smart grid smart grid – wenn  stromnetz intelligent wird
Nachhaltigkeit Industrie Innovation

Smart Grid – wenn das Stromnetz intelligent wird

13.01.2018
von SMA

Nachhaltige Energie aus erneuerbaren Quellen spielt bei der Stromversorgung eine immer grössere Rolle. Und obschon diese Entwicklung begrüssenswert ist, bringt die Energiewende diverse technische Herausforderungen mit sich, die langfristig die Entwicklung eines neuen Stromnetzes nötig machen werden. Doch was bedeutet das konkret?

Es ist eine saubere und logische Angelegenheit: Anstatt Energie aus Nuklearkraft oder fossilen Brennstoffen wie Kohle und Öl zu gewinnen, macht man sich die Kräfte von Sonne, Wind und Wasser zu Nutze. Diese Art der Stromerzeugung schont die Umwelt und ist damit nachhaltig. Gleichzeitig sind diese Energiequellen prinzipiell unbeschränkt verfügbar. Dank des kontinuierlichen technischen Fortschritts wird die Gewinnung von nachhaltigem Strom immer effizienter. Zum Beispiel beim Bau von Photovoltaikanlagen. Das macht «saubere» Energie zunehmend wettbewerbsfähig. Der Strommarkt verändert sich entsprechend: So lag 2016 gemäss Bundesamt für Energie (BFE) der gesamte erneuerbare Anteil am schweizerischen Elektrizitätsverbrauch bei rund 55 Prozent. Insbesondere die Solarenergie befindet sich im Aufwind. «Seit 2012 haben die Photovoltaik-Anlagen sehr stark zugenommen und weisen nun nach der Wasserkraft das zweitgrösste absolute Wachstum bei der erneuerbaren Stromproduktion in der Schweiz auf», heisst es im BFE-Bericht «Schweizerische Statistik der erneuerbaren Energien 2016».

Während diese Entwicklung begrüssenswert ist und auch im Sinne der «Energiestrategie 2050» des Bundes verläuft, stellt die Energiewende dennoch Herausforderungen an die Betreiber der Stromnetze. Das Grundproblem: Zwar sind erneuerbare Energien prinzipiell unlimitiert verfügbar – aber nicht zu jeder Zeit. Der Zusammenhang ist denkbar einfach: Scheint keine Sonne, stoppt die Stromproduktion der Photovoltaikanlagen. Herrscht nicht genügend Niederschlag, stockt die Produktion im Wasserkraftwerk. Weht kein Wind, dreht keine Turbine.

Schwankungen ausgleichen

Warum ist das ein Problem? Dieses ergibt sich aus der Tatsache, dass sich elektrische Energie nach wie vor nicht gut speichern lässt. Gleichzeitig kann man Strom aus erneuerbaren Quellen nicht einfach «on demand» produzieren, sondern nur dann, wenn die Gegebenheiten durch die Natur stimmen. Das kann zu Versorgungsengpässen führen. Zum Beispiel dann, wenn tagsüber zwar viel Solarstrom generiert wird, dieser aber genau abends, wenn der Strombedarf deutlich höher ist, nicht zur Verfügung steht. Ein weiteres Problem stellt gemäss BFE die zunehmend dezentrale Stromversorgung dar. Statt grosser Kraftwerke werden in Zukunft immer mehr Privathaushalte und Bürogebäude zu Stromlieferanten. Diese Quellen sinnvoll zu bündeln und die «Energielogistik» zu sichern, ist komplex.

Wie kann die Schweiz diesen Herausforderungen begegnen? Gemäss BFE kommen hier die intelligenten Netze ins Spiel, sogenannte «Smart Grids». Als ein Smart Grid wird ein elektrisches System verstanden, das unter Einbezug von Mess- sowie meist digitaler Informations- und Kommunikationstechnologien den Austausch elektrischer Energie aus verschiedenen Quellen mit Konsumenten sicherstellt. Smart Grids sind also in der Lage, dank intelligenter Steuerung beispielsweise die fluktuierende Elektrizitätserzeugung aus erneuerbaren Energien sowie den Stromverbrauch auszubalancieren. Smart Grids sind das Resultat der Digitalisierung der Stromnetze und gewährleisten damit lauf BFE «einen sicheren, effizienten und zuverlässigen System- und Netzbetrieb.» Gleichzeitig tragen sie dazu bei, den Netzausbaubedarf zu verringern.

Vernetzung als Schlüssel

Doch wie wird die Entwicklung vom heutigen Stromnetz zum Smart Grid aussehen? Aufschluss gibt die «Smart Grid Roadmap Schweiz» des Bundes. Sie dient den verschiedenen Akteuren als Wegweiser in die Energiezukunft. Ausserdem zeichnet sie eine Vision von Smart Grids, in der verschiedene neue Technologien im Netz zusammenspielen und über eine Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT) vernetzt sind. Gerade diese IKT spiele eine zentrale Rolle. Kurzfristig könne man von einfachen, dezentralen Lösungen ohne viel Vernetzung ausgehen.

Langfristig werde jedoch eine gewisse Vernetzung der Technologien stattfinden, was die Komplexität des Systems erhöht. Diese Daten müssen an der Quelle gesammelt werden. Damit das System aber überhaupt weiss, wer welchen Strombedarf hat, wer wie viel produziert und wo mögliche Engpässe entstehen. Hier kommen die «Smart Meter» ins Spiel. Dabei handelt es sich um intelligente Messsysteme, die das BFE als wichtige Elemente der intelligenten Netze bezeichnet. Smart Meter übermitteln den Stromverbrauch der Kunden automatisch an den Energieversorger. Da sie ins Kommunikationssystem des Smart Grids eingebunden sind, sollen sie künftig in der Lage sein, die Distribution von Strom bedarfsgerecht mitzusteuern. Damit tragen Smart Meters zur Erhöhung der Energieeffizienz bei und unterstützen die neuartigen Funktionalitäten des Netzes. Intelligente Messsysteme sind dementsprechend ein integraler Bestandteil der «Energiestrategie 2050».

Weiterführende Informationen finden Sie auf der Website des Bundesamtes
für Energie: www.bfe.admin.ch

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert

Vorheriger Artikel Die Datenwolke wird immer grösser
Nächster Artikel Peter Kieffer: «Man sucht nicht nach Schuldigen, sondern nach Lösungen»