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Darum geht’s: In einem Smart Grid verbindet moderne Kommunikationstechnik die verschiedenen Teile des Energiesystems wie die Stromerzeugung und den Stromverbrauch und stimmt diese aufeinander ab. So kann erneuerbare Energie besser in das Stromnetz integriert und das Netz optimal ausgelastet werden.

Nur in eine Richtung floss das Wissen früher im Klassenraum: vom Lehrer zum Schüler. So ähnlich war es auch im traditionellen Stromnetz - wenige Kraftwerke versorgten viele Verbraucher. Frontalunterricht in der Schule ist jedoch längst überholt. Im Trend liegt der gegenseitige Austausch im Klassenzimmer. Schüler arbeiten heute in Projektgruppen, organisieren sich selbst, produzieren, übermitteln und konsumieren Wissen. So verhalten sich auch die Haushalte und Unternehmen in einem Smart Grid. Mit einer privaten Photovoltaikanlage auf dem Dach oder vergleichbaren Anlagen sind sie nicht mehr nur Stromkonsumenten. Sie produzieren auch selbst Energie und werden dadurch zu sogenannten „Prosumern“. Mehr Prosumer bedeuten auch mehr Abstimmungsbedarf - damit die Energieversorgung reibungslos funktioniert.

Herkömmliche Stromnetze sind nicht für Erneuerbare entworfen

Bisher sind die Energienetze auf einen gleichmäßigen Energiefluss ausgelegt. Lange war das die beste Lösung, da Kohle- und Atomkraftwerke sehr beständig Strom produzieren konnten und die Energieerzeugung dadurch leicht zu berechnen war. Es kam kaum zu Überlastungen. Das könnte sich in Zukunft mit der wachsenden Zahl dezentraler Stromerzeuger ändern, die noch dazu nicht immer die gleiche Menge elektrische Energie in die Netze einspeisen: eine Herausforderung für unsere herkömmlichen Stromnetze. Sonne und Wind richten sich nicht nach dem tatsächlichen Strombedarf, sie scheinen und wehen wann sie wollen. Es kann aber nicht mehr Strom aus Erneuerbaren als nachgefragt wird ins Netz eingespeist werden. Auch der Stromverbrauch wird sich ändern. In Zukunft könnte viel Strom zur gleichen Zeit benötigt werden: etwa, wenn nach Feierabend überall gleichzeitig Elektromobile geladen werden.

So schlau sind intelligente Stromnetze

Hier kommen intelligente Stromnetze ins Spiel. Sie können zum Beispiel dabei helfen, überschüssigen Strom in Elektroautos oder hauseigenen Speichern so lange zu "parken", bis dieser gebraucht wird.

Damit das Smart Grid die Kommunikation aller Energieerzeuger, Energiespeicher und Energieverbraucher untereinander sicherstellen kann, muss in einem intelligenten Stromnetz die Datenkommunikation in beide Richtungen möglich sein. Deshalb werden Smart Grids oft auch als "Internet der Energie" bezeichnet. Um das leisten zu können, was von ihm verlangt wird, braucht ein Smart Grid neben Stromleitungen auch Datenleitungen.

Herzstück intelligente Messsysteme

Herzstück eines Smart Grid sind intelligente Messsysteme, die sogenannten "Smart Meter". Sie stellen eine besonders gesicherte Verbindung zwischen den einzelnen Verbrauchern und dem Stromnetz sowie den Energieversorgungsunternehmen her. Smart Meter registrieren den Stromverbrauch und übertragen zum Beispiel die Verbrauchsdaten verschlüsselt zur Abrechnung an den Lieferanten. Der Kunde erhält ein genaues Bild seines Verbrauchs. Der Netzbetreiber bekommt wichtige Informationen über die Situation vor Ort und kann das Netz damit besser steuern. Dabei gelten strenge, gesetzliche Datenschutzregelungen. Zusätzlich prüft das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) umfangreich die IT-Sicherheit, bevor Smart Meter eingesetzt werden dürfen. Hierfür gelten spezielle Sicherheitsanforderungen, die mit dem Niveau von Banken vergleichbar sind.

Mehr als nur ein Stromzähler

Intelligente Messsysteme bilden also das Rückgrat eines intelligenten Stromnetzes. Sie sind als digitale Infrastruktur für die Energiewende in allen relevanten Bereichen ausgelegt. Denn die Energiewende befasst sich nicht nur mit "grünem" Strom, auch Bereiche wie Wärmeversorgung und Verkehr sollen auf erneuerbare Energien umgestellt werden. Über die besonders geschützte Smart-Meter-Technologie können auch dafür Daten ausgetauscht werden, zum Beispiel beim Laden von Elektromobilen oder zur intelligenten Steuerung von Heizungsanlagen in Gebäuden (Smart Home, Smart Building).

Schaufenster für intelligente Energie

Erprobt werden die Rahmenbedingungen, Möglichkeiten und Anforderungen intelligenter Stromnetze derzeit in deutschlandweit fünf Modellregionen. Das im Januar 2017 gestartete Förderprogramm "Schaufenster intelligente Energie - Digitale Agenda für die Energiewende" (SINTEG) soll in fünf großflächigen "Schaufensterregionen" übertragbare Musterlösungen für eine sichere, wirtschaftliche und umweltverträgliche Energieversorgung - bei hohen Anteilen fluktuierender Stromerzeugung aus Wind- und Sonnenenergie - entwickeln und erproben.