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Bild: iStock, Pixtum

Smart Grids weltweit Das Internet der Energie

25.01.2017

Energieerzeugung und -verbrauch gestalten sich heute so bunt wie nie. Struktur bringen Smart Grids. Für ihre Umsetzung verfolgen Länder weltweit unterschiedliche Ansätze.

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Supermarktdächer, Waschmaschinen, Elektroautos, Pumpspeicher, HGÜ-Anlagen – auf dem Energiemarkt tummeln sich immer mehr Erzeuger, Verbraucher, Speicher und Netzkom­ponenten. Damit diese reibungslos zusammenarbeiten, muss das Stromnetz mitdenken – und sich zu einem Smart Grid weiterentwickeln. Genau hierin besteht die Krux: Weltweit sind Stromnetze unterschiedlich gewachsen und lassen sich bestenfalls schrittweise weiterentwickeln. Seit Jahrzehnten beschäftigen sich deshalb viele Projekte mit der Frage, wie Smart Grids ausgestaltet werden können, welche Standards nötig sind und wie die tech­nische Umsetzung konkret aussehen sollte.

Chinesische Netzwende

Deutschland arbeitet im Zuge der Energiewende seit vielen Jahren daran, seine Netze zukunftsfähig zu gestalten, wie etwa das das Verbundprojekt E-Energy Future gezeigt hat. Doch auch​ andere Länder haben aus unterschiedlichen Gründen ein Interesse daran, ihre Netze zu einem Smart Grid auszubauen: So muss China zum einen eine wachsende Energienachfrage bewältigen. Zum anderen möchte es seine selbstauferlegten Klimaziele erfüllen.

Gleichzeitig sieht der Staat eine gute Möglichkeit, rund um das Thema Smart Grid neue Geschäftsmodelle zu entwickeln. Deshalb will China Smart-Grid-Technik kräftig unterstützen: So hat das Energieunternehmen State Grid Corporation of China, das sich für ein „starkes und intelligentes Netz“ einsetzt, zunächst rund 230 Milliarden Euro investiert. Bis 2020 sollen noch einmal 225 Milliarden Euro dazukommen.

Neben dem Einbau von Smart-Metern und der Weiter­entwicklung von Kommunikationstechnik betreffen die Inves­titionen in China vor allem die Weiterentwicklung der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung. Vom Smart-Grid-Boom profitieren aber auch Pilotprojekte wie in der Provinz Guangdong, wo der Stromnetzbetreiber China Southern Power Grid unter anderem ein selbstheilendes Stromnetz implementiert hat.

Umtriebig in Sachen Smart Grid ist auch Kanada. Der USA-Nachbar mit seiner ungleichmäßigen Bevölkerungsdichte und einem dreigeteilten Übertragungsnetz kann auf dem Weg zum intelligenten Netz schon zahlreiche Meilensteine vorweisen: So hat Schneider Electric in British Columbia das größte Microgrid-Labor der Welt eröffnet, um Solarprodukte unter Extrembedingungen zu testen. Zudem hat das Unternehmen gemeinsam mit der Ryerson Universität das erste universitäre Smart-Grid-Labor errichtet. Speicherlösungen nimmt Sony in den Fokus und arbeitet dafür mit dem kanadischen Stromversorger Hydro-­Québe zusammen.

Smart Grid ohne Grenzen

Der Netzumbau bietet Ländern aber nicht nur die Möglichkeit, das Energiesystem innerhalb ihrer Landesgrenzen zu verbessern. Wer beispielsweise bestimmte Energiequellen aufgrund geografischer Gegebenheiten nicht nutzen kann, hat über Smart Grids die Möglichkeit, mit den Nachbarn zusammenzuarbeiten. So hat das Fraunhofer-Institut für System- und Innovations­forschung ISI das Projekt Supergrid ins Leben gerufen. Ziel ist es, Schlüsseltechnologien für Komponenten und Systeme zu entwickeln, die es erlauben, elektrische Energie zuverlässig zu erzeugen, zu speichern und zu verteilen. Die Forscher legen dabei den Fokus auf die Integration der Elektrizitätssysteme zwischen Europa und der Region Middle East & North Africa.

