Smart Grids

Als Smart Grids (deutsch: intelligente Energienetze) werden mit intelligenter Mess-, Regelungs- und Steuerungselektronik ausgestattete Energienetze bezeichnet. Die physischen Komponenten wie Leitungen, Transformatoren und Generatoren werden bereits seit vielen Jahrzehnten genutzt. Doch erst in den letzten Jahren wird Elektronik verbaut, welche es ermöglicht, diese teilweise noch manuell gesteuerten Netze in Zukunft automatisiert zu führen.

1. Was sind Smart Grids?
2. Aus welchen Komponenten bestehen sie?
3. Warum sind Smart Grids für die Umsetzung der Energiewende wichtig?
4. Warum setzt sich SmartGridsBW für intelligente Energienetze ein?

Der englische Begriff „Smart Grids“, welcher sich auch in Deutschland etabliert hat, bezeichnet Energienetze, welche nicht nur die vorhandenen elektrischen Komponenten wie Transformatoren, Leitungen, Drehscheiben-/Ferraris-Zählern und Generatoren besitzen, sondern zusätzlich mit Elektronik zur Messung und Steuerung ausgestattet sind. Während die genannten elektrischen Komponenten teilweise schon seit vielen Jahrzehnten mit manueller Regelung im Einsatz sind, besteht die „Intelligenz“ in der Integration von Sensorik und Aktorik, die eine automatisierte Netzsteuerung ermöglichen. Durch die Digitalisierung – mit entsprechender Hard- und Software, Protokollen sowie den technischen und rechtlichen Rahmenbedingungen – wird eine intelligente Steuerung möglich. Energieflüsse können genauer gesteuert werden, da die zusätzlichen Komponenten eine deutlich höhere zeitliche Auflösung (und damit kürzere Reaktionszeiten für die Steuerung bis hin zur Echtzeitsteuerung) ermöglichen, als dies bislang der Fall war (15-Minuten-Zeitfenster).

Auch wenn im Zusammenhang mit Smart Grids zumeist Stromnetze bezeichnet werden, ist die Verwendung des Wortes im Plural durchaus intendiert. Auch Gas-, Wärme- und Wassernetze werden intelligent vernetzt, um so die Sektorkopplung voranzutreiben und dadurch Energie in Zukunft noch effizienter nutzen zu können.

Die Komponenten eines intelligenten Energienetzes, welche über die rein elektrischen Bestandteile hinausgehen, lassen sich im Wesentlichen den folgenden Bereichen zuordnen:

• Sensorik (wie Smart Meter, Messeinrichtungen an Transformation etc.)
• Aktorik (wie z. B. Wechselrichter, steuerbare Speicher, Wallboxen für E-Autos etc.)

Intelligente Energienetze ermöglichen die einfachere und verlustärmere Integration erneuerbarer Energien in das Energiesystem und leisten damit einen wichtigen Beitrag zur Energiewende. Da das Wechselstromnetz immer bei einer Frequenz von exakt 50 Hz gehalten werden muss, dient die verbesserte Netztransparenz und -steuerung dazu, die gewohnt hohe Stabilität des Stromnetzes auch bei stark steigenden Anteilen erneuerbarer Energien zu gewährleisten. Gleichzeitig können dadurch Speichertechnologien und auch angeschlossene Netze wie z. B. Wärmenetze besser gesteuert werden, was auch zum Effizienzgewinn beiträgt. Die effizientere Führung der Energienetze, der Speicher sowie der Erzeugungs- und Verbrauchsanlagen ermöglicht eine Flexibilisierung der Netze (im Vergleich zu herkömmlichen, statischen Netzen). Diese verringert den Bedarf für die Abriegelung von EE-Anlagen und steigert dadurch die Effizienz bei der Nutzung erneuerbar erzeugter Energie, da keine potenziell emissionsfrei erzeugte Energiemenge mehr ungenutzt „verschenkt“ werden muss. Zu guter Letzt wird durch eine intelligente Ertüchtigung der Energienetze die Notwendigkeit für den Ausbau von Leitungstrassen verringert und somit eine zeitintensive und von Akzeptanzproblemen geplagte Maßnahme optimiert.

• Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg: Smart Grids digital vernetzt (21.04.2021).
• European Comission: Smart grids and meters (23.04.2021)
• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie: Intelligente Netze (2021)