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Donnerstag, 21. Februar 2019

Forschung

Neues Spannungsfeld

Von Hans-Christoph Neidlein | 1. November 2018 | Ausgabe 44

Energiewende braucht Digitalisierung, so die Botschaft der Jahrestagung des Forschungsverbunds Erneuerbare Energien. Doch nicht jede Digitalisierung ist nachhaltig.

BU Neidlein
Foto: Panthermedia.net/maxkabakov

Digitale Technologien lassen verbesserte Prozessüberwachung zu, stehen aber zugleich für die zunehmende Verletzlichkeit der kritischen Infrastruktur durch Cyberattacken.

Sechs bis zehn Millionen dezentrale Solar- und Windkraftanlagen, Blockheizkraftwerke und Speicher werden im Jahr 2030 voraussichtlich in Deutschland am Netz sein. „Wenn man sich dies vor Augen führt, wird klar, dass es nicht ohne digitale Technik und ohne Datenvernetzung geht, um die System- und Versorgungssicherheit sowie einen wirtschaftlichen Betrieb zu gewährleisten.“ Dies unterstrich Hans-Martin Henning, Leiter des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE), auf der Jahrestagung des Forschungsverbunds Erneuerbare Energien (FVEE) Mitte Oktober in Berlin.

Foto: ISE

Hans-Martin Henning, Leiter des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme.

Auch für moderne Prognosemethoden für eine fluktuierende Erzeugung seien eine verbesserte Sensorik, Big Data und künstliche Intelligenz unverzichtbar. Erfordert doch die wetterbedingte Energiebereitstellung an vielen Orten eine immer bessere Kenntnis der aktuellen lokalen Gegebenheiten von Wind und Sonne.

Die Informations- und Kommunikationstechnik kann auch dabei helfen, die Sektorkopplung voranzutreiben. Sie könnte Brücken zwischen Strom, Wärme und Mobilität schlagen. Und sie ist auch notwendig für eine Verbrauchssteuerung.

„Doch es ergeben sich neue Spannungsfelder zwischen dem Nutzen der Digitalisierung und einer nachhaltigen Entwicklung“, davon ist Paul Weigel vom Wuppertal Institut überzeugt. Dies betrifft nicht nur die Ökologie, sondern auch soziale und wirtschaftliche Dimensionen der Nachhaltigkeit.

So bei der Sicherheit: Dem Nutzen einer verbesserten Prozess- und Zustandsüberwachung durch digitale Technologien steht die Verletzlichkeit der kritischen Infrastruktur durch Cyberbedrohungen gegenüber. Vorteile der Vernetzung bringen zugleich Gefahren für die Datensicherheit und schüren die Abhängigkeit von IT-Systemen.

Als ein Beispiel für ein ökonomisches Spannungsfeld nannte Weigel die Blockchain-Technologie. Einerseits ermöglicht sie, dass Kommunikation und Transaktionen manipulationssicher ohne eine zentrale Koordination und Authentifizierung automatisiert werden können. Dies kann dafür genutzt werden, um zum Beispiel kleine Strommengen wirtschaftlich zu vermarkten, Grün- und Regionalstrom zu zertifizieren oder Nachbarschafts- und Mieterstromkonzepte umzusetzen.

Andererseits: Blockchain verändert die Arbeitswelt. So entfallen Aufgaben, im Extremfall sind für den direkten Handel von Ökostrom zwischen Erzeuger und Verbraucher keine Aggregatoren oder Vermarkter mehr nötig. Zwar werden auch neue Jobs geschaffen, diese setzen aber häufig deutlich andere, meist höhere Qualifikationen voraus.

Im Spannungsfeld der Ökologie steht das autonome Fahren, je nachdem wie es praktiziert wird. Werden autonom fahrende Autos gemeinschaftlich genutzt, wird deren Nutzungsgrad erhöht und der Fahrzeugbedarf sinkt. Gleichzeitig substituieren sie jedoch den Nahverkehr und die Fahrleistung steigt. Werden dagegen autonome Fahrzeuge per Sharing ergänzend zum Nahverkehr eingesetzt, sinken Fahrleistung und Emissionen. Dagegen werden autonom fahrende Autos in Privatbesitz häufiger und für längere Strecken genutzt, wodurch Fahrleistung und Emissionen steigen.

Smart Meter und Smart-Home-Anwendungen bieten deutliche Vorteile beim Komfort, der Energieeinsparung und der Lastverschiebung. Doch neben der Gefährdung der Privatsphäre und der Datensicherheit zeigen sich auch negative ökologische Auswirkungen. Denn die elektrotechnischen Bausteile beinhalten kritische Rohstoffe wie Gallium, Bauxit oder Tantal, die häufig starke Umweltschäden am Abbauort verursachen.

„Die Digitalisierung, auch der Energiewirtschaft, erfordert eine umfassende Nachhaltigkeitsbewertung“, unterstrich Weigel. Eine sogenannte multikriterielle Analyse, in welche die verschiedenen Kriterien der Nachhaltigkeit und die Akteursstruktur einfließen, soll dabei helfen, die Spannungsfelder zu identifizieren und Lösungsvorschläge zu erarbeiten.

Dies ist anspruchsvoll und steckt erst in den Anfängen, wie auf der Tagung deutlich wurde. So gibt es zum Beispiel keine Daten dazu, um wie viel die Energieeffizienz durch die Digitalisierung verbessert werden kann – oder ob diese gar einen insgesamt höheren Energiebedarf verursacht. „Doch Messlatte sollte sein, dass der CO2-Ausstoß durch die Digitalisierung verringert werden kann, sonst bringt diese ja nichts“, sagte Henning.