Die Notwendigkeit intelligenter Energienetze

Von: Pierre Joeris

Seit dem 1. Januar 2010 gelten neue Bestimmungen auf dem deutschen Energiemarkt: Neubauten müssen mit digitalen Stromzählern ausgestattet, Altbauten bei Umbaumaßnahmen damit nachgerüstet werden. Mit diesen Bestimmungen wird ein weiterer wichtiger Grundstein für eine neue Ära in der Stromversorgung gelegt, in deren Mittelpunkt die Entwicklung und der Einsatz intelligenter Energienetze stehen.

Die heute bestehenden Energienetze sollen alles andere als effizient sein.

Denn die heute bestehenden Energienetze sind alles andere als effizient: Jedes Jahr geht in den unflexiblen Netzen weltweit ebenso viel Energie verloren, wie man bräuchte, um Deutschland, Indien und Kanada ein Jahr lang mit Strom zu versorgen. Wenn es beispielsweise gelänge, das US-amerikanische Netz um nur fünf Prozent effizienter zu machen, entsprächen die eingesparten Emissionen dem durchschnittlichen, jährlichen CO2-Ausstoß von 53 Millionen Autos.

Hinzu kommt der zunehmende Einsatz regenerativer Energien, in Deutschland besonders erfolgreich gefördert durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz: Schon heute sollen erneuerbare Energien über 16 Prozent des Stromverbrauchs abdecken. Die Bundesregierung will diesen Anteil bis 2020 auf 30 Prozent erhöhen, 2050 sollen es schon 50 Prozent sein. Dies geschieht insbesondere durch den Ausbau von Photovoltaikanlagen, Blockheiz- und Windkraftwerken. Auch dies verlangt nach einem Paradigmenwechsel auf dem Strommarkt. Das Ziel ist eine dynamische, vernetzte Energieversorgung.

Denn die Stromnetze heutigen Zuschnitts werden mit den damit einhergehenden wachsenden Anforderungen an eine intelligente Stromversorgung, zu deren wesentlichen Eigenschaften die dezentrale Energiegewinnung sowie der stetig steigende Einsatz regenerativer Energien gehören, nicht mehr gewachsen sein. Sichtbarstes Zeichen dafür sind schon heute die Energiebörsen. Dort rutschen die Energiepreise wegen temporärer Überangebote zeitweise immer mal wieder sogar ins Minus.

Der Grund: Es wird zuviel Strom produziert, der weder nachgefragt wird noch gespeichert werden kann und deshalb nach den Gesetzen von Angebot und Nachfrage zu negativen Preisen auf den Markt geworfen werden muss. Hinzu kommt die Tatsache, dass in den Industrienationen die Liberalisierung der Energiemärkte weiter voranschreitet. Die Entflechtung der Energiekonzerne und neue Marktteilnehmer werden die Komplexität des Marktes ebenfalls erhöhen.
 
Kooperative Beziehung

Doch solche Börsenkapriolen müssen nicht sein, denn die Intelligenz, die ein preisstabiles und sicheres System heute erfordert, ist bereits verfügbar. Es ist technisch durchaus möglich, jeden Energielieferanten in ein gemeinsames System einzubinden – vom Stromzähler zu Hause bis zu den Turbinen im Kraftwerk, Windkraftanlagen, Solar- und Biogasanlagen. Ein solches Netz kann von tausenden unterschiedlichen Energiequellen gespeist werden und mittels intelligenter Prognose-Tools eine jederzeit stabile und effiziente Stromversorgung sicherstellen.

Mit dieser Entwicklung sollen sich allerdings auch die Geschäftsgrundlagen zwischen Kunden und Versorgungsanbietern verändern. Die bisher einseitige Beziehung zwischen Anbieter und Nutzer wird in einer kooperativen Beziehung und einer größeren Eigenverantwortung der Kunden münden. Denn sie spielen durch ihr Nachfrage- und Angebotsverhalten und die gezielte Nutzung neuer Technologien eine immer aktivere Rolle.

Damit werden Stromkunden gleichzeitig zum Geschäftspartner, der nicht nur Leistungen kauft, sondern auch als Produzent oder Anbieter auftritt. Im Stromnetz der Zukunft wird also, so heißt es, transparent und jederzeit in Echtzeit einsehbar sein, wie viel Strom einzelne Geräte wann verbrauchen und wie viel Energie zu welchem Zeitpunkt eingespeist oder gespeichert werden muss. Damit könnten auch die Strompreise aufgrund minutengenauer Verbrauchsdaten flexibler gestaltet werden.

Die Wissenschaftler, Energie- und IT-Experten von IBM arbeiten weltweit gemeinsam mit Stromversorgern an der Realisierung solcher intelligenter Stromnetze. Unter anderem ist der Anbieter nach eigenen Aussagen an sieben der weltweit zehn größten Projekte zur automatisierten Verbrauchserfassung beteiligt. Schon heute sollen erste Projekte mit solchen intelligenten Netzen den privaten Verbrauchern helfen, bis zu zehn Prozent der Stromkosten zu sparen und die Last zu Spitzenzeiten um bis zu 15 Prozent zu reduzieren.

Intelligentes Versorgernetz

Seit einigen Jahren können die gewerblichen Kunden der EnBW mithilfe intelligenter Zähler ihren Energieverbrauch überwachen. Ziel des 2006 gestarteten Projekts „Strompreissignal an der Steckdose“ soll es nun sein, diesen Service auch Privatkunden anzubieten, was vorher deshalb nicht möglich war, weil die intelligenten Zähler für Haushaltskunden nicht verfügbar und die bereits vorhandenen Industriekundenzähler schlichtweg zu teuer waren.

IBM hat im Rahmen eines Projekts eine IT-Lösung entwickelt, die mittels eines Strompreisdisplays für den privaten Haushalt die aktuell jeweils gültigen Strompreise per Wireless-Technologie anzeigt. Damit können die Haushalte, so heißt es, ihren Energieverbrauch gezielter planen. In Deutschland sei man an zwei von sechs E-Energy-Projekten, die von der Bundesregierung unterstützt werden, beteiligt. Die „Modellstadt Mannheim“ basiert auf einer offenen Multispartenplattform, mit der Kunden die Menge, Preis und Herkunft ihrer Energie selbst wählen können.

Diese Plattform unterstützt auch die Einspeisung von dezentral produziertem Strom sowie die intelligente Einbindung von Energiespeichern z.B. in Form von Kühlhäusern mit der darin gespeicherten Energie. Ein „Energie-Butler“, ein intelligentes Energiemanagementsystem, das Echtzeitdaten über Stromverbrauch- und Preis zur Verfügung stellt und Steuerungsoptionen für Haushaltsgeräte anbietet, ermöglicht die Überwachung durch den Verbraucher selbst.

Im Modellversuch Meregio wird das Konzept der intelligenten Energienetze in der Region Karlsruhe-Stuttgart erprobt. Erklärtes Ziel des Projektes ist die Verringerung des CO2-Ausstoßes in Ballungsräumen. Zur Messbarkeit der Ergebnisse wird eine „Minimum Emission“-Zertifizierung für die Region entwickelt. Als Konsortialpartner stellt IBM nach eigenen Angaben für beide Projekte Hardware und Software sowie Services und flexible On-Demand-Business-Lösungen bereit.


Bildquelle: © Erich Werner / Pixelio