Allein durch den Tag- und Nachzyklus und unseren damit korrelierten Verhaltensweisen verursachen wir Schwingungen der Energieversorgung, sei es bei der Strom-, Gas- oder auch der Bereitstellung flüssiger Brennstoffe. Nicht, dass dies schon als Herausforderung genug ist; nun kommen mit dem Zubau der erneuerbaren Energien unregelmäßige Schwingungen hinzu. Sowohl der Bedarf als auch die Bereitstellung sind zudem saisonalen Schwankungen unterworfen. Diese Zusammenhänge kann man an den folgenden Diagrammen der Erzeugungsdiversität im Tageszyklus und auch im saisonalen Vergleich gut ausmachen.
Quelle Bundesnetzagentur
Quelle Bundesnetzagentur
Ganz besondere Anforderungen wird der Umbau der Mobilität hin zur Nachhaltigkeit stellen. Völlig undenkbar ist, dass sich auch nur ein Bruchteil der statistisch erfassten 47 Mio. Personenkraftwagen nach Feierabend des Netzes bedient, um über Nacht zu laden. Einerseits fehlt es an Erzeugungskapazität, andererseits an dazu erforderlichen Netzkapazitäten.
Die zu erfüllenden energetischen Anforderungen an Quartiere, Städte und Sektoren sollten daher lauten:
⦁ Ein hoher Grad autonomer Quartiere/ Städte belastet Netze nur bei Regeleingriffen
⦁ Die gemeinschaftliche Aufgabe der Netzstabilisierung erfordert Flexibilität an positiver und negativer Regelleistung
⦁ Die gewünschte Dekarbonisierung zwingt zur vollständigen Nutzung klimaneutraler Energieträger
⦁ Die soziale Verträglichkeit erfordert die Beschränkung der Energiebezugskosten
⦁ Effizienzmaßnahmen helfen zur Reduktion des End- und Primärenergiebedarfs
⦁ Neubauten, die ohne Anstieg der Treibhausgasemissionen zu betreiben sind, erfordern baurechtlich fixiert den Verzicht auf fossile Energieträger
Sollen Stadt- / Quartierslösungen diesen Grundsätzen gerecht werden können grundlegende Entwicklungsleitlinien festgeschrieben werden.
⦁ Deutlicher Zubau der erneuerbaren Energiebereitstellung
⦁ Speicherlösungen auf allen Systemleveln, im Gebäude, im Quartier und im Sektor
⦁ Intelligente Regel- und Anreizsysteme zum Abgleich von Quellen- und Senkenstrukturen
⦁ Szenariofeste Lösungen zur Reaktion auf Ereignisse, wie Wetter- und Mobilitätsextreme
Um diese Struktur gestalten zu können, bedient man sich zur Überprüfung von Konzepten der dynamischen, zeitabhängigen Rechnungen. Je autarker einzelne Quartiere, Systeme und Anlagen ausgeführt werden, desto leichter lassen sie sich in ein übergeordnetes System einkoppeln. Jedes System, sei es noch so klein, kann bei entsprechender Gestaltung zur Netzstabilität beitragen