In smarten zeiten. kompakte Informationen zu fragen und begriffen intelligenter energie. RWE deutschland

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1 RWE deutschland rwe Deutschland ag Kruppstraße Essen T F I In smarten zeiten. kompakte Informationen zu fragen und begriffen intelligenter energie.

2 Inhalt 03 Inhalt herausgeber: RWE Deutschland AG, Abteilung Kommunikation redaktion: Sebastian Ackermann (V. i. S. d. P.), Maria Dehling gestaltung: k:drei, Düsseldorf bildnachweis: RWE-Bildarchiv, gettyimages (S. 12, S. 13, S. 24, S. 25, S. 32, S. 42, S. 43), thinkstock (S. 1) Vorwort 04 Smarte energiewelt 06 erzeugung 12 Windkraft 14 Photovoltaik 16 Biomasse-Heizkraftwerke 18 Mikro-KWK 20 Virtuelles Kraftwerk 22 Speicherung 24 Smart Storage 26 Pumpspeicherkraftwerke 28 Power to Gas 30 transport 32 Smart Grid 34 Smart Country 36 Internet der Energie 38 Supraleiter 40 Verbrauch 42 Prosumer 44 Smart Home 46 Smart Meter 48 Elektromobilität 50

3 04 vorwort vorwort 05 wir entwickeln InnOVatIVe lösungen und liefern Klare antworten. Nachhaltige Energieversorgung ist eines der großen Themen unserer Zeit. Öl, Kohle und Gas werden zunehmend durch regenerative Energieträger ersetzt. Neben große Kraftwerke treten immer stärker dezentrale Erzeugungsanlagen wie Photovoltaikanlagen, Windparks oder hocheffiziente Blockheizkraftwerke auf Biomassebasis. Auch zu Hause bei unseren Kunden ändert sich einiges. Mit intelligenten Zählern wird das Stromsparen leichter und Kleinkraftwerke im Keller oder auf dem Hausdach machen es möglich, Strom selbst zu erzeugen und nicht benötigte Mengen in unsere Netze einzuspeisen. Sie begegnen uns immer häufiger. Deshalb wollen wir für unsere Kunden die Energiezukunft nicht nur tatkräftig gestalten, sondern auch verständlich und einfach erklären. Und das mit dem Mut zur Kürze und unterlegt mit einigen energiewirtschaftlichen Fakten. Klar ist schon jetzt: Gemeinsam mit unseren Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern und in Partnerschaft mit vielen deutschen Kommunen werden wir die sichere Energieversorgung von morgen für Sie weiter voranbringen. Herzlich Die Energiewende erfordert viele technische Innovationen, deren Entwicklung RWE engagiert und mit Verantwortung voranbringt. Begleitet wird der Umbau unseres Energiesystems aber nicht nur von viel Technik, sondern auch von einer Vielzahl neuer Begriffe. Dr. Arndt Neuhaus, Vorstandsvorsitzender der RWE Deutschland AG

4 06 smarte energiewelt smarte energiewelt 07 was erwartet uns In der smarten energiewelt VOn morgen? Fast ein Fünftel unserer Stromerzeugung kommt schon heute aus Wind, Wasser, Biomasse und Photovoltaik. Das Meiste davon wird in kleineren Kraftwerken produziert, die übers Land verstreut sind und immer öfter von Privatpersonen oder mittelständischen Unternehmen betrieben werden. Strom wird also immer mehr dezentral produziert. Mit der Energiewende wird sich dieser Trend in den kommenden Jahrzehnten verstärken. Allerdings werden große Kraftwerke auf absehbare Zeit die Versorgungssicherheit gewährleisten müssen. Denn das Stromangebot aus Wind- und Sonnenkraft ist nicht langfristig planbar und schwankt wetterbedingt sehr stark. vorherzusagen und muss mit Informationstechnik in Sekundenschnelle erfasst werden. Dafür müssen unsere Verteilnetze immer intelligenter werden und Informations- und Telekommunikationstechnik einbinden. Nur dann können diese Netze die starken Schwankungen zwischen Stromangebot und Stromnachfrage besser ausgleichen. Diese neue Energiewelt wird deutlich vielseitiger. Sie öffnet Horizonte für neue technische Antworten, mehr Flexibilität, mehr Freude am Umgang mit Energie, mehr komfortable Hilfen für Energieeffizienz und mehr Freiraum für marktwirtschaftliche Lösungen. Warum ist das so? Weil es immer mehr Stromverbraucher gibt, die gleichzeitig Stromerzeuger und -anbieter sind. Sie bereichern den Markt zwischen Angebot und Nachfrage. Was sie bieten und nachfragen, ist weniger genau

