Die Nanogrid Revolution

Zugegeben, es klingt wie ein weiteres Buzzword, bei dem man nicht so recht weiss, ob es sich um einen neuartigen Grillrost oder winzig kleine Kristallstrukturen handelt. Der Begriff Nanogrid gewinnt aber vor allem in der Energiewirtschaft immer mehr an Bedeutung. Warum ist dies so? Weil sich unsere Welt verändert.

Geschichtlich waren die ersten Stromerzeuger der Schweiz Wasserräder von Getreidemühlen, die zwischenzeitlich mit einem Generator ausgestattet wurden und den so erzeugten Strom an die umliegenden Haushalte verkauften. Sie waren die ersten Nanogrids überhaupt, die mit der Zeit zu einem flächendeckenden Flickenteppich an Netzen zusammenwuchsen, wie wir sie heute kennen.

Bildquelle: VSE

Diese Ordnung kommt aktuell ziemlich durcheinander. Warum? Der Verband Schweizerischer Elektrizitätsunternehmen VSE formuliert es in einer kürzlichen Medienmitteilung so: "Durch die Dekarbonisierung und die zunehmend dezentrale Stromproduktion wird das Verteilnetz zum Hauptschauplatz." Die Musik spielt also künftig wieder vermehrt in den früheren Nanogrids. Neue Modelle wie der "Zusammenschluss zum Eigenverbrauch (ZEV)" oder die "Lokale Elektrizitätsgemeinsaft (LEG)" entstehen, welche die gesetzliche Basis für die Nanogrids schaffen.

Strom wird künftig immer mehr lokal generiert, gespeichert und gehandelt, wie im Beispiel des ETH Spin-Offs Exnaton. Die lokalen Nanogrids werden dadurch auch teilautark und übernehmen mehr und mehr Aufgaben der Netzstabilisierung und der lokalen Versorgungssicherheit. Die wachsende Zahl Elektroautos, Busse, Lastwagen mit bidirektionalen Ladestationen wird dabei eine eigenes Segment bilden.

Wagen wir nun einen weiten Sprung in den Süden, in den südwestlichen Zipfel von Nigeria. Dort sieht die aktuelle Energieversorgungssituation wie folgt aus:

Bildquelle: Reiner Lemoine Institut gGmbH

Nur 60% der Haushalte sind über das Nationale Stromnetz versorgt. Ausserdem ist die Versorgungssicherheit selbst bei den erschlossenen Haushalten und Firmen nicht immer gegeben. Das Reiner Lemoine Institut gGmbH hat untersucht, wie die restlichen Haushalte mit Strom versorgt werden könnten. Resultat: Zu einem weiten Grad durch individuelle Nano- und Mini-Grids, die mit der Zeit zusammenwachsen und teilweise oder ganz mit dem nationalen Stromnetz verschmelzen. Und hier treffen sich nun die Geschichte Nigerias mit derjenigen der Schweiz, wenn auch etwas zeitversetzt.

Wirklich spannend an der Geschichte ist jedoch, dass Märkte wie Nigeria es ermöglichen, neue Modelle zu testen, welche später in der Schweiz umwälzende Folgen haben könnten. Leapfrogging.

Die Skepsis welche Liliane Ableitner von Exnaton mit dem Quartierstrom-Projekt Anfangs in der Schweiz erfahren musste, wäre ihr in Nigeria kaum begegnet. In praktisch allen südlichen Ländern wurde uns selbst aus Regierungskreisen grosses Interesse und eine grosse Offenheit bezüglich innovativer Modelle mit Nanogrids und neuartigen Strommarktmodelle entgegengebracht. Ich kann mich erinnern, wie ich schon früh interessante Diskussionen mit Nick Beglinger zu dem Thema hatte und wir auf Basis des Quartierstrom-Projekts versuchten Modelle für den Globalen Süden zu abzuleiten.

Für uns völlig unverständlich, aber leider eine Realität in südlichen Ländern ist die katastrophale Energie-Versorgungssituation der hunderttausenden kleiner Dörfer. Quellen für Licht sind dort offenes Feuer, Kerzen, Kerosen- oder Taschenlampen mit Trockenbatterien. Alles gleichermassen umweltschädlich und teuer.

Die einzigen neuen Alternativen auf dem Markt sind kleinste Solarlämpchen oder sogenannte "Solar Home Systeme". Jeder Haushalt kauft oder least ein winziges, ebenfalls sehr teures Kleinstsystem. Diese erlauben weder die Versorgung von KMUs, noch können sie den über die Zeit wachsenden Strombedarf decken. Es sind Sackgassentechnologien.

Nur Nano- und Mini-Grids auf Basis von nachhaltiger Energieerzeugung wie Sonne, Wind, Wasser, Geothermie oder Biomasse, mit einem schrittweisen Ausbau wie vom Reiner Lemoine Institut am Beispiel Nigeria aufgezeigt, ermöglich eine wirklich nachhaltige, bezahlbare und bedarfsgerechte Stromversorgung in südlichen Ländern.

Nach Jahren der Pilotprojekte, Erklärungen, Vorträge und Demonstrationsprojekte hat sich der Begriff "Nanogrid" inzwischen endlich auch bei grossen Organisationen wie UNDP und der Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit GmbH etabliert, wie das eingangs gezeigte Bild von EnDev zeigt. Der nächste Schritt wird der Realitäts-Beweis in der Gross-Skalierungen mit einigen tausend Haushalten und günstigeren Stromkosten für Endverbraucher als die aktuellen Alternativen auf dem Markt.

Innovative Betriebs-, Netz- und Strommarktmodelle mit Ansätzen wie Exnaton sie zeigt folgen und die erfolgreichsten Modelle im globalen Süden werden, nachdem sehr viel Zeit, politische Diskussionen und regulatorische Anpassungen erfolgt sind auch in die Schweiz "rückimportiert". So wie es auch in anderen Bereichen wie zum Beispiel dem Mobile Payment bereits geschehen ist. M-PESA wird in Kenya schon seit dem Jahr 2005 breit genutzt. Bei uns dauerte es danach noch elf Jahre, bis TWINT auf den Markt kam.