Energie transportieren

Neue Netze: regional und intelligent

Erneuerbare Energien optimal nutzen: dazu braucht es moderne Netze in Deutschland - auch zur regionalen Stromverteilung. Denn es wird in Zukunft mehr kleine und dezentrale Anlagen geben, deren Strom transportiert werden muss.

Anzeige eines neuen intelligenten Stromzählers

Intelligente Messgeräte sind zukünftig unverzichtbar

Foto: Schoene/laif

Windräder an der deutschen Küste, Photovoltaik-Anlagen auf den Dächern im Süden oder Biomasseanlagen auf dem Land. Zukünftig speisen immer mehr kleine Erzeuger ihren Strom dezentral in regionale Verteilnetze ein. Aus Verbrauchern werden somit Produzenten, der Strom fließt in zwei Richtungen. Deshalb müssen die regionalen Verteilnetze weiterentwickelt werden. Mit der Anreizregulierungsverordnung schafft die Bundesregierung zudem ein System, dass effiziente Netze belohnt. Das soll Netzbetreiber motivieren, in ihre Netze zu investieren und so eine moderne Infrastruktur zu schaffen.

Das deutsche Stromnetz wird unterteilt in Übertragungsnetze (Höchstspannung) und Verteilnetze, die sich in drei Kategorien einteilen lassen:

  • Das Hochspannungsnetz (60 bis 220 Kilovolt ) dient der Grobverteilung von Strom. Der entnommene Strom wird aus dem Höchstspannungsnetz zu Umspannwerken von Ballungszentren geleitet. Dieses Netz hat eine Länge von circa 80.000 Kilometer.
  • Das Mittelspannungsnetz (6 bis 60 Kilovolt) verteilt Strom an regionale Transformatorenstationen oder an größere Einrichtungen wie beispielsweise Krankenhäuser oder Fabriken. Dieses Netz hat eine Länge von circa 500.000 Kilometer.
  • Das Niederspannungsnetz (230 oder 400 Volt) dient der Feinverteilung. An das Niederspannungsnetz sind private Haushalte, kleinere Industriebetriebe, Gewerbe und Verwaltung angeschlossen. Dieses Netz hat eine Länge von circa 1.100.000 Kilometer.

Intelligente Netze: Strom bedarfsgerecht steuern

Einen weiteren Schwerpunkt legt die Bundesregierung auf die Entwicklung so genannter Smart Grids, also intelligenter Netze. Die Förderinitiative der Bundesregierung "E-Energy - IKT-basiertes Energiesystem der Zukunft" bündelt die Forschungsaktivitäten und stellt finanzielle Mittel von bis zu 140 Millionen Euro zur Verfügung.

"Smart Grids" oder "intelligente Netze" vernetzen alle Beteiligten des Energiesystems - sowohl die Stromproduzenten, als auch Betreiber von Speichern und Netzen bis hin zu den Verbrauchern. Sie sollen zukünftig dazu beitragen, den Bedarf an Strom in Zeiten hohen Verbrauchs zu verringern, so die Netze besser auszulasten und die Versorgungssicherheit zu erhalten.

"Smart Meter" für private Haushalte

Dabei helfen zukünftig auch intelligente Stromzähler oder "Smart Meter". Sie messen sie nicht mehr nur Stromverbrauch oder eingespeiste Strom-Menge, um Abrechnungen zu erstellen. Sie protokollieren auch Spannungsausfälle und versorgen intelligente Netzknoten mit wichtigen Informationen wie Strom, Spannung und Frequenz. So können die Netzknoten Erzeugung, Netzbelastung und Verbrauch zeitgenau koordinieren. Selbst die Steuerung des Stromverbrauchs in privaten Haushalten wird durch Smart Meter möglich. Sie veranschaulichen Verbrauchsverhalten und helfen jedem Einzelnen dabei, Stromkosten zu sparen. Zukünftig könnten Haushalts- und Elektrogeräte automatisch gesteuert werden, Elektrofahrzeuge als mobile Speicher dienen.

Die Systeme nutzen den Verbrauchern, indem sie einen besseren Überblick über die eigene Energienutzung geben und damit Spielräume für Einsparungen oder passgenaue Tarife eröffnen. Gleichzeitig helfen sie, das Stromnetz zu stabilisieren und Angebot und Nachfrage besser zu koordinieren. Das ist eine wichtige Aufgabe in unsrem neuen Versorgungssystem: Strom wird nun teilweise wetterabhängig und damit schwankend produziert, gleichzeitig speisen immer mehr Verbraucher als Produzenten Strom in das Netz ein. Das macht eine intelligente Verknüpfung von Stromerzeugung, Verbrauch und Netzen notwendig.

Digitale Stromzähler ab 2017

Seit 2017 erhalten Großverbraucher mit einem Jahresverbrauch über 10.000 Kilowattstunden diese digitalen Stromzähler. Ab 2020 werden sie in privaten Haushalten ab einem Jahresverbrauch von 6.000 Kilowattstunden verpflichtend. Ein entsprechendes Gesetz von September 2016 enthält anspruchsvolle Regeln für den Datenschutz mit umfangreichen technischen Richtlinien und Schutzprofilen des Bundesamts für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI). So müssen beispielsweise Firewall-Mechanismen integriert sein, eine Verbindung nur von innen nach außen aufgebaut werden können. Alle Geräte durchlaufen ein Zertifizierungsverfahren beim BSI.

Forschung fördern: neue Speicher für ein stabiles Stromnetz

Über 800 private Unternehmen betreiben regionale Verteilnetze in Deutschland. Sie müssen schon jetzt eine Vielzahl von Netzanschlüssen für neue Stromerzeuger legen. Gleichzeitig liegt es in ihrer Verantwortung, die Netze trotz zunehmend schwankender Stromerzeugung stabil zu halten. Gerade in diesem Bereich muss noch viel in Forschung und Entwicklung investiert werden. Denn eines liegt auf der Hand: Ließe sich Energie beispielsweise unendlich speichern, wäre das Problem der schwankenden Stromerzeugung gelöst. Deshalb hatte die Bundesregierung 2011 die "Förderinitiative Energiespeicher" ins Leben gerufen. Seitdem wurden rund 184 Millionen Euro für die Entwicklung verschiedener Speichertechnologien für die Energiewende aufgewendet.

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