30.09.2009 · Ein Begriff macht die Runde, mit dem bislang kaum jemand etwas anfangen konnte: „Smart Grid“. Ein solches intelligentes Stromnetz ist die Voraussetzung für all die ehrgeizigen Klimaschutzziele. Die Technik verbindet die alte mit der neuen Stromwelt.
Von Rüdiger Köhn
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Melden im Detail Daten über den Verbrauch an die Versorger: intelligente Stromzähler
Was in Deutschland noch wie Zukunftsmusik klingt, ist in Italien bereits Realität. Dort sind Häuser und Wohnungen mit Messgeräten für den Stromverbrauch ausgestattet, die im Dialog mit dem Stromversorger stehen. Die Uhren sind intelligent und melden im Detail Daten über den Verbrauch.
Hierzulande ist erst vom Jahr 2010 an der Einbau von intelligenten Stromzählern in Neubauten und sanierten Häusern Pflicht. Was nicht heißt, dass die Italiener per se im Spardenken wesentlich fortschrittlicher sein müssen. Südlich der Alpen war bislang die Motivation für die Modernisierung gewesen, dem Stromklau ein Ende zu setzen und Zahlungsverweigerern einfach den Strom per Knopfdruck aus der Zentrale abzuschalten.
Die neuartigen Stromzähler sind eine Facette einer Technologie, die derzeit in der Debatte über den verstärkten Einsatz erneuerbarer Energien für die umweltfreundliche Stromerzeugung an Bedeutung gewinnt. „Smart Grids“ - intelligente Stromnetze - stehen erst am Anfang. Doch können sie schon in wenigen Jahren fester Bestandteil des Alltags werden. Schon kurz- bis mittelfristig könnte weltweit ein Zig-Milliarden-Markt entstehen. Große Teile der Energieinfrastruktur stehen vor dem Umbruch, der erst durch „denkende Systeme“ für die Erfassung, Analyse, Steuerung, Speicherung und für den Transport möglich wird.
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Schön, aber veraltet: Stromzähler in China
Immer mehr dezentrale Einheiten
Die bislang bestehende Infrastruktur ist den Herausforderungen nicht gewachsen. In der Stromerzeugung treten immer mehr kleine, dezentral aufgestellte Einheiten gegen die großen Kraftwerke an. Die Liberalisierung der Strommärkte bricht die verkrusteten Strukturen mit wenigen Energieversorgern auf. Es entsteht eine neue Bewegung: Städte und Gemeinden streben eine gewisse Unabhängigkeit von großen Stromversorgern an und wollen beziehungsweise müssen das durch den Einsatz von Alternativenergien erreichen. Das geht mit der Klimaschutzdebatte einher. Die verlangt den verstärkten Einsatz von regenerativen Energien, um die fossilen Energieträger Öl, Gas und Kohle mit ihrer Kohlendioxidbelastung zurückzudrängen. Bis zum Jahr 2020 sollen in der EU 20 Prozent - in Deutschland sogar 30 Prozent - der Stromerzeugung aus regenerativen Energien stammen und den Kohlendioxidausstoß um 20 Prozent vermindern.
Die Folge: Es werden große Solaranlagen wie das geplante, noch in weiter Ferne liegende Wüstenstromprojekt Desertec in Nordafrika (siehe Video: Die Sahara-Steckdose für Europa) oder riesige Windräder-Parks in der Nord- und Ostsee (Offshore) entstehen, die gewaltige Mengen von Strom produzieren, der in weit entfernte Regionen geliefert werden muss. Und die Zahl kleiner Sonnenkraftwerke auf den Dächern von Wohn- und Bürohäusern oder Mini-Blockkraftwerke wird deutlich zunehmen.
Wolfgang Dehen, Vorstandsvorsitzender des Energiesektors der Siemens AG, spricht von einem „Energiesystem im Wandel“ - und er kreiert den Begriff „Prosumer“: der Verbraucher (Consumer) von Energie ist zugleich Erzeuger (Producer) von Energie. „Der Smart-Grid-Markt“, sagt der Siemens-Manager, „wird auch aufgrund des Klimawandels und der Konjunkturprogramme eine zunehmende Dynamik entwickeln.“ Sie seien Bestandteil zahlreicher staatlicher Programme zur Stützung der Wirtschaft. Die amerikanische Regierung unter Präsident Barack Obama will allein 3 Milliarden Euro dafür ausgeben.
