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Smart Grid

Flexumer im Zentrum der Energiewende

02. Dezember 2020, 10:54 Uhr   |  Lukas Steiglechner

Flexumer im Zentrum der Energiewende
© VioNetta | shutterstock.com

Die Energiewende in Deutschland ist in vollem Gang. Doch wie weit ist sie wirklich?

Die Energiewende in Deutschland,schreitet zügig voran. Die Einführung der Smart Meter ist dafür ein Beweis. Sie bringen jedoch neue Hürden mit sich. Wie können Smart Grid, Smart Home und der sogenannte "Flexumer" diese zusammen überwinden?

Umweltbundesamt, Erneuerbare Energien
© AGEE-Stat / Umweltbundesamt

Im Jahr 2019 betrug der Anteil der erneuerbaren Energien beim Bruttostromverbrauch 42,1 Prozent. Im Jahr 2012 lag dieser Anteil lediglich bei 23,5 Prozent, er hat sich also innerhalb von sieben Jahren fast verdoppelt. Der Anteil an erneuerbaren Energien beim Energieverbrauch für Wärme und Kälte sowie für den Verkehr sind hingegen von 2012 bis 2019 konstant geblieben.

Im bisherigen Stromnetz in Deutschland fällt trotz wachsender Bemühungen für Solarenergie und Co. immer noch etwa die Hälfte der Stromerzeugung auf nicht erneuerbare Energien zurück. Die Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien des Umweltbundesamts zeigt, dass die Anteile von erneuerbaren Energien beim Bruttostromverbrauch immer weiter steigen. Der Trend ist deutlich, besonders im Vergleich mit den Anteilen in den Sektoren Wärme und Verkehr. Während nicht erneuerbare Energien wie beispielsweise aus Kohlekraftwerken jedoch in der Lage sind, beständig eine ähnliche Menge an Energie zu liefern, sind Windkraft- oder Photovoltaik-Anlagen von schwankenden Faktoren abhängig. Scheint keine Sonne, kann eine Photovoltaik-Anlage natürlich auch keinen Strom produzieren. Das gilt entsprechend für Windanlagen.

Anlagen, die erneuerbare Energien nutzen, können nicht immer die gleiche Menge an Strom produzieren. Gleichzeitig benötigen Verbraucher aber auch nicht immer die gleiche Menge an Strom. Somit sind sowohl Erzeugung als auch Verbrauch flexibel. Die Betreiber des Stromnetzes stehen daher vor der Herausforderung, die Erzeugung und den Verbrauch aufeinander abzustimmen, um Ausfälle und Überlastung zu vermeiden. Ein Smart Grid soll das bewältigen.

Smart Grid: das Internet der Energie
Herkömmliche Energienetze sind auf einen gleichmäßigen und vor allem einseitigen Energiefluss ausgelegt. Kraftwerke erzeugen konstant Strom und liefern diesen an die Verbraucher. Allerdings entwickelt sich die Stromerzeugung immer dezentraler, was unter anderem der wachsenden Zahl an Stromproduzenten in Privat- und Gewerbegebäuden geschuldet ist. Die Erzeugung richtet sich dabei nicht nach dem tatsächlichen Strombedarf.

Zusätzlich ist der Verbrauch im Wandel. Gestalter der künftigen Energieinfrastruktur müssen Aspekte wie beispielsweise die zunehmende Elektromobilität berücksichtigen. Denn Besitzer von E-Autos können möglicherweise einen hohen Strombedarf verursachen, indem sie täglich zur gleichen Zeit ihre Fahrzeuge aufladen.

Ein intelligentes Stromnetz soll hier Abhilfe schaffen, indem es beispielsweise dabei hilft, überschüssigen Strom in E-Fahrzeugen oder hauseigenen Speichern zu lagern, bis er benötigt wird. Doch um dies zu ermöglichen, muss die Kommunikation der Energieerzeuger, -speicher und -verbraucher untereinander gewährleistet werden. Dafür benötigt das Stromnetz neben seinen einseitigen Stromleitungen Datenleitungen, die entsprechende Informationen in beide Richtungen übertragen. Wegen dieser Form der Datenkommunikation werden Smart Grids, angelehnt an das Internet of Things (IoT), auch als Internet der Energie bezeichnet.

Smart Meter, also intelligente Messsysteme, bilden dabei das Rückgrat des Smart Grids. Sie stellen die Verbindung zwischen den Verbrauchern, dem Stromnetz und den Energieversorgern her. Dabei messen sie den Stromverbrauch und leiten die Daten an das Energieversorgungsunternehmen weiter. Dadurch erhalten sowohl der Verbraucher als auch der Versorger ein genaues Bild über den anfallenden Strombedarf vor Ort. Auf diese Weise wird die digitale Infrastruktur des Stromnetzes sowie künftig auch der restlichen Energieversorgung aufgebaut.

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