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Elektrifizierung
31.10.2022
In Balance
Erneuerbare und damit volatile und oft dezentral erzeugte Energien sorgen für neue Herausforderungen bei der Versorgung. Gleichzeitig gibt es immer mehr Stromverbraucher wie E-Autos, Wärmepumpen oder Anwendungen in der Industrie. Nur die Transformation des bestehenden Netzes zu einem Smart Grid wird Angebot und Nachfrage weiterhin ausbalancieren können. Um die veränderten Stromflüsse zu bewältigen und die Resilienz der Versorgung zu steigern, müssen die Netze engmaschiger und intelligenter werden.
Auf einen Blick
In Balance
Erneuerbare und damit volatile und oft dezentral erzeugte Energien sorgen für neue Herausforderungen bei der Versorgung. Gleichzeitig gibt es immer mehr Stromverbraucher wie E-Autos, Wärmepumpen oder Anwendungen in der Industrie.
Nur die Transformation des bestehenden Netzes zu einem Smart Grid wird Angebot und Nachfrage weiterhin ausbalancieren können. Um die veränderten Stromflüsse zu bewältigen und die Resilienz der Versorgung zu steigern, müssen die Netze engmaschiger und intelligenter werden.
Auf einen Blick
Wie smart sind unsere Netze heute?
Bei der Stromversorgung gibt es verschiedene Spannungsebenen. Die Höchst- und Hochspannungsnetze werden in Deutschland in den meisten Fällen gut digital überwacht. Im Niederspannungsnetz, das rund 1,2 Mio. Kilometer lang ist, fahren die 841 Verteilnetzbetreiber aber oft blind: Die meisten können nur wenige Messungen digital vornehmen und nicht reagieren. (Zahlen des BDEW, Stand 2020)
Was macht ein Smart Grid aus?
Ein Smart Grid sammelt Daten aus Erzeugung, Verbrauch, Speicherung und Transport, zum Beispiel aus Betriebsmitteln, um den Zustand des Netzes abzubilden. Darauf aufbauend trifft es automatisiert die richtigen Entscheidungen für den Netzbetrieb. Der Schlüssel dazu sind digitalisierte Messpunkte und Echtzeitdaten aus dem Netz, die eine Art digitalen Zwilling des gesamten Systems entstehen lassen. Dafür sind noch Bereiche auszubauen:
Visualisierung und Monitoring
Zukünftig können Energieversorger sehen, wo es Engpässe, Höchstlasten und den größten Ausbaubedarf gibt. Dafür muss der Netzzustand visualisiert werden. Es sind nicht immer Echtzeitdaten in hoher Auflösung notwendig, die Daten müssen je nach ihrem Zweck in einer gewissen Taktung erhoben werden. So können bei Fehlern schnell die Ursachen gefunden und Engpässe sichtbar gemacht werden. Auch die Wartung wird optimiert.
Energie- und Ressourcenmanagement
Nur wenn die Energieflüsse sichtbar sind, kann flexibel und schnell reagiert werden. Das Netz lässt sich besser steuern, die Netzkomponenten können besser ausgelastet, Engpässe ausgeglichen werden. Die Versorgungssicherheit bleibt so auch in Zukunft gewährleistet.
Planung
Die Daten aus dem Betrieb des Smart Grids können Kommunen bei der Stadtplanung helfen, indem sie eine übergreifende Energieplanung ermöglichen. Beim Bau einer Schule zum Beispiel könnten das Strom-, Gas-, Wasser-, Kommunikations- und Verkehrsnetz frühzeitig zusammengedacht werden.
Was müssen wir tun?
Es müssen Anreize für mehr Digitalisierung im Stromnetz geschaffen werden – und das auf mehreren Ebenen. Auf Seiten der Hardware gehört dazu, die Erfassung von Echtzeitdaten aus Netzkomponenten wie zum Beispiel Transformatoren und Schaltanlagen zu fördern und den Rollout der intelligenten Messsysteme zu beschleunigen. Softwareseitig muss der Aufbau von Intelligenz des Smart Grids unterstützt werden. Dazu gehören etwa die Verwaltung und umfassende Nutzung der Daten, die auch sichtbar werden müssen. Es fehlen zum Beispiel aktuell noch eine rechtliche Grundlage, um flexible Verbraucher steuern zu können, und flexible Tarife, die bei der Optimierung des Netzbetriebs unterstützen.
Text Marc-Stefan Andres | Illustration shutterstock/pro500, shutterstock/Dmitry Kovalchuk
Dieser Artikel ist in der Ausgabe 4.2022 am 8. November 2022 erschienen.