Vertrauen durch Stärke

»Die Energiewende
liegt uns am Herzen.«

Jens Hald Jensen glaubt an die Energiewende. Weil sie den Klimawandel stoppen kann. Und weil er sich vorgenommen hat, künftigen Generationen eine lebenswerte Umwelt zu hinterlassen. Jensen ist Projektleiter auf dem Testgelände für Windturbinen im dänischen Østerild und arbeitet jeden Tag daran, unsere Energieversorgung schrittweise ein wenig »grüner« zu machen.

Das Gelingen der Energiewende erfordert ein komplexes Puzzle an Maßnahmen. Wie kaum ein anderes Unternehmen weltweit hat Siemens als integrierter Technologiekonzern Lösungen dafür im Portfolio – und zwar entlang der gesamten Strom-Matrix. Wie unser Mitarbeiter Jens Hald Jensen in seiner täglichen Arbeit ganz persönlich Verantwortung dafür übernimmt, dass die Energiewende ein Erfolg wird, berichtet er im Folgenden. Und im Interview mit Dr. Hans-Josef Zimmer, Vorstand Technik unseres Großkunden EnBW Energie Baden-Württemberg AG, erfahren Sie, wie einer der großen deutschen Energieversorger die Energiewende einschätzt.

OBEN – Klare Vorgaben für das Team: Siemens-Ingenieur Jens Hald Jensen (links) leitet den Aufbau der Windturbine mit dem derzeit weltweit längsten Rotorblatt in Betrieb.

LINKS – Bereits der Transport der Siemens-B75-Rotorblätter über die 320 Kilometer vom Hafen im dänischen Esbjerg nach Østerild war eine logistische Meisterleistung.

Jens Hald Jensen,
Projektleiter auf dem Testgelände für Windturbinen in Østerild, Dänemark
»Diese Rotorblätter haben für mich eine ganz besondere Magie. Ich habe sie auf dem Boden liegen sehen, ich war dabei, als sie nach oben gezogen wurden, und jetzt sehe ich, wie sie sich drehen und Strom erzeugen – es ist einfach magisch.«
Reportage/ nach oben Die Energiewende erfordert vielfältige Maßnahmen, die wie Puzzleteile ineinandergreifen müssen. Siemens hat viele Lösungen im Portfolio und arbeitet an ihrer Weiterentwicklung.

»Mit 75 Metern Länge erreichen die neuen Rotorblätter fast die Spannweite eines Airbus A380.« Wenn Jens Hald Jensen von seiner Arbeit spricht, kommen ihm die Superlative am laufenden Band über die Lippen. Und heute ist eine Gelegenheit, bei der sie ganz besonders gut passen: Der Siemens-Ingenieur leitet an diesem strahlend schönen Tag im August den Aufbau des weltweit größten Rotors für Windturbinen. Jensen steht mit weißem Helm und knallgelber Schutzweste mitten auf einem Testgelände im dänischen Østerild, auf dem das Unternehmen seine neuesten Produkte vor dem Einsatz beim Kunden testet. Die Probanden sind schon vor Tagen eingetroffen: die Siemens-Windturbine SWT-6.0 mit sechs Megawatt Leistung und die Rotorblätter vom Typ B75. Diese sind mit 75 Metern Länge die derzeit weltweit längsten ihrer Art, die sich in Betrieb befinden. Und obwohl Jens Hald Jensen schon seit Ende seines Studiums in der Windbranche arbeitet, ist dieser Test für ihn ein Höhepunkt seiner bisherigen Karriere. »Es ist einfach unglaublich, hier zwischen diesen riesigen Rotorblättern zu stehen – schauen Sie sich nur ihre unglaublichen Dimensionen an«, schwärmt der Ingenieur aus Brande. »Es ist wirklich eine technische Meisterleistung, dass man so etwas Gewaltiges in einem Stück herstellen kann.«

Nicht allein die Größe des Rotors begeistert Seit Jahrzehnten träumt Jensen von einer Energieversorgung, die verstärkt auf erneuerbare Energiequellen wie den Wind setzt. »Er liefert uns fast rund um die Uhr unglaublich viel Energie, vor allem auf dem Meer«, sagt der Ingenieur enthusiastisch. »Die Energiewende bietet uns jetzt die Chance, diesen Wandel zu forcieren – hier fühle ich mich auch ganz persönlich in der Pflicht der kommenden Generationen.«

Kein Wunder, dass ihn die Kombination aus SWT-6.0-Turbine und B75‑Rotorblatt begeistert: Eine einzige Windturbine auf dem Meer kann künftig 6.000 europäische Haushalte mit »grünem« Strom versorgen. Ohne den Einsatz fossiler Brennstoffe und ohne Emissionen. Und erste Kunden warten schon darauf, die neue Siemens-Technik in großem Maßstab einzusetzen. So ist zwischen 2014 und 2017 der Bau von 300 Windturbinen vor der britischen Küste geplant. Gesamtleistung: 1.800 Megawatt.

LINKS – Allein das Maschinenhaus der getriebelosen Windturbine vom Typ Siemens SWT-6.0 misst 15 Meter in der Länge und 6,5 Meter im Durchmesser.

