Energie-Autarkie von Gemeinden und Regionen – ist diese möglich?

Die „Autarke Energieversorgung“ von Gemeinden und ggf. Regionen wird häufig als alleinige und zukunftsträchtige, und von den Bürgern akzeptierte Versorgungstechnik dargestellt. Mit einer autarken Energie-Versorgung wird die sog. „Dezentrale Energieerzeugung“ in Verbindung gebracht. Damit ist meistens eine autarke Stromerzeugung gemeint.

Ohne Zweifel bietet sich dieses Konzept an, wenn es um die Versorgung von entlegenen Gehöften, Berghütten, Inseln und ähnlichem geht und das Heranschaffen von Brennstoffen (z. B.: Heizöl, Flüssiggas) sowie ggf. der Bau von Stromleitungen besonders teuer ist.

Der „Autarken Energie-Versorgung“ von Gemeinden oder Regionen, für die die vorgenannten Gegebenheiten nicht zutreffen, stehen in Deutschland (bedingt in allen Staaten der EU)

• rechtliche
• wirtschaftliche und
• technische Zwänge entgegen.

Was ist Autarkie?

Im strengen Wortsinn ist unter „Autarker Energie-Versorgung“ die völlige Unabhängigkeit einer Gemeinde/Region von anderen, außerhalb der Gemeinde/Region existierenden Versorgungs-Systemen zu verstehen. Versorgungs-Systeme in diesem Sinne sind Strom-Übertragungsnetze, Erdgasnetze, fremde Strom-Speicher und fremde Brennstoff-Vorkommen (z. B. Waldholz, sonstige Biomassen). Die Autarke Versorgung setzt demnach die totale Selbstversorgung eines „abgeschlossenen Gebietes“  voraus.

Recht

Den rechtlichen Rahmen in Deutschland setzt das Energiewirtschaftsgesetz (EnWG). Im §1 heißt es: Zweck des Gesetzes ist eine möglichst sichere, preisgünstige und umweltverträgliche leitungsgebundene Versorgung mit Elektrizität und Gas im Interesse der Allgemeinheit. Hinweis: Die Fernwärme/Nahwärme-Versorgung wird im EnWG nicht geregelt.

Mit der Novellierung des EnWG 1998 erfolgte die sog. Liberalisierung der Strom- und Gasmärkte. Die Strom- und Gasversorgung sollte dem  Wettbewerb unterworfen werden. Jeder Verbraucher sollte die Wahl haben, ein, auch örtlich beliebig gelegenes Versorgungsunternehmen, in Anspruch nehmen zu können.

Hieraus ergibt sich, dass ein „geschlossenes“ Versorgungsgebiet, wie es nun mal eine „Autarkie“ verlangt, ohne Verletzung des EnWG nicht möglich ist. Denn jeder Verbraucher in diesem Gebiet kann sein Strom- und Erdgas-Versorgungsunternehmen frei wählen, natürlich auch außerhalb des „autarken Gebietes“. Dazu müssen allerdings die örtlichen Versorgungsnetze mit den Übertragungsnetzen bzw. den Ferngas-Leitungen gekoppelt sein. Dies widerspricht dem Prinzip der „Autarkie“.

Wärmeversorgung

Eine Nah- oder Fernwärmeversorgung wäre grundsätzlich möglich. Die Gemeinde könnte über einen sog. Anschluss- und Benutzungszwang die Verbraucher verpflichten, die örtlichen Wärme-Versorgungsanlagen zu nutzen. Hiervon unberührt sind natürlich eigene Versorgungsanlagen von Hauseigentümern, wie z. B. Haus-Holzheizungen.

Anmerkung: Die Realisierung „Energieautarker Gemeinden“ wäre unter den Bedingungen des „alten“ EnWG rechtlich eher möglich gewesen. Die Versorgungsunternehmen hatten einen Gebietsschutz (geschlossene Versorgungsgebiete). Sie waren allein für eine sichere Versorgung dieses Gebietes verantwortlich. Sie unterlagen einer strengen Preisaufsicht (Genehmigung der Preise) durch die Wirtschaftsministerien der Bundesländer.

Konzeption einer „Autarken Energie-Versorgung“

Das Konzept basiert üblicherweise auf der Wärmeversorgung einer Gemeinde/Region mit Hilfe von Heizwerken (HW – nur Wärmeerzeugung), Heizkraftwerken (HKW – gleichzeitige Erzeugung von Wärme und Strom in meist größeren Anlagen) bzw. Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen (BHKW –  Strom- und Wärmeerzeugung mit Hilfe von Verbrennungsmotoren). HKW- und BHKW-Anlagen sind besonders dann, aber nur dann, sehr energiesparsam, wenn der erzeugte elektrische Strom und die erzeugte Wärme gleichzeitig genutzt und verkauft werden können.

Brennstoffe

Einen besonderen Einfluss auf das gesamte Konzept hat die Wahl bzw. das Angebot der verwendeten Brennstoffe für die genannten Anlagen. Bei Beachtung der gewollten „Autarkie“, müssen Brennstoffe genutzt werden, die vor Ort dauerhaft anfallen. Das sind in der Regel  Biomassen (feste, flüssige, gasförmige). Würde Erdgas (Verbundnetz) genutzt werden, so würde eine „Autarkie“ nicht erreicht werden.

