Smart Grids
Stand der Dinge international und in der Schweiz
Die Wortfolge «Smart Grids» ist in der Energiebranche aktuell die meistgenannte. «Smart Grids», also intelligente Netze, garantieren laut Energiestrategie 2050 das Austarieren der eingespeisten Elektrizität aus traditionellen, aber auch dezentralen erneuerbaren Energiequellen sowie deren dezentralen Verbrauch. Die aus der stark fluktuierenden, wetterabhängigen Produktion eingespeiste Elektrizität bildet die neue Komponente, welche die Spannungs- und Frequenzstabilität der Netze in mittlerer Zukunft fordert. Das liegt daran, dass Einspeiseort und -spitzen der aus vielen dezentralen erneuerbaren Energiequellen produzierten Elektrizität nur kurzfristig bekannt sind. Stromnetze sind aber immer auf Spitzenlast ausgelegt. Müssten alle neuen Energiequellen im Verteilnetz bei Spitzenlast berücksichtigt werden, wäre ein Netzausbau in zweistelliger Milliardenhöhe erforderlich. Deshalb steht die Gestaltung intelligenter Netzsteuerungen im Vordergrund.
Eine Regelsystematik geführt durch Datenverwendung und Kommunikationstechnologie soll diesen Herausforderungen gerecht werden. Intelligente Messsysteme zur Datenaufbereitung sind notwendig, um die Netzstabilität künftig zu garantieren. Ein wichtiger Baustein ist der Einsatz von «Smart Metern». Sie werden die traditionellen Energiezähler im Rahmen der Energiestrategie 2050 ersetzen; bis ins Jahr 2028 wird ein Abdeckungsgrad von 80 Prozent angestrebt. Die Datengewinnung über Smart Meter soll helfen, Netzschwankungen auszugleichen. In der Praxis liest sich das so: Ein Stromüberschuss wird detektiert, das intelligente Netz schaltet zusätzliche Verbraucher wie Boiler ein, um den Überschuss abzuführen. Im Gegenzug wird bei Stromengpässen deren Gewinnung aus traditionellen Quellen hochgefahren. Der künftig kostengünstigen und sicheren Netzplanung kommt eine hohe Bedeutung zu. Grundlegende Regelungen zur Datenverwendung und -sicherheit sind heute in Erarbeitung, insbesondere die Verwendung von Daten der Lastprofile, die auf das jeweilige Kundenverhalten schliessen lassen. Ebenso wichtig ist die Forschung zu kostengünstiger und hoch wirksamer Stromspeicherung im Umfeld intelligenter Netze, die künftig die Produktgestaltung beeinflussen werden. Geräte, Haustechnologien und Ladestationen für Elektroautos werden zu intelligenten Stromverbrauchern, die mit Smart Grids kommunizieren und somit wichtige Informationen für die Regelung liefern. Eine grosse Herausforderung für die Verteilnetzbetreiber ist der Spagat zwischen der traditionellen Physik der Stromübertragung und den Möglichkeiten, welche die Digitalisierung eröffnet.
Konsequenzen für die Schweiz
Die Versorgung der Schweizer Bevölkerung mit Energie ist heute hervorragend. Die Energiestrategie 2050 zielt darauf ab, den zunehmenden Stromverbrauch zu dämpfen, die Eigenverantwortung mit Verbrauchskenntnissen zu fördern und den Verbrauch zu optimieren. Die Schweiz ist durch ihr technologisches Wissen sehr gut gerüstet, um Smart Grids erfolgreich zu implementieren, auch wenn die Forschungsintensität noch gering ist. Die Komplexität steigt jedoch überproportional durch die Digitalisierung. Zu bewältigen sind die massive Zunahme, der sichere Transport und die notwendige Verschlüsselung der Daten sowie die Regulierung der Netze über die gewonnenen Daten bei hoher Zunahme von privaten Strom-Einspeisungen.