5 08 smarte energiewelt smarte energiewelt 09 Mehr Intelligenz im Netz heißt auch: Elektronische Steuerungseinheiten, die sich schon in der Industrie bewährt haben, können in den neuen Verteilnetzen gute Dienste leisten und die Spannung stets in der Balance halten. Denn insbesondere auf dem Land haben wir nicht selten ein Angebot an Strom aus Windkraft und Photovoltaik, dem eine viel zu geringe Nachfrage in der unmittelbaren Umgebung der Anlagen gegenübersteht. Spannungsregler halten das Netz hier im Gleichgewicht. Dezentrale Biogasspeicher, kombiniert mit Blockheizkraftwerken, helfen außerdem dabei, ein Zuviel oder Zuwenig an Ökostrom in ländlichen Regionen so abzufedern, dass wir stets genug Licht und Wärme haben. Diese und andere Möglichkeiten in der neuen Energiewelt sind schon heute vorhanden, und es werden mehr. Wir laden Sie nun ein, auf knappem Raum einige der wichtigsten Treiber und Begriffe dieser smarten Energiewelt kennenzulernen. Haben wir Ihr Interesse geweckt? Wenn Sie mehr über smarte Energiebegriffe erfahren wollen, besuchen Sie uns im Internet auf Dort erfahren Sie, wie wir in vielen Projekten an den intelligenten Energien für Sie arbeiten. Intelligente Stromzähler geben Verbrauchern wie auch Netzbetreibern wertvolle Informationen darüber, wo wie viel Strom gebraucht wird. Smart Home-Lösungen, schnell installiert und einfach zu bedienen, zeigen uns, wie wir komfortabel Energie in Haus und Wohnung effizient einsetzen können.

6 10 smarte energiewelt smarte energiewelt 11 die VersOrgung der zukunft VerKnüPft das energie- und InfOrmatIOnsnetz. Internet- Marktplatz für Energie Erzeugung Virtuelles Kraftwerk Handel Smart Meter SMART GRIDS Intelligente Energienetze Speicherung IKT Informations- und Kommunikationstechnik Verteilung Smart Home Elektromobilität Verbrauch

7 12 erzeugung erzeugung 13 der strom für morgen. Das Angebot an Strom aus erneuerbaren Quellen und kleinen Anlagen wächst. Brauchen wir da überhaupt noch große Kraftwerke? Die Deutschen lieben die Sonne und frischen Wind haben die erneuerbaren Energien bereits 20 Prozent des inländischen Strombedarfs gedeckt. Zur Versorgungssicherheit gehört aber auch eine wetterunabhängige Stromerzeugung. Deshalb muss die Energiewende begleitet werden von fossilen, modernen Kraftwerken. RWE investiert Milliardenbeträge in den Ausbau erneuerbarer Energien und in klimaschonende Kraftwerkstechnik. > windkraft > photovoltaik > biomasse-heizkraftwerke > mikro-kwk > VirtuelleS KraFtwerK

8 14 windkraft windkraft 15 windkraft. strom aus frischer brise. Windkraft ist die Bewegungsenergie des Windes, die in Windkraftanlagen über Rotor und Generator in elektrische Energie umgewandelt wird. Volumen und technik der windkrafterzeugung Der Anteil erneuerbarer Energien von 20 Prozent an der Gesamtstromerzeugung Deutschlands teilt sich auf in: 5 % 3 % Nabe Rotorblatt Generator Gondel Windrichtungsnachführung > Im Bereich der erneuerbaren Energien liefert Windenergie den meisten Strom. Ihr Anteil an der Stromerzeugung in Deutschland soll von heute acht Prozent auf 25 Prozent im Jahr 2025 steigen. > Kilowattstunden (kwh) Strom aus deutschen Windkraftanlagen an Land (onshore) und auf dem Meer (offshore) wurden 2011 ins Netz eingespeist. Das entspricht 7,6 Prozent des Bedarfs und dem Verbrauch von Haushalten*. > Im dynamischen Markt Windkraft ist RWE Schrittmacher. Bislang wurden über Windkraftanlagen in das RWE- Verteilnetz integriert. 8 % Quelle: BDEW 1 % Wind Biomasse Wasser Photovoltaik Siedlungsabfälle 3 % Turm Netzanschluss Quelle: Arne Nordmann > RWE betreibt Windparks zu Lande und zu Wasser mit einer Leistung von Megawatt (MW). Derzeit sind weitere MW an Offshorewindparks in Bau. Weitere Windkraftwerke auf See mit einer Gesamtleistung von MW sind in der Entwicklung. Zur Errichtung der rund 180 Meter hohen Windräder auf dem Meer betreibt RWE Innogy eigene Spezialschiffe. * Durchschnittlicher Stromverbrauch: kwh je Haushalt

