Veröffentlicht:
April 28, 2023
Zuletzt aktualisiert:
15. Juni 2023

Reduce. Reuse. Recycle. - Kreislaufwirtschaft im Energiesektor

Wenn wir sagen würden, dass die Energiewende eine entscheidende Rolle im globalen Kampf gegen den Klimawandel spielt, würde höchstwahrscheinlich keiner widersprechen. Wir alle wissen aus genügend Studien und Berichten, dass die Energiewende gelingen muss – es scheint keinen anderen Weg zu geben, die Zeit für Fehlschläge ist vorüber. Die Lösung, die die Energiewirtschaft für den Erfolg der Energiewende gefunden hat, liegt in nachhaltigen Formen der Energieerzeugung, um die notwendige Verringerung der CO2-Emissionen zu erreichen: die erneuerbaren Energien. Betrachtet man unseren derzeitigen Weg in eine nachhaltige Energiezukunft genauer, so gelten die drei Rs der Kreislaufwirtschaft – reduce, reuse, recycle; zu Deutsch reduzieren, wiederverwenden, recyceln – auch für diesen Wirtschaftszweig. 

Das Konzept der Kreislaufwirtschaft widerspricht dem linearen Prinzip von „Nehmen, Herstellen, Entsorgen“. Die Kreislaufwirtschaft zielt darauf ab, den Einsatz von Rohstoffen, Wasser und Energie bei der Herstellung von Waren und Dienstleistungen zu verringern und die dabei entstehenden Abfälle zu minimieren. Das Modell zielt darauf ab, den Wert von Rohstoffen zu erhalten, ihren Lebenszyklus zu maximieren und sie für die Produktion neuer Güter wiederzuverwenden. Durch die Umgestaltung der gesamten Wertschöpfungskette minimiert die Kreislaufwirtschaft Abfälle, Energieverbrauch und Kohlenstoffemissionen, unterstützt das Wirtschaftswachstum und fördert die Innovation. Doch wie kann die Kreislaufwirtschaft auf den Energiesektor angewandt werden?

Reduce – Reduzieren.

Betrachtet man den Energiesektor genauer, so ist das Internet of Things (IoT) oder auch Internet der Dinge ein wichtiger Faktor, der die Branche innovativ macht, denn es fügt dem System eine Ebene der Intelligenz hinzu. IoT-Lösungen wie unsere Energiemanagement-Plattform XENON können  dazu beitragen, die Energieerzeugung von konventionellen Energieressourcen – wie Erdgas, Kohle oder fossilen Brennstoffen – weg zu verlagern und einen beschleunigten Übergang zu erneuerbaren Energien zu schaffen. Darüber hinaus erleichtert IoT die Optimierung erneuerbarer Energieressourcen und ermöglicht es, die Nutzung nachhaltiger Energie zu maximieren und gleichzeitig Risiken zu minimieren. Gleichzeitig kann es Fristen für die Skalierung erneuerbarer Energien verkürzen und die mit neuen Infrastrukturen und Systemen verbundenen Kosten minimieren. Kurz gesagt: Alles arbeitet intelligenter, nicht härter, indem man Köpfchen statt Kupfer einsetzt. 

Apropos Kupfer: IoT ist ein wichtiger Faktor, wenn es um die Reduzierung des Rohstoffverbrauchs in der Energiewirtschaft geht. Durch die Verbindung und Steuerung dezentraler Energieressourcen (DERs) mit IoT-Technologien kann der Netzausbau auf ein absolutes Minimum beschränkt werden. Warum ist das so? Ein intelligentes Management der Energieflüsse kann zum Beispiel Lasten in der bestehenden Energieinfrastruktur ausgleichen und damit Überlastungsrisiken im Netz wirksam reduzieren - auch in Zeiten reichlich vorhandener erneuerbarer Energien. Ein Paradebeispiel sind Smart Districts: Gebiete, in denen Anlagen verschiedener Energieformen gemeinsam verwaltet werden. Intelligente Stadtteile kombinieren saubere Energietechnologien mit digitaler Infrastruktur, um die Selbstversorgung zu maximieren, ohne den Komfort der Bewohner zu beeinträchtigen. Die Vermeidung kostspieliger und zeitaufwändiger Netzerweiterungen mit Hilfe eines intelligenten Energiemanagements verringert nicht nur unsere Abhängigkeit von kritischen Mineralien wie Kupfer und Aluminium, sondern verschafft den Versorgungsunternehmen auch mehr Zeit und Geld, um in Innovationen zu investieren, die fortschrittliche Energiesysteme der Zukunft aufbauen.

Reuse – Wiederverwenden.

