Die Digitalisierung als Basis der Energiewende | emw.trends

VON MARC SCHREIBER – DEPSYS, PUIDOUX (SCHWEIZ)

Wie lösen wir die Herausforderungen auf dem Weg zum intelligenten Netzbetrieb?

Zu den wichtigsten Zielen der Verteilnetzbetreiber zählt, die sichere Versorgung in entsprechender Qualität zu gewährleisten. Dazu gewinnt der intelligente, digitalisierte Betrieb der Netze zunehmend an Bedeutung. Dafür gibt es handfeste Gründe, denn mit dem bloßen Vorhandensein der Technik ist noch nichts erreicht – es kommt auf den strategischen Einsatz derselben an. Im Folgenden soll veranschaulicht werden, welchen strategischen Herausforderungen die Verteilnetzbetreiber gegenüberstehen und wie sich diese mit intelligenten Plattformen aus Hard- und Software lösen lassen.

Der Einsatz intelligenter Technologien schafft Transparenz und erlaubt die flexible Steuerung der Netze. Er ist die Voraussetzung für deren Automatisierung, senkt die Kosten und verbessert die Fehlererkennung. Die Digitalisierung macht Planung, Ausbau, Betrieb und Wartung der Netze effizienter und effektiver. Als Voraussetzung der verhaltensbasierten Steuerung ist sie ein wesentliches Element zur Effizienzsteigerung und damit zur Senkung des CO2-Ausstoßes. Die dafür nötige Technologie existiert bereits. Mit Lösungen wie GridEye von DEPsys lassen sich intelligente Netze effektiv verwirklichen.

Verteilnetze technisch nicht bereit für Smart Energy
Die letzten Jahre haben auf Verbraucherseite massive Veränderungen mit sich gebracht, die herkömmliche Netze an ihre Grenzen bringen: Die verstärkte Integration dezentraler Erzeuger und die neue Qualität einer Nachfrage, die sich aus der Ladeinfrastruktur der Elektromobilität ergibt. Diese beiden Trends gefährden die Versorgungsqualität und -Sicherheit. Der effektivste Weg, beides zu sichern ist, die Netze mit Intelligenz aufrüsten, was sich zum Beispiel durch modularisierte und dezentralisierte Steuerungsplattformen realisieren lässt. Dazu müssen Verteilnetzbetreiber in der Lage sein, den Netzzustand in Echtzeit zu ermitteln und eine Kommunikation zwischen den verschiedenen Systemen zu ermöglichen. Zuvor gilt es aber, eine Reihe von Herausforderungen zu meistern.

Was hemmt den intelligenten Netzausbau?
Die Verteilnetzbetreiber haben im Wesentlichen sieben große Themenbereiche zu klären, um ihre Projekte mit intelligenten Netzen zu unterstützen:

▪Technisch: Smart-Grid-Technologie erfordert den Einsatz neuer Mess- und Steuer-Hardware. Smart Meter messen den Verbrauch und erlauben gegebenenfalls über zusätzliche Steuerboxen die Kontrolle über angeschlossene „Flexibilitäten“, also Elemente, die Strom speichern oder gezielt erzeugen können. Intelligenz im Verteilnetz, d.h. nicht am Hausanschluss, bildet aber den Kern von Smart Grid.

▪Datengetriebenes Wirtschaften: Die Verteilnetzbetreiber haben in vielen Fällen noch kein Konzept vorbereitet, wie die gewonnenen Daten sinnvoll genutzt werden können. Dies erfordert ein Umdenken der Unternehmensführung und die Fortbildung der Mitarbeiter. Erst dann kann das Unternehmen den maximalen Nutzen aus den Daten ziehen.

▪Strukturell: Heute erhalten die Netzbetreiber wenig Unterstützung bei der Einführung intelligenter Netze. Es gibt von Seiten ihrer Träger, aber auch von Seiten der Politik, wenig Anreize, Anwendungen intelligenter Netze einzuführen und damit eine neue Wirtschaftlichkeits- und Effizienzstufe zu erreichen. Deshalb ist es nötig, den Verteilnetzbetreibern zu ermöglichen, Investitionen in Intelligente Netze buchhalterisch als solche zu behandeln.

