Intelligente Energieverteiler der Zukunft

Die Energiewende erfordert nicht nur im technischen Bereich innovative Ideen, sondern auch darüber hinaus eine intelligente und zukunftstaugliche Infrastruktur. Unausweichlich stellt sich die Frage nach einer übergeordneten Instanz, die sowohl die Erzeugung als auch den Verbrauch der Energie auf allen Ebenen zusammenführen und effizient verteilen kann – das Smart Grid.

Ein Smart Grid ist ein intelligentes Stromnetz, das die Erzeugung, die Verteilung und die Speicherung der Energie koordiniert. Um ein solches Vorhaben realisieren zu können, bedarf es eines Netzwerks, innerhalb dessen alle Teilnehmer die Erzeugung und den Verbrauch kommunizieren. Das dazugehörige Instrument ist das sogenannte Smart Meter – ein intelligenter und internetfähiger Stromzähler. Mit einem Gesetzesbeschluss von 2015 begann der Umstieg auf Smart Meter, die ab 2032 in Deutschland verpflichtend sein werden. Über diese Stromzähler werden die Verbrauchsdaten der Nutzer nicht nur abgefragt, sondern auch in den Informationspool des Smart Grid integriert. Anhand des Smart-Grid-Konzeptes des Energieversorgers E.ON lässt sich die smarte Ergänzung zu erneuerbaren Energien erklären. Das Konzept definiert sechs unterschiedliche Akteure innerhalb des Smart Grid.

Die Steuerzentrale dient als elementare Koordinierungsinstanz. Dort werden die Informationen gebündelt und ausgewertet, um auf einer breiten Datenbasis präzise Prognosen aufstellen zu können. Auf dieser Grundlage steuert das System das Energienetzwerk und kann Angebotsüberschüsse oder eine hohe Nachfrage ausgleichen. Aktuelle Entwicklungen im Bereich der künstlichen Intelligenz könnten insbesondere in diesem Bereich der Energiebranche den Fortschritt vorantreiben und eine stetige Effizienzsteigerung herbeiführen.

Im Zuge des Umstiegs auf erneuerbare Energien verdeutlichte sich zunehmend auch die Abhängigkeit eben solcher von natürlichen Gegebenheiten. Vor diesem Hintergrund ist insbesondere das Speichern des Stroms von hoher Relevanz. Die Abhängigkeit könnte mit einem Smart Grid überbrückt werden. Es würde die Speicherung koordinieren und bei Bedarf Energie abrufbar machen.

In Deutschland bezieht sich der größte Anteil erneuerbarer Energie aus Wind- und Solarenergie, wobei auch Wasserkraftwerke, Geothermie und Biogasanlagen einen relevanten Beitrag leisten. Diese Energielieferanten produzieren und verteilen den Strom jedoch nicht in einem konstanten Maße, wie es beispielsweise ein Kohlekraftwerk tut. Vielmehr entwickelt sich die Energieproduktion hin zu einer Dezentralität. Viele kleine Einspeisungen in das Netz ersetzen in ihrer Summe ein Kraftwerk. Ein Smart Grid könnte mehrere kleine Energiequellen in virtuellen Kraftwerken zusammenfassen, die als solche eine bessere Kalkulierbarkeit und geringere Schwankungen aufweisen würden. Dieses Vorgehen ermöglicht in Kombination mit der Stromspeicherung und einer Lastenverschiebung der Verbräuche eine hohe systeminterne Stabilität, die Umweltbelastungen minimieren könnte.

Stromerzeugende Haushalte und Betriebe

Mithilfe der intelligenten Stromzähler sollen künftig auch private Photovoltaik- und Windanlagen Teil des Smart Grids werden und erstmals die Möglichkeit erhalten, aktiv am Stromhandel teilzunehmen.

Auch der Verbraucher selbst würde von einem Smart Grid profitieren. Der Stromverbrauch ist transparent abrufbar und könnte entsprechend effizienter gestaltet werden. Wesentlich individuellere Stromtarife wären möglich, sodass Stromanbieter zum Beispiel bei einem Überangebot günstigeren Ökostrom anbieten könnten.

Ein Elektroauto würde in diesem Zusammenhang also nicht nur die CO2-Emissionen minimieren, sondern könnte als Energiespeicher auch eine darüber hinausgehende Bedeutung im System erhalten. Zum Beispiel könnte der Stromzähler veranlassen, dass das Elektroauto nachts genau zu dem Zeitpunkt anfängt zu laden, wenn ein Angebotsüberschuss im Energienetzwerk besteht.

Die Weiterentwicklung der Smart Grids ist nicht auf nationale Grenzen beschränkt, sondern von internationalem Interesse. Die Europäische Kommission erkennt Smart Grids als elementaren Bestandteil künftiger Entwicklungen im Hinblick auf die Energiewende an. Das Ziel ist es, die transeuropäische Energieinfrastruktur grundlegend zu optimieren. Die gezielte Fokussierung auf diese zukunftsweisende Technologie soll künftig auch auf europäischer Ebene den Umstieg auf erneuerbare Energien erleichtern und sichere, erschwingliche und nachhaltige Energie garantieren. Die Europäische Kommission startete 2021 zum fünften Mal den Aufruf für Projekte im Themenbereich der Smart Grids. Förderfähige Projekte werden evaluiert und in einer Liste der EU Projects of Common Interest (PCIs) – also Projekte von gemeinsamem Interesse – festgehalten und mit EU-Finanzhilfen in Form von Zuschüssen für Studien und Arbeiten unterstützt.