Erneuerbare Energien in Kanada 30.03.2012, 11:58 Uhr

Ontario setzt auf intelligente Stromnetze

Die kanadische Provinz Ontario ist bekannt für ihr Ökostromkonzept. Darüber hinaus versucht sie, in Sachen Stromspeichertechnologie und Smart Grids eine globale Führungsrolle einzunehmen.

Brad Duguid ist sich sicher: „Die Nachfrage nach Smart-Grid-Technologien wird enorm steigen.“ Duguid ist der Minister für wirtschaftliche Entwicklung in der kanadischen Provinz Ontario. Und er setzt, wie seine Kabinettskollegen auch, auf umweltschonende Produkte und Verfahren: „Ontario ist auf dem Weg von nirgendwo zum Weltmarktführer der grünen Technologie.“

Ontario hat sich dem Strukturwandel und einer Energiewende verschrieben. Die Kohleverstromung per Gesetz ist ab 2014 untersagt, die kanadische Provinz forciert den Ausbau von Wind- und Solarenergie.

Ontario muss schwankende Mengen an Solar- und Windstrom kompensieren

Die Region steht dabei vor dem gleichen Problem wie alle Länder, die auf erneuerbare Energien setzen: Die fluktuierende Einspeisung von Solar- und Windstrom belastet die Netzbalance und erfordert wirtschaftlich arbeitende Speichersysteme. Auch in Ontario hat die Einspeisung von Ökostrom ins öffentliche Netz Vorrang vor anderen Stromerzeugern.

Genau wie in Deutschland auch wird die Betriebsführung des Netzes dadurch anspruchsvoller. „Die Netzfrequenz bewegt sich in einem schmalen Korridor von 59,9 Hz bis 60,1 Hz und muss permanent ausgeregelt werden“, sagt Ron Dizy, CEO des Technologieunternehmens Enbala Power Network aus Toronto. „Die erneuerbaren Energien machen Stress, die Netzbetreiber stehen unter hohem Anpassungsdruck.“

Um genau zu bleiben: Noch hat Ontario dieses Problem vor sich. Die Penetration der Stromerzeugung mit erneuerbaren Energien ist noch zu gering, um tatsächlich ein Problem zu sein. Aber Brad Duguid wäre nicht Kanadier, wenn er nicht auch für diesen Umstand eine Eishockey-Weisheit parat hätte: „Du musst nicht dahin laufen, wo der Puck gerade ist, sondern dahin, wo er hinschlittert.“

Ein Grund für die Anstrengungen, die Ontarios Regierung unternimmt, ist die historisch bedingte, aber ungeliebte Verbindung des Stromnetzes mit dem der USA – allerdings kein offizielles Thema in Ontario. Die US-Stromversorgung basiert auf drei großen Übertragungsnetzen, von denen eines auf den Südosten Kanadas übergreift. Aus einem nichtigen Anlass entstand im Nordosten der USA im Eastern-Connection-Verbund ein Blackout, der auch die Stromversorgung in Ontario lahmlegte. Die Provinz verlor dadurch 1,4 % seines Bruttosozialproduktes.

Ontario investiert Milliarden in Smart Grid und Speichertechnologie

Dieses Umfeld hat dazu geführt, das die Investitionen in Smart-Grid-Geräte und -Anwendungen sowie in Speichertechnologien in Ontario jährlich inzwischen mehrere Milliarden Euro ausmachen. Ziel der Anstrengungen ist es, mit einem intelligenten Netz – dem Smart Grid – den Speicherbedarf zu reduzieren. In Ontarios Energiewirtschaft ist dabei viel Kreativität im Spiel.

Cameron Lewis zum Beispiel ist Präsident des Unternehmens Hydro-stor, das eine ebenso spektakuläre wie einfache Speicherung elektrischen Stroms entwickelt hat. Ein Kompressor erzeugt mithilfe des überflüssigen Solar- oder Windstroms Pressluft und leitet diese in große Unterwasserballons ein, die in Gewässern in Tiefen ab 80 m verankert sind.

