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Zukunftsvision Smart Grid

Das Stromnetz, das weltweit größte und komplexeste je von Menschenhand errichtete System, ist im Wandel begriffen. Aus dem hierarchisch-konventionellen System soll ein flexibles dezentrales System werden.

Paradigmenwechsel im Stromnetz

Die Zukunftsvision ist ein Stromnetz, das flächendeckend mit Informations- und Kommunikationstechnik (IKT) ausgestattet ist. Damit soll es auf die jeweiligen Anforderungen, die sich aus Verbrauch bzw. Erzeugung ergeben, rasch und richtig reagieren können und auch den Verbrauchern und Erzeugern ermöglichen, aufeinander reagieren zu können. Grund für diese hohen Anforderungen ist die verstärkte Einbindung erneuerbarer dezentraler und vor allem volatiler Stromerzeugungsanlagen.

Die Erzeugung von Strom aus Wind und Sonne unterliegt naturgemäß Schwankungen, die sich nicht nach dem momentanen Verbrauch an elektrischer Energie orientieren. Das Stromnetz muss daher die so ausgelösten Schwankungen erkennen und darauf ausgleichend reagieren können.

Was ist ein Smart Grid?

Das heutige Stromnetz ist bereits in vielen Bereichen mit intelligenten Komponenten ausgestattet. Diese unterstützen die Stromnetzbetreiber dabei, die zuverlässige Stromversorgung Österreichs permanent aufrechtzuerhalten. Zukünftig sollen zahlreiche weitere neue und „intelligentere“ Komponenten hinzukommen. Damit soll das Netz für zukünftige Anforderungen gerüstet sein. Fachkreise sprechen vom Smart Grid − dem Stromnetz der Zukunft.

Die Aufgabe des Netzbetreibers wird es zukünftig sein, die Stromverbraucher, -erzeuger und -speicher durch Kommunikationstechnologie miteinander zu verbinden und deren Datenströme zu managen. So wird es möglich sein, dass Verbraucher auf die Erzeugungssituation (viel oder wenig Wind und Sonne) oder auch die Netzsituation reagieren können. Moderne Technologie kann dazu beitragen, die Netzinfrastruktur noch optimaler zu nutzen.

Was bedeutet das für die Betreiber der Stromnetze?

Die Stromnetzbetreiber müssen dafür sorgen, dass das Stromnetz stabil bleibt, denn Stromausfälle verursachen hohe Kosten und Widersprechen dem Service-Gedanken der E-Wirtschaft. Die Einbindung verteilter Erzeuger macht umfangreiche intelligente Erweiterungen notwendig. Für Netzbetreiber stellen diese Erweiterungen eine besondere Herausforderung dar. Grundsätzlich geht es darum, das Stromnetz um Komponenten zu erweitern, die optimal auf den aktuellen Strombedarf reagieren können. Um dies bewerkstelligen zu können, sind massive Investitionen notwendig.

Vergleich der Systeme

Konventionelle Stromnetze sind im Großen und Ganzen hierarchisch aufgebaut. Sie stellen weltweit das größte und komplexeste System dar, das von Menschenhand geschaffen wurde. Bislang basiert das System Elektrizität darauf, dass wenige große Kraftwerke an zentralen Punkten den Strom erzeugen. Über Leitungen gelangt der Strom von den Kraftwerken zu den Verbrauchern in die Steckdose.

  > Konventionelles System

  • Hierarchische Struktur
  • Hauptsächlich große zentrale Kraftwerke
  • Große wenige zentrale Energiespeicher (Pumpspeicherkraftwerke)
  • IKT nicht flächendeckend eingesetzt

 

  > Smart Grid

  • Verteilte Komponenten unterschiedlicher Größe
  • Einbindung dezentraler Erzeuger (DEG: Distributed Energy Generation)
  • Einbindung vieler kleiner dezentraler Energiespeicher (E-Mobil)
  • Intelligentere Komponenten
  • Durchgängige Verwendung von IKT bis zum Endkunden

 

Hintergründe zu Smart Grids

Die generell steigende Nachfrage nach Energie bei schwindenden fossilen Rohstoffreserven steht der Forderung nach höherer Energieeffizienz, geringerem CO2‑Ausstoß sowie dem verstärkten Umweltbewusstsein gegenüber. Kleine Anlangen für die Stromerzeugung sollen in Zukunft helfen, den Strombedarf aller Kunden nachhaltig zu decken.

Das herkömmliche Stromnetz hat deshalb aber noch lang nicht ausgedient, vielmehr wächst die Relevanz des Stromnetzes. Wärmepumpen erzeugen etwa die Heizungswärme mit viel geringerem Energieaufwand als herkömmliche Heizungen, benötigen aber elektrischen Strom. Das Smart Grid ersetzt also das bestehende Stromnetz keineswegs, sondern ergänzt es um die Möglichkeiten der Informationsverarbeitung. Dazu ist es notwendig, dass der Netzbetreiber im Smart Grid Informationen über den aktuellen Zustand von relevanten Indikatoren hat und über geeignete Steuer- und Regelmöglichkeiten verfügt, um auf Erzeuger und Verbraucher entsprechend der übermittelten Informationen einwirken zu können.