Verwenden wir die falsche Art von Strom?

Doch seit einigen Jahren erlebt Gleichstrom ein langsames, aber stetiges Comeback. China hat zum Beispiel Tausende Kilometer an Hochspannungs-Gleichstromleitungen zwischen Changji und Guquan gebaut, die den Westen des Landes, wo riesige Mengen erneuerbarer Energie erzeugt werden, mit dem Osten verbinden, wo die meisten Menschen leben. Bei einer Spannung von 1,1 Millionen Volt übertragen die Leitungen 12.000 Megawatt Leistung über eine Strecke von 3.000 Kilometern. In Indien gibt es ähnliche Projekte. Und auch in Europa umfasst das Netz für die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) inzwischen mehrere Dutzend Leitungen, um den grenzüberschreitenden Netzausgleich effizienter zu machen.

In den USA existiert an der Westküste bereits seit den 1970er-Jahren eine Hochspannungs-Gleichstromverbindung. In den vergangenen Jahren haben staatliche Programme Gleichstromprojekte gefördert, und auch die Industrie zeigt zunehmendes Interesse. Analysten erwarten, dass sich der Gleichstrommarkt in den kommenden zehn Jahren fast verdoppeln wird.

Eine spannende Angelegenheit

Aber Moment! War der Grund, warum wir ursprünglich auf Wechselstrom gesetzt haben, nicht gerade, dass bei seiner Übertragung über lange Strecken weniger Verluste entstehen? Ja und nein. Auch bei Gleichstrom können die Verluste gering gehalten werden, wenn die Übertragung mit hoher Spannung erfolgt. Vor 100 Jahren war es allerdings deutlich verlustreicher, Gleichstrom auf solch hohe Spannungen zu transformieren als Wechselstrom. Inzwischen hat sich die Gleichstromtechnologie stark verbessert, und in vielen Fällen ist sie zur besseren Option geworden. Gerade bei sehr langen Übertragungswegen entsteht ein Kostenvorteil.

Doch die Hochspannungsleitungen sind nicht der eigentliche Treiber der Gleichstrom-Renaissance. Der wahre Motor dieser Entwicklung sind sogenannte „Microgrids“. Das sind im Grunde kleine Netze aus Gleichstromleitungen für Häuser, Fabriken oder manchmal ganze Geschäftsviertel. So haben die Niederländer 2023 ein Microgrid für ein Geschäftsviertel gebaut, in dem Straßenlaternen, Läden und Ladesäulen für E-Autos nun direkt mit Gleichstrom versorgt werden.

In den USA betreibt die Living Energy Farm in Virginia seit 2017 ein vollständig solarbetriebenes Gleichstrom-Microgrid, das Wohnhäuser und Werkstätten ohne jede Wechselstromumwandlung versorgt. Ähnliche Projekte gibt es auch in anderen Ländern. Viele Unternehmen haben den Trend erkannt und entwickeln verstärkt elektrische Komponenten wie Leistungsschalter oder Auf- und Abwärtswandler für die Nutzung mit Gleichstrom.

Doch wie groß ist der Vorteil wirklich? Genaue Zahlen sind schwer zu finden, doch schauen wir uns ein Beispiel an: Vor einigen Jahren hat die Purdue University ein Haus aus den 1920er-Jahren so umgerüstet, dass es überwiegend mit Gleichstrom läuft – mit Solarpanels, Batteriespeichern, einer gleichstrombetriebenen Wärmepumpe und so weiter. Kürzlich wurden erste Ergebnisse veröffentlicht: Der Stromverbrauch für Heizen und Kühlen sank um etwa 12 bis 17 Prozent.

Insgesamt zeigen Studien jedoch, dass die Einsparungen für normale Haushalte eher gering sind – im Bereich von 2 bis 15 Prozent, wobei die höheren Werte nur bei Nutzung von Solarenergie, Batterien und E-Autos erreicht werden. Für die meisten Häuser lohnt sich der Aufwand einer Umrüstung also nicht. Sinnvoll kann der Umstieg auf Gleichstrom-Microgrids aber für neue Rechenzentren, bestimmte Fabriken oder Neubauten sein.

Meine Vermutung ist, dass sich dieser Trend hin zu Gleichstrom fortsetzen wird. Er wird das bestehende Wechselstromnetz nicht ersetzen – und das will auch niemand. Aber es wird die Stromübertragung effizienter machen: eine Art Mikro-Revolution, die Thomas Edison sicherlich freuen würde.