Energiebedarf und Versorgungssicherheit

Folgen einer gestörten Energieversorgung

Energie muss zum benötigten Zeitpunkt verfügbar sein und den Ort erreichen, an dem sie genutzt wird. Auch Kosten und Umweltauswirkungen müssen berücksichtigt werden. Bei einem Versorgungsausfall können Beleuchtung, Wasserpumpen, medizinische Geräte, Lebensmittelkühlung und Kommunikationsnetze ausfallen.

Elektrizität versorgt viele Geräte, die täglich genutzt werden. Sie ist eine sekundäre Energiequelle, weil sie aus Quellen wie Brennstoffen, Wasser, Wind, Sonnenlicht oder Erdwärme erzeugt wird.

Elektrizität erreicht die Nutzer über mehrere miteinander verbundene Stufen.

Die Energie stammt aus einer Quelle und wird in elektrische Energie umgewandelt. Das Stromnetz leitet sie anschließend zu den Nutzern.

Kraftwerke müssen genug Leistung erzeugen, und das Stromnetz muss sie bei steigendem Bedarf übertragen können.

Der Bedarf vieler Geräte summiert sich

Eine einzelne Lampe wirkt unbedeutend. Der Energiebedarf wird jedoch groß, wenn viele Menschen viele Geräte gleichzeitig nutzen.

Bei einem Elektrogerät wird die verbrauchte Energie aus Leistung und Nutzungsdauer berechnet.

Symbolhinweise:

Angenommen, $5$ Lampen mit jeweils einer Leistung von $10 \text{ W}$ sind für $4 \text{ h}$ eingeschaltet. Die eingesetzte Energie beträgt:

Der Wert $0{,}2 \text{ kWh}$ klingt klein. Tritt dieselbe Nutzung jedoch in vielen Haushalten, Schulen, Kliniken und kleinen Betrieben auf, wächst der gesamte Energiebedarf schnell.

Eine Spitzenlast entsteht, wenn viele Geräte gleichzeitig Strom verbrauchen und das Netz in diesem Zeitraum mehr Leistung bereitstellen muss.

Vergleiche zwei Geräte, die jeweils eine Stunde lang konstant $1 \text{ kW}$ aufnehmen.

Landesweite Quoten und örtliche Versorgungslücken

Die Elektrifizierungsquote gibt den Anteil der Haushalte mit Stromzugang an. Die Quote elektrifizierter Dörfer bezeichnet den Anteil der Dörfer und städtischen Ortsteile, die bereits mit Strom versorgt werden.

Im vierten Quartal $2024$ erreichte Indonesiens Elektrifizierungsquote $99{,}83\%$, die Quote elektrifizierter Dörfer $99{,}92\%$. Gleichzeitig hatten noch $5{.}821$ Dörfer oder städtische Ortsteile keinen Stromzugang von PT PLN (Persero).

Nicht von PLN versorgt bedeutet nicht, überhaupt keinen Strom zu haben. Ein Dorf kann Strom von einem anderen Anbieter erhalten. Die Zahl ohne PLN-Versorgung ist daher nicht die Zahl der Dörfer ohne Strom.

Landesweite Quoten brauchen örtlichen Kontext. Die verbleibenden unversorgten Gebiete können verstreut, schwer zugänglich oder weit vom Hauptnetz entfernt sein, obwohl der landesweite Anteil sehr hoch ist.

Steigende Nachfrage erfordert mehr Systemkapazität

Der weltweite Strombedarf wird von $2026$ bis $2030$ voraussichtlich um durchschnittlich $3{,}6\%$ pro Jahr wachsen. Wichtige Treiber sind Industrie, Elektrofahrzeuge, Klimaanlagen und Rechenzentren.

Steigende Nachfrage kann auf nützliche Leistungen wie Lernen, Gesundheitsversorgung, Lebensmittelproduktion, Verkehr und kleine Unternehmen zurückgehen. Das Risiko entsteht, wenn Versorgung und Netze nicht mithalten können. Dann drohen Stromausfälle, höhere Kosten oder ein stärkerer Einsatz umweltschädlicherer Energiequellen.

Tagesenergiebedarf und Spitzenleistung sind zwei verschiedene Anforderungen. Ein System kann über den Tag genug Energie liefern und trotzdem überlastet sein, wenn viele Geräte gleichzeitig laufen. Erzeugung, Netz und Speicher müssen deshalb sowohl den gesamten Energiebedarf als auch die höchste gleichzeitige Leistungsanforderung abdecken.

Sechs Fragen zur Bewertung des Energiebedarfs

Eine Zahl zum Energiebedarf reicht allein nicht aus. Prüfe auch, wer die Energie benötigt, wann sie gebraucht wird, wie viel Energie und Leistung nötig sind, welche Quelle genutzt wird, ob das Netz bereit ist und welche Folgen ein Ausfall hätte.

Ist die tägliche Versorgung zu klein, fehlt die benötigte Energiemenge. Laufen viele Geräte gleichzeitig, kann die Spitzenleistung zu niedrig sein. Die übrigen Fragen prüfen, ob Quelle, Netz oder Speicher die Versorgung begrenzen und welche Folgen ein Ausfall hätte.

Erneuerbare Quellen müssen zum Standort passen

Eine erneuerbare Energiequelle eignet sich für einen Standort, wenn örtliche Ressource, Technik, Netz, Speicher und Umweltschutz den örtlichen Bedarf erfüllen können. Die Tabelle nennt erste Prüfpunkte für mehrere Ressourcen.

Das Energiesystem muss daher zum Energiebedarf, zu den Umweltbedingungen und zu den Bedürfnissen der örtlichen Gemeinschaft passen.