10 Wege, wie smarte Netze smarte Städte ermöglichen

Laut Juniper Research in die Verbesserung der Widerstandsfähigkeit und Intelligenz der Stromnetze durch smarte Technologien. Laut Juniper Research in die Verbesserung der Widerstandsfähigkeit und Intelligenz der Stromnetze durch smarte Technologien. Der Bericht rechnet damit, dass Smart-Grid-Technologien im Jahr 2026 zu Stromeinsparungen von über 1.000 TWh führen werden – der fünffache jährliche Energiebedarf von London. Diese Energieeinsparungen führen auch zu Kosteneinsparungen von bis zu 96 Milliarden Dollar.

Somit verspricht der gerade erst entstehende Markt für smarte Netze eine hohe Rendite in den kommenden Jahr (Keine Anlageberatung 🤗). Intelligente Netze senken nicht nur Kosten und Emissionen von Städten, sondern bieten auch lukrative Einnahmequellen für Unternehmen, die – wie manche es nennen – „den letzten großen, ungenutzten digitalen Weg in unser Leben“ beschreiten.

Der Energiesektor hat sich aber bisher nicht durch besonders kurze Innovationszyklen hervorgetan. Smarte Stromnetze sind aber eine Voraussetzung für intelligente Städte – und das ist auch der Grund, warum in den nächsten Jahren so viel Aufmerksamkeit und Geld für intelligente Stromnetze zu erwarten sind. 

Intelligente Stromnetze klingen in der Theorie großartig, aber welche konkreten Schritte können wir unternehmen, um ihre effektive und weit verbreitete Umsetzung zu gewährleisten? Laut Andy Booke, Gründer von gridX, läuft alles auf eine stärkere Vernetzung und eine bessere Nutzung von Daten hinaus. 

„Smarte Geräte sind überall und produzieren enorme Mengen an Daten. Aber diese Daten sind nutzlos, wenn sie nicht richtig verarbeitet und geteilt werden. Alle Akteure entlang der Energiewertschöpfungskette müssen Cloud und IoT nutzen, um sicherzustellen, dass Anlagen und Systeme intelligent vernetzt sind und zusammenarbeiten können“, sagt er. 

„Wir müssen Ressourcen bündeln, Anlagen miteinander verbinden, die Optimierung automatisieren, mit Energie handeln und Verbraucher:innen inzentiveren netzdienlich zu agieren - letztendlich müssen wir digitale Lösungen nutzen, um sicherzustellen, dass jede Komponente und jedes System intelligent arbeitet“, fasst Andy zusammen. 

„Wir müssen digitale Lösungen nutzen, um sicherzustellen, dass jede Komponente und jedes System intelligenter arbeitet.“
Andreas Booke, gridX-Gründer

Hier sind zehn Schlüsselfunktionen, die über das intelligente Energiemanagement hinausgehen und die wir als die nächsten Schritte auf dem Weg zur Verwirklichung von Smart Grids - und damit Smart Cities - ansehen.

1. Transparente Energieüberwachung und -steuerung für die Verbraucher:innen

In Privathaushalten und Unternehmen sind Menschen für etwa 30 Prozent der Energiebilanz eines typischen Gebäudes verantwortlich. Die Bürger werden sich ihrer Umweltauswirkungen zunehmend bewusst und sind bereit, ihr Verhalten zu ändern, um Kosten und Emissionen zu senken. Dazu müssen sie jedoch zunächst ihren Energieverbrauch verstehen, dann die Möglichkeit haben, ihn zu optimieren, und in der Lage sein, die daraus resultierenden Einsparungen zu erkennen. Am einfachsten geht das mit intuitiven Web- und Mobil-Apps. 

2. Energiehandel

Verbraucher:innen haben unterschiedliche Bedürfnisse. Umso besser sie vernetzt sind, desto stabiler kann das Netz arbeiten und desto besser können lokale Produktion und Nachfrage in Einklang gebracht werden. Anreize für Prosumer:innen, überschüssige Energie mit anderen Verbraucher:innen zu handeln, können dies fördern. Die Monetarisierung und der Handel mit der Flexibilität dezentraler Energieressourcen (DERs) auf den Strommärkten mit einer Lösung für virtuelle Kraftwerke ist ein weiterer wichtiger Mechanismus zur Stabilisierung und Weiterentwicklung der Stromsysteme.