Versorger sehen riesigen Markt
„Bislang sind die Netze nicht sehr klug“, sagt Dehen-Kollege Michael Weinhold, Technologievorstand von Siemens Energie. „Das gesamte System ist nur wenig automatisiert.“ Daher müsse es intelligente, flexibel steuerbare Netze geben. „Beim Smart Grid gehen das Energiesystem und die Informations- und Kommunikationstechnik eine Symbiose ein.“ Dadurch werde das Netz nicht nur transparent, sondern auch kontrollierbar.
Ein neuer Riesenmarkt öffnet sich dem Siemens-Konzern und seinen Hauptkonkurrenten ABB aus der Schweiz, General Electric (GE) aus den Vereinigten Staaten sowie einer Vielzahl mittlerer und kleinerer Unternehmen. Auch Netzwerkausrüster wie die amerikanische Cisco tummeln sich wegen der hohen Ansprüche an die Informationstechnik in diesem neuen Markt. Auf 30 Milliarden Euro wird das Geschäft mit „Smart Grids“ geschätzt. Das entspricht knapp 10 Prozent des gesamten Volumens für Stromübertragung und -verteilung, der auf 330 Milliarden Euro veranschlagt wird.
Siemens beansprucht eine gewisse Führungsposition in diesem Marktsegment und begründet diese mit dem im Vergleich zu Wettbewerbern breitesten Angebot - von Stromzählern und Datenmanagement (Smart Metering) über die Netzintelligenz (Steuerungstechnik) bis zur Informationstechnik der Stromversorger. Der Konzern erhofft sich einen Umsatz von 6 Milliarden Euro in den nächsten fünf Jahren.
Intelligente Zähler sind der erste Schritt
Reichlich Geschäft wittert auch Jeff Immelt, Vorstandschef von GE: „Das ist eine 3-, 4-, 5-Milliarden-Dollar-Gelegenheit für GE“, sagt er, „eine Vielfach-Milliarden-Dollar-Gelegenheit.“ Er bezieht dies allein auf das Geschäft mit „Smart Metering“, auf das die Amerikaner derzeit einen Schwerpunkt gelegt haben. Im Frühjahr hat GE mit der Stadt Miami und dem Energieversorger Florida Power & Light eine Partnerschaft gegründet, um den Einsatz intelligenter Stromzähler voranzutreiben. Kooperationspartner ist Cisco, die Ähnliches mit dem deutschen Stromanbieter Yello nun auch hierzulande versuchen will. GE hofft darauf, dass solche Technologien in den 50 bis 100 größten Metropolen in den Vereinigten Staaten eingesetzt werden. General Electric bietet allerdings trotz eines breiteren Produktangebotes im „Smart Metering“ eher Punktlösungen denn eine breite Palette über das gesamte „Smart Grid“ an.
Daher ist ABB mit einem umfassenden Angebot in der Stromübertragung und -verteilung der wesentlich ernster zu nehmende Konkurrent für Siemens. Wie die Deutschen bieten auch die Schweizer zum Beispiel die Technologie für Stromautobahnen (Hochspannungsgleichstromübertragung HGÜ) an, die große Strommengen über lange Entfernungen transportieren sollen. Beide bauen in China solche HGÜ über Strecken von jeweils 2000 Kilometern. Lücken hat ABB hingegen im Angebot von IT-Infrastruktur, weshalb sie in dem Bereich mit IBM oder EDS zusammenarbeitet.
Daneben gibt es viele spezialisierte Anbieter wie die Schweizer Landis & Gyr, die sich unter anderem auf das Angebot von Strommessung und -verwaltung (Zähler und Kommunikationssysteme) konzentriert hat. Nicht umsonst stellt deren Vorstandsvorsitzender Andreas Umbach heraus: „Der erste Schritt zur Umwandlung des Stromnetzes muss in der Einführung intelligenter Zähler bestehen.“
Wozu intelligente Netze?
