IEA Technology Roadmap Smart Grids (2011)

Technologiebeschreibung

Unter Smart Grids wird die zunehmende Kommunikation zwischen Erzeugern und Verbrauchern in vorwiegend elektrischen Netzen verstanden. Bisherige Stromnetze wurden auf die größte zu erwartende Last ausgelegt, wodurch relativ geringe Auslastungen im Betrieb resultierten, wenn nicht alle Erzeuger gleichzeitig einspeisen und nicht alle Verbraucher gleichzeitig konsumieren. Ein intelligentes Netzmanagement führt somit zu höheren Auslastungen und vorgelagert zu niedrigeren Investitionen in die Netzinfrastruktur, da Leitungen auf die tatsächlichen Notwendigkeiten und dadurch kleiner ausgelegt werden können.

Abbildung 1 bietet eine Übersicht über die Entwicklung von elektrischen Energieverteilungsnetzen und stellt die unterschiedlichen Gegebenheiten in der Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft dar.

Durch die Zunahme von dezentralen Energieerzeugungsanlagen (DEA), die einerseits in unterschiedlichen Netzebenen einspeisen und andererseits stark dargebotsabhängig Strom liefern können (zum Beispiel Windparks und Solarkraftwerke), werden Investitionen in das Netzmanagement besonders interessant. Im Wesentlichen können Smart Grids als ein intelligentes Energieverteilungsnetz angesehen werden, welches Erzeuger, Verbraucher, Speicher und die gegebene Infrastruktur in Echtzeit aufeinander abstimmt.

Smart Grids tragen einen wesentlichen Beitrag zur Stromqualität und Versorgungssicherheit bei, welcher vor allem in Regionen mit derzeit noch wenig ausgebauten Stromnetzen besonders zum Tragen kommt. Durch die effizientere Nutzung des bestehenden Kraftwerksparks und die erweiterten Möglichkeiten zur Nutzung von erneuerbaren Energieträgern sind vor allem in Nordamerika, China und Indien hohe Reduktionen an Treibhausgasemissionen zu erwarten.

Entwicklungspotential

Der Ausbau zu intelligenteren Netzmanagementsystemen wird weltweit schon aufgrund der möglichen Ersparnisse im Leitungsbau zu beobachten sein. Dieser Effekt wird auch verbraucherseitig unterstützt werden, da ein entsprechendes Energiemanagement Kosten reduziert. Zeitunabhängige beziehungsweise zeitlich eher ungebundene Verbraucher könnten dann in Betrieb genommen werden, wenn der Strompreis momentan günstig ist und gleichzeitig durch ein entsprechendes Monitoring das Energieverbrauchsbewusstsein unterstützen.

Forschungsmeilensteine

Im Bereich der Smart Grids fehlt noch die großtechnische Demonstration, wobei einzelne Projekte im kleinen Rahmen vielversprechende Ergebnisse erzielten. Ein wesentlicher Aspekt wird die Standardisierung der Kommunikationsprotokolle sein, um über bestehende Regelzonen hinaus intelligente Effekte erzielen zu können. Zu erwarten sind gleichmäßige Ausbaumaßnahmen, die schrittweise immer mehr Ebenen im gesamten Verbund einschließen werden.

Quelle

Im Volltext der Roadmap finden sich ein Überblick über den aktuellen Entwicklungsstand, ökologische und ökonomische Betrachtungen sowie detaillierte Aussagen zu Forschungsmeilensteinen und zielführenden Maßnahmen.