Energieversorgung als kommunale Infrastrukturaufgabe vor dem Hintergrund des Klimawandels

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1 Energieversorgung als kommunale Infrastrukturaufgabe vor dem Hintergrund des Klimawandels Prof. Dr. Chris,an Jänig Hochschule Bremerhaven

2 Agenda I. Kommunale Daseinsvorsorge und Infrastrukturpoli,k II. III. Paradigmenwechsel von zentralen zu dezentralen Energiesystemen Schlussfolgerungen

3 I. Kommunale Daseinsvorsorge und Infrastrukturpoli<k 1. Daseinsvorsorge Zentraler Begriff der kommunalen Selbstverwaltung Basiert auf der Selbstverwaltungsgaran,e gem. Art. 28 Abs.2 Satz 1 des Grundgesetzes (GG) Defini,on gem. 1 Abs. 1 Satz 2 in Verbindung mit 8 Abs. 1 der Gemeindeordnung (GO): Die der Gemeinde übertragene Aufgabe, das Wohl ihrer Einwohner zu fördern, d.h. alle für die wirtscha`liche, soziale und kulturelle Betreuung der Einwohner erforderlichen Maßnahmen durchzuführen. Gem. Art. 16 EG- Vertrag definiert die Gemeinde unter Achtung des Subsidiaritätsprinzips und der Gestaltungsfreiheit ( der Mitgliedsstaaten), was eine Leistung der Daseinsvorsorge ausmacht. Legalität und Legi,mität der kommunalen Daseinsvorsorge auf Grundlage des Subsidiaritätsprinzips sind analog zu E. Forsthoff (1959) die Grundvoraussetzungen für die zivilisierte Existenz des rechtsstaatlich verfassten Sozialstaates als Vorsorge für das Alltägliche

4 I. Kommunale Daseinsvorsorge und Infrastrukturpoli<k 2. Infrastruktur Seit den 60er Jahren des letzten Jahrhunderts definieren die Wirtscha`s- und Sozialwissenscha`en als Infrastruktur die Gesamtheit der Anlagen, Einrichtungen und Gegebenheiten, die als Grundlage für Kommunen zur Erfüllung ihrer Aufgaben dienen (z.b. Verkehrswesen und Energieversorgung als technische Infrastruktur; Kindergärten, Schulen, Sportanlagen und Krankenhäuser als soziale Infrastruktur) Gem. 107 Abs. 3 der GO dient die wirtscha`liche Betä,gung in den Bereichen Strom-, Gas- und Wärmeversorgung einem öffentlichen Zweck ( dieser muss allerdings in einem angemessenen Verhältnis zur Leistungsfähigkeit der Gemeinde stehen) Zwischenfazit Energienetze gehören zur Daseinsvorsorge und sind Teil der kommunalen Infrastruktur; sie müssen somit kommunalisiert/demokra<siert sein. öffentliche Inves<<onen sind Basis einer (ökologischen ) Infrastrukturpoli<k

5 II. Paradigmenwechsel von zentralen zu dezentralen Energiesystemen Der Wandel vom fossilen zum solaren Energiezeitalter wird determiniert durch die Endlichkeit fossiler Energieressourcen den Klimawandel die global steigende Nachfrage nach Energie Hierdurch wird der Paradigmenwechsel von zentralen zu dezentralen Energiesystemen impliziert.

6 Der Paradigmenwechsel von zentralen zu dezentralen (lokalen) Energiesysteme kann plaka,v mit dem Wandel von der zentralen, angebotsorien<erten Energieversorgung von oben nach unten mit getrennten, jeweils für sich geregelten Erzeugungs-, Übertragungs- und Verteilungsstrukturen zur dezentralen, nachfragefokussierten Energieversorgung von unten nach oben bei gleichzei,ger Op,mierung dezentraler und zentraler regenera,ver Erzeugung sowie dezentralem Verbrauch auf der Grundlage hierarchischer, vermaschter Regelkreissysteme unter Berücksich,gung ökonomischer und ökologischer Parameter gekennzeichnet werden.

7 Ein derar,ges dezentrales Energiesystem (DES) fokussiert somit auf die Vernetzung, Aggrega,on und zentrale Steuerung dezentraler Energieerzeugungsanlagen, um disponible zentrale Kra`werksleistung ökonomisch und ökologisch nachhal,g zu ersetzen die integrierte und intelligente Einsatzop,mierung unterschiedlicher dezentraler Erzeugungs- sowie Verbrauchsanlagen und somit die regelungstechnische Aggrega,on sowie ökonomische und ökologische Op,mierung auf lokaler Ebene

8 Technologisch beinhalten dezentrale, nachfragefokussierte Energiesysteme folgende Kernelemente intelligente, lokale Managementsysteme (sog. Virtuelle KraRwerke ) intelligente Verteilnetze (Smart Poly Grids) intelligente Mess- und Steuerungssysteme (Smart Metering)