Smart-Grid-Pläne hegt auch die Region Südamerika, die mit Stromdiebstahl und unzuverlässiger Stromversorgung kämpfen muss, andererseits aber große Kapazitäten für erneuerbare Energieerzeugung hat. Damit könnte sie zu einem wichtigen Markt werden. Insgesamt will die Region bis 2025 rund 37 Milliarden Euro in die Modernisierung der Energieinfrastruktur investieren. So plant Brasilien, mehr als drei Millionen Smart Meter zu installieren, um dem Stromdiebstahl entgegenzuwirken. Zudem planen Länder wie Kolumbien, Chile oder Argentinien auch in Automatisierungstechnik und andere Smart-Grid-Technik zu investieren. Dass hier großes Zukunftspotenzial liegt, zeigt das Interesse internationaler Unternehmen wie ABB, Alstom, GE, Sensus, Schneider Electric oder Siemens. Letzteres Unternehmen unterstützt beispielsweise Smart-Grid-Technik für das Projekt Energia +, um nichttechnische Stromverluste zu reduzieren.

Insellösung Down Under

Neben großen Ländern und Regionen sind auch Inselstaaten wie Japan oder Australien daran interessiert, ihr Netz zukunftssicher zu gestalten. Einige Teile des australischen Stromnetzes beispielsweise sind nicht miteinander verbunden, zudem sieht das Land sich mit wachsendem Energiehunger konfrontiert. Als Maßnahme einer nationalen Energieeffizienzinitiative rief die Regierung in Folge der Wirtschaftskrise 2008 das Projekt Smart Grid, Smart City ins Leben.

In einem groß angelegten Feldversuch wurde unter Beteiligung tausender Haushalte ein Smart Grid aufgebaut, um zu belegen, dass Smart Meter und Smart Grids ein wichtiges Mittel für Australien sind, um Energie zu sparen und das Bewusstsein für Energienutzung zu schärfen. Obwohl sich zunächst eine wahre Protestbewegung gegen die Einführung der Smart Meter entwickelte, wurde das Projekt 2013 erfolgreich abgeschlossen: 83 Prozent der Teilnehmer gaben an, im Rahmen des Projektes und mit Hilfe der verwendeten Technik Energie gespart zu haben. Die Hälfte der Teilnehmer habe zudem die Gewohnheiten im Zusammenhang mit Energie geändert.

Digitale Player gehen ins Netz

Wichtige Komponenten im Smart Grid sind Sensoren und Software. Deshalb ist die Digitalisierung ein wichtiger Treiber, denn wie im Internet der Dinge sollen auch im Smart Grid Erzeuger und Verbraucher miteinander kommunizieren. Aus diesem Grund tauchen längst auch Namen wie Google im Zusammenhang mit Smart Grids auf. Die Kalifornier arbeiten bereits seit 2008 mit GE zusammen, um das Energiesystem der USA zu verbessern. Google Maps ist nun Teil der GE-Lösung Smallworld, um Netze besser planen, verwalten und erweitern zu können. Zudem hat Google mit dem Kauf von Nest einen Schritt in Richtung Smart Home gemacht und ist damit nicht allein: Auch Apple, Samsung, Cisco und Co. statten Haushalte – die eine große Rolle im Smart Grid spielen – mit Energielösungen aus.

Pilotprojekte weltweit, große Namen, ambitionierte Ziele und insbesondere die getätigten und geplanten Investitionen lassen keinen Zweifel mehr daran, dass intelligente Netze der Zukunft in vielen Regionen weltweit zumindest in Teilen bereits heute Realität sind.

Wie gut kennen Sie das Smart Grid?

Wer sein Wissen rund um Smart-Grid-Technik testen möchte, kann dies online tun und findet dort auch eine erklärende Animation rund um das Thema.

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