9 16 PhotovoltaIk PhotovoltaIk 17 PhOtOVOltaIK. VOm himmel Ins netz. Photovoltaik bezeichnet die technischen Lösungen zur direkten Umwandlung des Sonnenlichts in elektrische Energie mit Solarzellen. > Bis Ende 2011 wurden mehr als Photovoltaikanlagen an das RWE-Verteilnetz angeschlossen. > Die mittlerweile installierte Leistung der deutschen Photovoltaikanlagen macht derzeit ein Drittel der Leistung aller regenerativen Erzeugungsanlagen aus. Der daraus erzeugte Sonnenstrom trägt aber nur drei Prozent zur gesamten Stromerzeugung bei. > Der von Solarmodulen erzeugte Gleichstrom wird zum Verbrauch bzw. zur Netzeinspeisung in netzfähigen Wechselstrom umgewandelt. Anteil am inländischen Strombedarf 2011 > Dank extrem dünner Solarzellen werden in Zukunft sogar Fenster Sonnenstrom produzieren. Damit können Dachflächen, Fassaden und große Fensterfronten für die Produktion eigenen Stroms genutzt werden, der nach den jeweils gültigen Vergütungssätzen ins Netz eingespeist werden kann. Erneuerbare Energien insgesamt Quelle: BDEW Davon Photovoltaik 3 % 20 %

10 18 biomasse-heizkraftwerke biomasse-heizkraftwerke 19 biomasse. nachwuchskraft aus der natur. Biomasse-Heizkraftwerke sind Anlagen zur gleichzeitigen Gewinnung von elektrischer Energie und Wärme nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung unter Nutzung nachwachsender Rohstoffe als Brennstoff. co 2 -neutraler energieträger biomasse Sonneneinstrahlung Verdunstung Regen co 2 > Größere Biomasse-Heizkraftwerke sind fast immer darauf ausgelegt, Strom zu erzeugen und auch die dabei anfallende Wärme zu nutzen. In Verbindung mit der Wärmenutzung erreichen sie Gesamtwirkungsgrade von bis zu 90 Prozent. > Was unter Biomasse fällt, ist in der Biomasseverordnung geregelt: Pflanzenöl, Biogas, Holzhackschnitzel oder Holzpellets. In den Biomasseanlagen von RWE Innogy wird vor allem Holz als nachwachsender Rohstoff eingesetzt. co 2 Photosynthese o 2 biomasse Holzhackschnitzel wasser Strom Prozessdampf/ Heizwärme Energieholzplantagen Biomasse- Heizkraftwerk (KWK) > RWE bietet Kommunen Partnerschaftsmodelle für Konzeption und Betrieb von Biomasse-Heizkraftwerken. Die energetische Nutzung von Biomasse in Heizkraftwerken setzt nur so viel CO 2 frei, wie die Bäume oder Pflanzen vorher aus der Atmosphäre aufgenommen haben.

11 20 mikro-kwk mikro-kwk 21 mikro-kwk. strom und wärme aus dem Keller. Mikro-Kraft-Wärme-Kopplung (Mikro-KWK) findet in Kleinst-Blockheizkraftwerken statt, die zur Versorgung von Privathaushalten geeignet sind, und bezeichnet die gleichzeitige Gewinnung von Strom und Wärme für Heizzwecke und zur Warmwasseraufbereitung. > Als Mikro-KWK-Technologie kommen verschiedene Motorentechnologien oder Brennstoffzellen zum Einsatz. Am weitesten entwickelt sind Gasmotoren. > Der Gesamtwirkungsgrad (Strom plus Wärme) einer Mikro-KWK- Anlage liegt deutlich höher als der herkömmlicher Strom- und Wärmeerzeugung. Das führt zu einer CO 2 -Reduzierung. > In Zukunft können Mikro-KWK-Anlagen eine Pufferfunktion übernehmen. Denn ergänzt man sie um elektrisch beheizbare Wärmespeicher, kann überschüssiger Ökostrom aus dem Netz zur Wärmeversorgung genutzt werden. > RWE bietet in Zusammenarbeit mit Vaillant hocheffiziente stromerzeugende Heizungen für den Hauskeller an. RWE HomePower heißt das System, das nach dem Bedarf der Kunden gesteuert wird. mikro-kwk-system Stromnetz Erdgas KWK rwe Überschuss- Ökostrom Strom Wärme Daten messung Steuerung motor generator KwK Wärmespeicher mit Ökoheizstab In Zukunft werden die Wärmespeicher von Mikro-KWK-Anlagen auch zur Speicherung von Überschuss-Ökostrom genutzt werden können.