Soll die Pressluft wieder verstromt werden, öffnet sich ein Ventil und die Luft strömt – getrieben durch den Eigendruck und den hohen Wasserdruck – wieder durch den Star-Rotor-Kompressor ins Freie. Der Kompressor arbeitet nun als Generator.

„Der Gesamtwirkungsgrad des Systems liegt bei 70 %“, pariert Lewis kritische Nachfragen. „Es ist extrem kosteneffektiv.“ Hydrostor plant für diesen Sommer ein erstes 1-MW-Demonstrationskraftwerk 7 km vor der Küste Torontos im Ontariosee.

Für Europäer ungewohnt ist beim Thema Smart Grid die weitgehende Konzentration auf das, was „hinter dem Zähler“ passiert. „Smart Grid ist fokussiert auf den Kunden“, erklärt John Mulrooney, Direktor Smart Grids beim Netzbetreiber Power-
Stream aus Vaughan. Die Stromkunden sollen ihre Verbräuche mithilfe von Smart Metern in angebotsstarke Zeiten verlegen, um so die Lastkurven zu verstetigen und den Regelbedarf zu verringern.

Der Fahrplan zu einem Smart Grid für Ontario ist durch den Green Energy Act von 2009 vorgegeben – ein Gesetz für die Energiewende in Ontario. Ontarios staatlicher Energieversorger Hydro One, der regionale Netzbetreiber Toronto One und eine Vielzahl von kleineren Zulieferfirmen sind die Hauptakteure, Unterstützung finden sie unter anderem bei IBM, die entsprechende Software entwickelt hat.

Seit 2010 wird Hand angelegt. Hydro One hat zusammen mit IBM ein Testgebiet festgelegt, um die Funktionsfähigkeit eines Smart Grids zu demonstrieren. Gelegen am Owen Sound im Norden Ontarios umfasst es 7,5 % der Fläche Ontarios mit 25 000 Stromkunden.

Das Pilotprojekt dient dazu, Solar- und Windstrom ins Verteilernetz zu integrieren und Lösungen für die Speicherung von Elektrizität in Elektroautos zu entwickeln. Zudem soll das Energiemanagement für Haushaltsgeräte ausprobiert und die Stromnachfrage der Haushalte mit dem Angebot abgestimmt werden.

Diese auf den Endkunden ausgerichteten Lösungen müssen ergänzt werden durch eine Ertüchtigung des Netzes „vor dem Zähler“, sagt Hydro Ones Unternehmenssprecher Dave Watts: „Wir müssen unsere Transformatoren auf das technische Niveau des 21. Jahrhunderts hochstufen.“ Dazu gehört die Modernisierung des Netzequipments. „Wir brauchen eine bessere Fehlersuche, bi-direktionale Regler und automatisierte Recloser.“

GE unterstützt die Netzertüchtigung in dieser ersten Phase mit der Lieferung neuer Transformatoren und der Entwicklung einer Kommunikationsplattform. Sie verknüpft Netzakteure, Equipment und Kundenendgeräte miteinander und soll so die Stromerzeugung ohne Umwege mit dem Verbrauch verbinden.

Smart Grid soll in Ontario für Netzbetreiber und Kunden sinnvoll sein

Das Nachfragemanagement wird unterstützt durch ein dreistufiges Tarifmodell für den Haushaltsstrom. Smart Grid ohne ein flexibles Tarifmodell funktioniere nicht, ist Power-Streams Netzmanager Mulrooney, überzeugt: „Ein Smart Grid, das nur die Aufgaben des Netzbetreibers vereinfacht, ist kein Smart Grid. Am Ende muss immer der Benefit für den Kunden stehen.“

Aber in erster Linie profitiert doch wieder der Netzbetreiber. Denn ein Blick hinter die Kulissen zeigt, dass ein nachfrageorientiertes Strommanagement dem Kunden bisher nur wenige Dollar Ersparnis im Jahr bringt. Das liegt zum einen an dem horrenden Pro-Kopf-Verbrauch von mindestens 12 000 kWh im Jahr und zweitens am – für Endverbraucher – niedrigen Strompreis von etwa 7 Eurocent. 

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