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Fragen und Antworten zu intelligenten Stromnetzen mit erneuerbaren Energien

Das intelligente Stromnetz
Das intelligente Stromnetz der EnBW AG

Für die Beantwortung meiner Fragen zu intelligenten Stromnetzen bedanke ich mich bei Jörg Busse, Öffentlichkeitsarbeit und Kommuniktaion von der EnBW Regional AG

Das intelligente Stromnetz der EnBW AG

Was sind intelligente Netze?
In Diskussionen tauchen immer wieder verschiedene Vorstellungen über intelligente Stromnetze auf. Was verbirgt sich hinter dem Smart-Grid oder den intelligenten Netzen?

Anlagen, die aus regenerativen Energiequellen Strom erzeugen, erleben in den letzten Jahren einen regelrechten Boom.  Der Anteil der erneuerbaren Energien im deutschen Strommix soll in den nächsten Jahren weiter signifikant steigen. Das sorgt in der Energieversorgung für einen Paradigmenwechsel und führt im Bereich der Stromnetze zu einem fundamentalen Wandel. War die Stromproduktion bisher verbrauchsorientiert, so muss der Energieverbrauch in Zukunft so gesteuert werden, dass die Energie aus erneuerbaren Quellen dann genutzt wird, wenn sie zur Verfügung steht. Energiewirtschaft und Konsumenten stehen hier gleichermaßen vor großen Herausforderungen.

Die wetterabhängige regenerative Stromerzeugung benötigt im Zusammenspiel mit Speichern, regelbarer erneuerbarer Energie und dem Erzeugungsanteil aus traditionellen Kraftwerken eine ausgefeilte Steuerung. Sie soll insbesondere über die Stromnetze erfolgen. Dabei wird es immer anspruchsvoller, den Verbrauch, die Erzeugung und die vorhandene Netzkapazität in Einklang zu bringen. Diese Anforderungen erfordern ein „intelligentes“ Netz, das Energieströme so lenken kann, dass Verteilnetze technisch und wirtschaftlich sinnvoll dimensioniert werden können. Überlastungen ließen sich vermeiden, indem die Erzeugung, der Verbrauch und die Transportkapazität aufeinander abgestimmt werden. Die Spitzen aus Wind- und Sonnenenergie würden aufgefangen und die Energienutzung im Zeitverlauf geglättet.

Wie wichtig ist heute ein Ausbau hin zu intelligenten Netzen?
Ist eine Veränderung der Netzstruktur durch den großen Zubau an Erneuerbaren Energien dringend geworden?

Die durch den rasanten Ausbau der erneuerbaren Energien bedingten Herausforderungen bedeuten in erster Linie hohe Investitionen in die regionale Netzinfrastruktur. Der Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft (BDEW) beziffert das gesamte Volumen in Deutschland bis zum Jahr 2020 auf 20 bis 25 Milliarden Euro. Dabei liegt der Fokus im klassischen Verteilnetzbereich. Mit den Ausbaumaßnahmen werden die Netzkapazitäten erweitert, um Probleme wie die Überlastung von Betriebsmitteln und unzulässige Spannungsschwankungen sicher vermeiden zu können. Allein unter dem Kostenaspekt betrachtet stellt das aber nicht zwangsläufig die effizienteste Lösung dar.

Eine denkbare Alternative stellen so genannte intelligente Netze dar, die steuernd eingreifen können. Hieran arbeitet die EnBW bereits in verschiedenen Pilotprojekten. Allerdings sind die Investitionskosten in intelligente Technologien bei der Bundesnetzagentur (BNetzA) noch nicht als notwendige Aufwendungen anerkannt und müssten vom zuständigen Netzbetreiber allein geschultert werden. Erst wenn die strengen Anforderungen der BNetzA die anfallenden Kosten für Ausbau, Überwachung und Steuerbarkeit berücksichtigen, ist eine verlässliche Grundlage für Investitionssicherheit bei den Netzbetreibern geschaffen. Gemeinsames Ziel bleibt dabei die Entwicklung eines intelligenten Stromnetzes bei gleichzeitiger Kosteneffizienz.

Können intelligente Netze einen Neubau von Stromleitungen überflüssig machen? 

Überflüssig wird der Neubau von Stromleitungen auch in Zukunft sicher nicht, auch wenn ein intelligentes Netz realisiert wäre. Allein für die Erschließung von Neubaugebieten bedarf es auch künftig eines Zubaus. Auch beim Anschluss weiterer dezentraler EEG-Anlagen werden Netzverstärkungsmaßnahmen weiterhin erforderlich sein.

Was bedeutet der oft erwähnte Begriff des intelligenten Lastmanagements und welche Rolle spielt diese innerhalb eines intelligenten Stromnetzes?

Die erneuerbaren Energien sind gekennzeichnet von einer mehr oder weniger stark ausgeprägten Volatilität. Das bedeutet, es gibt Zeiten, in denen viel ‚erneuerbare Energie‘ im Netz zur Verfügung steht. Genauso gibt es aber auch Zeiten mit wenig Strom, der beispielsweise von Windkraft- und Photovoltaikanlagen eingespeist wird. Im Gegensatz zur bisherigen ‚Energiewelt‘, in der so viel Strom erzeugt wurde, wie im Moment benötigt wird, gilt es in Zukunft immer mehr, den Verbrauch zu steuern und dem Angebot anzupassen. Mit einem intelligenten Netz als ‚Vehikel‘, wird eine Kommunikation zwischen Erzeuger, Netzbetreiber und Verbraucher ermöglicht, die eine solche Steuerung übernimmt, ohne dass der Endkunde hier aktiv werden muss. Bei extremen Spannungszuständen muss die Einspeisung auch mal kurzfristig abgeregelt werden, um die Systemsicherheit nicht zu gefährden.

