Zeitung Heute : Vom Columbia River an die Spree

Kai Strunz erforscht, wie Spitzen und Lücken bei der Stromerzeugung mit erneuerbaren Energien ausgeglichen werden können

Heiko Schwarzburger

Klimawandel und schwindende Ressourcen erfordern entschlossenes Handeln. Wegen der steigenden Erdölpreise hat die Queen kürzlich ihre Party zur Diamantenen Hochzeit abgesagt. Diese Zurschaustellung von Luxus, meinte die Monarchin, sei angesichts der hohen Energiepreise und der drohenden Rezession nicht zeitgemäß. „Die Königin hat ein feines Gespür dafür, was die Menschen bewegt“, sagt Kai Strunz, Professor für Energienetze an der TU Berlin. „Als ich noch in England gearbeitet habe, ist mir diese Sensibilität mehrfach aufgefallen.“

Strunz hat einige Stationen hinter sich gebracht, bevor er im vergangenen Herbst nach Berlin kam. Er forschte im Saarland, bei Electricité de France in Frankreich und an der Brunel Universität in London, wo er die Probleme des britischen Versorgungsnetzes analysierte. In Großbritannien sind die Erzeugung von Energie und der Verbrauch bisher räumlich weit voneinander entfernt. „Das National Grid, wie die Engländer das Netz nennen, wird aus großen Kraftwerken im Norden Englands gespeist“, erläutert Strunz. „Die meisten Verbraucher leben aber im dicht besiedelten Süden, vor allem im Großraum London.“ 2002 wechselte Strunz nach Seattle im US-Bundesstaat Washington, um an der Universität eine Arbeitsgruppe aufzubauen.

Am Columbia River laufen mächtige Wasserkraftwerke, die ihre Energie nach Kalifornien schicken, über leistungsstarke Gleichstromnetze. „Das Netz ist der Schlüssel zu unserer künftigen Energieversorgung“, sagt Strunz, der als einer der wichtigsten Experten für komplexe Energienetze und die Einbindung von erneuerbaren Energien gilt. In Europa herrschen Wechselstromnetze vor, die einen immer höheren Anteil von Windkraft, Sonnenstrom oder Strom aus Biomasse aufnehmen müssen.

Strunz machte im fernen Westen der USA eine steile Karriere: Während seiner Zeit an der Universität von Washington erhielt er den begehrten Career Award der National Science Foundation (NSF), die wichtigste wissenschaftliche Auszeichnung für junge Assistenzprofessoren in den USA. 2004 bekam er einen Preis für hervorragende Lehre am Fachbereich Elektrotechnik. Heute ist er Redaktionsmitglied bei zwei führenden wissenschaftlichen Zeitschriften auf seinem Forschungsgebiet.

Innerhalb eines halben Jahres gelang es Strunz, drei Nachwuchsforscher nach Berlin zu holen. Eine zweite Gruppe betreut er an der Universität von Washington in Seattle. Das Team ist international bunt gemischt: Chinesen, Deutsche, Kolumbianer, Chilenen, Amerikaner. Auch spät in der Nacht klemmt sich der Professor ans Internettelefon, wenn einer seiner Studenten in Seattle vor Managern des Boeing-Konzerns referiert. „Wegen der Zeitverschiebung schalte ich mich schon mal nach elf Uhr abends zu“, sagt er. „Ich werde meine internationalen Verbindungen nutzen, um das neue Fachgebiet an der TU Berlin aufzubauen.“

Strunz ist stellvertretender Sprecher des Innovationszentrums Energie, das die TU Berlin jetzt ins Leben gerufen hat, um ihre Kompetenzen auf diesem Forschungsgebiet zu bündeln. „Ich bin nach Berlin gekommen, weil gerade in Europa bei der Integration erneuerbarer Energien ein spannendes Umfeld entsteht.“

Gemeinsam mit seinem Doktoranden Henry Louie aus Seattle präsentierte Strunz unlängst bei einer internationalen Konferenz in Florida einen Aufsehen erregenden Beitrag über die Preisbildung in modernen Energieversorgungsnetzen. „Unser Ansatz bezieht neben den Kosten für die Energieerzeugung auch die Kosten der Netznutzung je nach Auslastungsgrad der Leitungen mit ein.“ Konventionelle Kraftwerke speisen ihren Strom je nach Nachfrage ins Netz ein. Windparks beispielsweise stellen ihre Energie jedoch zur Verfügung, wenn der Wind weht. Photovoltaische Generatoren nutzen die Kraft der Sonne aus, sie gewinnen also Strom am Tag. „Die Spitzenzeiten der ständig ansteigenden erneuerbaren Stromerzeugung decken sich im allgemeinen nicht mit dem Bedarf“, meint Strunz. „Deshalb kommt der Speicherung der Energie eine zunehmend zentrale Bedeutung zu. Gelingt es, große Energiemengen zu speichern, entspannt sich die Belastung im Netz.“

Strunz vergleicht den Vorschlag mit einem Paketdienst: Muss der Bote für das Paket weite Wege fahren, wird ein entsprechendes Netzentgelt ähnlich wie bei einer Maut fällig. Muss zudem während der Rush-Hour geliefert werden, wenn das Netz durch Verkehr stark belastet ist, steigt der Preis für die Lieferung zusätzlich. Kann er sich aber Zeit lassen und die Pakete in einer Zeit ausfahren, in der das Netz frei ist, sinkt der Preis. „Unsere Methode öffnet die Türen zu einer Preisbildung für den Service von Speichern, die erneuerbare Energie über das Netz zugänglich machen und somit von fundamentaler Bedeutung für die zukünftige Energieversorgung sind“, sagt Strunz. Als Speicher kommen unter anderem moderne Batterien, Pumpspeicherwerke oder auch Elektroautos in Frage, die nachts ihre Akkus aufladen, um am Tage durch die Stadt oder über Land zu fahren.

Henry Louie hat seine Dissertation mittlerweile abgeschlossen und ist in die Industrie gegangen. „Er arbeitet heute bei einer Firma, die Technologien zur Vorhersage von Windenergie entwickelt.“ Denn auch in den USA werden erneuerbare Energien immer wichtiger. Neben der Wasserkraft entstehen große Windparks und Sonnenkraftwerke, letztere vor allem im heißen Süden und Südwesten der Vereinigten Staaten. „Es geht darum, die Energieversorgung stabil, umweltfreundlich und wirtschaftlich zu gestalten und die Abhängigkeit von Rohstoffen wie Erdöl oder Kohle zu senken“, sagt Strunz. Heiko Schwarzburger

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