Smart Grid -Geschäftsmodelle für intelligente Stromnetze

Die Energiewende braucht Flexibilitäten

In der  Grafik „Entwicklung von Energieerzeugung und Nachfrage“ (s.u.)  haben wir Prognosen für 2030 der Ist-Situation von heute gegenübergestellt. Die konventionelle Erzeugungskapazität wird reduziert, während regenerative Erzeugungskapazitäten stark ausgebaut werden. Gleichzeitig wird sich neben dem konventionellem und unflexiblen Verbrauch mehr und mehr ein zeitlich flexibler Verbrauch neu entwickeln, der vor allem von der Zunahme der Elektromobilität und der Wärmepumpen getrieben ist.

Dieser flexible Verbrauch schafft die Möglichkeit, durch Verbrauchsanpassungen auf volatile Schwankungen in der regenerativen Erzeugung durch Wind- und Sonnenkraft zu reagieren. Erzeugung und Verbrauch bleiben so im Gleichgewicht, ohne dass es zu Ausfällen kommt. Auch der Herausforderung der zunehmenden Dezentralität in Erzeugung und Verbrauch mit Leistungsspitzen, für die das Verteilnetz vielfach nicht ausgelegt ist, kann durch die intelligente Nutzung von Flexibilitäten mittels Smart-Grid-Technologien begegnet werden, ohne dass das Verteilnetz teuer ausgebaut werden muss.
 

Für bestimmte Kundensegmente rechnet sich die Flexibilität schon heute

In Modellrechnungen haben wir untersucht, wie es sich für unterschiedliche Haushalte finanziell auswirkt, wenn sie Flexibilitäten nutzen. Dabei kombinierten wir verschiedene Verbrauchsmuster, wie den unflexiblen Haushaltsstrom (HH) und die innerhalb gewisser Randbedingungen flexiblen Verbräuche für Wärmepumpe (WP) und Elektromobilität (E-Mob.). Auch Eigenerzeugung mittels PV-Anlage (PV) und ein Speicher sind vorgesehen. In dem Modell wurden gegenüber dem Referenzfall mit fixem Stromtarif und ohne reduziertes Netzentgelt nach § 14a EnWG, der Fall der dynamische Stromtarife mit Spot-Preisbindung, die Reduktion des Netzentgeltes für separat erfasste und steuerbare Verbraucher nach § 14a EnWG und die Kombination aus beidem betrachtet. Zusätzliche Kosten für intelligente Messsysteme und Steuergeräte im Smart Grid wurden berücksichtigt. 

Es zeigt sich ein signifikanter finanzieller Vorteil, sobald der flexible Verbrauch auf Grund von Elektromobilität ausreichend groß ist, was sich bei einer zusätzlichen Wärmepumpe noch erhöht. Eigenerzeugung reduziert den Energiebezug und damit die finanziellen Vorteile durch Verbrauchsflexibilität.

Sichere Lösungen für Messung, Überwachung und Steuerung

Die Flexibilitäten können nur genutzt werden, wenn Mess- und Steuersysteme vorliegen, die die Übertragung dynamischer Tarife, die zeitaufgelöste Messung des Verbrauchs und die intelligente Steuerung des Verbrauchs zulassen. Auch §14a EnWG benötigt separate Messung der flexiblen Anlage und einen steuernden Zugriff.

Es existieren bereits Lösungen im Markt, doch hat sich die Roadmap zur Digitalisierung der Energiewenden von BMWi und BSI zum Ziel gesetzt, Standards für Mess- und Steuersysteme zu schaffen, die Interoperabilität und IT-Sicherheit gewährleisten. Hier kommen stufenweise weitere Funktionalitäten hinzu, damit standardisierte Lösungen existieren, die den EVUs auch langfristige Rechtssicherheit im Einsatz ermöglichen. Das Schaubild unten zeigt einen schematischen Aufbau von Smart Grids in Kombination mit Smart-Meter-Gateways.
(Abkürzungen zu unten stehender Grafik. aEMT (aktiver Externer Marktteilnehmer), SMGW (Smart Meter Gateway), mME (moderne Messeinrichtung))