Die Vorteile erneuerbarer Energien liegen auf der Hand und doch bringen sie genauso viele Herausforderungen mit sich. Das zeigte sich zuletzt im Februar 2012, als die Stromversorgung in Deutschland am Rande des Netzzusammenbruchs stand. Lösungen müssen also her, um eine saubere Stromerzeugung mit der bestehenden Netzinfrastruktur zu vereinbaren - bei Siemens seit Oktober 2011 im Sektor Infrastructure & Cities ist das Sache der Smart-Grid-Division. Unter der Leitung ihres CEO Dr. Jan Mrosik kümmern sich rund 9000 Mitarbeiter darum, dem Netz auf die Sprünge zu helfen und ihm mit Zähler- und Automatisierungs-Lösungen mehr Grips zu verschaffen.
Netzausbau absolut notwendig
Allein mit den bestehenden Netzen wird man jedoch angesichts der zunehmend dezentralen Energieerzeugung nicht weit kommen. „In Deutschland und Europa liegt der Schwerpunkt auf der effizienten Einbindung erneuerbarer Energiequellen“, betont Dr. Mrosik. „Es geht aber auch um die Frage, wie man möglichst viel Leistung über die vorhandenen Netze bringen und den notwendig gewordenen Netzausbau möglichst schonend umsetzen kann.“
Gerade das ist aber ein wunder Punkt in der Diskussion um erneuerbare Energien: Abschaltung von Kernkraftwerken und Energiewende - ja bitte, aber spätestens, wenn der Bau eines Windrads oder einer Stromleitung die Idylle des heimischen Gartens bedroht, hört die Zustimmung auf. Bedeutet „schonend“ also, den Netzausbau zu verzögern oder gar zu verhindern? „Nein“, beruhigt Dr. Mrosik, „bei den heutigen Herausforderungen ist der Netzausbau absolut notwendig.“ Smart Grids kommen dabei eine besondere Rolle zu: „Sie steigern die Effizienz und leisten einen neuen, wichtigen Beitrag zur Systemstabilität.“
Effizienz und Systemstabilität, das bedeutet zum Beispiel, als Netzbetreiber bei einer Unterbrechung im Netz genau zu wissen, an welcher Stelle das Problem liegt. Hier bietet Siemens eine große Bandbreite von Lösungen an, die von der Planung über den Schutz, die Automatisierung und Steuerung bis hin zum Monitoring und zur Diagnose von Stromversorgungsnetzen reichen. Schnell wird klar, dass es nicht einfach ist, mehr Grips ins Grid zu bringen. „Ein ,intelligentes�?? Netz kann in Zukunft nicht nur aus einer zentralen Instanz bestehen. Es kann sich auch aus diversen Geräten zusammensetzen, die das Netz oder die Einspeiser beeinflussen, und aus einer zentralen Einheit, die alles orchestriert“, erläutert Dr. Mrosik und ergänzt: „Dadurch wird ein Netz auf Dauer so komplex, dass man unterschiedliche Hierarchien einschließlich einer dezentralen Intelligenz braucht, die einen bestimmten Bereich des Netzes vor Ort optimieren kann.“
Mehr Automatisierung im Netz
Die Intelligenz des Netzes misst sich folglich an dessen Komponenten. Deshalb hat Siemens sein Amis-System (Automated Metering and Information System) zur Stromverbrauchserfassung weiterentwickelt und es fit gemacht für Smart Metering sowie die Automatisierung von Verteilnetzen.
Als weltweit erste Smart-Grid-Applikation kann das System nicht nur Strom, Spannung und Leistung sowie Stromqualitätsparameter messen, sondern mit seiner Power-Snapshot-Analyse auch einen „Schnappschuss“ aus unterschiedlichen Zählern innerhalb eines Netzes erstellen. Damit bekommen Netzbetreiber die Möglichkeit, zeitsynchrone Netzkenngrößen aus dem sonst „blinden“ Niederspannungsnetz zu generieren. „Ausgestattet mit dieser Funktion arbeitet der Zähler auch als Niederspannungssensor, der die nötigen Daten für eine Analyse des Stromverteilungsnetzes liefern kann, um die Stabilität und die Transparenz im Netz zu verbessern - ganz im Sinne eines Smart Grid“, erklärt Dr. Mrosik.