12 22 virtuelles kraftwerk virtuelles kraftwerk 23 VIrtuelles KraftwerK. VereInte Kräfte übers Internet. Ein virtuelles Kraftwerk ist die Zusammenschaltung kleiner, dezentraler Stromerzeuger zu einem zentral gesteuerten Verbund, der Leistung aus großen Kraftwerken ersetzen oder flexibel ergänzen kann. > Wesentlicher Baustein virtueller Kraftwerke ist eine innovative Informations-, Kommunikations-, Regel- und Steuertechnik. Sie ist die Voraussetzung für Netzstabilität bei schwankender Erzeugungsleistung aus dezentralen Anlagen und verändertem Verbraucherverhalten. > Je mehr unterschiedliche kleine Stromerzeuger und Erzeugungsarten kombiniert werden, wie zum Beispiel Photovoltaikanlagen, Blockheizkraftwerke, Kleinwasserkraftwerke oder Windkraftanlagen, desto besser können Angebot und Nachfrage ausgeglichen werden. > RWE vermarktet seit Februar 2012 das virtuelle Kraftwerk als Dienstleistungsangebot. Innerhalb von nur drei Monaten konnten bereits 200 Megawatt im virtuellen Kraftwerk gebündelt werden. Virtuelles Kraftwerk > Mit der verstärkten Nutzung von Kraft-Wärme-Kopplungs- Anlagen zur Versorgung von Gebäuden mit Wärme und Strom können diese Kleinanlagen zu einem virtuellen Kraftwerk zusammengeschlossen und in diesem Verbund effizienter in die Zukunftsnetze integriert werden. wetterdaten Stromangebot* Photovoltaikanlagen Windkraftanlagen Biomassekraftwerke Vermarktung Stromhandelspreise Stromnachfrage > Dezentral erzeugter Strom lässt sich als virtuelle Kraftwerksleistung gebündelt besser vermarkten. * Beispiel Stromspeicher

13 24 speicherung speicherung 25 speicher für strom aus wind und sonne. Braucht man eigentlich riesige Batterien, wenn man Wind- und Sonnenstrom für flaue und schattige Zeiten bevorraten will? Wind und Sonne kann man nicht steuern wie ein großes Kraftwerk. Denn starker Wind und kräftiger Sonnenschein sind trotz Wetterprognosen ebenso schwierig in die Stromerzeugung einzuplanen wie Windflauten und ein trüber Himmel. Deshalb setzt eine zukünftige Versorgung mit überwiegend erneuerbaren Energien voraus, genügend Speicher für den in immer mehr Photovoltaikund Windkraftanlagen erzeugten Strom zu haben. Nur so kann der erzeugte Überschussstrom für Phasen großer Stromnachfrage genutzt werden. Mit Batterien jedenfalls ist das nicht zu schaffen. > Smart Storage > pumpspeicherkraftwerke Smart Storage > power to gas > pumspeicherkraftwerke

14 26 smart storage smart storage 27 smart storage. speicherung VOn ÖKOstrOm. Stromspeicher können überschüssigen Strom zwischenlagern und ermöglichen es so, Unterschiede zwischen der schwankenden Stromerzeugung aus erneuerbaren Quellen und der Stromnachfrage auszugleichen. > Als Speichertechnologien kommen mechanische, elektrische und elektrochemische Lösungen zur Anwendung. Diese Speichertechnologien werden unterschieden mechanische Speicher Pumpspeicherkraftwerk Druckluftspeicherkraftwerk elektrische Speicher Supraleitende Spulen Kondensatoren andere Speicherformen Wasserstoffspeicherung, Gasspeicherung nach Elektrolyse bzw. Methanisierung (Power to Gas) Batterien/ Akkumulatoren Biogasspeicherung > Mit dem steigenden Anteil erneuerbarer Energien steigt der Bedarf an wirtschaftlich nutzbaren Stromspeichertechnologien. > Läuft der Ausbau der erneuerbaren Energien in Deutschland bis zum Jahr 2030 planmäßig, würde bei einer einwöchigen Windflaute das 70fache der heute zur Verfügung stehenden Pumpspeicherkapazität erforderlich sein, um die Stromversorgung sicherzustellen. > Im Rahmen des Modellprojektes Smart Country in der Eifel testet RWE einen speziell entwickelten Biogasspeicher. Mit mit dem dort gesammelten Biogas wird das angeschlossene Blockheizkraftwerk bei Nacht ohne Photovoltaikeinspeisung betrieben und Strom erzeugt. > Würden alle rund Biogasanlagen in Deutschland in ähnlicher Form als Stromspeichermedium genutzt, entsprächen ihre Gesamtleistung und ihr Energiegehalt ungefähr denen der Hälfte der deutschen Pumpspeicher.

