Smarte Energienetze

Klimaneutraler Strom: Ohne IT kein Licht

Von Christian Raum · 2018

Große Kraftwerke gelten als umweltgefährdende Altlasten aus einem anderen Jahrtausend. Dabei waren sie über Jahrzehnte politischer Konsens – und die Garantie dafür, Städte und Regionen zu jeder Zeit mit Strom zu versorgen. Jetzt wechselt die Energiebranche zu digitalen Netzen.

Nächtliche Skyline einer Stadt von einer Stromtrasse aus gesehen. Thema: Smarte Energienetze. Foto: Getty Images Plus / Urban78
Digital gesteuerte Netze transportieren Strom in die Städte. Foto: Getty Images Plus / Urban78

Auf Grund des demographischen Wandels werden in den nächsten Jahrzehnten bis zu 70 Prozent der Bevölkerung Deutschlands in nur neun Metropolregionen leben. Dies wird eine der zukünftigen Herausforderungen für die Energieversorger und die Netzbetreiber. Denn es wird Hot­spots geben, an denen extrem viel Energie verbraucht wird. Während parallel dazu im ländlichen Raum vielerorts die Nachfrage gegen null gehen wird. 

Damit bekommen die Themen rund um die Netzstabilität, um Windenergie oder E-Mobilität einen ganz neuen Stellenwert. Denn die Analyse dieser Szenarien rund um die Metropolregionen und verlassene Regionen gilt es bei der Diskussion um stabile Netze zu berücksichtigen. 

Denn in Zukunft liefert nicht mehr eine große Atomanlage kontinuierlich Strom in das Netz. Vielmehr wird ein unbekannter Mix aus zahllosen Anlagen die ihre Energie in unbekannter Stärke und kaum berechenbarer Dauer in das Netz einspeisen. Und auf der Abnehmerseite ist ebenso wenig vorhersehbar, wer wie viel Energie aus dem Netz abnimmt.

Smarte Energienetze: Versorgungssysteme müssen stabil bleiben

So zerbrechen sich die Energieversorger die Köpfe, wie sie mit den zur Verfügung stehenden Mitteln am besten arbeiten können, um die Versorgungssysteme stabil zu halten. Denn der Qualitätsanspruch der Netzbetreiber ist, dass der Strom immer da ist. Er wird immer in der richtigen Frequenz transportiert und geliefert und liegt im richtigen Spannungsband. Darüber hinaus soll er möglichst kostengünstig und umweltverträglich sein. Dies umzusetzen ist die große Herausforderung vor der die Ingenieure stehen. Anscheinend können sie nur mit dem Wandel der Netze zu digital gesteuerten Netzen –  sogenannten „Smart Grids“ – liefern. 

Also integrieren sie Sensorik in die Netze und automatisieren die Netzsteuerung. Damit wird „Information“ für die Netzbetreiber zur strategischen Ressource. Verbindet man die Bereiche Energie- und Informationsmanagement, stellt sich die Frage, wie viel und was ein Energiemanager mit digitalen Instrumenten machen wird, um die Versorgung mit elektrischem Strom sicherzustellen. Ein entscheidender Aspekt ist das Risikomanagement. Denn Smart Grids erfordern Fehlertoleranz und intelligente Fehlermechanismen. Tatsächlich kann aber ein IT-System nur auf die Situationen reagieren, die Programmierer in dem System festgelegt und beschrieben haben. 

Risikomanagement mit automatisierter Steuerung

Wie hoch ist das Risiko, dass die Programmierer ein mögliches Fehlerszenario übersehen oder vergessen und dass die neuen, smarten Systeme den geforderten Strom nicht liefern können? Anscheinend sind viele Energieanbieter skeptisch und bezweifeln, dass IT-Hersteller tatsächlich wie gefordert zwei- oder dreifach redundante Smart Grids aufbauen können. 

Sie diskutieren bereits Szenarien, in denen die Qualität ihrer Stromversorgung deutlich unter dem liegt, was Industrie und Privatkunden bisher gewohnt sind. So gebe es einen offensichtlichen Konflikt zwischen der Qualität, die Kunden haben möchten – und wie diese Erwartung mit der neuen, digitalen Qualitätsregulierung erreicht werden kann. 

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