man sich auch in Zukunft nur bedingt schützen können. Bei der Energieversorgung gibt es jedoch bereits jetzt am Markt Technologien, welche bei entsprechendem Einsatz helfen können, die Auswirkungen solcher Ereignisse deutlich zu mildern.

Als Erstes gilt es sich Gedanken darüber zu machen Wieviel Energie denn tatsächlich benötigt wird, auf was kann im Extremfall verzichtet werden und was muss auf jeden Fall weiter betrieben werden können. Hier müssen generell Themen wie Heizung/Kühlung, Lüftung oder Betrieb von Kühlräumen, Serverräumen, Maschinen generell usw. untersucht und bewusst gemacht werden. Meistens ist leider noch immer so das der Energieverbrauch als notwendig und unabänderlich angesehen wird, und nur bei der Begleichung der entsprechenden Rechnungen mehr oder weniger lang unsere Aufmerksamkeit findet, oder wenn Energie einmal nicht zur Verfügung steht.

Ist die aktuelle Energiesituation dargestellt, geht es daran mögliche Einsparpotentiale zu prüfen und deren – realistische – Umsetzung zu planen. Beispielsweise lassen sich bei einem Gebäude, welches nach Niedrigtsenergie- oder gar Passivhaus-Standard gedämmt ist oder wird, auch bei Außentemperaturen von deutlich unter minus 10°C mehrere Tage ohne gravierende Komfortverlust und ohne funktionierende Heizung bewerkstelligen (angepasstes Nutzerverhalten vorausgesetzt).

Kritischer sieht es da schon bei Strom aus, denn heutzutage funktioniert so gut wie gar nichts ohne Strom. Auch hier gilt es wieder den aktuellen Energiebezug festzustellen und zu hinterfragen. Der in der Öffentlichkeit sehr präsente Umstieg auf LED-Beleuchtung ist zwar ein erster Schritt in die richtige Richtung, bei genauerer Betrachtung stellt sich jedoch oft heraus das die versprochenen Einsparpotentiale nicht eingehalten werden können, und im schlimmsten Fall die Beleuchtungssituation sogar schlechter ist als vorher.

Damit ergibt sich die Frage – Wie können Strom, Wärme, usw. lokal und unabhängig selbst vor Ort „hergestellt“ werden?

HinkerBatterie

Abbildung 1: www.hinker.eu

Bei der Wärme gilt, das gerade in Verbindung mit den immer besser werdenden Gebäudedämmungen die Nutzung von Abwärme z.B. aus dem betrieblichen Bereich immer interessanter wird. Das kann z.B. die Abwärme aus Kühlräumen (Fleisch, Molkerei, …), aus Produktionsmaschinen (Trocknungsöfen im Holzbereich, …) oder auch aus einem BHKW (Block-Heiz-Kraft-Werk) sein. Wichtig ist es hier nicht nur den eigenen Bereich zu betrachten, sondern auch über die Grenzen hinweg zu den unmittelbaren Nachbarn zu blicken um hier eventuell Synergien zu nutzen – und eine sogenannte vernetzte Energieautarkie anzudenken.

Im Bereich der Wärme bietet sich natürlich auch die direkte Nutzung der Sonne in Form von Solarthermie an, sowohl dezentral für jedes Objekt getrennt, aber auch in Form einer kleinen Nahwärmewo z.B. 5-10 Objekte zusammengefasst werden.

Beim Strom gibt es mehre Möglichkeiten diesen bereitzustellen, z.B. mittels Photovoltaik, Klein-Windkraft oder auch BHKW. Die Kleinwindkraft ist hier vielleicht am kritischsten zu betrachten. Einerseits bringt eine Klein-Windkraftanlage an einem guten Standort ungefähr doppelt so viel Ertrag wie eine gleich große Photovoltaikanlage, andererseits ist es mitunter durchaus schwierig diesen guten Standort zu finden. Das betrifft die lokalen Windverhältnisse und die rechtlichen Rahmenbedingungen, die speziell bei der Kleinwindkraft noch spezifischer als z.B. bei Photovoltaikanlagen sind.

Photovoltaik ist im Gegenzug sehr einfach zu realisieren – vorausgesetzt man hat eine entsprechend nach Süden orientierte Fläche (Dach, Freifläche, …) welche möglichst wenig verschattet ist.

Bei der Strombereitstellung mittels BHKW gilt es zu beachten das hierbei auch immer Wärme anfällt. Diese kann im Winter relativ gut zum Heizen verwendet werden, und im Sommer bei guter Anlagenkonzeption lässt sich damit z.B. eine Kältemaschine für die Kühlung versorgen.

Einzige Herausforderung ist das es derzeit noch keine ausgereiften Konzepte für die Stromspeicherung im kleinen Bereich gibt. Es sind zwar am Markt schon entsprechende Technologien vorhanden und die Entwicklung schreitet voran, nur gibt es eine sehr große Bandbreite der verschiedenen Konzepte und es fehlen vor allem Langzeiterfahrungen.

Biogasanlagen benötigen einen sehr großen Anlagenaufwand und entsprechend große Mengen von Substrat (Grüngut, Gülle, …), so das solche Anlagen sich nur für eine dezentrale Energieversorgung im regionalen Maßstab eignen. Mit dem Biogas wird in aller Regel dann ein BHKW betrieben, wobei ein Großteil der Energie für den eigenen Betrieb benötigt wird.

Für die Wasserversorgung und Abwasserentsorgung gibt es die Möglichkeit das Wasser nicht nur lokal durch Brunnen zu gewinnen sondern auch durch biologische Kleinkläranlagen vor Ort zu säubern und dem lokalen Wasserhaushalt wieder zuzuführen. Lange Kanalleitungen und -bauwerkesowie aufwendige Hebewerke können dadurch entfallen.

Zusammenfassend lässt sich sagen das am Markt entsprechende Technologien und Konzepte vorhanden sind um sich mittels dezentraler Energiebereitstellung von der klassischen Energieversorgung bis zu einem gewissen Grad unabhängig zu machen, um somit bei längerfristigen Unterbrechung der Energieversorgung die Auswirkungen deutlich zu verringern. Außerdem hilft eine Optimierung der Energiesituation auch dann, wenn die Energie über den Energieversorger herkömmlich bezogen wird.

Autor:

Dipl.-Ing. (FH) Günther Hinker

Ingenieurbüro für Installationstechnik, Beratung und Planung

www.hinker.eu, office@hinker.eu

Aubergstraße 46/10, 4040 Linz

Neben einer genauen Untersuchung der technischen Aspekte ist es jedoch auch notwendig behördliche bzw. gesetzliche Auflagen einzuhalten und entsprechende Genehmigungsverfahren durchzuführen.