Eine gesicherte, zuverlässige und klimaneutrale Energieversorgung – das ist das Ziel der Zukunft. Um diesem näher zu kommen und damit gleichzeitig den aktuellen Herausforderungen in Bezug auf die Energiewende, den Klimawandel und die Energieversorgung in Deutschland entgegenzutreten, gibt es verschiedene Modelle zur Produktion und Verteilung von Strom und Wärme. Eines davon sind sogenannte Microgrids. Als Option für eine autarke Energieversorgung wurden sie bereits in mehreren Praxistests erprobt.
Zu welchen Ergebnissen diese Tests bereits geführt haben, welche Möglichkeiten Microgrids eröffnen und was überhaupt hinter diesem Konzept steckt, erfahren Sie in diesem Artikel.
Das Energiekonzept einfach erklärt
Ein Microgrid, auch Mikronetz genannt, ist ein kleines, eigenständiges Energienetz zur autarken Energieversorgung. Im Zuge des Ausbaus der erneuerbaren Energien entstanden, machen Microgrids es möglich, Strom dezentral herzustellen. Das bedeutet, dass Microgrids zwar an das öffentliche Stromnetz angeschlossen sein können, sich bei Bedarf jedoch ganz unkompliziert von diesem abtrennen und eigenständig betreiben lassen. Durch diese Unabhängigkeit vom Netz der allgemeinen Versorgung und mittels intelligenter Steuerung über eine spezielle Leittechnik läuft ein Microgrid maximal effizient. Vor allem in abgeschiedenen Regionen auf der Welt, aber auch in Industrieparks oder im dezentralen (ländlichen) Raum ist diese Technologie eine spannende Alternative. Denn ein Microgrid lässt sich komplett autark und ganz unabhängig von äußeren Einflüssen wie beispielsweise Störungen in der öffentlichen Stromversorgung oder Blackouts betreiben.
Welche Komponenten gehören zu einem Microgrid?
Damit ein Microgrid autark funktionieren und zum Beispiel im Falle eines Stromausfalls den Energiebedarf im betroffenen Gebiet sichern kann, sind verschiedene Komponenten erforderlich. Zunächst wären da die Erzeugungsquellen zu nennen. Sie sind ein fester Bestandteil eines jeden Microgrids. Dabei handelt es sich meistens um dezentrale Erzeuger auf Basis erneuerbarer Energien wie Photovoltaikanlagen oder Windkrafträder. Aber auch konventionelle, gesicherte Erzeuger wie zum Beispiel Blockheizkraftwerke lassen sich in einem Microgrid einsetzen.
Dazu kommen Speicher wie Batterien oder Wärmespeicher sowie Technologien der Sektorenkopplung wie Power-to-X oder Wärmepumpen. Diese sind genauso wichtig für ein Microgrid wie die Erzeugungsquellen. Ein weiterer Bestandteil, der zu jedem Microgrid gehört, sind die Verbraucher als Energiekonsumenten. Denn in den Kleinst-Energiesystemen sind Verbraucher, Erzeuger und Speicher immer miteinander verbunden. Hier kommt die letzte Komponente ins Spiel: die intelligente Steuerung bzw. ein intelligentes Energiemanagementsystem. Dieses ermöglicht den ständigen Austausch zwischen Erzeugung, Speicherung und Verbrauch, um so den richtigen Einsatz der einzelnen Komponenten zu steuern, was eine maximal effiziente und gesicherte Energieversorgung gewährleistet.
Microgrids vs. Smart Grids – ähnlich und trotzdem nicht gleich
Microgrids sind eine Untergruppe der Smartgrids, unterscheiden sich jedoch in einigen Punkten von diesen. Während Microgrids sich als sogenannte Inselnetze vollkommen unabhängig vom öffentlichen Netz betreiben lassen, sind Smartgrids nicht in der Lage, komplett autark zu funktionieren. Dennoch können sie flexibel auf äußere Einflüsse reagieren und sich an spontane Gegebenheiten anpassen. Möglich machen es eine spezielle Kommunikationsinfrastruktur sowie die Nutzung intelligenter Systeme zum Betrieb eines Smartgrids.
Mikronetze als Chance für die autarke Energieversorgung der Zukunft
Durch die Möglichkeit zur unabhängigen Nutzung eines Microgrids eröffnen sich eine Menge Chancen für eine autarke Stromversorgung, die nicht vom öffentlichen Stromnetz abhängig ist. Ein wichtiger Punkt ist in diesem Zusammenhang zum Beispiel, dass Microgrids als Inselnetze nicht von äußeren Gegebenheiten beeinflussbar sind. Ist die öffentliche Energieversorgung also durch irgendetwas beeinträchtigt, kann ein Microgrid trotzdem die volle Leistung abrufen und Energie dorthin liefern, wo sie benötigt wird. Das ist vor allem für Krankenhäuser, Feuerwehren oder andere systemrelevante Institutionen ein enorm wichtiger Vorteil. Denn mittels Microgrid ließen sich hier im Falle eines Stromausfalls vielleicht sogar Leben retten.
Auch in Bezug auf erneuerbare Energien wie Wind- und Sonnenenergie, die zunehmend als Energiequelle dienen, kann das Microgrid mit einigen Vorteilen überzeugen. Denn auch wenn Wind und Sonne einen wichtigen Baustein auf dem Weg zu einer klimafreundlichen, „grüneren“ Energieerzeugung darstellen, so ist ihre Unbeständigkeit doch gleichzeitig ein gewichtiger Nachteil. Diese Volatilität führt zu einer fluktuierenden Energieerzeugung, die immer wieder Lücken in der Versorgungssicherheit verursacht. Genau diese Lücken kann ein Microgrid schließen.
Stabile Stromversorgung in instabilen Zeiten
Besonders in politischen und gesellschaftlichen Krisenzeiten spielt die Versorgungssicherheit eine große Rolle. Damit kommt die Energieunabhängigkeit ins Spiel. Denn je mehr Energie Deutschland selbst produzieren kann, umso weniger muss das Land importieren. Das fördert seine Unabhängigkeit. Ziel ist es also, die Verbraucher autark versorgen zu können und nicht auf Stromimporte aus dem Ausland angewiesen zu sein. Genau das können Microgrids unter anderem möglich machen. Denn sie garantieren die Energiesicherheit der Netzmitglieder und fördern die Unabhängigkeit von importierter Energie, auch wenn es zu politischer Instabilität kommt.
Das Microgrid im Praxistest – wie klappt es wirklich?
2022 testeten bereits mehrere Gemeinden Microgrids in der Praxis. Neben Projekten in Berlin und Landau gehörte das bayerische Wildpoldsried dazu. Hier wurde die Nutzung eines Microgrids zunächst als Forschungsprojekt gestartet. 2022 lief das System jedoch bereits so gut, dass es die gesamte Gemeinde mit Strom versorgen konnte. Darüber hinaus produzierte die Netzgemeinschaft damals sogar mehr Strom, als sie selbst verbrauchte. Das zeigt: Gerade kleine, ländliche Gemeinden können extrem von einem Microgrid profitieren. Die erfolgreichen Praxistests sowie die Vielzahl an positiven Eigenschaften der Microgrids lassen auf eine vielversprechende Zukunft hoffen. Denn sie können die Energieversorgung ein gutes Stück unabhängiger, flexibler und intelligenter gestalten.
Fotoquelle Titelbild: © Nikolai Chekalin – stock.adobe.com
