Smart Grid: Das Stromnetz der Zukunft

Die fortschreitende Energiewende fordert innovative Lösungen, um den Strombedarf in der Schweiz zu decken. In diesem Kontext gewinnt die Idee eines «Smart Grids» – eines intelligenten Stromnetzes – zusehends an Bedeutung.

Gemäss Bundesamt für Energie BFE verbrauchen Gebäude in der Schweiz jährlich rund 90 Terawattstunden (TWh) Strom – das entspricht rund 40% des Gesamtverbrauchs. Ein beträchtlicher Teil dieses Verbrauchs geht auf ineffiziente oder nicht optimierte Prozesse zurück. Die intelligente Vernetzung von Energieflüssen durch Smart Grids eröffnet eine vielversprechende Möglichkeit, den Energieverbrauch in Gebäuden zu reduzieren und gleichzeitig die Effizienz zu steigern.

Energielandschaft im Wandel

Die Stromerzeugung in der Schweiz ist geprägt von einer zunehmenden Dezentralisierung: Nebst den etablierten Energieerzeugern gibt es immer häufiger kleinere Anbieter und sogar Privatpersonen, die Strom ins Netz einspeisen. Dazu kommt, dass unser Stromnetz auf einen gleichmässigen Energiefluss durch Atom- und Wasserkraftwerke ausgelegt ist. Die rapide Zunahme wetterabhängiger erneuerbarer Energien wie Solar- und Windstrom sorgt aber für Unregelmässigkeiten in diesem Fluss, da hierbei keine gleichmässige Erzeugung stattfindet. Damit steigt die Notwendigkeit einer intelligenten Steuerung, damit auch künftig ein stabiles Stromnetz sichergestellt werden kann.

Stromfluss in beide Richtungen

Was aber unterscheidet das Smart Grid von unserem herkömmlichen Stromnetz? Im Gegensatz zum konventionellen Stromverteilungssystem, das hauptsächlich in eine Richtung funktioniert – nämlich vom Kraftwerk zu den Verbrauchern – zeichnen sich Smart Grids durch ihre Fähigkeit aus, sowohl Energie als auch Daten in beide Richtungen zu transportieren und zu steuern. So können nebst dem Strom auch Informationen zu Strombedarf und Verfügbarkeit zwischen Energieerzeugern, Energiespeichern und Energieverbrauchern ausgetauscht werden. Diese Kommunikation ermöglicht es, Energienachfrage und -angebot stets flexibel auszugleichen und somit Engpässe und Überlastungen zu vermeiden. Wenn beispielsweise erneuerbare Energiequellen wie Sonne und Wind viel Strom erzeugen, kann das Smart Grid diese Energie speichern oder gezielt in das Netz einspeisen. In Zeiten höherer Nachfrage oder geringerer Produktion kann es den Energiefluss entsprechend anpassen, um einen reibungslosen Betrieb zu gewährleisten.

Smart Meter: eine Win-Win-Situation

Für ein funktionierendes Smart Grid braucht es nebst zusätzlicher Datenleitungen in erster Linie intelligente Messsysteme, sogenannte Smart Meter. Die Funktion dieser Stromzähler der neusten Generation geht weit über das Übermitteln des Stromverbrauchs hinaus: Sie erfassen nicht nur den Energieverbrauch in Echtzeit, sondern sind auch in der Lage, die entsprechenden Daten in kurzen Intervallen zu sammeln, zu speichern und weiterzuleiten. Das hat Vorteile für beide Seiten: Energieunternehmen können die Lastverteilung besser optimieren, indem sie Muster im Energieverbrauch analysieren und die Kapazitäten daran anpassen. Ebenfalls besteht die Möglichkeit, Verbraucher bei Bedarf über Einsparungsmöglichkeiten zu informieren oder flexible Tarifsysteme anzubieten, die dem Verbrauch in Spitzenzeiten entgegenwirken. Auf der anderen Seite können Energieverbraucher dank präziserer Messung und Abrechnung ihren Energieverbrauch besser nachvollziehen und gegebenenfalls anpassen, um Kosten zu senken und den ökologischen Fussabdruck zu reduzieren. So haben Studien gezeigt, dass allein durch die Sensibilisierung auf den eigenen Stromverbrauch durch Smart Metering dieser um 3 bis 5 % gesenkt werden kann.

Schritte in die Energiezukunft

Die Technologie für Smart Grids ist im Prinzip vorhanden, doch bis dieses flächendeckend eingeführt werden kann, dürften noch einige Jahre vergehen. Intelligente Stromzähler sind dazu ein wichtiger erster Schritt: Bis Ende 2027 sollen gemäss Bundesamt für Energie 80 % der Stromzähler in der Schweiz durch Smart Meter ersetzt werden. Parallel dazu braucht es aber nebst wesentlichen Investitionen in die Erneuerung des Stromnetzes noch viel Forschung in Sachen Software und Algorithmen sowie die Entwicklung von Standards, damit alle smarten Netze kompatibel sind und nahtlos miteinander funktionieren. Eines ist aber klar: Die Zukunft der Energieversorgung liegt zweifellos in der intelligenten Vernetzung – sie bildet die Grundlage zur Schaffung einer nachhaltigen und effizienten Energieinfrastruktur in der Schweiz.