Schlau vernetzt

1. März 2012

(Dieser Artikel erschien zuerst am 13. Februar auf Vorwärts-online.)
Die Technik für die Energiewende ist da. Ihre Umsetzung aber bleibt eine große Herausforderung für die Politik. Vor allem in den Kommunen wird sich entscheiden, wie Deutschland ins erneuerbare Zeitalter startet.

Chaos an einer indischen Umspannstation

Chaos an einer indischen Umspannstation. Foto: Jörg Haas

Energie-Guru Hermann Scheer hätte sich vergangene Woche auf dem traditionellen Branchentreff der Energiewirtschaft in Essen die Augen gewischt. Viele der 580 Aussteller auf der „E-World 2012“ präsentierten sich in ganz ungewohnt erneuerbaren Tönen. Trotz hitziger Debatten über das Top-Aufregerthema Solarstromförderung war der Trend unübersehbar: Dem Strom aus sanften Energien gehört die Zukunft. Die IT-Industrie bietet die notwendigen anwendungsreifen Lösungen. Das wird nicht nur die Stromerzeugung, sondern das gesamte System erheblich verändern.

Immer mehr Verbraucher produzieren selbst Strom und leiten ihn bei entsprechenden Wetterverhältnissen in vielen kleinen Teilportionen ins Netz ein. Darauf sind die Energieverteilnetze aber kaum eingestellt. Zurzeit können die Verteilnetzbetreiber nirgends ablesen, wieviel Strom im Moment eingespeist und entnommen wird. An den Trafostationen fehlen digitale Messeinrichtungen mit Echtzeitdatenübermittlungen wie bei den großen Überlandleitungen. Bei starkem Wind und bei viel Sonnenschein entstehen Probleme bei der Spannungshaltung.

Stress im Verteilnetz

Für die Verteilnetzbetreiber bedeutet das Stress, denn sie sind dafür verantwortlich, dass Stromangebot und die Nachfrage immer genau im Gleichgewicht sind. Aber nicht nur technisch, auch wirtschaftlich gibt es Abstimmungsprobleme. Bisher liefern herkömmliche fossile Kraftwerke immer Energie, wenn sie gebraucht wird. Dies geschieht auf der Basis einer erfahrungsbasierten durchschnittlichen Verbrauchsabschätzung. Je mehr die Nachfrage vom erwarteten Verbrauch abweicht, desto teurer wird der Strom.

Sonnen- und Windstrom fließen dagegen je nach Wetterlaune, dann jedoch zum Nulltarif. Dadurch werden die Stromhandelsabläufe durcheinander gewirbelt. Scheint die Sonne, wenn Strom eigentlich teuer wäre, schmälert das die Gewinne aus atomar-fossiler Energieproduktion. Weht zu viel Wind, muss sogar noch eine Art Stromentsorgungsprämie für diejenigen gezahlt werden, die den Strom aus dem Netz abnehmen.

Sowohl der Stress im Verteilnetz als auch an der Strombörse sind Anzeichen dafür, dass die Energiewende stattfindet und bestehende Strukturen aufbricht. In Zukunft werden die Strom-Handelsprozesse der flexiblen Logik der Erneuerbaren Energien folgen müssen. Um dafür optimal ausgestattet zu sein, bedarf es jedoch einer technischen Grundlage: der digitalen Aufrüstung der Infrastruktur, allen voran der Verteilnetze, mit fast Echtzeit fähigen Mess- und Überwachungseinrichtungen.

Energiewende sucht Netzintelligenz

„Nur ein intelligentes Energienetz, ein so genanntes Smart Grid, kann die Herausforderungen der Energiewende bewältigen.“ Das ist die Grundannahme von E-Energy, einem Modellprojekt, das bereits in der vergangenen Legislaturperiode von der großen Koalition auf den Weg gebracht wurde. In verschiedenen deutschen Regionen hat E-Energy die Steuerungsmöglichkeiten für das Stromnetz der Zukunft untersucht. Die Frage ist, wie sichergestellt werden kann, dass auch an windstillen schattigen Tagen genug Elektrizität zur Verfügung steht.

Eines von vielen Ergebnissen nach drei Jahren Forschung und Feldversuchen: Mit bereits jetzt verfügbaren „smarten Technologien“ können Angebot und Nachfrage im Verteilnetz besser ausbalanciert und Leitungsausbau reduziert werden. Auch die Deutsche Telekom kommt in ihren eigenen Testreihen zur Verteilnetzautomation in Baden-Württemberg zu ähnlichen Ergebnissen. Auf der „E-World 2012“ stellte sie ihre Lösungen vor. Allerdings können die Netze für die Energiewende nach Telekom-Meinung nur dauerhaft fit gemacht werden, wenn in jedem Haushalt ein so genannter Smart Meter installiert ist. Dies ist jedoch laut Begleitforschung im E-Energy-Projekt gar nicht unbedingt nötig. Stattdessen sei vor allem die Verbrauchsmessung und – steuerung beim Mittelstand und bei kommunalen Unternehmen möglich und sinnvoll.

