Smart Grids und Smart Meter: Warum sie für die Energiewende unverzichtbar sind

Ein „Smart Grid“ ist ein intelligentes Stromnetz, das neben Strom auch Daten transportiert. Das Ziel: der intelligente Informationsaustausch zwischen Stromerzeugern und Verbrauchern zur dynamischen Steuerung der Netzauslastung und zur optimalen Nutzung von erneuerbaren Energien. Um dies zu erreichen müssen möglichst alle Haushalte mit sogenannten „Smart Metern“ ausgestattet werden. Ein Überblick:

Was genau ist ein intelligentes Stromnetz (Smart Grid)?

Im Gegensatz zum herkömmlichen Stromnetz, das nur für den einseitigen Transport von Energie konzipiert ist, ermöglicht ein sogenanntes „Smart Grid“ auch den bidirektionalen Austausch von Daten. Das heißt, alle Akteure der Stromerzeugung kommunizieren in einem intelligenten Netz miteinander – von der Erzeugung über den Transport, die Speicherung und Verteilung bis hin zu den Endverbrauchern. Durch diesen Informationsaustausch kann die Auslastung des Stromnetzes dann dynamisch gesteuert werden: Die Verbraucher geben Auskunft darüber, wieviel Strom sie aktuell benötigen. Die Stromproduzenten melden, welche Menge sie zu diesem Zeitpunkt liefern können. Und das Smart Grid sorgt dafür, dass Angebot und Nachfrage optimal zusammenfinden. Dies erfolgt durch den Einsatz von Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) sowie dezentral organisierter Energiemanagementsysteme zur Koordination der einzelnen Komponenten.

Warum werden Smart Grids für die Energieversorgung immer wichtiger?

Damit das Stromnetz stabil bleibt, müssen die Stromerzeugung und der Stromverbrauch zu jeder Zeit im Gleichgewicht sein. Wenn Strom auf konventionelle Weise in Großkraftwerken produziert wird, ist dies relativ einfach planbar. Denn Atom- oder Kohlekraftwerke produzieren beständig Energie. Bei Windkraft und Photovoltaik sieht das jedoch anders aus; die Stromproduktion unterliegt starken regionalen, wetterbedingten sowie jahres- und tageszeitlichen Schwankungen.

Manchmal wird also mehr Strom und manchmal weniger Strom erzeugt, als gerade benötigt wird. Um den Strom immer in der richtigen Menge dort zur Verfügung stellen zu können, wo er gerade gebraucht wird, muss die Einspeisung ins Netz flexibel anpassbar gemacht werden. Dies ist nur möglich, wenn die Daten der Erzeuger und der Verbraucher in Echtzeit erfasst und abgeglichen werden, sodass unmittelbar darauf reagiert werden kann. Das heißt, es bedarf intelligenter Messstellen, deren Verbrauchsmanagement-System über ein Smart Grid angesteuert werden kann.

Ebenso ist es notwendig, dass auch Klein-Einspeiser wie private Solaranlagen in das Smart Grid integriert werden. Diese können dann sehr kurzfristig über das System gedrosselt werden, falls z.B. an sehr sonnigen Tagen eine Netzüberlastung droht. Eine weitere Möglichkeit, auf eine Strom-Überproduktion zu reagieren, ist die Anpassung des Preises an der Strombörse. Auch dies ist mithilfe eines Smart Grids zielgenauer möglich. Sinkt der Preis, steigt die Nachfrage seitens aller Verbraucher, die ihre Stromabnahme in einem gewissen Rahmen flexibel an die Marktbedingungen anpassen können. Das können beispielsweise Großstromspeicher sein, oder auch die Wallbox für das private E-Auto.

Weshalb benötigen private Haushalte einen Smart Meter?

