Aufmacherbild: (C) Jan Boedecker via Wikimedia, CCBY 3.0

Das Ziel ist, von fossilen Ressourcen ebenso wie auch von der Atomkraft unabhängig zu werden, und gleichzeitig die Versorgung mit Energie zuverlässig und bezahlbar zu halten. Eine wirklich komplexe Aufgabe – doch die Arbeit an der Energiewende ist bereits in vollem Gange. Forschungseinrichtungen und Hochschulen tragen ebenso zu ihrem Gelingen bei wie Energieversorger, Unternehmen aller Größenordnungen, Thinktanks und gesellschaftliche Initiativen. Mit unserem Themenspecial „Herausforderung Energiewende“ geben wir einen Überblick über die vielen Initiativen und Ideen.

Es ist eine überaus anspruchsvolle Aufgabe, die sich Deutschland und Europa mit der Energiewende gestellt haben. Erneuerbare Energiequellen spielen bei der Lösung eine wichtige Rolle, aber keinesfalls die einzige. Das Gelingen der Energiewende wird auch von weiteren Faktoren und Herausforderungen wie dem Transport und der Speicherung von Energie, der bedarfsgerechten Steuerung des Stromnetzes sowie die Einsparung von Energie auf Verbrauchsseite abhängen.

Diesen Herausforderungen gegenüber steht die Chance für deutsche Unternehmen, zum weltweiten Vorreiter eines modernen Energieversorgungskonzepts zu werden. Damit verbunden ist die Hoffnung, dass sich heutige Investitionen in die Energiewende als Innovationen, Geschäftsmodelle und Exportchancen von morgen bezahlt machen könnten.

Von Energy Harvesting bis Power-to-Gas

Ein globales Netzwerk von Forschungseinrichtungen und Hochschulen zu Energie- und Umweltfragen beschäftigt sich deshalb mit Anwendungen und Lösungen auf allen Ebenen – vom Energy Harvesting (also der Gewinnung von Energie aus der unmittelbaren Umgebung des Verbrauchers) bis hin zu cleveren Stromspeichern oder auch überraschenden Lösungsansätzen wie „Power-to-Gas“.

Dabei dienen Prinzipien wie „Energy Harvesting“ nicht nur dem Betrieb von elektronischen Gadgets im smarten Zuhause oder unterwegs. Auch Sensoren für das kommende Internet der Dinge oder von den Fußgängern kinetisch mit elektrischer Energie versorgte Straßenbeleuchtungen zählen zu den überraschenden Beispielen.

Auch wenn die Photovoltaik bereits heute eine entscheidende Rolle beim Umstieg auf erneuerbare Energien und für die autarke Energieversorgung vieler Bürger und Gemeinden spielt, gibt es auch in diesem Bereich noch eine Menge von Herausforderungen und viel Optimierungspotenzial. Einen Überblick über Forschungsinitiativen und einige smarte Detaillösungen haben wir in unserem Beitrag „Solarstromforschung – Investitionen in die Zukunft“ zusammengestellt.

Ohne Smart Grids geht es nicht

Einig sind sich alle Experten, dass Smart Grids für die Energiewende eine entscheidende Rolle spielen. Eine intelligente Steuerung der Stromnetze soll sicherstellen, dass immer so viel elekrische Energie zur Verfügung steht, wie die Verbraucher gerade benötigen. Und dass Haustechnik und elektrische Geräte die Energie effizient und abgestimmt auf die Verfügbarkeit im Netz nutzen. Dabei muss die Steuerung die Zunahme von dezentralen Erzeugungsanlagen wie zum Beispiel Photovoltaik-Anlagen berücksichtigen. Die unvermeidliche Fluktuation erneuerbarer Energien wie Sonnen- und Windkraft muss dabei durch

In der Theorie ist dies alles bekannt und definiert. Doch damit die smarten Energienetze später auch zuverlässig funktionieren, sind Pilotprojekte, Modellanlagen und Erfahrungen aus der Praxis unumgänglich. Einen Überblick gibt unser Beitrag über die clevere Energieverteilung durch Smart Grids.

Doch smarte Netze sind nicht zwingend überregionale Netze. Möglicherweise liegt ein wichtiger Baustein zum Lösen der Herausforderungen der Energiewende auch darin, „soziale Stromnetze“ innerhalb von Stadtvierteln oder gar Mietshäusern zu realisieren. Einen Einblick in die Konzepte der Share Economy für Anwendungen in der Energiewirtschaft gibt unser Beitrag zum Thema „Social Energy“.

Thinktanks suchen nach Ideen und Lösungen

Eine wesentliche Rolle spielen dabei auch Ideenfabriken, Branchentreffen und Forschungsrunden. Thinktanks in Forschung und Entwicklung, aber auch mit Beteiligung großer und kleiner Unternehmen, suchen nach Lösungen für die entstehenden Herausforderungen, Antworten auf die noch offenen Fragen und Möglichkeiten, die vorhandenen Kräfte möglichst effizient zu bündeln.

Auch im europäischen und weltweiten Vergleich nehmen zahlreiche deutsche Ideenfabriken dabei Spitzenpositionen ein, wie unser Beitrag über Thinktanks rund um die Energiewende aufzeigt. Und er zeigt auch, wie vielfältig diese Denkfabriken aufgestellt sind – manche sind an Forschungseinrichtungen und Hochschulen angebunden, andere an privatwirtschaftliche Unternehmen und wieder andere aus Stiftungen oder anderen gesamtgesellschaftlichen Initiativen.