Bürogebäude im Smart Grid

Eine Aufgabe, die Gebäude in einem Smart Grid übernehmen müssen, ist es, eine Verbindung zwischen dem Sektor für elektrische Energie und dem Wärmesektor zu schaffen, so wie es heute schon fast vollständig für den Kältesektor der Fall ist.

Ein Grund hierfür einfach. Ein Smart Grid hat als Aufgabe, zu helfen, möglichst viel erneuerbare Energie zu integrieren. Dabei ist es so, dass die Mehrzahl der erneuerbaren Energie als elektrische Energie gewonnen wird. Thermische Energie wird nur begrenzt als Abwärme bei Biogas- oder bei Solarthermieanlagen gewonnen. Energie aus Holz wiederum kann nur einen Bruchteil der Nutzwärme bereitstellen. Für Luxemburg zum Beispiel, mit einem Waldanteil von 33 %, kann nur rund 5 % des aktuellen Gas- und Heizölbedarfes durch Holz „nachhaltig“ subsituiert werden. Obendrein stellt diese Energiequelle ein wichtiges Potenzial für ein Smart Grid dar und sollte nicht stupide verbrannt werden, und auch nicht als Substitut, sondern als Ergänzung verstanden werden.

Moderne Gebäude, wie etwa Bürokomplexe brauchen keine hohen Vorlauftemperaturen, und eignen sich bestens für Wärmepumpen, da oft genug Wärme- und Kältebedarf gleichzeitig vorliegt, etwa für IT oder aber auch für innenliegende Besprechungsräume. In diesem Fall fossile Energien oder gar Holz zu verbrennen, wäre nicht mit dem Gedanken von Smart Grid zu vereinen. Doch leider ist es noch in vielen Köpfen, dass es besser ist „kostenlos“ free Chilling zu nutzen und die Überschusswärme in die Umwelt abzugeben, und gleichzeitig speicherbare Energiequellen zu verfeuern, um Wärme zu gewinnen. Was hier noch fehlt, ist das Verständnis von Opportunitätskosten, den Kosten für entgangenen Nutzen.

Smart Grid wird häufig mit Batterien in Verbindung gebracht, aber diese sind die letzte Alternative, die dann genutzt werden muss, wenn das „Smart“ am Smart Grid an seine Grenzen stößt. Je smarter das Netz und all das, was daran angeschlossen ist, umso weniger Batterien werden benötigt.

Ohnehin werden Batterien nicht dafür sorgen können, dass die Versorgungssicherheit im Winter gewährleistet wird, da Batterien zwar den Tagesbedarf glätten können, aber nicht überschüssige Energie aus dem Sommer in den Winter hinein speichern können. Hier brauch es Alternativen, etwa Gas- oder Holzheizungen in großen Gebäuden, die dann die Wärmepumpen ersetzen, wenn der elektrische Strom teuer ist, was ein Indiz dafür ist, dass Stromknappheit herrscht und wenig erneuerbare Energien im Stromnetz sind.

Aber diese Vorstellung von sich ergänzenden Technologien, welches an sich das Prinzip des Smart Grid ist, ist nicht vereinbar mit den Bewertungsmethoden unserer Zeit. Wir wollen die Aussage, welche Technologie und Energiequelle die Beste ist. Oft genug hört man hier Holzhackschnitzelkessel, weil sie CO2-neutral sind. Das ist der falsche Ansatz, denn ein ganzjährig betriebener Holzkessel liefert keinen Mehrwert für ein Smart Grid. Wir müssen deshalb zu einer Bewertung von Funktionsweisen von Technologien kommen. Ähnliches gilt nämlich auch für eine Wärmepumpe, die immer dann Wärme produziert, wenn Wärme benötigt wird, denn sie verlagert das Problem des Wunsches an erneuerbaren Energien aus dem Wärmesektor 1:1 in den Stromsektor ohne einen „smarten“ Mehrwert zu liefern.

Interessant im Sinne eines Smart Grids wird es erst dann, wenn sich der Wärmesektor sich an den Stromsektor anschließt, aber nicht von diesem vollständig abhängig ist. Eine begrenzte Abhängigkeit kann bereits durch eine zeitliche Entkopplung von Wärme- und Strombedarf geschehen. Aber dazu ist es notwendig, große thermische Massen zu haben, die aktiviert werden können. Und welche thermische Speichermasse würde sich einfacher nutzen lassen als Wasser? Keine ist kostengünstiger und kein Speicher ist ökologischer. Wenn man bedenkt, dass viele Bürogebäude zwangsläufig Sprinklertanks von 80 bis 100 m3 Wasserinhalt haben müssen, dann ergeben sich hier auf der Kälteseite bereits 80 m3 * 1,16 kWh/m3/K * 5 K = 464 kWh Speichervolumen für Nutzkälte, bei einer Temperaturdifferenz von nur 5 Kelvin. Das entspricht 464 kWh/6 = 77 kWh an Stromspeicher die weniger gebraucht werden, das entspricht je nach Ladedichte einer Batterie zwischen 170 kg und 500 kg.

Smart Grid Technologievergleich

Wer bei Smart Grid direkt an Batterien denkt, sattelt das Pferd von hinten. Batterien sind nicht der Anfang von Smart Grid, sondern da, wo das „Smart“ im Smart Grid aufhört.

Werbeanzeigen