Langjährige Offshore-ErfahrungZuvor müssen Turbine und Rotorblätter aber die Erprobung bestehen. Zwei riesige Kräne heben gerade das Maschinenhaus der SWT-6.0 in die Höhe. Wie in Zeitlupe kommt es der Spitze des 120 Meter hohen Turms näher, ständig von Jensens konzentrierten Blicken verfolgt. In der Turbine steckt die mehr als 20-jährige Erfahrung aus Offshore-Projekten. Die SWT-6.0 beeindruckt nicht nur durch ihre hohe Leistung, sondern auch durch die neue Antriebstechnik, die ganz ohne Getriebe auskommt. Mit solchen Innovationen haben es die Siemens-Ingenieure geschafft, die Zahl der Komponenten um rund 50 % zu reduzieren. Das macht sie wartungsfreundlich und spart Gewicht: Die SWT-6.0 ist die mit Abstand leichteste Windenergieanlage in ihrer Leistungsklasse. Dadurch sinken die Kosten für das Fundament und den Turm – so wird die Windenergie konkurrenzfähiger. Und Jensens Vision von einer »grüneren« Energieversorgung rückt wieder ein Stückchen näher.

Dr. Michael Süß,
Mitglied im Vorstand der Siemens AG und CEO des Sektors Energy
»Die Energiewende ist das Jahrhundertprojekt der Deutschen. Sie ist richtig und machbar. Bei der Umsetzung liegt das meiste aber noch vor uns. Der straffe Zeitplan und der notwendige Netzausbau sind die größten Herausforderungen. Wie Deutschland das angeht, wird vom Ausland genau beobachtet.«

OBEN – In Bewegung überstreicht der gigantische Rotor eine Fläche von zweieinhalb Fußballfeldern – so hatte auch der Platz für das Zwischenlagern und Montieren der Rotorblätter an der Nabe (hier links im Bild) außerordentliche Ausmaße.

Dank eines innovativen Herstellungsverfahrens ohne Verschraubung ist das Rotorblatt 20 % leichter als bei klassischen Bauweisen. Das spart den Betreibern Kosten und macht Windstrom attraktiver.

Das größte Glasfaserbauteil aus einem GussFür Visionen bleibt Jens Hald Jensen heute allerdings keine Zeit. Denn nach der Montage der Turbine sind jetzt die drei riesigen Rotorblätter an der Reihe und müssen an Stahlseilen nach oben gehievt werden. »Das ist das größte Rotorblatt, das wir jemals installiert haben«, sagt der Siemens-Mann. »Es ist eine gewaltige Herausforderung, ein Windrad mit 154 Metern im Durchmesser in die Höhe zu heben und an der Turbine zu befestigen.« Jedes Rotorblatt sieht ein wenig aus wie ein gestrandeter Wal, und Menschen machen sich neben ihm genauso klein aus wie neben einem der kolossalen Meeresbewohner – immerhin ist die B75 das längste jemals aus einem Guss hergestellte Glasfaserbauteil. Es sind Fortschritte wie diese, die Jensen immer wieder begeistern. »Das große Engagement von Siemens in diesem Bereich zeigt ganz klar, dass wir die Vorreiter bei der Energiewende sein wollen«, sagt er in einer Pause. »Die hier in Østerild gezeigten Produkte belegen unseren Führungsanspruch.«

Dr. Felix Ferlemann,
Chief Executive Officer Siemens Wind Power
»Wird der Rotor mit einem Durchmesser von 154 Metern bei einer Windgeschwindigkeit von zehn Metern pro Sekunde betrieben, fängt er pro Sekunde die Energie aus 200 Tonnen Luft ein.«

Siemens-Technologien bringen die Energiewende auf den WegSiemens bietet seinen Kunden nicht nur Windanlagen, sondern auch ein breites Portfolio weiterer Produkte und Lösungen, die sicherstellen sollen, dass die Energiewende gelingt: die verlustarme Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) über weite Strecken, Komponenten für das intelligente Stromnetz der Zukunft (»Smart Grid«), Gasturbinen mit Rekordwirkungsgraden und hocheffiziente Elektromotoren, die den Stromverbrauch senken. Nur ein integrierter Technologiekonzern mit einer breiten Produktpalette kann ein derart vollständiges Portfolio anbieten – und damit bei den Menschen das Vertrauen stärken, dass ein Umstieg bei der Energieversorgung möglich ist. Denn der Umbau unserer Energieversorgung erfordert weit mehr als »nur« den Ausstieg aus der Kernenergie. Viele innovative Einzellösungen entlang der gesamten Energieversorgungskette müssen wie in einem Puzzle perfekt ineinandergreifen, um die Energieversorgung künftig nachhaltig und zugleich sicher zu machen. Mit seinem Umweltportfolio will Siemens hierzu einen wichtigen Beitrag leisten.