9 Dezentrale Energiesysteme beinhalten somit das kategorisierte und kaskardierte Clustering sowohl der Erzeugungs- als auch Verbrauchsanlagen die Anpassung des Energieverbrauches an die momentan verfügbare (regenera,ve) Erzeugerleistung die Transforma,on sta,scher Netzstrukturen und - konzepte in intelligente, dynamische Smart Poly Grids die Erhöhung der individuellen Energieeffizienz bei den Endverbrauchern durch den Einsatz intelligenter Mess- und Steuerungssysteme (Energieeinsparung sowohl aus ökonomischen und ökologischen als auch sozialen Gründen (sog. 2. Miete)

10 Dezentrale Energiesysteme werden demnach charakterisiert durch die gleichzei,ge, koordinierte Steuerung/Regelung von dezentraler Erzeugung, Speicherung und Verbrauch. Strukturell beinhalten sie die drei Ebenen Smart Metering/Smart Home Smart Poly Grids Virtuelles Kra`werk als dezentrales, intelligentes Energiemanagementsystem, die durch hierarchisch- vermaschte Regelkreissysteme ganzheitlich und systemisch gesteuert und geregelt werden und somit als symbio,sche Einheit zu sehen sind.

11 Als sog. Cyberphysical Systems sind alle Elemente, Module und Teilsysteme miteinander vernetzt und koordinieren sich aufgrund der Ultrastabilität des Systems selbstständig untereinander bzw. werden durch den Controlling Overlayer des Virtuellen Kra`werks überregelt.

12 Dezentrales Energiesystem Abb. Nr. 1: Regelungsstruktur dezentraler Energiesysteme

13 Durch diese Regelkreisstruktur sind alle Elemente des DES (Erzeuger, Speicher, Dienstleister, Energiehändler, Netzbetreiber, Verbraucher etc.) im Rahmen offener Informa,ons- und Kommunika,onssysteme ständig miteinander verbunden. Diese zur Steuerung des Systems notwendige permanente Informa,onsaktualität und - transparenz über den jeweiligen Status aller Energienetzteilnehmer konterkariert das informa,onelle Unbundling bzw. hebt dieses auf. Durch ein DES wird die tradi,onelle hierarchische Struktur zentraler Energiesysteme in eine sog. Peer- to- Peer - Architektur transformiert deren Elemente sind Energienetzbetreiber sowie Energienetzteilnehmer.

14 Alle Energienetzteilnehmer werden interak,v und interdependent kollaborieren; diese wechselsei,ge Zusammenarbeit wird durch automa,sierte intelligente Agentensysteme realisiert. Der Verbraucher wird hierbei als Prosumer situa,v drei Funk,onen bzw. Rollen übernehmen: - Energieerzeuger (z. B. Mikro- BHKWs, PV, Solarthermie) - Speicherbetreiber - Konsument Dies impliziert zwangsläufig, dass die unbundlingkonforme rechtliche, informa,onelle und personelle Trennung von Erzeugung und Vertrieb nicht aufrecht erhalten werden kann.

15 Der derzei,ge sta,sche Markt mit abgegrenzten, definierten Akteuren, Rollen und Prozessen wird in ein dynamisches, offenes System mit jederzeit sich verändernden Strukturen und Prozessen sowie Rollenwechseln transformiert werden. Energienetzteilnehmer sind - dezentrale Erzeuger - dezentrale Speicherbetreiber - Energievertriebe/Händler - Dienstleister - Verbraucher Diese Teilnehmer sollen nicht an der Energiewende,teilhaben, sondern diese marktkonform vorantreiben.

16 Abb. Nr. 2: Phänotypische Struktur des dezentralen Energiesystems

17 III. Schlussfolgerungen 1. Der Klimawandel erzwingt den Paradigmenwechsel von zentralen zu dezentralen Energiesystemen die durch die zentralen (tradierten) Energiesysteme implizierten ökologischen, ökonomischen, sozialen und gesellscha`spoli,schen Probleme können nicht mehr nur durch eine Effizienzerhöhung ihrer Prozesse und Strukturen gelöst werden notwendig ist vielmehr das Denken in neuen Strukturen, Prozessen sowie Teilnehmeraggrega,onen, d.h.: die Konzep,on und Implemen,erung dezentraler Energiesysteme als gänzlich neuen Aggregatzustand des Energiesystems. 3. Dezentrale Energiesysteme sind per se lokal strukturiert und organisiert sie basieren (fast) ausschließlich auf der lokalen (kommunalen) Infrastruktur sie beruhen auf der ak,ven Teilhabe der Verbraucher als sog. Prosumer

18 3. Dezentrale Energiesysteme sind ein wesentliches Element der kommunalen Daseinsvorsorge und Infrastruktur(poli<k) das Subsidiaritätsprinzip sowie die Gestaltungsfreiheit impliziert, dass die Kommune sowohl zum Promotor als auch handelnden Gestalter und Akteur dezentraler Energiesysteme wird kommunale Klimaschutz- und Klimaanpassungspoli,k erfordert dezentrale Energiesysteme hierdurch wird die Kommune ihrer Verpflichtung zur Daseinsvorsorge gerecht, d.h. die ihr übertragene Aufgabe, das Wohl ihrer Einwohner zu fördern und alle dazu erforderlichen Maßnahmen durchzuführen.