15 28 PumPsPeIcherkraftwerke PumPsPeIcherkraftwerke 29 PumPsPeIcherKraftwerKe. die Kraft des gefälles nutzen. Bei einem Überschuss im Stromangebot wird Wasser mit elektrischer Energie in ein höher gelegenes Speicherbecken gepumpt. Bei Strombedarf wird das Wasser unter Nutzung des Gefälles zum Antrieb von Generatoren genutzt. > Zur Stromversorgung, komplett aus erneuerbaren Energien, müsste als Energiespeicher der ganze Bodensee innerhalb von zwei Wochen in ein ca. 200 Meter höher gelegenes Speicherbecken gepumpt und in den folgenden zwei Wochen wieder abgelassen werden. > Derzeit baut Deutschland noch überwiegend auf Pumpspeicherkraftwerke als Stromreserve. Mit ihrer Leistung von rund sieben Gigawatt lassen sich rund Kilowattstunden Strom erzeugen. Die reichen aber nur für wenige Stunden zur Stromversorgung unseres Landes bzw. für Haushalte*. längsschnitt eines pumpspeicherkraftwerks Speicherbecken Einlaufturm Zylinderschütz > Bei Pumpspeicherkraftwerken kann man den Strom durch das Öffnen des Speicherbeckens kurzfristig bereitstellen. > RWE betreibt eigene Pumpspeicherkraftwerke, arbeitet an neuen Techniken zur Wirkungsgradsteigerung und neuen Projekten, Bergehalden als Standorte für Kombikraftwerke aus Windenergie und Pumpspeichern zu nutzen. Windenkammer Motor Generator Kugelschieber Pumpspeicherkraftwerke nutzen den Höhenunterschied zwischen unterem Gewässer und höher gelegenem Speicherbecken zur Stromgewinnung. See Rollschütz Pumpturbine * Durchschnittlicher Stromverbrauch: kwh je Haushalt

16 30 Power to gas Power to gas 31 POwer to gas. strom Im erdgasnetz lagern. Strom aus Wind und Sonne kann auch ins Gasnetz als Zwischenspeicher fließen. Dafür muss der Strom durch Elektrolyse oder Methanisierung in Gas umgewandelt werden. > Der Zubau an Stromerzeugungskapazitäten aus erneuerbaren Quellen erzeugt Bedarf an Stromspeichern. Neben Pumpspeicherkraftwerken gelten Power to Gas-Lösungen als Schlüsseltechnologie. > Bei der Elektrolyse wird Strom dazu genutzt, Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff zu spalten. Der Wasserstoff kann gespeichert und verstromt werden. > Bei der anschließenden Methanisierung wird aus Wasserstoff und Kohlendioxid (CO 2, das zum Beispiel bei der Kohleverstromung abgeschieden wird oder aus Biogasanlagen stammt) Methan erzeugt. Dieses synthetische Erdgas kann in Erdgasspeichern gespeichert werden. wie aus wind- und Sonnenenergie gas wird Stromnetz Überschüssiger Solarstrom Überschüssiger Windstrom CO 2 aus Biogasanlagen Sauerstoff Elektrolyse von Wasser CO 2 -Tank Quellen: DVGW/Fraunhofer-Institut Stromerzeugung Wasserstoff Kohlendioxid Stromspeicherung Kraftwerk/BHKW Gasnetz Methanisierung Gasspeicher Methan Wasser > Auch RWE treibt die Weiterentwicklung der Stromspeicherung über Erdgas voran. Gemeinsam mit Siemens werden neue effiziente Elektrolyseverfahren und die Nutzung von CO 2 aus dem Stromerzeugungsprozess erforscht. Zudem ist RWE Projektpartner der Plattform Power to Gas der Deutschen Energie-Agentur.

17 32 transport transport 33 die neuen IntellIgenten netze. Was hat die Intelligenz der Netze mit ihrer Fähigkeit zu tun, immer mehr Strom aus erneuerbaren Quellen aufnehmen zu können? Als Beleg für Intelligenz gilt die Fähigkeit, Informationen umfassend aufnehmen und schnell auswerten zu können. Für intelligente Stromnetze gilt nichts anderes. Zunehmend schwankende Erzeugungsmengen und verändertes Verbraucherverhalten stellen das Netz vor große Herausforderungen. Die Balance im Netz ist dabei nur möglich durch eine Verknüpfung von Strom- und Datennetz. Neueste intelligente Informationsund Kommunikationstechnik ist dazu unerlässlich. > Smart grid > Smart country > internet Der energie > Supraleiter