Beherrschung: Die schwer planbare Einspeisung von Strom aus Sonnen- und Windkraft lässt sich durch ein effizientes Energiemanagement beherrschen. Großkraftwerke sorgen für eine Grundversorgung. Viele kleine Stromerzeuger aus regenerativen Energien werden hinzukommen. Zeitweilig auftretender überschüssiger Strom kann bald flexibel zwischengespeichert werden. Sensoren und intelligente Zähler sind Grundlage dafür, um Stromspeicher zu- oder abzuschalten.
Stromautobahnen: Die Hochspannungsgleichstromübertragung (HGÜ) ermöglicht den Transport enorm großer Strommengen über sehr weite Distanzen. In China baut Siemens eine HGÜ-Anlage über 2000 Kilometer. Das Wüstenprojekt Desertec - Strom aus der Wüste mit Sonnen- und Windkraft - kann nur mit solchen Stromautobahnen funktionieren. Die sind auch in Deutschland geplant, um künftig große Mengen von Windkraftstrom vom Norden in den Süden zu transportieren. Die HGÜ ist eine neue Technologie, die 30 bis 50 Prozent geringere Übertragungsverluste hat als vergleichbare Drehstromverbindungen. Dadurch amortisieren sich die Investitionen schnell. Zukunftsprojekte wie Desertec können so wirtschaftlich und umweltfreundlich sein.
Virtuelle Kraftwerke: Dezentrale Erzeugungseinheiten produzieren relativ kleine Mengen Strom. Darunter fallen etwa die Photovoltaikanlage auf dem Dach eines Wohnhauses, ein Windrad oder ein Mini-Blockheizkraftwerk. Die den eigenen Bedarf der Anlagebetreiber übertreffende Stromproduktion soll an der Strombörse verkauft und in ein Netz eingespeist werden. Dafür ist eine Mindestmenge notwendig, die durch den virtuellen Zusammenschluss mehrerer Erzeugeranlagen erreicht wird. So können viele kleine Kraftwerke wie ein großes Kraftwerk von einer Netzleitwarte zentral gesteuert werden. Eine spezielle Software sorgt als Gehirn eines virtuellen Kraftwerks für den abgestimmten Einsatz, in dem Verbrauchsanforderungen und Wetterprognosen berücksichtigt werden.
Strommakler: Es ist Zukunftsmusik. Aber ein mit Batterien betriebenes Auto soll eines Tages einmal nicht nur mit Strom fahren, sondern ihn auch auch speichern. Es kann so als Makler fungieren. Bei Stromüberschuss wird der Akku zu niedrigen Preisen aufgeladen, in Zeiten großen Bedarfs kann der gespeicherte Strom zum höheren Preis wieder in das Netz abgegeben werden - womit Autobesitzer etwas verdienen können. Das erfordert nicht nur den Anschluss des Autos an eine Steckdose, sondern auch Abrechnungs- und Steuerungssysteme.
Ablesen: Den Energiebedarf zu erfassen, weiterzuverarbeiten und abzurechnen ist ein Kernelement von Smart Grid. Das Smart Metering erlaubt eine wesentlich genauere Analyse des Stromverbrauchs. Versorger wie Verbraucher erkennen, wo und wann außergewöhnliche Spitzen bestehen. Erzeuger können Produktion und Netze optimieren. Abnehmer erhalten Hinweise auf Stromfresser und für einen sparsameren Umgang.
| Name | Kurs | Prozent |
|---|---|---|
| DAX | 6.692,96 | −1,41% |
| FAZ-INDEX | 1.495,13 | −1,32% |
| TecDAX | 769,89 | −0,43% |
| MDAX | 10.249,10 | −1,04% |
| SDAX | 4.985,13 | −0,71% |
| REX | 421,06 | −0,02% |
| Eurostoxx 50 | 2.480,76 | −1,65% |
| F.A.Z. EURO INDEX | 80,01 | −1,60% |
| Dow Jones | 12.801,20 | −0,69% |
| Nasdaq 100 | 2.547,32 | −0,65% |
| S&P500 | 1.342,64 | −0,69% |
| Nikkei225 | 8.947,17 | −0,61% |
| EUR/USD | 1,3195 | −0,67% |
| Rohöl Brent Crude | 117,61 $ | −0,91% |
| Gold | 1.711,50 $ | −2,09% |
| Bund Future | 138,62 € | +1,01% |