Was sind die wichtigsten Merkmale intelligenter Netze und wie weit ist die Entwicklung?

Die EnBW setzt auf die Stärken im Konzernverbund und beschäftigt sich intensiv mit der Entwicklung technischer Lösungen im Bereich Intelligenter Netze (Smart Grid). In einem gemeinsamen Kompetenzzentrum bringen acht Gesellschaften ihr Wissen ein. Beteiligt sind neben der EnBW Regional AG auch die EnBW Ostwürttemberg Donau-Ries AG (Ellwangen) sowie die ZEAG Energie AG und die NHF Netzgesellschaft Heilbronn-Franken mbH (Heilbronn). Weiter beteiligt sich durch die Stadtwerke Düsseldorf im Kompetenzzentrum auch ein weiterer städtischer Versorger und durch die EWE in Oldenburg kommt ein Versorger mit besonderer Erfahrung im Bereich der Windenergie hinzu. Durch diese Bündelung der Stärken sollen anhand von Pilotprojekten technische Standards für das Netz von morgen erarbeitet werden.

Ein exemplarisches Projekt ist das Programm „NetzLabor“ in Freiamt. Das Netz in der kleinen Gemeinde im Breisgau stellt mit seiner ländlichen Struktur und einer Vielzahl regenerativer Einspeiser eine besondere Herausforderung an den Netzbetrieb. Die installierte Anschlussleistung der vielen kleinen und mittelgroßen Anlagen kann in Freiamt zu der Situation führen, dass hier die Netzkunden bis zum Sechsfachen des Stroms einspeisen, den sie selbst verbrauchen. Dabei spielt die Intensität von Sonne und Wind eine entscheidende Rolle. Um diese mit den Spannungsschwankungen im lokalen Netz in Einklang zu bringen, betreibt das Energieunternehmen in der Nähe von Freiamt eine eigene Wetterstation nach internationalen Messstandards. Neu installierte Messgeräte sollen zeigen, ob die gesetzlichen Anforderungen an die Spannungsqualität auch dann eingehalten werden können, wenn besonders viel Energie aus Erneuerbaren erzeugt wird. Die EnBW erwartet hierbei wertvolle Daten, die es ermöglichen, ein optimales Konzept für das Smart Grid zu entwickeln.

Allerdings ist nicht davon auszugehen, dass ‚die eine‘ Lösung geben wird.

Wann werden die Endkunden Vorteile von intelligenten Netzen spüren, z.B. durch zeitvariable Tarife oder intelligente Stromzähler?

Ein bewusster Umgang mit Energie schont nicht nur die Umwelt, sondern auch den Geldbeutel. Mit dem „EnBW Intelligenten Stromzähler®“ wird der Stromverbrauch für die Verbraucher vollständig transparent. Möglich macht dies die Verbindung zwischen Zähler, PC und Internet: Der Zähler sendet seine Daten in Echtzeit an den DSL-Router des Kunden. Am Computer können dann sekundengenaue Daten und – über eine geschützte Internet-Verbindung – gemittelte 15-Minuten-Werte über einen längeren Zeitraum abgefragt und ausgewertet werden. Zum intelligenten Stromzähler der EnBW gehört ein umfassendes Paket wie eine Software für die Echtzeitdaten, das Internet-Portal für die Langfristauswertung, eine monatlichen Abrechnung mit zusätzlichen Spartipps, Transparenzapplikationen und ein spezieller Stromtarif. Der Tarif berücksichtigt erweiterte Schwachlastzeiten: werktags von 20 Uhr bis 8 Uhr und am gesamten Wochenende Er schafft damit einen Anreiz für die Verbraucher, ihren Verbrauch gezielt zu steuern bzw. zu senken und damit auch Einsparpotenziale zu nutzen.

Verbraucher sind durch das Thema Datenschutz bei intelligenten Stromzählern verunsichert. Wie begegnen Sie dieser Verunsicherung?

Bei unserer intelligenten Zählertechnologie kommen anerkannte Verschlüsselungstechniken und Zertifikatsverfahren zum Einsatz. Zusätzlich ist der intelligente Stromzähler von der Dekra Certification GmbH hinsichtlich Datenschutz bzw. Datensicherheit zertifiziert worden. Die Prüfung umfasste das komplette, für den Betrieb des intelligenten Stromzählers notwendige IT-System – angefangen vom Sicherheitslevel des Rechenzentrums bis hin zu Software-Details zur Verschlüsselung oder Zertifikatsaustausch.

Über den Autor

Andreas Kühl

Ich bin Energieblogger aus Leidenschaft mit einem großen Faible für Energieeffizienz und erneuerbare Energien. Mit energynet.de betreibe ich einen der bekanntesten und einflussreichsten Energieblogs im deutschsprachigen Raum. Innovationen für die Energiewende in Technologien und Geschäftsmodellen sind meine aktuellen Schwerpunktthemen.

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