Die Zukunftsmusik spielt in unseren Stromnetzen. Smart Grid nennt sich das Konzept, das einen effizienteren Einsatz von Strom ermöglichen soll. «Smart Grids sind flexible, steuer- und rückkoppelbare und wie es der Begriff impliziert, intelligente Netze», erklärt Prof. Dr. Göran Andersson vom Power Systems Laboratory der ETH Zürich. Zum Einsatz kommen könnte die Smart-Grid-Technologie in Zukunft vor allem bei den Verteilnetzen, die den Endverbraucher mit Strom beliefern. Das von der nationalen Netzgesellschaft Swissgrid betriebene 220/380-kV-Höchstspannungsnetz ist heute schon ziemlich intelligent. Gemäss Prof. Andersson verliert das Schweizer Stromnetz gegenwärtig schätzungsweise 6 bis 7 % des transportierten Stroms. In Prozenten ausgedrückt scheinen die Abstriche nicht sehr hoch. «Im Durchschnitt sprechen wir jedoch von etwa 100 MW, die in den Höchstspannungsnetzen in der Schweiz ungenutzt verloren gehen. In Franken wären dies ca. 20 000 CHF pro Stunde», rechnet Andersson vor. Für das ganze Stromnetz, d. h. Übertragungs- und Verteilnetze, sind die Verluste sogar ca. dreimal höher. Den Elektrizitätsverlust bekommen auch die Konsumenten zu spüren, die für Strom tiefer in die Tasche greifen müssen.

Strom intelligent steuern
Aufgrund des steigenden Stromverbrauchs stossen die Übertragungsnetze an ihre Kapazitätsgrenzen. Auch im Hinblick auf die zunehmenden Schwankungen der Stromproduktion müssen die Netze intelligenter werden. «Smart Grid ist eine clevere Lösung, um die Energieverteilung dank intelligenter Steuerung zu optimieren und Strom aus erneuerbaren Energiequellen wie Sonne- und Windkraft besser ins Netz einzuspeisen und nutzbar zu machen», so Andersson. Haushalte, die beispielsweise über ein Solardach verfügen, würden so zu dezentralen Ökostrom-Produzenten. Die nachhaltige Stromproduktion setzt jedoch voraus, dass die Überschüsse dieser inkonstanten Stromquellen in effizienten Speichern, z. B. Pumpspeicherkraftwerken und Batterien, gespeichert und dann nach Bedarf verteilt werden können. Das Institut von Prof. Andersson beschäftigt sich mit der Laststeuerung und dem Speichermanagement der Elektrizität für den Konsumenten mit dem Ziel, Strom intelligenter zu verteilen und effizienter zu nutzen. «Durch die Elektromobilität und andere neue Technologien werden wir künftig noch mehr Strom verbrauchen und infolgedessen grössere Speicherkapazitäten benötigen. Hier gilt es, Lösungen zu finden», sagt Andersson. Der Lösungsansatz Smart Grid ist der Einsatz von moderner Informations- und Kommunikationstechnologien für einen kontrollierten Stromfluss. Elektrogeräte lassen sich steuern, wodurch die Stromlast zu Spitzenzeiten besser verteilt wird. Entscheidend ist dabei die reziproke Kommunikation mittels Datenaustausch zwischen Energieproduzent und Verbraucher, also zwischen Stromangebot und Nachfrage. Sogenannte Smart Meters erkennen den Energiebedarf der Geräte im Haushalt und regeln den Stromfluss automatisch und angepasst an die individuellen Bedürfnisse. Auch in Büros und Shopping-Centern könnte Strom optimaler eingesetzt werden, indem man den Strombedarf beispielsweise am Wochenende reduziert. «Die Gesellschaft und ihre Technologien werden komplizierter. Smart Grids müssen dieser Komplexität gerecht werden, ohne unser Leben zu erschweren. Wir wollen Konsumenten künftig miteinbeziehen und dazu bewegen, Smart Grid-Technologien zu nutzen», erklärt Andersson. Der Anreiz für die nachhaltige Energieverwendung könnte seiner Ansicht nach über den Strompreis oder durch regulative Vorgaben erfolgen. Nach Aussage des Bundesrates ist die Versorgungssicherheit im Elektrizitätsbereich in der Schweiz derzeit noch hoch. Die Herausforderungen an das Stromnetz werden in den nächsten Jahren jedoch massiv steigen. Dabei wird der intelligenten Nutzung der bestehenden Infrastruktur eine wichtige Rolle zukommen. Smart-Grids können dazu beitragen, auch in Zukunft eine effiziente Stromversorgung zu gewährleisten und eine nachhaltige Stromproduktion zu
ermöglichen.