„Die komplette Umstellung auf Erneuerbare Energien erfordert erhebliche Anstrengungen auch beim Umbau der Verteilernetze – Wirtschaft und Politik müssen hier an einem Strang ziehen. Ich begrüße daher, dass der BDEW in seiner Roadmap maßgebliche Gedanken der Arbeitsgemeinschaft ‚Intelligente Netze und Zähler‘ unserer Netzplattform aufgegriffen hat. Dies unterstreicht den Stellenwert dieser Arbeitsgemeinschaft.

Noch 2013 werden wir ein erstes Verordnungspaket für intelligente Energienetze anstoßen; auf Basis der Ergebnisse unserer Verteilernetzstudie wird 2014 ein weiteres folgen. Von der Netzplattform-Arbeitsgemeinschaft ‚Intelligente Netze und Zähler‘ werden wir bis dahin weitere wertvolle Impulse erhalten. Denn eines ist klar: Das Thema intelligente Netze stellt uns alle vor neue Herausforderungen; Sorgfalt muss da vor Eile gehen.“

Stefan Kapferer, Staatssekretär, Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie  (Quelle: BDEW).

Vorangegangen war die Vorstellung eines Fahrplans bis zum Jahre 2022 durch den BDEW[^w] an das Ministerium.

Spannend ist, dass die Übertragungsnetze[^w] (TSOs) nicht in der Meldung vorkommen. Ein intelligentes Stromnetz stellt eine Kommunikationsschicht zwischen der Erzeugung und dem Verbrauch von Strom her. Das Ergebnis sollte immer ein Nullsummenspiel sein, damit nicht mehr Strom erzeugt wird, der vernichtet werden muss – oder weniger als benötigt, was eine Zwangsabschaltung von Verbrauchern bedeuten würden. Die Frage ist immer, welches Gebiet ist notwendig, damit die Balance gehalten werden kann?

Anforderung 1: Bessere Simulation und Planung – Eigenstrom im Verteilnetz

Im aktuellen Fahrplan scheint man davon auszugehen, dass immer mehr Verteilnetze in sich autark sein können. D.h. die erzeugte Strommenge in diesem Gebiet auch dem zu erwartenden Verbrauch entspricht. Die Folge ist, dass der Transfer von Strom quer durch die Republik nicht mehr im gleichen Maße notwendig ist, wie es aktuell in den Netzsausbauplänen noch beschrieben wird.

Anfang des Jahres hatte ich beim Fraunhofer IWES nachgefragt, welche Simulationen man im Rahmen des Kombikraftwerk 2 (KK2) vornimmt . Als Antwort bekam ich:

„Das Resultat unserer Modellierungen ist tatsächlich eine interaktive Karte, die in hoher Auflösung den Stromverbrauch und die potenzielle erneuerbare Erzeugung  (z.T. anlagenscharf) abbildet. “ (Quelle Mail an IWES – Hintergrundinformationen zum Kombikraftwerk 2)

Das Forschungsprojekt KK2 will seine Ergebnisse im Jahre 2013 vorstellen. Ein glücklicher Zufall für den Fahrplan zu einem intelligenten Stromnetz. Bei einer von mir durchgeführten Simulation auf Basis der öffentlich zugänglichen Daten zu Erzeugungseinrichtungen und dem Stromverbrauch von Kommunen konnte ich sehen, dass die aktuelle Situation sehr unterschiedlich ist. Eine lokale Auswertung zeigt der Beitrag „Heidelberg – Versorgen bald die Dörfer die Städte?„. Ich stelle mir vor, dass man bei der Verteilnetzstudie, die im kommenden Jahr geplant ist einen besonderen Fokus auf den Bilanzsausgleich (Import/Export) legen wird. Welche Netze sind wie weit von einer Selbstdeckung entfernt?

Aus einer Ist-Analyse abgeleitet können dann Handlungsspielräume auf Basis der Lastprofile einzelner Netzsegmente erstellt werden. Diese lassen Wenn-Dann-Analysen zu für den weiteren Ausbau von verschiedenen Energieträgern. Spannend wird, wie man auf Bundesebene die richtigen Weichen stellen will, wenn bei dieser Analyse sehr unterschiedliche Ergebnisse sich ergeben würden.