In Østerild hat Siemens gerade wieder einen Schritt in diese Richtung gemacht. Nach stundenlanger Feinarbeit haben die beiden Kranführer und eine Handvoll Siemens-Techniker die drei Rotorblätter an der Windturbine befestigt. Jens Hald Jensen schaut andächtig nach oben und genießt den imposanten Anblick. »Diese Rotorblätter haben für mich eine ganz spezielle Magie«, sagt er versonnen. »Ich habe sie auf dem Boden liegen sehen, ich war dabei, als sie nach oben gezogen wurden, und nun sehe ich, wie sie sich drehen und Strom erzeugen – es ist einfach magisch.« Jetzt steht den ausgiebigen Tests in den kommenden Monaten nichts mehr im Weg. Für Jensen ist heute aber erst einmal Feierabend. »Geschafft!«, freut er sich am Ende dieses langen Arbeitstags und macht aus seinen Gefühlen keinen Hehl. »Wir haben gerade einen der weltgrößten Rotoren für Windturbinen installiert – da müssen wir doch stolz sein.«

OBEN – Geschafft: Zwei Riesenkräne haben den Rotor mit 154 Metern Durchmesser in Position gebracht. Spezialisten verbinden ihn direkt mit dem Generator.

RECHTS – Zufriedene Mienen nach erfolgreicher Montage der Windturbine: Dr. Felix Ferlemann, CEO Siemens Wind Power (Mitte), im Gespräch mit dem Projektleiter in Østerild Jens Hald Jensen (rechts hinten).

Interview/ nach oben
Dr.-Ing. Hans-Josef Zimmer, EnBW-Vorstand Technik »Die erneuerbaren Energien werden ein wesentlicher Pfeiler der künftigen Versorgung sein. Als Energieversorgungsunternehmen brauchen wir dafür starke und vertrauenswürdige Partner.«
  Mit einem Umsatz von mehr als 18 Mrd. € im Jahr 2011 und rund 20.000 Mitarbeitern ist die EnBW eines der größten Energieversorgungsunter-nehmen in Deutschland und Europa. Dr.-Ing. Hans-Josef Zimmer (54) ist studierter Maschinenbauer und seit 23 Jahren bei EnBW tätig. Privat setzt der EnBW-Vorstand Technik auf Solarthermie zur Unterstützung der Heizung und der Warmwassererzeugung. Als einer der ersten EnBW-Kunden ließ er sich einen intelligenten Stromzähler installieren und stellte so fest, dass er viel Strom durch das Abschalten von Stand-by-Funktionen einsparen kann.
»Die Energiewende ist eine große Herausforderung.« Die Energieversorgung der Zukunft braucht innovative Lösungen und starke Partnerschaften. Siemens und der Versorger EnBW Energie Baden‑Württemberg AG (EnBW) arbeiten seit Jahren eng zusammen. EnBW‑Vorstand Technik Dr.-Ing. Hans-Josef Zimmer äußert sich zu den Schritten, die notwendig sind, um der Energiewende zum Durchbruch zu verhelfen.

Herr Dr. Zimmer, wir reden derzeit in Deutschland viel von der Energiewende. Wie hat die EnBW darauf reagiert?

Dr. Zimmer: Die Energiewende ist eine große Herausforderung für Deutschland. Als großer Energieversorger in Deutschland nehmen wir diese Herausforderung an. Für unsere Strategie heißt das: Wir sichern auch weiterhin unsere Position als CO2-armer Energieerzeuger. Zusätzlich zu den effizienten, konventionellen Anlagen wollen wir den Anteil der erneuerbaren Energien an unserer Stromerzeugung bis 2020 verdoppeln. Wir haben bereits einen relativ großen Anteil an erneuerbaren Energien in unserem Portfolio, der aus der Wasserkraft stammt. Und wir möchten bis 2020 noch einmal rund 3.000 Megawatt erneuerbare Energien zubauen.

Ein Schritt auf diesem Weg ist sicher Deutschlands erster kommerzieller Offshore-Windpark »EnBW Baltic 1«, den Ihr Unternehmen 2011 mit Siemens als Partner errichtet hat. Wie entstand die Idee, und welche Erkenntnisse haben Sie im Betrieb gewonnen?

Dr. Zimmer: Im EnBW-Vorstand haben wir bereits 2007 / 2008 entschieden, dass wir verstärkt in erneuerbare Energien investieren wollen. Parallel zu unserem traditionell hohen Engagement in der Wasserkraft setzen wir dabei auf die Windenergie als weiteren Schwerpunkt. Nach gründlichen Analysen stand für uns fest, dass Windturbinen und Windparks an Land und auf See besonders rentabel sein können. Deshalb haben wir 2008 vier Lizenzen für Windparks auf See – zwei in der Ostsee und zwei in der Nordsee – gekauft und sind dabei, diese Projekte zu entwickeln. EnBW Baltic 1 kann mit 21 Windturbinen von Siemens bis zu 48,3 Megawatt Strom produzieren. Wir sind sehr zufrieden mit der aktuellen Leistung. Die Verfügbarkeit ist sehr gut, und wir konnten im ersten Jahr ein sehr schönes Gesamtergebnis erzielen.