▪Ressourcen: Grundsätzlich verfügen die Netzbetreiber über begrenzte Ressourcen. Dies gilt umso mehr für kommunal organisierte Anbieter. Das Kosten-Nutzen-Verhältnis muss positiv ausfallen. Zudem muss die Installation neuer Technologie ohne Ausfälle möglich sein. Dies bedeutet, dass eine geeignete Lösung modular und schnell einsetzbar sein muss.

▪Business-Modelle: Es ist eine grundsätzliche Herausforderung, dass viele der Geräte, die für den effektiven Einsatz intelligenter Netze gesteuert werden müssen, im Besitz von Netzkunden sind. Dies gilt etwa für PVAnlagen oder Speicher, die etwa in Elektromobilitäts- Anlagen oder -Endgeräten verbaut sind. Kühlhäuser und Wärmespeicher können Ihren Kälte- und Wärmebedarf flexibel anpassen und so ihren Strombedarf reduzieren. Um diese Ressourcen nutzen zu können, benötigt es eine entsprechende Vereinbarung mit dem Eigentümer. Entsprechende Geschäftsmodelle müssen aber erst noch entwickelt werden.

▪Security: Die datentechnische Erschließung der Netze bringt die Pflicht zur Sicherung der Infrastruktur mit sich. Das bedeutet die Verschlüsslung sämtlichen Datenverkehrs, die Abschottung der einzelnen Geräte gegenüber dem Internet, verlässliche und zeitgemäße Updates und Sicherheits-Patches. 

▪Rechtlich: Die Verwendung granularer Verbrauchsdaten aus privaten Haushalten wirft auch rechtliche Fragen auf. So muss vertraglich vereinbart werden, wozu der Netzbetreiber sie verwenden darf.

Nächste Schritte auf dem Weg zum intelligenten Netzbetrieb
Lösungen zur Digitalisierung des Stromnetzes sind aus technischer Sicht bereits vorhanden. Plattformen aus Hard- und Software für das Monitoring, die Steuerung und Optimierung des Verteilnetzes für intelligente Netze senken, modular eingesetzt, die Einstiegshürde auch für kommunal organisierte Verteilnetzbetreiber. Im Idealfall können diese Anwendungen etwa mit unserer Lösung GridEye innerhalb eines Tages installiert und konfiguriert werden.

Auf rechtlicher Seite müssen die notwendigen Voraussetzungen geschaffen werden. Dazu können einerseits geeignete Vereinbarungen mit den Endanwendern geschlossen werden. Andererseits können durch Pseudonymisierung and Anonymisierung der Daten die Auflagen des Datenschutzes eingehalten werden.

Von großer Bedeutung ist allerdings, dass die Ziele der Digitalisierung auf geschäftlicher Seite vor dem Beginn jeder größeren Installation klar definiert sind. Nicht nur, weil sonst der geschäftliche Nutzen nicht optimal eingebracht werden kann, sondern weil die neue Welt der datengetriebenen Energiewirtschaft einen Paradigmenwechsel mit sich bringt. Diesen Change- Management Prozess können Anbieter wie DEPsys unterstützen.

Verteilnetzbetreiber profitieren dabei von der lokalen Struktur des Strommarktes in Deutschland. Dadurch, dass es eine große Zahl ähnlich aufgestellter Unternehmen gibt, können sie erfolgreiche Ansätze voneinander übernehmen. So können Anwendungen mit GridEye von DEPsys in Deutschland und der Schweiz schon heute als Referenz dienen.

Fazit: Energiewende kann ohne intelligente Netze nicht gelingen.

Die Digitalisierung der Stromnetze steigert die Auslastung und Effizienz der Netze, verbessert die Versorgungsqualität, erhöht die Planbarkeit und senkt den Bedarf an weiterem Netzausbau. Vor allem aber ist der intelligente Netzbetrieb die nötige Voraussetzung für die Integration einer hohen Dichte dezentraler erneuerbarer Energiequellen und Ladeinfrastrukturen für die Elektromobilität. Sie ist damit ein wichtiger Baustein der Energiewende und der Reduktion des CO2-Ausstoßes. Der Gesetzgeber muss dazu Rahmenbedingungen schaffen, die den Netzbetreibern einen Anreiz bieten, auf Intelligenz zu setzen. Letztere sollten schon jetzt in Pilotprojekten Erfahrungen sammeln, um das Potenzial intelligenter Netze zu entdecken.

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