Die Nutzung örtlicher Geothermie zur Wärmeversorgung würde dem Anspruch der Autarkie gerecht werden.

Konkurrenzfähige „neue“ Wärmeversorgung

Die „neue“ Wärmeversorgung wird nur von den Verbrauchern akzeptiert werden, wenn sie mindestens absehbar zu einer preiswerteren, sicheren und konkurrenzfähigen  Versorgungssituation führt – gegenüber den vorhandenen genutzten Techniken (Einzelanlagen in den Gebäuden, Erdgasanschluss, individuelle Gasversorgung (z. B. mit Propangas), Holzheizung oder ähnlichem).

Wärmebedarf und dessen Grenzen

Der örtliche und zeitlich anfallende Wärmebedarf eines Jahres bestimmt die Anlagentechnik (Größe, Art). In der warmen Jahreszeit ist ggf. nur der Warmwasser-Bedarf zu decken. Eine wünschenswerte Ausweitung der Wärme-Isolierung von Gebäuden, steht dem Verkauf von Wärme prinzipiell entgegen. Deshalb ist der oft geforderte Ruf nach weiteren Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen, bzw. nur diese Technik zulassen zu wollen, nicht verständlich. Auch die Vorgabe der EU (2009), alle neuen Gebäude ab 2020 „energie-autark“ bauen zu müssen, verhindert den Wärmeverkauf aus KWK-Kraftwerken.

Die „neue“ Wärmeversorgung wird schnell Akzeptanz erreichen, wenn große Wärmeverbraucher sofort angeschlossen werden können, wie Industrien, Gewerbe, Schulen, Schwimmbäder, öffentliche Gebäude u. ä.

Wärme-Rohrnetz

Der „neue“ Wärmeanschluss von Gebäuden bedingt ein mehr oder weniger großes Wärme-Rohrnetz. Die Investitionen müssen sofort aufgebracht werden; dies ggf. über sog. Baukostenzuschüsse durch die anschlusswilligen bzw. zum Anschluss verpflichteten Wärme-Verbraucher.

Wirtschaftlichkeit

Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen können nur wirtschaftlich betrieben werden, wenn eine höchstmögliche Stromerzeugung erreicht wird. Die Wirtschaftlichkeit ist abhängig von der erzielbaren Strom-Einspeisevergütung: Im Besonderen derzeit von den Vergütungstarifen  des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG), von zusätzlichen Vergütungen durch das Kraft-Wärme-Kopplungs-Gesetz (KWK-G) und von Inanspruchnahmen staatlicher Subventionen (ggf. billige Kredite der Kreditanstalt für Wiederaufbau – KfW).

Die Einnahmen aus EEG-Vergütungszahlungen setzen eine Kopplung des örtlichen elektrischen Netzes mit dem sog. Übertragungsnetz voraus. Der Strom aus anderen örtlichen Kraftwerks-Anlagen (auch Anlagen der Nutzung der Windenergie, der Photovoltaik, der Wasserkraft oder von kleinen Block-Heiz-Kraftwerken in Gebäuden) kann ebenso nur nach dem EEG vergütet werden, wenn deren Strom an die Übertragungsnetz-Betreiber „verkauft“ wird.

Hieraus ergibt sich, dass eine reale „Autarkie“ nicht erreicht werden kann.

Strombilanz

Vielfach wird für bereits so bezeichnete „autarke Gemeinden“, die es eigentlich nicht sind, eine Jahres-Strom-Erzeugungs-Bilanz durchgeführt. Es ergibt sich meist ein Überschuss aus der Stromerzeugung. D. h. die Stromerzeugung ist in der Jahressumme größer als es dem örtlichem Jahres-Bedarf entspricht. Dieser Strom muss demnach über das Übertragungsnetz an Nachbar-Gemeinden abgegeben, transportiert werden. Hierbei ist das Prinzip der „Autarkie“ wiederum nicht erreichbar.

Zu beachten ist, wenn viele/alle Gemeinden ein derartiges „autarkisches“ Versorgungskonzept praktizieren würden, müssten die dortigen Kraftwerke ihre Leistung dem örtlichem Bedarf anpassen, d. h. die Kraftwerks-Leistungen müssten mindestens zeitweise verringert werden. Dass wiederum würde zu großen Einbußen bei den Vergütungszahlungen, also den Einnahmen führen. Der wirtschaftliche Betrieb (Gesamtkonzept) wäre infrage gestellt.

Bei der Abwägung der Größe der Anlagen, nämlich deren Leistung wird das Dilemma zwischen Leistung (Kilowatt) und möglicher Stromerzeugung (Kilowattstunden) offensichtlich. Eine große Leistung ist ohne Nutzen, wenn der Strombedarf (momentaner Leistungsbedarf der Abnehmer) nicht vorhanden ist. Andererseits ist zu beachten, dass die Stromerzeugung besonders von Wind- und Photovoltaik-Anlagen erheblich schwankt, im Extremfall auch zeitweise Null sein kann.

