Durch den Einsatz von dezentralen Leistungsmanagern (Hausmanagern) kann ein massiver Ausbau der Netzinfrastruktur für die zukünftige Elektrizitätsversorgung insbesondere auf Ebene Niederspannung vermieden werden. Das ist auch für die Umwelt gut, weil weniger Ressourcen wie Kupfer für den Ausbau benötigt werden.

Im Projekt Regionaler Energieverbund der Fachhochschule Nordwestschweiz (FHNW) leisten wir einen Beitrag zur Umsetzung der Schweizer Energiestrategie 2050. Das Projekt widmet sich den Chancen und Risiken von regionaler Kooperation von Energiedienstleitungsunternehmen aus technischer, psychologischer und ökologischer Perspektive. Letztere steht im Zentrum unseres vorliegenden Beitrags.

Heute wird die Bandleistung der Stromversorgung von Kraftwerken bereitgestellt, welche fossile und nukleare Energieträgern mit grossen Verlusten in Strom umwandeln. Diese sind auch für den grössten Anteil der Umweltbelastung in der Stromversorgung verantwortlich. Der Anteil der Umweltauswirkungen durch die Verteilnetze ist dagegen gering. Durch den Umstieg auf volatile, wetter- und saisonabhängige Stromerzeugung wie Solar- und Windenergie, ändern sich auch die Anforderungen an die Netzinfrastruktur. Elektrische Energie wird vermehrt bidirektional übertragen und vermehrt müssen Produktions-Bedarfs-Asymmetrien und Produktionsspitzen bewältigt werden. Durch den Einsatz von dezentralen Leistungsmanagern (Hausmanagern), welche die Nachfrage und das Angebot elektrischer Energie in Wohngebäuden optimal regeln, lässt sich der notwendige Netzausbau, so unsere Hypothese, einschränken.

Mittels einer Ökobilanz haben wir den Umweltnutzen von Hausmanagern für das im Rahmen des Projekts entwickelte progressive Energieszenario SIEC 2035 abgeschätzt. Wir wollten wissen, wie sich ein Umstieg auf 100% erneuerbare Energien und ein massiver Ausbau der Elektromobilität auf das benötigte Netz und dessen Umweltrelevanz auswirken und was der Einsatz von Hausmanagern zur Reduktion des Netzausbaus beitragen könnten. Dazu haben wir die Umweltbelastung unseres Energieszenarios mit und ohne Hausmanagern mit der Methode der ökologischen Knappheit in Umweltbelastungspunkten abgeschätzt. Dabei werden neben dem Klimawandel auch andere Kategorien wie Ressourcenverbrauch, Luft- und Gewässerverschmutzung und deren schädliche Auswirkungen auf lebende Organismen berücksichtigt.

Unsere Untersuchungen zeigen, dass durch den gezielten Einsatz von Hausmanagern ein massiver Ausbau der Netzinfrastruktur insbesondere auf der Ebene Niederspannung vermieden werden kann. Im Vergleich zum klassischen Netzausbau im Energieszenario ohne den Einsatz von Hausmanagern ergibt die Ökobilanz, dass das Energieszenario mit Hausmanager eine 20% niedrigere Umweltbelastung bewirkt. Die tiefere Belastung lässt sich auf den geringeren Kupferaufwand beim Leitungsbau zurückführen.

Der Kupferbedarf für die jährliche Netzerneuerung beträgt im Szenario ohne Hausmanager das 2.7-fache des Bedarfs im Szenario mit Hausmanagern. Der Stahlbedarf beträgt das 1.4-fache. Auch wenn wir davon ausgehen können, dass alle Metalle nach Ende der Lebensdauer rezykliert werden, wird wegen des weltweit steigenden Ressourcenbedarfs der Recyclinganteil in neuen Netzkomponenten mit nur 50% angenommen. Die Umweltbelastungen in der Metallgewinnung, aber auch beim Recycling, sind erheblich. Wir können somit festhalten, dass vermiedener Ressourcenverbrauch am meisten zur Entkoppelung und somit zur Reduktion der Umweltbelastungen beiträgt.