Das Energiesystem ist ein Netzwerk
Ein erneuerbares Energiesystem besteht aus einer Vielzahl von Energieanlagen, die verschiedene Aufgaben wahnnehmen:
– Umwandlung (Erzeugung, Transformation, Verbrauch)
– Transport
– Speicherung und Systemstabilität
Kraftwerke sind Energieerzeugungsanlagen, welche eine über längere Zeit planbare Energieproduktion aufweisen. Alle Kraftwerke verfügen mindestens über Erzeugung und Speicher.
Verbundkraftwerke sind Kraftwerke aus Anlagen zur Gewinnung erneuerbarer Energie, in welche Verbraucher integriert sind, um eine planbare Leistungsabgabe zu ermöglichen.
Die Stabilität des gesamten Systems entsteht aus dem Zusammenspiel von Erzeugern, Speichern und Verbrauchern. Die Steuerung dieses Zusammenspiels erfolgt durch Informationstechnologien (IT). Die IT-Sicherheit gehört daher zu den Grundlagen eines stabilen Energiesystems. Dabei ist es sehr wichtig, daß kein IT-System systemrelevant wird, um einer Gefährung der Systemstabilität im Grundsatz vorzubeugen.
Die Systemstabilität eines auf Verbrennungskraftanlagen beruhenden Systems entsteht durch die Speicher an fossilen Brennstoffen in Kombination mit der Masseträgheit der rotierenden Bauteile. Solche Systeme zeichnen sich durch Lastschwankungen der Erzeugung zwischen Grundlast und Spitzenlast aus.
Die Systemstabilität erneuerbarer Stromerzeugung beruht auf der ausgleichenden Wirkung der integrierten Speicher: Wärmespeicher, Wasserstoffspeicher für den mittel bis langfristigen Ausgleich und Akkumulatoren als Kurzzeitspeicher, wobei diese auch die rotierenden Massen ersetzen. Naturgemäß ist die Schwankung der Erzeugung von Wind- und Solarstrom ein Vielfaches grösser, als die Schwankung zwischen Grund- und Spitzenlast. Da aber die Erzeugungsspitzen durch Einspeichern abgeschnitten und die Erzeugungslücken durch Ausspeichern wieder gefüllt werden, ist ein erneuerbares Energiesystem ebenfalls stabil. Der Begriff der Grundlast verliert allerdings seine Bedeutung, denn es gibt keine Einzelanlagen mehr, welche für Grundlast sorgen – diese entsteht vielmehr aus dem Zusammenspiel des Systems.
Wesentlich für die Systemstabilität ist auch die Preisgestaltung durch richtige Anreize. Dies betrifft vornehmlich die Netzentgelte über welche sich das Verbraucherverhalten netzdienlich steuern läßt.
Es ist niemals eine gute Idee, keine Vorsorge für den schlimmsten denkbaren Fall in einem Energiesystem zu treffen: den Totalen Spannungsausfall, auch Blackout genannt. Ein Energiesystem muss so beschaffen sein, daß nach einem völligen Schwarzfallen ein Neustart, Schwarzstart genannt, in kurzer Zeit möglich ist.