Bei der von mir durchgeführten Auswertung hatte ich für die untersuchten Verteilnetze folgende Werte ermittelt:

  • Potential der unterschiedlichen Energieträger (Sonne, Wind, Wasser, Biomasse). Datenquelle war hierfür unter anderem der Global Atlas von IRENA.
  • Vorhandene Nutzung der unterschiedlichen Energieträger. Datenquelle war die Kraftwerksliste und die Liste der EEG geförderten Anlagen [^w].
  • Individuelle Lastprofilen für unterschiedliche „Haushaltsformen“. (s.h. Wir bauen uns ein Lastprofil)
  • Schätzungen zu verschiebbaren Lasten der Verbraucher mit mehr als 100 MWh/Jahr. Dies sind unter anderem Kühlhäuser, aber auch teile des produzierenden Gewerbes.
  • Historische Wetterdaten für die davon abhängigen primär Energieträger. Zum Beispiel von OpenWeatherMap. (Ich selbst verwende einen Profi-Account bei Weather Underground).

Alle Daten wurden in der Big-Data Plattform Exalead von Dassault Systemes importiert (Disclaimer: für das Unternehmen arbeite ich). Um tatsächlich eine Simulation für ein Teilnetz durchführen zu können habe ich im nächsten Schritt eine Reihe von Agenten in einer Agententechnologie entwickelt. Bevor jetzt jemand an James Bond denkt, sei der Artikel „Multi-Agenten-Simulation“ bei Wikipedia empfohlen. Die Agenten sind die jeweiligen Verbraucher aber auch die unterschiedlichen Stromerzeuger. Über den Untersuchungszeitraum (bei mir das Jahr 2012) wird dann jeder Zeitpunkt im Sekundentakt durchlaufen. Die Agenten liefern mit ihren Eingabeparametern (Wetter) den jeweils erzeugten Strom. Andere Agenten des Typs Verbraucher schauen im Lastprofil nach, und nehmen diese vom Grid entsprechend ab. Neben Erzeuger und Verbraucher existieren in meinem System auch Agenten für das Management (zum Beispiel: Demand-Side-Management zur Speicherplanung).

Anforderung 2: Klärung der Rolle von Strom im Wirtschaftskreislauf

Noch im letzten Jahr gab es hier den Beitrag „Smartgrid braucht kein Mensch„. In diesem Beitrag ging es darum, wie heute mit dem Wirtschaftsgut „Strom“ umgegangen wird. Gezeigt hat sich dabei, dass die Stormerzeugung bei größeren Kraftwerken heute gegen den Markt geplant wird und nicht gegen den lokalen Bedarf. Die Kosten für den Transport von elektrischer Energie ist relativ gering. Die dabei entstehenden Leitungsverluste hoch – werden aber von allen Verbrauchern in Form von Netzentgelten gezahlt. Muss der Handel mit Strom jetzt lokal/regional beschränkt werden?

Auch beim Kauf von elektrischer Energie gibt es in Deutschland keine Grenzen. Zwar sind noch fast die Hälfte der deutschen Haushalte bei ihrem Grundversorger/Verteilnetzbetreiber, die andere Hälfte bezieht den Strom aber bereits von einem anderen Anbieter, der gerade im Falle der Discount-Labels, bundesweit angeboten wird.

Wenn mein Anschluss zu Hause per Verrechnung mit Strom von der anderen Seite Deutschlands gedeckt wird – oder im Falle von Ökostromtarifen durch skandinavische Wasserkraft (s.h. Ökostrom die Zweite), dann fließt das Geld um das alles zu finanzieren andere Wege wie sie für den Umbau des lokalen Netzes zu einem Smart-Grid notwendig sind.

Bürgerbeteiligung durch Genossenschaften, scheint für die Strom als Handelsware der sicherste Weg in die Zukunft der Netze zu sein. Wer selbst am Eigentum und am Ertrag einer Anlage beteiligt ist, der hat auch ein Interesse daran von dieser Anlage seinen Strom zu beziehen, hat auch ein Interesse daran die Effizienz und den externen Zukauf zu minimieren, hat auch ein Interesse den Verbrauch auf die Erzeugung abzustimmen. Was wie eine Kausalkette klingt ist in einigen Gemeinden bereits Realität. Das Bioenergiedorf Jühnde ist solch ein Beispiel, erst am Samstag wurde darüber in der FAZ berichtet.

Persönliches Fazit

Es bleibt abzuwarten, welchen Inhalt das geplante Verordnungspaket tatsächlich haben wird, aber die Anforderungen die mir einfallen sind tatsächlich keine Rakenttechnik, sondern Synchronisationsaufwand zwischen Politik, Netzbetreibern, Stromversorgern und Stromkunden.

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