Wie haben Sie die Zusammenarbeit mit Siemens erlebt?

Dr. Zimmer: Bei der Planung und Errichtung solcher Großprojekte brauchen wir verlässliche Partner, die halten, was sie versprechen. Seit Projektbeginn von EnBW Baltic 1 haben wir mit den Kollegen von Siemens sehr vertrauensvoll zusammengearbeitet. Und dieses Vertrauen gründet sich auch auf Erfahrungen aus anderen gemeinsamen Großprojekten.

EnBW Baltic 1 ist relativ weit entfernt von Ihrer Stammregion im Südwesten Deutschlands. Wie wird der produzierte Strom im Land verteilt?

Dr. Zimmer: Unser Windpark in der Ostsee speist direkt in das 50-Hertz-Netz ein. Von dort wird die Energie in einem weit vermaschten Netz in Deutschland weiterverteilt. Wenn wir an der Küste und auf See, wo wir große Windmengen haben, künftig mehr Windparks bauen, müssen wir große Energiemengen Richtung Süden transportieren. Deutschland plant bis 2030 die Installation von Windparks auf See mit einer Leistung von 25.000 Megawatt. Künftig brauchen wir deshalb auch die verlustarme Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ). Im Netzentwicklungsplan, den unsere Tochter Transnet BW gemeinsam mit den drei anderen Übertragungsnetzbetreibern erstellt hat, sind deshalb HGÜ-Leitungen für verschiedene Korridore vorgesehen. Ich rechne hier allerdings mit einem sehr langen Genehmigungsprozess. Und auch die technischen Herausforderungen müssen gemeistert werden, denn selbst wenn HGÜ-Leitungen in anderen Ländern wie China oder Indien bereits installiert sind, heißt das für uns in Deutschland nicht, dass die Trassenplanung und ihre Umsetzung von heute auf morgen erfolgen, vielmehr werden sie einige Jahre in Anspruch nehmen. Aber wir müssen diese Herausforderung annehmen, wenn wir die Energiewende bewältigen wollen.

LINKS – Mit EnBW Baltic 1 realisierte die EnBW mit Siemens-Anlagen den ersten kommerziellen Offshore-Windpark Deutschlands. Die 21 Windenergieanlagen mit einer Gesamtleistung von 48,3 MW stehen rund 16 km nördlich von Zingst auf der Halbinsel Darß in der Ostsee.

 

Ein weiterer Baustein, der zum Gelingen der Energiewende beitragen kann, sind aus unserer Sicht hocheffiziente Kraftwerke wie unsere GuD-Kraftwerke. Die EnBW-Mehrheitsbeteiligung Stadtwerke Düsseldorf plant am Standort Lausward ein solches Kraftwerk. Und wie bei EnBW Baltic 1 und 2 wird Siemens der Lieferant sein. Welche Kriterien haben bei dieser Investitionsentscheidung eine Rolle gespielt?

Dr. Zimmer: GuD-Anlagen, wie sie Siemens anbietet, sind hocheffiziente Anlagen, die kohlendioxidarm Energie erzeugen. Sie sind schnellstartfähig und sehr flexibel beim Hoch- und Herunterfahren. Damit passen sie besonders gut in einen Energiemarkt im Umbau auf schwankende regenerative Energien. Zusätzlich zur effizienten Nutzung und zur Schnellstartfähigkeit muss sich jedes neue Kraftwerk aber natürlich auch immer wirtschaftlich rechnen.

Ein weiterer Aspekt ist, den Stromverbrauch zu drosseln, also Strom einzusparen. Was kann ein Energieversorger wie EnBW dazu beitragen?

Dr. Zimmer: »Weniger Verbrauch geht auch« heißt ein Slogan, den wir vor einigen Jahren hatten. Jetzt könnten Sie natürlich sagen, ein Energieversorger kann froh sein, wenn sein Kunde sehr viel Energie verbraucht. Aber das trifft nicht zu, vielmehr wollen wir unseren Kunden dabei helfen, Energie einzusparen und die Energieeffizienz zu steigern. Seit Jahren laufen bei uns entsprechende Programme, in deren Rahmen wir unseren Kunden maßgeschneiderte Lösungen für energieeffizientes Wirtschaften anbieten. Uns ist nämlich eines klar: Wir als EnBW sind nur dann wettbewerbsfähig, wenn wir unsere Kunden aus der Industrie mit Energie versorgen, die so günstig ist, dass sie weiterhin in Deutschland produzieren können.

Eine Möglichkeit, ineffiziente Spitzen im Verbrauch zu kappen, sind intelligente Stromnetze, die sogenannten Smart Grids. Inwieweit engagiert sich die EnBW hier?

Dr. Zimmer: Wir erproben seit einigen Jahren in Modellgemeinden Smart Grids und untersuchen, wie unsere Kunden intelligente Stromzähler nutzen. Wir wollen unseren Kunden in privaten Haushalten, im Gewerbe und in der Industrie helfen, Energie zu sparen. Verbrauchsstarke Geräte sollen dafür zum Beispiel nachts laufen, wenn der Strom zu niedrigeren Preisen zur Verfügung steht, und nicht tagsüber, wenn alle Strom brauchen.