18 34 smart grid smart grid 35 smart grid. das IntellIgente stromnetz. Smart Grids sind die Energienetze von morgen und stehen für eine durch Informations- und Kommunikationstechnologie ergänzte Stromversorgung mit leistungsfähigen und technisch aufgerüsteten Verteilnetzen. > Smart Grids sind die Antwort auf die Netze, die mehr dezentrale Erzeuger und vielfältige, stark schwankende Einspeisungen aus erneuerbaren Quellen ermöglichen. Kernstück der neuen Netzinfrastruktur ist das Zusammenwachsen von Energieanlagen-, Energietransport- sowie Informations- und Kommunikationssystemen. > Die Energiewende spielt sich vor allem im Verteilnetz ab. Hier sammeln die Netzbetreiber den Strom ein, den viele Kleinerzeuger mit dezentralen Anlagen aus Sonne, Wind und Biomasse gewinnen. Für diese neue Aufgabe muss das Verteilnetz umgebaut werden. > Die Höchstspannungsleitungen, also die überregionalen Stromautobahnen, die für den Anschluss der Offshore- Windparks unverzichtbar sind, müssen ebenso erweitert werden wie das Verteilnetz. Der Ausbau der Netze und ihre technische Aufrüstung werden je nach Szenario Investitionen von zehn bis 30 Milliarden Euro erforderlich machen. > Intelligente Zähler, Kleinkraftwerke im Keller, Sonnenstromanlagen auf dem Dach entfalten als Bausteine der Energieversorgung von morgen nur dann ihre klima- und ressourcenschonende Wirkung, wenn sie effizient in ein intelligentes Netz eingebunden sind.

19 36 smart country smart country 37 smart country. das netzmodellprojekt In der eifel. Smart Country ist der Name unseres erfolgreich bestandenen Testprojektes in der Eifel. Praktisch erprobt wurden effiziente Lösungen und intelligente Betriebsmittel zur Erhaltung der Netzstabilität bei deutlicher Zunahme der Einspeisung aus erneuerbaren Energien. Smart country: einbindung dezentraler erzeugung ins netz > Ausgewählt wurde die Modellregion Bitburg-Prüm, weil dort bei geringer Bevölkerungsdichte sehr viel Strom aus erneuerbaren Quellen ins Netz eingespeist wird; so viel, dass bei gleichzeitiger maximaler Einspeisung die Netzlast überschritten wird. Eine typische Situation für viele ländliche Regionen. > Die Einhaltung der Spannungsqualität ist vor allem auf dem Land eine der großen Herausforderungen für die Aufnahme von mehr Energie aus schwankenden erneuerbaren Quellen durch die Netze von morgen. > Getestet wurden im Modellprojekt neue Datentechnik zur aktuellen Erfassung von Stromangebot und -nachfrage, ein Biogasspeicher mit Blockheizkraftwerk zum Ausgleich von Nachfragespitzen und Spannungsregler, die die Spannung in den Toleranzgrenzen halten. Das Modellprojekt Smart Country bindet in ein bestehendes Verteilnetz ein: Biogasanlage, Biogasspeicher als Stromspeicher, Blockheizkraftwerk, Photovoltaik- und Windkraftanlagen und moderne Spannungsregler. > Die Projekterkenntnisse dienen schon heute der möglichst wirtschaftlichen Umrüstung bestehender Verteilnetze für zukünftige Versorgungsaufgaben.

20 38 Internet der energie Internet der energie 39 Internet der energie. das KOmbInIerte stromdatennetz. Basis für die Realisierung eines zukünftigen Internets der Energie ist die Informations- und Kommunikationstechnologie, die alle Marktteilnehmer des Energiesystems intelligent miteinander vernetzt. Das internet der energie mit seinen marktteilnehmern Prosumer 2) Netzbetreiber > Die intelligente Vernetzung von Erzeugungsanlagen, Netzkomponenten, Verbrauchsgeräten und der Austausch relevanter Erzeugungs- und Verbrauchsdaten ermöglichen die Vermeidung von Lastspitzen und Engpässen. > Auch die Entwicklung neuer Tarife und die Verlagerung des eigenen Stromverbrauchs in günstige Tarifphasen mit weniger Nachfrage sind auf Grundlage von mehr Verbrauchstransparenz möglich. > Gemeinsam mit Partnern aus Wissenschaft und Industrie Energiehändler E-Energy- 1) Marktplatz 2020 Neue Dienstleister testet RWE einen Internet-Markplatz der Energie in der Modellregion Mülheim an der Ruhr. Eingebunden in dieses Projekt sind auch technische Komponenten wie Smart Meter, die intelligenten Zähler. Stromerzeuger Messstellenbetreiber 1) E-Energy ist ein Förderprogramm der Bundesregierung zur Erforschung eines Internets der Energie. Siehe auch 2) Prosumer ist der Verbraucher, der auch selbst Strom produziert (Seite 44). > Dieser Marktplatz wird zum Drehkreuz für alle Informationen um den aktuellen Strombedarf der Verbraucher und die jeweiligen Erzeugungsmengen, die ins Netz fließen. Das Internet wird zur Energiedatenautobahn.