3. Verbesserte Integration von Elektrofahrzeugen

Die Möglichkeit, Elektrofahrzeuge (EVs) durch V2G- und V2H-Technologien als Batterie zu nutzen, ermöglicht es, dass auch EVs netzdienlich agieren, indem sie Flexibilität anbieten statt neue Lastspitzen zu schaffen. Intelligentes Lademanagement - wie bswp. proportionales Laden oder Solarladen - verbindet Auto mit anderen Anlagen, wie lokalen Erzeugern und Speichern, und findet Kompromisse zwischen Netzstabilität und Mobilitätsbedürfnissen. 

4. Verstärkte Elektrifizierung und Power-to-X

Die fortschreitende Elektrifizierung des Verkehrs- und Wärmesektors durch den Einsatz von Elektrofahrzeugen und die fortschreitende Elektrifizierung des Verkehrs- und Wärmesektors durch den Einsatz von Elektrofahrzeugen und Wärmepumpen ist von entscheidender Bedeutung, um die Emissionen von Sektoren zu verringern und eine koordinierte Steuerung der Energieanlagen zu ermöglichen. Power-to-X ermöglicht die Umwandlung von erneuerbarer Energie in Brennstoffe wie Wasserstoff, die dann gespeichert und bei Bedarf wieder in Strom umgewandelt werden können. Diese zusätzliche Flexibilität ist ein wichtiger Bestandteil intelligenter Netze.

5. Integration von Systemen durch offene APIs

Wissen ist Macht, besonders wenn es um intelligentes Energiemanagement geht. So kann beispielsweise die lokale Optimierung der Energieflüsse verbessert werden, indem die Leistungsgrenzen als Funktion der Netzfrequenz über unsere gridX APIdynamisch angepasst werden. Dies ermöglicht schnelle Reaktionen auf Netzungleichgewichte und gewährleistet eine optimale Auslastung des Verteilnetzes und verringert so den Bedarf an Netzausbauten.

6. Energieprognose

Durch die Berücksichtigung von Prognosen für die tägliche Produktion und den täglichen Verbrauch kann eine Drosselung der PV-Erzeugung vermieden werden. So kann beispielsweise die Batterie morgens entladen werden, um mittags mit ansonsten gedrosselter Solarenergie wieder geladen zu werden. 

7. Variable Tarife

Anfang Februar gab es in Frankreich ein großes Ungleichgewicht, sodass Flexibilitäten zu Preisen von über 2 Euro/kWh abgerufen wurden. Das bedeutet, dass jeder, der seinen Ladevorgang (11 kW) für eine Stunde unterbrochen hätte, rund 22 Euro gespart hätte. Durch die automatische Verlagerung des Stromverbrauchs dezentraler Anlagen auf Zeiten mit niedrigen Preisen sorgen dynamische Tarife für ein Gleichgewicht im Netz und senken die Stromkosten für private und gewerbliche Nutzer:innen. Unser Modul Tariff Timer kann bspw. Preise des EPEX SPOT-Marktes einbinden, um Kosten für Verbraucher:innen zu senken. 

8. Vereinfachte Abrechnung, Wartung und Support

Intelligente Stromnetze zeichnen sich durch ihren integrierten, ganzheitlichen Charakter und ihre Benutzerfreundlichkeit entlang der gesamten Wertschöpfungskette aus. Das bedeutet, dass alle Prozesse, wie z. B. Energieabrechnung, Wartung und Kundensupport, über eine einzige, intuitive Schnittstelle zugänglich und aus der Ferne verfügbar sein sollten. Dies fördert eine stärkere Einbeziehung der Kund:innen und eine schnellere Lösung von Problemen. 

9. Kaskadiertes Energiemanagement

Da intelligente Netze immer größer werden, ist die Möglichkeit des Informationsaustauschs und der Steuerung zwischen mehreren Bereichen, das so genannte kaskadierte Energiemanagement, von entscheidender Bedeutung, um sicherzustellen, dass die Energienutzung auf allen Ebenen optimiert wird. Unser Modul Multi-Energy Optimizer ermöglicht es, Geräte Cluster zu zuweisen, komplexer Netztopologien abzubilden und einzelne Haushalte und Betriebe in einem Bezirk in einem ganzheitlichen Energiemanagementsystem für die gesamte Gegend zu integrieren. 

10. Verstärkter Fokus auf Cybersecurity

Die vernetzte und digitale Natur der intelligenten Stromnetze macht sie anfälliger für Cyber-Bedrohungen. Wir müssen die richtigen Cybersecurity-Prozesse und -strategien einsetzen, um Risiken vorzubeugen, Attacken abzuschwächen und ihre Folgen schnellstmöglich beheben zu können, damit sie den Betrieb nicht beeinträchtigen. Erfahre in unserem neuesten Report mehr darüber, wie Cybersecurity-Innovationen im Energiesektor fördern kann, anstatt sie zu blockieren.