Das klingt nach einem Geschäftsfeld mit Potenzial für EnBW. Wie kann Siemens Sie dabei unterstützen?

Dr. Zimmer: Siemens ist in vielen Bereichen Technologieführer. Da das ganze System der Produktion, Verteilung und Nutzung von Strom sehr komplex ist, haben Systemanbieter, wie Siemens einer ist, am Markt deutliche Chancen.

Welche Fragen sind aus Ihrer Sicht für das Gelingen der Energiewende vordringlich zu lösen?

Dr. Zimmer: Für den Erfolg der Energiewende benötigen wir eine Vielzahl technischer Lösungen. Dazu gehören aber auch sehr stabile gesetzliche Rahmenbedingungen, um die erneuerbaren Energien in den Markt zu bringen. Wir brauchen den Netzausbau, damit wir die Energie aus den Erzeugungszentren, die wir in Zukunft im Norden Deutschlands haben werden, in die Verbrauchszentren im Süden transportieren können. Wir werden mehr hochflexible Kraftwerke benötigen, zum Beispiel die angesprochenen GuD-Anlagen. Und wir brauchen – und das ist ganz wichtig – die Akzeptanz der Bevölkerung, um all diese Dinge umzusetzen. Ein Leitungsausbau erfolgt eben über Hunderte von Kilometern quer durch die Republik. Und der Ausbau von Pumpspeicherkraftwerken, um Energie zwischenzuspeichern, bedeutet ebenfalls einen Eingriff in die Natur. Hier müssen wir die Menschen mitnehmen und vermitteln, dass die Energiewende nicht von heute auf morgen geschafft werden kann, sondern eben sehr viel Geduld, Geld und den Einsatz vieler Kräfte erfordert.

LINKS – Weit fortgeschritten sind die Pläne der EnBW-Beteiligung Stadtwerke Düsseldorf für die Errichtung des effizientesten Erdgaskraftwerks der Welt. EnBW-Vorstand Technik Dr.-Ing. Hans-Josef Zimmer lässt sich von Siemens über den aktuellen Stand der Planungen unterrichten. Das Kraftwerk soll ab 2016 besonders umweltschonend Strom und Fernwärme produzieren.

 

Für welche dieser Felder erwarten Sie entscheidende Fortschritte?

Dr. Zimmer: Wir benötigen hocheffiziente Anlagen, aber deren Entwicklung braucht Zeit. Auch Siemens hat die hocheffizienten GuD-Anlagen nicht von heute auf morgen entwickelt. Genauso brauchen wir eben Zeit, um zum Beispiel HGÜ-Leitungen und intelligente Stromnetze flächendeckend einzuführen. Bis dahin sind auch mit Kohle befeuerte Anlagen ein Bestandteil der Energiewende. Diese Kraftwerke werden wir noch über viele Jahrzehnte als Reserve benötigen, aber effizienter als früher, mit der gleichen Leistung und viel weniger Brennstoffeinsatz.

Damit haben Sie das Thema Energie-Mix angesprochen. Wie soll der Energie-Mix von EnBW in zehn Jahren aussehen?

Dr. Zimmer: EnBW wird zwar auch noch in zehn Jahren konventionelle Anlagen betreiben, aber wir wollen – von heute an gerechnet – bis zum Jahr 2020 den erneuerbaren Anteil verdoppeln und rund 3.000 Megawatt Leistung zubauen. Dazu zählen die Energiequellen Offshore-Wind, Onshore-Wind, Fotovoltaik, Biogas und Wasser. Sämtliche Arten von erneuerbaren Energien müssen miteinander kombiniert werden zu einem wirtschaftlich einsetzbaren Mix. So wird die Energiewende gelingen.

Was erwarten Sie in diesem Zusammenhang von Siemens?

Dr. Zimmer: Wir erwarten, dass Siemens technologisch immer vorn an der Spitze mitwirkt. Dass wir auf einen Technologieführer setzen, der uns effiziente sowie ökonomisch und ökologisch sinnvolle Lösungen anbietet. Wir setzen auf die Innovationskraft von Siemens. Und wir setzen auf das Vertrauen, das wir in Siemens haben – gewachsen seit vielen Jahrzehnten mit unseren Anlagen, die wir gemeinsam gebaut haben und die wir heute erfolgreich betreiben. Wir erwarten, dass Siemens diese Strategie fortsetzt und uns immer die beste Lösung anbietet, die es am Markt gibt. Und dabei wünschen wir Siemens von EnBW aus viel Erfolg.

Zusammenfassung/ nach oben
DIE ENERGIEWENDE –
EIN KOMPLEXES PUZZLE AN MASSNAHMEN

Siemens ist überzeugt, dass die Energiewende gelingen wird. Sie wird einen Innovationsschub auslösen und eine vorbildliche Strominfrastruktur schaffen. Mit unseren Technologien lassen sich der Anteil der erneuerbaren Energien am Strom-Mix steigern und der Ausstoß von Treibhausgasemissionen verringern. Für das Gelingen der Energiewende müssen unterschiedliche Maßnahmen wie bei einem Puzzle ineinandergreifen. Aktuelle Beispiele zeigen die Potenziale unserer Technologien.