21 40 supraleiter supraleiter 41 supraleiter. strom, eiskalt serviert. Supraleiter können Strom nahezu verlustfrei transportieren. Bisher brauchten sie dazu Betriebstemperaturen von minus 273 Grad. Neue Hochtemperatur-Supraleiter kommen schon mit minus 200 Grad aus. > Hochtemperatur-Supraleiter (HTSL) sind eine Effizienztechnologie, die den Stromtransport verlustärmer und platzsparender macht. > Supraleiter nutzen die Eigenschaften spezieller keramischer Materialien, deren spezifischer elektrischer Widerstand bei Kühlung sinkt und ab einer bestimmten Minustemperatur auf nahezu null geht so kann Strom praktisch ohne Verluste transportiert werden. > Supraleitende Mittelspannungsnetze sparen Fläche und Installationsaufwand und sind deshalb speziell in Ballungsgebieten eine zukünftige Alternative zur raumgreifenden Hochspannungstechnik. Supraleiterkabel Quelle: Nexans > RWE Deutschland startet den weltweit größten Supraleiterfeldtest mit Namen AmpaCity in der Ruhrmetropole Essen. Im Jahr 2013 soll die Supraleiterkabelstrecke von einem Kilometer Länge in Betrieb genommen werden. Gemeinsam mit Partnern aus Wirtschaft und Wissenschaft und gefördert durch die Bundesregierung werden im Rahmen des Projektes AmpaCity die technischen, ökonomischen und ökologischen Aspekte der Supraleitertechnologie praxisnah untersucht. Über 13 Millionen Euro fließen in dieses Modellprojekt.

22 42 verbrauch verbrauch 43 die effiziente nutzung VOn energie. Funktioniert Energiesparen zu Hause eigentlich nur mit komplizierter Technik oder gehts auch einfacher? Eine Form des Energiesparens ist, weniger Energie zu verbrauchen. Dabei helfen neue stromsparende Haushaltsgeräte, aber auch ein bewusstes Nutzungsverhalten. So liefern clevere Zähler aktuelle Verbrauchsinformationen und eine intelligente Haustechnik macht es leicht, die Energie zu Hause effizient zu steuern. Weniger Energieverbrauch und damit mehr Klimaschutz bequem vom Handy aus, so macht smarte Energie Spaß. > prosumer > Smart home > Smart meter > elektromobilität

23 44 Prosumer Prosumer 45 PrOsumer. das zuhause als KleInKraftwerK. Prosumer setzt sich zusammen aus den englischen Begriffen producer und consumer. Gemeint ist der Endkonsument, der Strom verbraucht, aber in kleinen Anlagen auch selbst produziert und ins Netz einspeist. > Das vom Bundeswirtschaftsministerium geförderte E-DeMa- Projekt unter maßgeblicher Beteiligung von RWE soll Erkenntnisse zum Zusammenspiel von neuen Haushaltsgeräten, Smart Home-Lösungen, intelligenten Zählern und effizientem Energiemanagement liefern. > Die klassische Stromversorgung setzte auf große Kraftwerke. In der neuen Energiewelt treten immer mehr kleine Stromeinspeiser und dezentrale Erzeugungseinheiten auf den Plan. Stromerzeugung aus dezentralen Anlagen in Deutschland in Millionen Kilowattstunden (kwh) > Zu diesen dezentralen Stromerzeugern werden zunehmend auch private Haushalte gehören. Nur mit der Informationsund Steuerungstechnik intelligenter Netze wird diese Vielfalt so in Einklang gebracht, dass unsere Stromversorgung sicher und komfortabel bleibt. > Vor allem Photovoltaik für das Hausdach sowie Mikro- Blockheizkraftwerke für den Keller beschleunigen diesen Wandel des Verbrauchers zum Prosumer Quelle: BDEW