IoT ist aber sicher kein Allheilmittel. Smarte Technologien werden zwar die Notwendigkeit von Netzerweiterungen verringern, aber sie werden sie nicht komplett nichtig machen können. Jedoch kann IoT dazu beitragen, diese auf ein absolutes Minimum zu reduzieren und im Idealfall bereits vorhandene Infrastrukturen wiederzuverwenden. Betrachtet man den Use Case „Laden von Elektrofahrzeugen (EV)“, wird das anschaulicher: Betreiber von Ladestationen (Charge Point Operators, CPOs) können beispielsweise das IoT-basierte Energiemanagement nutzen, um die EV-Ladeinfrastruktur zu erweitern, indem sie ein intelligentes dynamisches Lastmanagement an ihren Standorten einrichten. Dies macht die Skalierung der Ladeinfrastruktur billiger und schneller, da CPOs direkt mit ihrem bestehenden Netzanschluss und der bereits vorhandenen Netzinfrastruktur beginnen können. Zeit- und kostenintensive Netzerweiterungen können – wenn überhaupt zu einem späteren Zeitpunkt erforderlich – verzögert oder so gering wie möglich gehalten werden. 

Smarte Technologien sind entscheidend, damit Kreislaufwirtschaft im Energiesektor gelingt

Das Energiemanagementsystem überwacht und steuert dynamisch die Ladelasten der E-Fahrzeuge, damit weder Untersicherungen noch Netzanschlusspunkte ihre Grenzen überschreiten. Dies kann durch Lastverschiebung geschehen – auch bei einer großen Anzahl von Ladepunkten oder vielen gleichzeitigen Ladevorgängen an einem Standort. Das dynamische Lastmanagement ermöglicht eine lokale Überwachung des Standorts in Echtzeit, eine intelligente Steuerung und damit eine optimale Ausnutzung der verfügbaren Leistung. Auf diese Weise können bis zu achtmal so viele Ladepunkte an einem Standort installiert werden.

Recycle – Recyclen.

Die Zahl der installierten dezentralen Energieressourcen steigt stetig und zugleich fahren jeden Tag mehr und mehr Elektroautos auf unseren Straßen. Bei allem, was die Energiewende für unseren Planeten Gutes bringen kann, scheint eines völlig unbeachtet zu bleiben: Dezentrale Energieressourcen werden nicht ewig halten. Ähnlich wie bei anderen Technologien wird auch ihr Lebenszyklus irgendwann enden. Und dann? Dann stehen wir vor einem riesigen Schrotthaufen, der entsorgt werden will. Unserer Meinung nach ist die Entsorgung all dieser ausrangierten Komponenten jedoch nicht der vernünftigste Weg, den wir immer einschlagen sollten. 

Die graue Energie und der Aufwand, die bereits vorher in die Produktion von Anlagen geflossen sind, wären vergeudet und damit auch Tonnen von potenziell noch guten Rohstoffen, die ein zweites Leben erhalten könnten. Daher sind Lösungen gefragt. Im Sinne der Kreislaufwirtschaft gibt es Möglichkeiten, aus ausrangierten Komponenten neue Produkte zu schaffen – mit anderen Worten, sie zu recyceln und ihren immensen Wert einer zweiten Verwendung zuzuführen. Wie wir mit unseren Podiumsteilnehmern auf den gridXdays im vergangenen Jahr erörtert haben, ist ein besseres Recycling alter Komponenten auch ein entscheidender Weg, um nicht nur Abfälle zu reduzieren, sondern auch die Menge an neuen Mineralien zu verringern, die wir beschaffen müssen. Beispiele für das Recycling grüner Technologie gibt es bereits heute: So können alte E-Auto-Batterien bereits ein zweites Leben als Batteriespeichersysteme in Haushalten oder in der Industrie erhalten – auf diese Weise kann ihr Lebenszyklus um einige Jahre verlängert werden. Ebenso müssen wir in der Energiewirtschaft dringend Wege finden, um andere Komponenten oder Rohstoffe, die wir der Erde bereits entrissen haben, wiederzuverwerten, um eine weitere Ausbeutung der natürlichen Ressourcen unseres Planeten zu verhindern.

Wie wir also gesehen haben, können die drei Rs einer Kreislaufwirtschaft – reduce, reuse, recycle – eine Schlüsselrolle bei der Energiewende übernehmen. Sie können uns zwar nicht vollständig von allem befreien, was bisher unser Handeln in der Energiewelt bestimmt hat, aber sie können uns mit Sicherheit Wege aufzeigen, wie wir bereits bestehende Infrastrukturen, neue Methoden der Energieerzeugung oder das Recycling von Rohstoffen für den Erfolg der Energiewende nutzen können. Wir sehen schon heute, dass intelligente Technologien wie unsere XENON-Plattform die Effizienz der Energieflüsse vorantreiben und die Netze fit für erneuerbare Energien machen können, wodurch sich der Bedarf an Rohstoffen und konventioneller Energieerzeugung reduzieren lässt. Darüber hinaus sind IoT-Technologien bereits heute in der Lage, die Nutzung bestehender Infrastrukturen zu verbessern. Und schließlich gibt es auch in der Energiewirtschaft Möglichkeiten, bereits vorhandene Produkte und Komponenten zu recyceln. Durch die Konzentration auf Innovation und Kreislaufwirtschaft kann der Energiesektor nicht nur den CO2-Ausstoß verringern, sondern auch Langlebigkeit und Anpassungsfähigkeit in einer sich schnell verändernden Welt gewährleisten. 

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