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Die Versorgungssicherheit gewährleisten

Bei allen Maßnahmen, die die Energiesysteme nachhaltig verändern, hat ein Ziel oberste Priorität: Energie muss auch in Zukunft jederzeit zuverlässig verfügbar sein und für jedermann bezahlbar bleiben. Stromausfälle – Blackouts – gilt es zu vermeiden, und die internationale Wettbewerbsfähigkeit der Industrie darf nicht durch zu hohe Energiekosten gefährdet werden. Daher müssen die verschiedenen Maßnahmen des Energie-Puzzles sorgfältig geplant und umgesetzt werden. Nur wenn sie von der Bevölkerung akzeptiert sind und perfekt ineinanderpassen, wird der Umbau des Energiesystems zum Erfolgsmodell, und die eingesetzten Lösungen werden zu Exportschlagern.

Ein Siemens-Beispiel:
Laufenburg, Schweiz

Eine selbstlernende Siemens-Software stabilisiert das Stromnetz des Schweizer Netzbetreibers Swissgrid in Laufenburg. Das Programm kann die Leistung aus erneuerbaren Energiequellen mit mehr als 90 %  Genauigkeit für die folgenden 72 Stunden abschätzen. Dieses Wissen hilft dem Betreiber, den Bedarf in seinem Netz zu berechnen und möglichst genau die zusätzlich benötigten Strommengen im Voraus zu bestellen.

Smart Grids: die Stromnetze intelligenter machen

Speisten vor 15 Jahren wenige Hundert Energieerzeuger Strom in die deutschen Netze, so werden dies künftig Tausende sein, ob Solar-, Wind- oder Biomasseanlagen oder kleine Blockheizkraftwerke im Keller. Die Konsumenten von Energie werden gleichzeitig zu Produzenten, zu »Prosumern«. Dies und die schwankenden Einspeisungen erneuerbarer Energien machen intelligente Stromnetze nötig. Solche Smart Grids balancieren Erzeugung und Verbrauch aus. Sie nutzen dafür Messsensoren, regelbare Netzkomponenten und sich selbst organisierende Softwaremodule. Siemens testet Smart Grids im Allgäu, wo Energiebauern mehr als dreimal so viel Strom erzeugen, als sie verbrauchen.

Ein Siemens-Beispiel:
München, Deutschland

Die Stadtwerke München (SWM) haben mit Siemens ein virtuelles Kraftwerk realisiert, bei dem mehrere kleinere dezentrale Stromerzeugungsanlagen gebündelt wie ein einziges Kraftwerk betrieben werden. In der ersten Ausbaustufe wurden Blockheizkraftwerke mit einer Gesamtleistung von acht Megawatt sowie erneuerbare Energiequellen von zwölf Megawatt zu einem virtuellen Verbund zusammengeschaltet. Vorrangiges Ziel des Münchener Energieversorgers ist es, die Planungs- und Prognosesicherheit dezentraler Stromerzeugungsanlagen in seinem Versorgungsgebiet mit dem gemeinsam mit Siemens geschaffenen virtuellen Kraftwerk zu erhöhen. Im Vergleich zum separaten Betrieb lassen sich die einzelnen Anlagen so effizienter und somit wirtschaftlicher betreiben.

Auch lässt sich das virtuelle Kraftwerk als Kernkomponente eines Smart Grids so aufbauen, dass es sowohl den Betreibern der eingebundenen dezentralen Erzeugungsanlagen als auch dem Energieversorger den größtmöglichen Nutzen bringt. Kernkomponente des virtuellen Kraftwerksverbunds in München ist das dezentrale Energiemanagementsystem DEMS von Siemens. Es sorgt dafür, dass die Stadtwerke München ihre dezentralen Stromerzeugungsanlagen und Stromlasten nicht nur optimal einsetzen und betreiben können, sondern auch aufgrund der besseren Vermarktungsmöglichkeiten eine zusätzliche Wertschöpfung erzielen.

Die erneuerbaren Energien wettbewerbsfähig machen

Wenn ab 2030 die Hälfte des Stroms in Deutschland aus erneuerbaren Energien stammen soll (und 2050 rund 80 %), dann müssen diese ohne Subventionen wettbewerbsfähig sein. Insbesondere bei Windenergie ist das bald erreichbar – Innovationen, die Siemens derzeit vorantreibt, sollen die Kilowattstunde aus Windstrom so kostengünstig machen wie die aus Kohle. Das reicht von neuen, wie ein arabisches Schwert geformten Rotorblättern über getriebelose Turbinen sowie lernfähige Software, die die Windlast optimal einstellt, bis zur Automatisierung der Fertigung und zu den derzeit weltweit längsten Rotorblättern in Betrieb für die leistungsfähigsten Windkraftanlagen auf dem offenen Meer.