Verbunden mit der Idee des Smart Grid ist auch der Versuch, neben der Regulierung von erneuerbaren Energien und der Steuerung des Verteilnetzes, Elektrofahrzeuge einzubringen. Genau das erprobt Siemens in Wildpoldsried im Rahmen eines gemeinsamen Projekts mit den Allgäuer Überlandwerken, denn „erneuerbare Energien und Elektrofahrzeuge“, weiß der Chef der Smart-Grid-Division, „ergänzen sich ganz wunderbar, wenn man es richtig macht.“
Verstärkung für das Smart Grid
Während einige Technologien sich noch in der Erprobung befinden, haben es andere bereits bis zur Kommerzialisierung geschafft und zeigen, dass das Smart-Grid-„Wunderland“, in dem Erzeuger und Nutzer von Energie reibungslos miteinander kommunizieren, schon in greifbarer Nähe ist (siehe Interview). Die Rede ist von virtuellen Kraftwerken. Sie können dabei helfen, Energie permanent zu balancieren, und das auch bei relativ kleinen und weit verteilten regenerativen Stromerzeugungsanlagen, die ansonsten wenig gesteuert in die Netze einspeisen würden. Das gelingt durch die Bündelung von dezentralen Stromerzeugungsanlagen. „Während einzelne Anlagen zu klein sind, um den Strom am Energiemarkt zu handeln, können über die Bündelung genau an dieser Stelle neue, von Einspeisevergütungen unabhängige Vermarktungsformen erschlossen werden“, so Dr. Mrosik. Dass Siemens hier großes Potenzial für die Zukunft sieht, zeigt sich in dem Vorhaben, zusammen mit RWE bis 2015 ein virtuelles Kraftwerk in der Größenordnung von 200 MW zu realisieren. Dafür sei man bestens vorbereitet, denn technisch sind die Anforderungen ähnlich wie bei Smart Grids, nur wird die Energie eben großräumig erzeugt. „Man braucht eine Balance zwischen Erzeugung und Verbrauch sowie Demand-Response-Systeme, die den Verbrauch zeitlich schieben. Derartige Systeme sind Bestandteil unseres Smart-Grid-Portfolios, das wir auch Smart Grid Suite nennen“, sagt Dr. Mrosik. Dieses umfasst auch Controller für Micro Grids. Damit lassen sich abgetrennte Bereiche des Netzes oder von virtuellen Kraftwerken steuern.
Micro Grid und Samrt Grid
Über den Begriff Micro Grid stolpert man dieser Tage häufig, daher scheint die klare Abgrenzung zum Smart Grid wichtig. „Ein Micro Grid ist ein regional abgetrennter Bereich des Netzes, der in sich dezentral stabilisiert wird und alleine läuft“, erklärt Dr. Jan Mrosik und ergänzt: „Wir sprechen von Large Micro Grids, wie beim EcoGrid-EU-Projekt auf der Ostseeinsel Bornholm, oder von Micro Grids, bei denen die Einbindung von dezentralen Stromerzeugungsanlagen im Vordergrund steht.“ In jedem Fall wird man aber auch in Zukunft ein übergeordnetes Netz benötigen, um den gesamten Energiebedarf decken zu können. Ob Micro oder Smart Grid - fest steht, dass noch einiges zu tun ist, bevor der Traum vom „intelligenten“ Netz Wirklichkeit werden kann. Noch fehlen verlässliche regulatorische Rahmenbedingungen und internationale Standards. Die Technik für Smart Grids ist vorhanden. Unseren Ausflug in die Smart-Grid-Zentrale von Siemens beendet Jan Mrosik mit den Worten: „Smart Grids sind ein wichtiger Teil der Energiewende. Sie steigern die Effizienz und leisten einen neuen, wichtigen Beitrag zur Systemstabilität. In Deutschland muss es also darum gehen, den Netzausbau und die Investitionen in Netzintelligenz gleichermaßen zu verfolgen.“
