Besonderheiten elektrischer Energie als Handelsware

Besonderheiten elektrischer Energie als Handelsware

Bei üblicher Handelsware, wie Bananen, Konserven, Schraubenziehern, Reifen, Autos aber auch Aktien, Operationstischen gibt es einige spezifische Eigenschaften, die Grundlegend für den Handel sind. Normale Handelsware wird hergestellt, verpackt, konfektioniert und entweder vom Hersteller direkt vermarktet, über einen Versandhändler an den Kunden gebracht oder über die klassische Schiene, Groß- und Einzelhandel vertrieben. All diese Handelsobjekte sind greifbar, sind mehr oder weniger lagerfähig und werden einzeln oder in Menge transportiert. Sie unterscheiden sich in Form und Aussehen von Konkurrenzprodukten so dass ein späterer Käufer für seine Wahl durchaus Kriterien an der Hand hat.

Bei einem Produkt aus elektrischer Energie, oder einfach Strom genannt, ist dieses anders. Dieser Unterschied spielte bis zur Liberalisierung der Energiemärkte von Strom und Gas keine Rolle. Die Versorgung geschah über staatlich regulierte Monopolunternehmen zu behördlich abgesegneten Preisen. Mit der Liberalisierung des Energiemarktes Mitte der neunziger Jahre im letzten Jahrhundert des vorhergehenden Jahrtausends änderte sich dieses. Auch kleinere, ungebundene Unternehmen oder Personen sollten die Möglichkeit haben, mit Elektrizität oder Gas zu Handel zu treiben. Um das aus dieser Intention heraus entstandene Konstrukt besser verstehen zu können habe ich mir einmal angesehen, was den Handel mit elektrischer Energie recht spezifisch macht:

Ich will jetzt nicht behaupten, dass dieses alle Punkte sind, die hier aufgeführt werden können, sie decken aber wesentliche Teile des Problems ab.

Elektrizität ist leitungsgebunden

Elektrischer Strom, in der Form wie er heute großtechnisch verwendet wird, benötigt eine direkte Verbindung zwischen Erzeuger und Verbraucher in Form einer Leitung aus Metall. Es gibt in der Natur noch andere Möglichkeit elektrische Ladungen zu transportieren, wie zum Beispiel in Plasmen (Blitze, Neonröhren), diese sind hier allerdings kein Thema.

Netze sind in der Regel hierarchisch aufgebaut, die Spannung ist höher, je weiter der Strom transportiert werden muss. Als oberste Ebene ist das Höchstspannungsnetz mit 220 bzw. 380 kV Spannung zum großräumigen Transport der Elektrizität über die Regionen hinweg. Hochspannungsleitungen (110 und 60 kV) und Mittelspannungsleitungen (30, 15, 10 oder 6 kV) übernehmen die Verteilung des Stroms bis hinunter in die mit Niederspannung betriebenen Ortsnetze, an denen die Haushalts- und Gewerbekunden angeschlossen sind. Diese Architektur ist so gewählt, dass die Netzverluste möglichst gering sind. Gleichzeitig müssen Netze von ihrer Kapazität so ausgelegt sein, dass sie den maximalen Stromverbrauch aushalten. Dieses gilt vor allem für die Zukunft, da hier Steigerungen infolge Elektromobilität zu erwarten sind. Netzbau ist eine Wissenschaft für sich, so dass ich hier nicht weiter drauf eingehen möchte, auch um ein zu glattes Parkett zu vermeiden. Einige Grundlegende Fakten will ich in einem eigenständigen Post zu diesem Thema aufarbeiten.

Für das Konstrukt Strommarkt hieße eine Konkurrenz auf der Ebene der Netze, dass jeder Anbieter sein eigenes Netz verlegen müsste, wobei dieses Netz allerdings nur ein Teil der Transportkapazität übernehmen würde, der Gesamtbedarf an Strom vor Ort bleibt gleich. Aus diesem Grund gibt es lediglich ein Netz vor Ort, dessen Betreiber allerdings verpflichtet ist, jeden Kunden und Einspeiser, der die notwendigen Anforderungen erfüllt anzuschließen, sofern dieses wirtschaftlich sinnvoll ist.

Elektrizität ist nicht lagerfähig

Eine direkte Speicherung von Elektrizität ist meinem Kenntnisstand nach nur in Kondensatoren möglich. Werden größere Mengen an Strom unabhängig vom Leitungsnetz benötigt, wird dieser Strom meist aus dem Netz entnommen und in eine speicherfähige Energieform umgewandelt und bei Bedarf dient der Energiespeicher dann als Erzeuger. Technisch kann dieses unter anderem durch

  • Pumpspeicherkraftwerke,
  • Schwungrad-Kraftwerke oder
  • Akkumulatoren

geschehen.

Bei Pumpspeicherkraftwerken wird elektrische Energie in potenzielle Energie oder auch Lageenergie genannt, umgewandelt. Diese Kraftwerke nutzen Wasser als Energiespeicher, genutzt werden dabei zwei Becken in unterschiedlicher Höhenlage. Existiert ein Stromüberschuss oder kann Elektrizität billig aufgekauft werden, wird das Wasser aus dem unteren Becken in das obere gepumpt und so die Lageenergie erhöht. Bei verstärktem Energiebedarf fließt das Wasser in die umgekehrte Richtung und erzeugt Strom. Diese Art von Kraftwerken kann, falls sich genügend Wasser im oberen Becken befindet ohne große Vorlaufzeit Strom produzieren. Allerdings ist diese Art von Kraftwerken an topographische Gegebenheiten gebunden.