Technik

Anlagenbetrieb, technische Überwachung

Der Betrieb der Anlagen, im besonderen der KWK-Anlagen, setzt eine 24-stündige Überwachung voraus. Für die Wärmeversorgung ist bei Ausfall der KWK-Anlage eine Wärmeversorgung mit „Reservekesseln“ notwendig. Der zusätzliche gerätetechnische und personelle Aufwand ist erheblich. Es müsste eine sog. Lastverteilung eingerichtet  werden. Diese hat für eine unmittelbare Gleichheit zwischen Erzeugung bzw. Bereitstellung und Deckung des Strom- und Wärme-Bedarfs Sorge zu tragen.

Diese Problematik mindert sich nur dann, wenn man das örtliche Stromnetz mit dem Übertragungsnetz verbindet (mit Transformatoren koppelt). Der Übertragungsnetzbetreiber übernimmt – automatisch – diese Ausgleichsnotwendigkeiten. Er sorgt auch automatisch bei Ausfall der Gemeinde-Anlagen, für die Sicherheit der örtlichen Strom-Versorgung. Gegen diese Inanspruchnahme können sich die Übertragungsnetzbetreiber nicht wehren; ein „Abschalten“ wäre  gesetzeswidrig. Diese Systemzwänge stehen dem Prinzip der „Autarkie“  entgegen.

Die Wärmeversorgung muss allerdings von der Gemeinde eigenständig in allen Belangen „rund um die Uhr“ überwacht und gesteuert werden. Nur in diesem Bereich wäre eine gewisse „Autarkie“ möglich.

Anlagentechnik, Elektrotechnik

Die für einen Gemeinde-Kraftwerkspark infrage kommenden Anlagen-Techniken, wie dargestellt, können in der Regel ohne eine elektrische Kopplung mit dem Übertragungsnetz nicht in Betrieb genommen werden (Anfahren der Anlagen). Sie sind auch in der Regel nicht „inselbetriebsfähig“. Das bedeutet, dass diese allein, eben ohne Netzkopplung, keinen Strom erzeugen können. Hier stellt sich wiederum das Problem der wahrhaftigen „Autarkie“.

Wirkungsgrade

Der elektrische Wirkungsgrad von z. B. Block-Heiz-Kraftwerken (BHKW – mit Erdgas oder Biogas angetriebene Verbrennungsmotoren) erreichen Werte von etwa 30 bis 33 %. Größere Heizkraftwerke können 40 % (elektrisch) und mehr erreichen. Nur bei gleichzeitiger Nutzung von Strom und Wärme werden höhere Gesamt-Wirkungsgrade (Energie-Ausnutzungen) erreicht, etwa bis 70 %. Kann keine Wärme genutzt werden (Sommer), verlieren diese Anlagen ihre Kopplungsvorteile; sie fallen quasi in die Technik üblicher Kraftwerke zurück. Häufig pauschal genannte Wirkungsgrade von 80 % oder gar 90 %, sind illusorisch.

Zusammenfassung

Gegen eine wirkliche „Autarkie“ sind keine Einwände zu erheben. Es muss aber eine strikte und unumkehrbare Trennung von Kopplungen zu übergeordneten Strom- bzw. Gasnetzen und der Brennstoffversorgung  bestehen. Auf die „Rechtlichen Hemmnisse“ wird hingewiesen.

Auch Einzelgebäude können sich unabhängig von zentralen Wärme- und Stromversorgungstechniken machen. Dies kann durch Photovoltaik-Anlagen, Klein-BHKW (Verbrennungs-Motoren – gleichzeitige Erzeugung von Strom und Wärme), entsprechende Anlagen mit Brennstoffzellen-Technik, Wasserkraftanlagen im Haus (ehemalige Mühlen) geschehen. Eine Strom-/Wärme-Speicherung muss vorhanden sein. Dies wird bereits für abgelegene Einzel-Gehöfte, Berghütten u. ä. praktiziert.

In der Regel ist davon auszugehen, dass die gesamten Versorgungskosten „autarker“ Gemeinden bedeutend höher sind als im Falle von netzgekoppelten Systemen.

Es ist keine deutsche – auch österreichische – Gemeinde bekannt, die sich real „autark“ mit Energie versorgen kann. Das trifft auch für die immer wieder als Beispiel genannte österreichische Gemeinde Güssing (Burgenland) zu (siehe: Die energie-autarke Gemeinde Güssing in Österreich).

Das System der „allgemeinen“ Strom-Versorgung hat sich seit über 100 Jahren von kleinen und dezentralen Techniken immer mehr zu „größeren“ Systemen weiterentwickelt. Dies war immer mit Kostensenkungen verbunden – betriebswirtschaftlich und infolge dessen auch volkswirtschaftlich.

Die derzeitige „Rückbesinnung“ auf dezentrale Techniken, die als allein seligmachend angesehen werden, konterkariert auffällig die Erfahrungen eines Jahrhunderts.