Strom aus „virtuellen Kraftwerken“

Für Kommunen, die ihre Energieversorgung in der eigenen Hand haben oder bereits auf dem Weg zur hundertprozentigen Stromversorgung aus Erneuerbaren Energien sind, eröffnet ein Smart Grid Herausforderungen und Chancen. „Virtuelle Kraftwerke“ heißt eines der Zauberworte aus der IT-Trick-Kiste. Das ist ein sich ergänzender Verbund von verschiedenen Energiekleinerzeugern, dessen Stromangebot in geschickter Kombination vorhersagbar und marktfähig wird.

Ein optimaler Einsatz des so produzierten Stroms erfordert aber auch die Bereitschaft, die intelligente Aufrüstung der Netze aktiv anzugehen. Es muss bekannt sein, wann wieviel Strom in welche Richtung fließt. Das dazugehörige Datensammeln an der Verteilnetzstation ist jedoch keine ganz leichte Aufgabe. Denn nicht nur Hard- und Software, sondern auch das nötige Know-How müssen oft erst dazu gekauft werden.

Gefragt: smarte Regulierung

Allerdings sieht die für die Finanzierung zuständige Bundesnetzagentur momentan keinen zusätzlichen Mittelbedarf für mehr IT im Trafohäuschen. Der bestehende Finanzspielraum sei ausreichend. Bei der letzten Gesetzesänderung konnten nur die Betreiber der großen Überlandleitungen einen besseren Investitionsrahmen erkämpfen. „Der Blick des Regulierers geht leider viel zu häufig in Richtung Stromautobahnen. Dabei sind es die Verteilnetze, die rund 97 Prozent der erneuerbaren Energien aufnehmen“, betont Hans-Joachim Reck, Hauptgeschäftsführer des Verbandes kommunaler Unternehmen (VKU).

Kurzfristig können die ersten Auswirkungen der Energiewende wohl mit Bordmitteln aufgefangen werden. Der notwendige Paradigmenwechsel im Stromsystem ist jedoch noch lange nicht in Angriff genommen worden. „Die Stromnetze und -märkte in Deutschland sind bisher nicht auf die Energiewende ausgerichtet“, bilanziert die Akademie der Technikwissen-schaften (acatech).

Weitgehend nach dem Muster des 20. Jahrhunderts verteilen sie Strom von zentralen Kraftwerken über Hochspannungsleitungen – Transportnetze – und engmaschige meist passive Verteilnetze zu den Verbrauchern. „Wird die Energiewende verwirklicht, dann müssen sie zu adaptiven Stromverteilern ausgebaut werden, die Schwankungen in Echtzeit ausgleichen und besonders den dezentralen Einspeisern, also Wind, Photovoltaik und Biomasse, gerecht werden“, so die acatech. Das dazugehörige Technologie- und Marktwachstum werde jedoch nur stattfinden mit einen Regulierungsrahmen, der dem neuen System entspricht.

Koordiniertes Vorgehen ist nötig

In einer neuen, groß angelegten Begleitstudie zum E-Energy-Forschungsprojekt zeigt acatech die notwendigen technologischen Einzelschritte auf dem Weg zu einem datengestützten Energienetz. „Ohne ein strukturiertes Zusammenspiel von Stromnetzen und Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) werden wir die zahlreichen, verteilten und fluktuierenden Energiequellen nicht zu einem stabilen System zusammenbringen,“ sagte Henning Kagermann, Präsident der acatech, bei der Präsentation der Studie. Gelingt ein abgestimmtes Vorgehen nicht, drohe eine Komplexitätsfalle: teures, viel zu kompliziertes Stückwerk, das nicht zusammenpasst.

Damit der Markt und die Technologie der neuen Energien sinnvoll wachsen können, bedarf es also koordinierender Impulse. Selbst wenn von der Regulierungsbehörde mehr Geld zur Verfügung gestellt werden würde: der Aufbau einer IT-Affinität in der Energiewirtschaft erfordert mehr als den Einkauf neuer Soft- und Hardware. Die Kultur der Vernetzung, inzwischen selbstverständlich in vielen andern Industriebranchen, muss in der Elektrizitätswelt erst noch Einzug halten. Dies gilt auch für die Unternehmensentwicklung und Kooperationen bei den 900 deutschen Verteilnetzen.

Auf die Kommunen kommt es an

Schon rufen selbstbewusste Akteure der Strombranche nach einem Schrumpfungs- und Konsolidierungsprozess der vielen oft kleinen Betriebe. Ob dies jedoch im Sinn der Kommunen ist? So manche von ihnen hat gerade erst in den letzten Jahren ihre Verteilnetze von den großen Energieversorgern zurückgekauft. Rund um die Netze soll
regionale Wertschöpfung stattfinden. Pleiten sind da unerwünscht. Strategische Abstimmung und Zusammenschlüsse scheinen also sinnvoll.

Traditionell rangeln Netzgesellschaften und Regulierungsbehörden ums Geld. Bei der Energiewende geht es dagegen um eine koordinierte Neuausrichtung des Regulierungsregimes selbst. Und die muss von der Politik angestoßen werden. Weil aber die Energiewende ein dezentrales Geschehen ist, bedarf es dazu auch der Tatkraft der Kommunen. Diese gilt es sinnvoll zu nutzen.

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