Ein Siemens-Beispiel:
Strangford, Irland

Die nordirische Strangford-Bucht beheimatet das erste kommerziell eingesetzte Gezeitenströmungskraftwerk der Welt. Seit November 2008 erzeugen zwei Turbinen mit einer Gesamtleistung von 1,2 Megawatt Strom und versorgen damit rund 1.500 Haushalte. Bislang hat das Kraftwerk mehr als fünf Gigawattstunden elektrische Energie ins Netz eingespeist und ist damit das bisher größte Gezeitenturbinenprojekt der Welt. Weitere Projekte sind in der Planungsphase: das Acht-Megawatt-Vorhaben Kyle Rhea in Schottland und das Zehn-Megawatt-Projekt Anglesey Skerries in Wales.

Hocheffiziente konventionelle Kraftwerke einsetzen

Wenn Flaute herrscht oder Wolken vor die Sonne ziehen, müssen Stromschwankungen schnell ausgeglichen werden, etwa mit Gas- und Dampfturbinenkraftwerken. In weniger als 30 Minuten können sie eine Leistung erbringen, die ausreicht, um eine Stadt wie Berlin mit Strom zu versorgen. Zudem können sie fast 61 % der Energie des Erdgases in Strom verwandeln, wie das weltweit effizienteste Kraftwerk von Siemens beweist, und ihre Abwärme kann für Heizzwecke genutzt werden. Darüber hinaus wird in vielen Ländern auch Kohle noch lange ein Eckpfeiler der Energieversorgung bleiben. Doch auch diese Kraftwerke lassen sich wesentlich effizienter und sauberer machen. Zudem lässt sich CO2 aus den Abgasen abtrennen, unterirdisch lagern oder auch technisch nutzen. So arbeiten Forscher daran, das Treibhausgas in Rohstoffe für Biosprit, Biokunststoffe oder in Methan umzuwandeln.

Ein Siemens-Beispiel:
Düsseldorf, Deutschland

Es wird das Kraftwerk der Superlative: Siemens wird in Düsseldorf ein Gas- und Dampfturbinen-(GuD-)Kraftwerk mit einer elektrischen Leistung von 595 Megawatt errichten. Das ist Weltrekord für einen einzigen GuD-Block. Der Netto-Wirkungsgrad wird mehr als 61 % betragen. Nach 60,75 % – dem bisherigen Spitzenwert eines GuD-Kraftwerks – wird auch das ein Weltrekord. Die dritte Bestmarke: Nie zuvor ist es gelungen, aus einem einzigen Kraftwerksblock im GuD-Betrieb 300 Megawatt (thermisch) Fernwärme auszukoppeln.

Energie sparen und Energie effizienter nutzen

Der sauberste Strom ist der, der nicht gebraucht wird – und in der Industrie gibt es erhebliche Einsparpotenziale: Elektromotoren benötigen fast zwei Drittel des industriell genutzten Stroms, etwa für Pumpen oder Fördertechnik. Mit Energiesparmotoren und intelligenten Regelungen lässt sich ihr Stromverbrauch um bis zu 60 % senken – diese Investition rechnet sich in weniger als zwei Jahren. Ähnliches gilt im Verkehr: Elektromotoren, ob in Bussen, Bahnen oder Elektroautos, sind rund dreimal effizienter als Verbrennungsmotoren. Auch bei Gebäuden, die 40 % der weltweit eingesetzten Energie verbrauchen, kann viel erreicht werden, etwa über Wärmedämmung, Wärmepumpen, Gebäudetechnik und effiziente Beleuchtung. Einsparpotenzial bieten ferner Hausgeräte, die heute mit moderner Technik nicht einmal halb so viel Strom verbrauchen wie in den 1990er-Jahren.

Ein Siemens-Beispiel:
Alfonsine, Italien

Italiens modernstes Ziegelwerk in Alfonsine zeigt die Potenziale beim Einsatz energieeffizienter Technik: Der Jahresverbrauch für elektrische Antriebe – allein in der Trocknungslinie sind 170 Motoren mit einer Gesamtleistung von 1.065 Kilowatt verbaut – beträgt durch hocheffiziente Siemens-Asynchronmotoren 500.000 Kilowattstunden weniger als mit herkömmlicher Technologie. Innerhalb kurzer Zeit hat sich der Mehrpreis gegenüber Standardmotoren amortisiert. Das logische Fazit: Der Betreiber hat seine Kosten gesenkt – und die Umwelt profitiert.

Verlustarme Stromautobahnen verlegen

Erneuerbare Energien sollten vor allem dort genutzt werden, wo sie reichlich anfallen: Wind auf dem offenen Meer und Sonne in heißen Gegenden. Es gilt also, die Fernnetze auszubauen: über Landesgrenzen hinweg ebenso wie mit unterirdisch verlegten Kabeln oder besonders effizienten Stromautobahnen mit der Technik der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ). Dass mit HGÜ selbst bei einer Entfernung von 1.400 Kilometern und einer Übertragungsleistung von 5.000 Megawatt – das entspricht fünf Großkraftwerken – noch rund 95 % des Stroms bei den Verbrauchern ankommen, beweist Siemens mit einer HGÜ-Leitung in China. Mit herkömmlichen Wechselstromleitungen wären die Verluste zwei- bis dreimal so hoch. Auch für den Stromtransport übers Meer eignet sich HGÜ. So transportiert eine solche Leitung umweltfreundlichen Strom von Spanien bis nach Mallorca.