Schwungrad-Kraftwerke sind eher selten zu finden. Hierbei wird in Form kinetischer Energie die Energie gespeichert. Schwungrad-Kraftwerke erlauben eine hohe, allerdings kurzfristige Leistungsabgabe ohne das einen entsprechender Netzanschluss existieren muss.

Akkumulatoren, also hintereinander geschaltete aufladbare galvanische Zellen, sind wohl der weit verbreitetste Energiespeicher. Sie sitzen in jedem Smartphon, in jedem Notebook, in (fast) jeder digitalen Fotokamera, in elektrisch betriebenen Fahrzeugen. Sie erlauben einen netzunabhängigen Betrieb der Geräte für eine bestimmte Zeit. Hier wird die Energie in chemischer Form gespeichert.

Alle Umwandlungsmöglichkeiten haben einige Gemeinsamkeiten: Sie sind verlustbehaftet, sprich die Umwandlung in die Speicherform ist verlustbehaftet, ebenfalle erfolgt die Erzeugung von elektrischer Energie nicht vollständig.

Der Transport von Elektrizität ist verlustbehaftet

Transport von Strom kostet Energie. Dabei unterscheidet sich Elektrizität nicht von dem Wasser, das vom Ende der Welt herantransportiert worden ist, um hier den Durst zu stillen. Die Energie wird jedoch nicht extern gedeckt, sondern macht sich in einer Ein-/Ausspeisebilanz als Defizit bemerkbar. Durch den elektrischen Widerstand in den Transport- und Verteilungsleitungen geht etwas verloren, bei der Umspannung in den Umspannwerken und -stellen wird die Umwelt etwas aufgeheizt. Die Verluste sind von der Anzahl der Netzebenen und der Entfernung des Transportes abhängig.

Kopplung zwischen Erzeugung und Verbrauch

Da elektrische Energie nicht gespeichert, nicht auf Halde produziert werden kann muss jeden Moment genau soviel Strom erzeugt werden wie verbraucht wird. Hierzu wird von den an der Versorgung Beteiligten zunächst eine Bedarfsplanung erstellt. Diese Prognose ist das Fundament für einen Fahrplan an die Stromerzeugung. Hierbei handelt es sich um eine Anweisung an die Erzeuger mit welcher Leitung Kraftwerke oder einzelne Kraftwerksblöcke gefahren werden. Sowohl die Prognose aus auch die Fahrpläne sind auf einen Zeitraum von einer viertel Stunde genau.

Prognose und Realität stimmen nur in den seltensten Fällen überein, dazu kommen Störungen, wie der Ausfall von Kraftwerken. Bemerkbar macht sich dieses ab einer Änderung der Frequenz von 50 Herz. Das ist wie mit dem Auto, fahre ich bergauf verbrauche ich mehr Energie, die Umdrehungszahl des Motors sinkt, es muss Gas gegeben werden um das Einzuregeln. Diese Frequenzregulierung kann nicht jeder Händler für sich Betreiben, sie wird zentral im Netz durch dessen Betreiber vorgenommen (sieh Netzbetrieb).

Elektrischer Strom sucht sich seinen eigenen Weg

Normalerweise sucht sich der Strom den kürzesten Weg von seinem Entstehungsort zum Verbraucher. Man kann sich das wie einen Fluss in einer Landschaft vorstellen. An Orten wo eingespeist wird befinden sich Erhebungen, an Verbrauchsorten Senken. Die Landschaft ist also von einigen Hügeln und vielen Senken umgeben. Dazu kommt, dass die Oberfläche nicht überall gleich ist, manchmal hat sie einen höheren Widerstand, an anderen Stellen einen höheren. Wobei dieses Bild sich zu jeder Sekunde ändern kann. Der Strom sucht sich seinen eigenen Weg über die Oberfläche. So kommt es, dass ein Verbraucher wahrscheinlich von dem ihm nächstgelegenen Erzeuger versorgt wird.

Interessant wird dieses Phänomen aber auf der Höchstspannungsebene beim Transport über weitere Strecken. Planmäßig wird eine Verbindung hergestellt – aber der Strom sucht sich seinen eigenen Weg über Leitungen, die dafür nicht vorgesehen sind. Was dort zu einer Überlastung führen kann.

Ausgewirkt hat sich diese Eigenschaft darin, das die Abrechnung nicht auf der tatsächlichen Energie vor Ort ergibt, sondern aus einem Pool, dem Einspeisemix des Lieferers.

Elektrizität ist diskret, der Verbrauch mittelbar

Strom kommt aus der Steckdose und er ist allgegenwärtig und doch nehmen wir Elektrizität kaum wahr, solange sie verfügbar ist. Ohne ihn sieht unser Alltag, so wie wir ihn gewohnt sind, recht problematisch aus. In einem normalen Haushalt läuft ohne Strom fast nichts. Die Zentralheizung steht still, weil der Brenner nicht startet und die Umwälzpumpe stillsteht. Der Kühlschrank, die Kühltruhen werden warm. Kerzenlicht flimmert anstatt der Beleuchtung, die Klingel an der Haustür ist tot, der Computer, Fernseher, Radio alles ohne Regung. Fahrstühle stecken bei Stromausfall fest, Ampeln funktionieren nicht. All die vielen Funktionen nehmen wir als Normalfall als Funktionen irgendwelcher Gadgets wahr, nicht als Wirkung von elektrischem Strom. Ohne äußeren Einfluss werden wir nur dann daran erinnert, wenn einmal jährlich die Rechnung kommt.

Elektrizität ist als Handelsgut indifferent

Hinter elektrischer Energie steht eine technische Spezifikation, die überall in Europa gleich ist. Als Handelsgut unterscheidet es sich nicht.


Version: 11.01.2021

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