24 46 smart home smart home 47 smart home. mit energie haushalten. Smart Home bedeutet komfortables energiesparendes Wohnen durch die benutzerfreundliche Steuerung von Haustechnik, -geräten und Heizung sowohl von zu Hause aus als auch via Internet oder Smartphone von unterwegs. > RWE hat eine Smart Home-Komplettlösung entwickelt, die mit ihren einfach bedienbaren Bausteinen eine maßgeschneiderte Haussteuerung erlaubt. Auch Mieter können mit RWE SmartHome ihren Strom- und Heizenergievebrauch deutlich senken. > Auch für Kommunen bietet RWE Deutschland das Smart Home- System. So können die Energiekosten in kommunalen Liegenschaften wie zum Beispiel Schulen, Sporthallen oder SUCHMODUS HAUSSTEUERUNG Feuerwehr-Gerätehäusern gesenkt werden. rwe Smarthome-benutzeroberfläche JA AN > Ob Licht, Heizung oder Rollladen, die Smart Home-Technologie verbindet alle Geräte und technischen Einheiten über ein gesichertes Funknetzwerk mit der Steuerzentrale. RÄUME GERÄTE Alarm Zuhause ÜBERGREIFEND 80% Rolladen 18,5 Heizung WOHNZIMMER AUS Stehlampe 18,5 Heizung KÜCHE Decke PROFILE > Der modulare Aufbau ermöglicht die Erweiterung um weitere Anwendungen wie zum Beispiel Brand- und Einbruchschutz. AUSLÖSER Alarm Urlaub Bewegung... Fernsehen Luftfeucht... 42% Party Temperatur 23 Kochen Luftfeucht... 38% Temperatur 19

25 48 smart meter smart meter 49 smart meter. IntellIgente VerbrauchsKOntrOlle. Smart Meter sind intelligente Zähler. Sie informieren darüber, wie viel Strom ein Haushalt verbraucht. So ermöglichen sie ein energiesparendes Verbrauchsverhalten und liefern Daten für einen effizienten Netzbetrieb. Energieverbrauch Haushalt Stromverbrauch Geräte > Smart Meter messen den jeweils aktuellen Verbrauch. Über eine Schnittstelle zum heimischen PC kann dann jederzeit festgestellt werden, wann es am günstigsten ist, stromintensive Geräte wie zum Beispiel Waschmaschinen zu betreiben. > Die Smart Meter-Daten werden über neueste Informationsund Kommunikationstechnik dem Netzbetreiber anonym übermittelt und ermöglichen in gebündelter Form einen optimierten Netzbetrieb. 73 % 5 % 48 % 1,5 % 8,5 % 26 % > 80 Prozent aller deutschen Haushalte sind laut einer EU-Richtlinie bis zum Jahr 2022 mit intelligenten Zählern auszustatten. Heizung Warmwasser Licht Kochen Haushaltsgeräte 12 % 13 % 6,5 % 6,5 % Kühl- und Gefrierschrank Herd und Backofen Waschmaschine Geschirrspüler Trockner Quelle: Siemens 2011 in Smart Grids und Deutsche Bank Research > RWE führt in Mülheim an der Ruhr das größte Smart Meter- Pilotprojekt Deutschlands durch. Mehr als Stromzähler werden kostenlos gegen intelligente Messgeräte ausgetauscht. Das schafft neue Erkenntnisse, wie mit neuer Technik Energie gespart und das Klima gleichzeitig entlastet werden kann.

26 50 elektromobilität elektromobilität 51 elektromobilität. emissionsfrei unterwegs. Elektromobilität ist klimaschonender Fahrspaß, in dessen Mittelpunkt Kraftfahrzeuge mit Elektroantrieb stehen. > Im Gegensatz zum Hybridfahrzeug kommen Elektroautos (E-Autos) ohne Verbrennungsmotor aus. Beziehen sie ihren Strom auch teilweise noch aus erneuerbaren Quellen, leisten sie einen erheblichen Beitrag zur Klimaentlastung. > Derzeit fahren noch unter E-Autos auf deutschen Straßen. Das entspricht weniger als einem Zehntelprozent des Fahrzeugbestandes. > Nach den Zielen der Bundesregierung sollen bis zum Jahr 2020 eine Million E-Autos in Deutschland unterwegs sein. > Vor allem die Weiterentwicklung leistungsfähiger Lithium- Ionen-Akkus für mehr Reichweite und kürzere Ladezeiten gelten als Voraussetzung für den weiteren Ausbau von Elektromobilität in Deutschland. > RWE ist in Deutschland führend bei Elektromobilität. Komplettangebote aus Elektrofahrzeug, Ladetechnik und Ökostrom ermöglichen schon heute den einfachen Umstieg auf Elektromobilität. Im Rahmen der RWE-Aktion E-Bikes on Tour können Kommunen, Bürger und Mitarbeiter auch Fahrräder mit Elektroantrieb ausprobieren. > Rund Autostrom-Ladepunkte in mehr als 200 Kommunen hat RWE bereits installiert. Diese werden jetzt VDE-zertifiziert. Serieller Hybrid 1) Elektrofahrzeug Verbrennungsmotor Getriebe Kupplung E-Motor Tank Batterie 1) Generator