Damit ein intelligentes Stromnetz lückenlos funktioniert, müssen möglichst alle daran angeschlossenen Haushalte über einen sogenannten „Smart Meter“ verfügen. Dieser misst den privaten Stromverbrauch sowie die eingespeiste Strommenge einer PV-Anlage und kommuniziert die Daten in Echtzeit an das intelligente Stromnetz. Die übermittelten Informationen nutzt der Netzbetreiber, um die Stromerzeugung, die Netzbelastung und den Verbrauch weitgehend automatisiert aufeinander abzustimmen. Darüber hinaus liefert ein Smart Meter nützliche Daten zur Steuerung von Verbrauchs- und Speicheranlagen innerhalb des Haushalts. Betreiber von PV-Anlagen können so zum Beispiel die Selbstnutzung des Stroms vom Dach wirtschaftlich optimieren. Aber auch ohne Solaranlage kann ein Smart Meter dazu beitragen, die Stromkosten im Haushalt zu reduzieren.

Für wen werden Smart Meter demnächst Pflicht?

Da die Umstellung der Stromnetze auf „Smart Grid Standard“ nur möglich ist, wenn ausreichend viele Verbraucher mit Smart Metern ausgestattet sind, müssen per Gesetz alle Haushalte in Deutschland bis 2032 mit einem digitalen Messystem ausgestattet sein. Zuständig für die Umrüstung ist der jeweilige Messstellenbetreiber (meistens identisch mit dem Netzbetreiber). Ein digitales Messystem ist jedoch nur der erste Schritt zum Smart Meter, denn zusätzlich ist ein Kommunikationsmodul notwendig – ein sogenannter „Smart-Meter-Gateway“.

Dieses ergänzende Kommunikationsmodul ist wiederum vorgeschrieben für

Haushalte mit einem Stromverbrauch von über 6.000 Kilowattstunden (kWh) pro Jahr. Ausschlaggebend ist dabei der Durchschnitt der letzten drei Jahre. Liegen noch nicht genügend Verbrauchswerte vor, ist die Verbrauchsprognose des Netzbetreibers ausschlaggebend.
Haushalte mit Strom erzeugenden Anlagen mit einer Nennleistung von mehr als 7 Kilowatt peak (kWp). Dies trifft für viele private Photovoltaik-Anlagen zu.
Haushalte mit einer steuerbaren Verbrauchseinrichtung, z.B. einer Wärmepumpe oder einer Ladestation für ein E-Auto. Das Energiewirtschaftsgesetz erlaubt Netzbetreibern, den Strombezug dieser Verbraucher (nicht des gesamten Haushalts!) notfalls zu drosseln, wenn eine akute Überlastung des Netzes droht. Hierfür ist ein intelligentes Messsystem notwendig.

Falls einer dieser Punkte auf Ihren Haushalt zutrifft, gelten wiederum unterschiedliche Stichtage, bis zu denen ein Smart Meter eingebaut sein muss. Dabei liegt die Verantwortung für die fristgerechte Umrüstung bei Ihrem Messstellenbetreiber. Eventuell kann es noch einige Jahre dauern, bis Ihr Zähler tatsächlich ausgetauscht wird. Wenn Ihr Haushalt dann an der Reihe ist, informiert sie Ihr Messstellenbetreiber mindestens 3 Monate im Voraus. Sie selbst müssen sich vorher um nichts kümmern.

Übrigens: In Mannheim hat der Einbau von Smart Metern bereits 2018 begonnen und soll bis Ende 2032 vollständig abgeschlossen sein.

Fazit

Im Zuge der Energiewende wird Strom zunehmend aus regenerativen Quellen gewonnen. Die Verfügbarkeit von Wind- und Solarenergie kann jedoch stark schwanken. Um darauf flexibel reagieren zu können, müssen Stromnetze intelligent werden. In einem „Smart Grid“ (intelligentes Stromnetz) kommunizieren Erzeuger und Verbraucher miteinander, sodass Angebot und Nachfrage weitgehend automatisiert aufeinander abgestimmt werden können. Damit ein Smart Grid optimal funktioniert, müssen möglichst viele Verbraucher daran angeschlossen sein. Hierfür ist ein intelligentes Messsystem (Smart Meter) erforderlich, dessen Einbau in den nächsten Jahren für viele Haushalte verpflichtend ist. Es besteht jedoch kein Handlungsdruck, denn für die Umrüstung ist Ihr Messstellenbetreiber zuständig.