Elektrizität bezeichnet eine Reihe von Effekten aufgrund der elektromagnetischen Wechselwirkung: Elektrischer Strom, Elektrische Ladung, Elektromagnetisches Feld.
Die Elektrifizierung hat schon vor mehr als einem Jahrhundert angefangen.
Ladungsträger sind Elektronen
Entwurf und Faktensammlung, weder Vollständig noch auf Fehler überprüft
Besonderheiten der Elektrizität als Handelsware
Omnipräsenz
Der Verbrauch von elektrischen Strom wird meistens nur dann wahrgenommen, wenn die Rechnung kommt. Wir sind daran gewöhnt, den Stecker technischer Geräte in die Steckdose zu stecken und das Gerät zu betreiben. Wir sind daran gewöhnt, den Lichtschalter umzulegen und es wird hell. Wir sind daran gewöhnt, die Gas – Zentralheizung aufzudrehen und es wird warm. Wir sind daran gewöhnt, den Startknopf unseres Fahrzeugs zu drücken und der Motor springt an. Das dabei Strom verbraucht wird, steht dabei aber nie im Vordergrund, wird teilweise garnicht wahrgenommen, weil die Handlungen alltäglich sind.
Gesichtslosigkeit
Elektrizität ist keine physisch vorhandene Energieform. Sie ist nichts, dass in irgendwelche Verpackungen gesteckt werden kann und dann in einem Regal zu finden ist. Elektrizität ist nichts, das in irgendwelchen Gruben oder mittels Bohrlöcher gefördert wird. Ohne mich jetzt an dieser Stelle allzutief auf physikalische Eigenschaften zu berufen: Beim elektrischen Strom handelt es sich um eine Reihe von Effekten, die vom Verhalten der Elektronen innerhalb eines Metallgitters verursacht werden.
Uniformität
Im Unterschied zu Mobilfunknetzen gibt es europaweit nur ein öffentliches Elektrizitätsversorgungsnetz an dem sich der Endverbraucher anschließen kann. Es handelt sich um ein Produkt mit einer in Europa einheitlichen Spezifikation für den öffentlichen Bereich. Darüber hinaus gibt es durchaus noch private Netze mit einer abweichenden Stromqualität, z. B. das Stromnetz der Deutschen Bahn. Für den Anwender bringt das den Vorteil, er kann seine Geräte europaweit betreiben, für Hersteller, dass sie ihre Chargen für den gesamten Bereich Europas mit einer einheitlichen Spezifikation bauen können.
Was für den Werbeknecht der Alptraum, ist für den Ingenieur das Traumland. Er kann seine Netze aus Standardbausteinen zusammensetzen, der Anlagenbau kann durch die Größe des Marktes diese kostengünstig anbieten.
Koinizdenz Erzeugung / Verbrauch
Bei elektrischem Strom handelt es sich nicht um ein physisch vorhandenes Produkt. Es handelt sich um eine Kraftübertragung auf der Ebene von Elektronen innerhalb eines Metalgitters. Stoppt die Erregung der Elektronen (Erzeugung) oder wird die Leitung unterbrochen steht auch kein Strom zur Verfügung. Es muss auch genau soviel Elektrizität erzeugt werden, wie verbraucht wird. Kommt dieses aus dem Gleichgewicht, ändert sich die Frequenz des Drehstroms. Das ist wie bei einem Verbrennungsmotor im Fahrzeug. Geht es plötzlich bergauf sinkt die Drehzahl des Motors, es muss Gas gegeben werden. Geht es bergab, steigt die Drehzahl im Motor, es muss das Gas reduziert werden. Da die Frequenz eines der wichtigsten Produktkriterien mit hoher Verbrauchsrelevanz ist, müssen die an der Belieferung beteiligten Parteien (Lieferer, Übertragungsnetzbetreiber, Verteilernetzbetreiber) auf eine ausgeglichene Bilanz aus Einspeisung und Entnahme achten (Bilanzierung). Hierzu kommt, das ein elektrisches Netz nur eine geringe Systemträgheit aufweist (Systemdienstleistungen).
Leitungsnetz
Zwischen Erzeuger und Verbraucher muss eine ununterbrochene Verbindung bestehen. Eine direkte Speicherung von Elektrizität ist nur in Spulen und Kondensatoren in einem geringen Maße möglich.
Zwischenspeicherung geschieht durch Umwandlung in andere Energieformen (ohne Gewähr auf Vollständigkeit):
- Lageenergie bei Pumpspeicherkraftwerken
- Chemische Energie bei Akkumulatoren und Brennstoffzellen
- Kinetische Energie bei Schwungradkraftwerken
Transportverluste
Elektrizität ist ein Produkt, das keine oder kaum zusätzliche Energie für den Transport benötigt, wie z. B.
- die Energie für die Kompremieren von Gas und die Pumpen in Pipelines,
- die Energie um Gas zu Verflüssigen oder wieder zurück in den gasfürmigen Zustand zu versetzen,
- der Energieverbrauch bei der Förderung von Kohle, Öl oder Uran oder
- der Aufbereitung von Uran als Kernbrennstoff.
Allerdings geht Elektrizität auf einem Transport verloren. Ursache sind Induktions- und Widerstandsverluste in Transformatoren und Leitungen. Derartige Verluste müssen bei einem Geschäftsmodell mit einbezogen werden.
Direktvermarktung
Was heute immer mehr in Mode kommt, ist bei der Elektrizitätswirtschaft von Anfang an State of the Art: Die Direktvermarktung unter umgehung einer Handelskette.