Ein Siemens-Beispiel:
Hunterston / Connah’s Quay, Großbritannien

In der Irischen See wird Siemens die erste Seekabel-Gleichstromleitung mit einer Spannung von 600 Kilovolt installieren. Bis dato lag die höchste verwendete Spannung bei 500 Kilovolt. Die verlustarme Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) verbindet Hunterston an der Westküste von Schottland nahe Glasgow mit Connah’s Quay im Nordwesten Englands. Die Inbetriebnahme der HGÜ-Verbindung mit einer Kapazität von 2.200 Megawatt ist für Ende 2015 vorgesehen.

Den Verbrauch an das Angebot anpassen

Bei Kühlhäusern oder Klimaanlagen spielt es meist keine Rolle, wenn sie kurzzeitig abgeschaltet werden – genauso wie es kaum auffällt, wenn ein Aufzug ein wenig langsamer fährt. Es gibt viele Möglichkeiten, den Stromverbrauch gezielt zu senken. Mit diesem »Demand Management« lassen sich Stromnetze entlasten. Siemens-Forscher arbeiten derzeit etwa an Gebäudeautomatisierungssystemen, die den Stromverbrauch in Echtzeit an Preisschwankungen anpassen und so Verbrauchsspitzen abflachen.

Ein Siemens-Beispiel:
Irving, Texas, USA

Mit mehr als 1.000 Filialen in Nordamerika ist Michaels der größte Einzelhändler von Künstler- und Bastelbedarf der USA. Zweitgrößter Finanzposten nach den Löhnen ist die Energie. Michaels hat daher fast alle seine Märkte mit RCS-Energiemanagementsystemen von Siemens ausgestattet. Intelligente Sensoren und Software messen und regeln in Echtzeit den Bedarf an Wärme, Kälte, Licht und Luftfeuchtigkeit. Ergebnis: rund 25 % Energieeinsparung.

Intelligente Finanzierungslösungen anbieten

Um trotz knapper Kassen ihren Energieverbrauch senken zu können, brauchen Firmen, Kommunen und Städte intelligente Finanzierungslösungen – etwa das Energiespar-Contracting für Gebäudetechnik, eine Kombination aus Beratung, Installationsleistung und Finanzierung. Dabei muss der Kunde keine Erstinvestition tätigen, er begleicht seine Raten über die eingesparten Energiekosten. Weltweit hat Siemens auf diese Weise mehr als 4.500 Gebäude modernisiert – mit Einsparungen von rund 1 Mrd. €.

Ein Siemens-Beispiel:
Vellinge, Schweden

Vellinge in Südschweden hat die Technik seiner städtischen Gebäude kostenneutral energetisch saniert. Verwaltungsgebäude, Schulen, Seniorenheime und Schwimmbäder sparen mit moderner Siemens-Technik viel Energie und Kosten. Siemens übernahm alle Investitionen im Rahmen eines Energiesparvertrags. Die Gemeinde Vellinge bezahlt die Sanierung über die vertraglich garantierten Energiekosteneinsparungen innerhalb weniger Jahre.

Energiespeicher entwickeln und ausbauen

Strom aus Wind und Sonne schwankt je nach Wetterlage. Anlagen, die Energie stunden- und notfalls wochenlang speichern können, sind daher ein Muss. Ein Beispiel sind Elektrolyseanlagen, die mit Strom umweltfreundlichen Wasserstoff als Speichermedium erzeugen. Dieser lässt sich ins Erdgasnetz einspeisen, in Kavernen speichern, in Strom zurückverwandeln, als Wertstoff in industriellen Prozessen verwenden und in Brennstoffzellenfahrzeugen nutzen. Zudem können Batterien in Gebäuden oder Autos als Zwischenspeicher für Strom dienen. Siemens forscht auf allen diesen Feldern.

Ein Siemens-Beispiel:
Erlangen, Deutschland

Eine vielversprechende Lösung für die Energiespeicherung: Elektrischer Strom aus Wind- und Sonnenkraft spaltet per Elektrolyse Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff. Der Wasserstoff wird gelagert und später zum Antrieb von Fahrzeugen und Turbinen oder als Wertstoff in industriellen Prozessen genutzt. Eine Siemens-Versuchsanlage mit 0,3 Megawatt Spitzenleistung produziert pro Stunde zwei bis sechs Kilogramm Wasserstoff.

Erfolgt die Elektrolyse mit Strom aus regenerativen Quellen, ist die Wasserstofferzeugung nahezu klimaneutral. Die nächste Generation mit zwei Megawatt Nennleistung soll mittelfristig einsatzbereit sein. Entwicklungsziel: ein Elektrolyseur mit bis zu dreistelliger Megawatt-Leistung zur Aufnahme der Überschussenergie eines großen Windparks.