Die Energiewende ermöglichen – Smarte Netze als Schlüsseltechnologie

Die Energiewende stellt die Betreiber von Stromnetzen vor erhebliche Herausforderungen. Auf der einen Seite nimmt die Einspeisung von Energie aus erneuerbaren Quellen wie Sonne und Wind stetig zu. Dabei führt die Zunahme von Windkraft und Photovoltaik am Energiemix zu deutlich höheren Schwankungen des Energieangebots. Schließlich ist ihre Leistung anders als diejenige konventioneller Kraftwerke abhängig von den Wetterbedingungen. 

Auf der anderen Seite führt die dynamisch zunehmende Elektrifizierung im Bereich der Wärmeerzeugung und Elektromobilität zu einer steigenden Stromnachfrage der Haushalte: Leistungsstarke Verbrauchseinrichtungen wie Wärmepumpen und Ladestationen für E-Autos, so genannte Wall Boxes, werden den Strombedarf maßgeblich erhöhen. Hier ist zudem mit ausgeprägten zeitlichen Nachfragespitzen zu rechnen. 

Zusammengenommen erfordern diese Entwicklungen neue, intelligente Lösungen zur Überwachung und Steuerung der Stromnetze. Nur mittels einer digitalen Datenerfassung und -verarbeitung sowie entsprechenden Steuermechanismen lässt sich vermeiden, dass die verstärkten Schwankungen von Angebot und Nachfrage zu Instabilitäten oder gar Ausfällen der Stromversorgung führen. 

Dafür kommen intelligente Messsysteme zum Einsatz. Sie erlauben die Abnahme und Einspeisung von Strom digital und nahezu in Echtzeit zu messen. Über gesicherte Schnittstellen bieten sie externe Vernetzung und Zugriffsmöglichkeiten. Unter anderem übermitteln sie die Messdaten an die Verteilnetzbetreiber und Energielieferanten und erlauben so eine auslastungsabhängige Steuerung.

Damit erhalten die Netzbetreiber Transparenz über tatsächlichen Stromverbrauch und die – zunehmend dezentrale – Erzeugung und können ihren Netzbetrieb entsprechend steuern und optimieren. Ergänzt durch Sensoren, die Stromqualität und weitere Parameter messen und auf eventuelle Störungen hinweisen, sowie durch intelligente regelbare Trafos, die auf die Schwankungen reagieren, können diese Systeme das Stromnetz vor Ort stabil halten. 

Gerade Deutschland hat hier erheblichen Nachholbedarf, wie ein Vergleich mit den skandinavischen Ländern zeigt (siehe auch Seite x). So haben in Skandinavien eine flächendeckende Installation von intelligenten Messgeräten direkt in den Haushalten, einheitliche Datenstandards und intelligente Kommunikationssysteme dieser Messgeräte für die notwendige Flexibilität der Stromnetze gesorgt, um die Energiewende voranzutreiben. 

Während die deutschen Netze bereits heute punktuell an ihre Grenzen stoßen, zeigt sich beispielsweise in Norwegen ein ganz anderes Bild: Das Land produziert mehr erneuerbare Energie, als es konsumiert. Gleichzeitig hat Norwegen europaweit den prozentual höchsten Anteil an Elektroautos und Wärmepumpen. Ohne ein modernes intelligentes Stromnetz wäre das undenkbar.