„Der Umbau der Energieversorgung führt zu einer dezentraleren und stärker vom Wetter abhängigen Stromerzeugung. Um unter diesen Voraussetzungen eine verlässliche Stromversorgung für den Wirtschaftsstandort Deutschland zu gewährleisten, müssen wir Stromverbrauch und Energieerzeugung intelligent ausbalancieren. Stromproduzenten, Leitungsbetreiber und Kunden müssen künftig besser vernetzt werden". Diese Aussage des Bundeswirtschaftsministers auf dem E-energy-Kongress in Berlin am 2. Februar kann fast schon als Mantra gelten. Und dass, wie Philipp Rösler weiter betont, „der Schlüssel" dazu die modernen Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) sind. „Ohne ein sinnvolles, strukturiertes Zusammenspiel von Stromnetzen und Informations- und Kommunikationstechnologien werden wir die zahlreichen, verteilten und fluktuierenden Energiequellen nicht zu einem stabilen System zusammenbringen", verdeutlichte auch Henning Kagermann, Präsident der Deutschen Akademie für Technikwissenschaften (acatech). Der „gute Wille" alleine reiche nicht für die komplexe Aufgabe, die Energie-Infrastruktur zukunftsfähig zu machen, vielmehr bedarf es dabei einer geplanten Koordination. In mit Steuergeldern geförderten Modellversuchen in Städten und Regionen wurden erste Erfahrungen gesammelt, die hierbei einbezogen werden können, wie Ludwig Karg von B.A.U.M. Consult darlegte, der die Begleitforschung leitet.

Viele der einzelnen technologischen Bausteine für das Smart Grid liegen bereits vor, „aber die IKT-bezogenen Technologiefelder sind hochgradig voneinander abhängig", sagte acatech-Projektleiter Hans-Jürgen Appelrath, Vorstand des Informatikinstituts OFFIS.

Zudem sei die Frage ungelöst, wie sie als komplexes technologisches System in einem noch zu definierenden Markt in Deutschland zusammenspielen. Dabei sind vor allem auch die ordnungsrechtlichen Rahmenbedingungen entsprechend zu entwickeln. Die acatech-Studie mit dem Titel „Future Energy Grid" zeigt in einem umfassenden Ansatz mögliche „Migrationspfade ins Internet der Energie" bis 2030 auf. Dabei ist das „Wunschszenario", so Appelrath, ein „nachhaltiges und wirtschaftliches Energiesystem", in dem es umfassende „Mehrwehrt-Dienste" und flexible Dienstleistungen gibt.

Drei Phasen bis 2030

Für die Entwicklung wurden acht Schlüsselfaktoren identifiziert: der Ausbau der elektrischen Infrastruktur, die Verfügbarkeit einer systemweiten IKT-Infrastruktur, die Flexibilisierung des Stromverbrauchs, der Energiemix, neue Services und Produkte, die Endverbraucherpreise, die Standardisierung und die politischen Rahmenbedingungen. Die Experten stellen ihr Systemmodell - vereinfacht - in einer Ellipse mit mehreren Ebenen dar. Im innersten Teil befindet sich die „geschlossene Systemebene", die die zentrale Energieerzeugung, die Übertragungsnetze und die Verteilnetze umfasst. Darum herum liegt die IKT-Infrastrukturebene und als äußerster Ring die „vernetzte" Systemebene, auf der unter anderem Bereiche wie Speicher, Smart Home, dezentrale Erzeugung sowie Rahmenbedingungen und Funktionalitäten wie Märkte, Dienstleistungen, industrielles Energiemanagement und Elektromobilität angesiedelt sind.

Nach Vorstellung der Experten soll es drei Phasen geben: Bis 2015 sollen in der „Konzeptionsphase" die Weichen für die notwendigen technischen und gesetzlichen Rahmenbedingungen gestellt werden. In der darauf folgenden „Integrationsphase" werden bis 2020 die Komponenten der vernetzten Systemebene zunehmend mit Hilfe der IKT in die geschlossene Systemebene eingebunden und die Steuerung dieser Ebene durch Einsatz von IKT realisiert. „Erst in dieser Phase wird das Netz einen entsprechenden Umbau erfahren", heißt es dazu. Schließlich werden in der „Fusionsphase", in der Dekade 2020 bis 2030 die Abhängigkeiten und Vernetzungen zwischen den beiden Systemebenen über die IKT-Infrastrukturebene zu einem Gesamtsystem zusammengeführt. Interessantes Detailergebnis: Für den Aufbau eines Smart Grids ist der breite Einsatz von Smart-Metering-Technologien in den Privathaushalten nicht zwingend notwendig.

Für den Erfolg der Transformation des Energiesystems ist die Politik gefragt, Stichworte: Marktregulierung, Anreizdesign und Standardisierung. So müsse die Regulierung beispielsweise virtuellen Kraftwerken Wertschöpfung ermöglichen. Auch müssten die Gesetze so angepasst werden, dass sie „die aktive und innovative Rolle" der Verteilnetzbetreiber bei der Marktunterstützung ermöglicht. Eine Neuregelung des EEG „muss noch stärker die Verfügbarkeit der Energieträger berücksichtigen", heißt es weiter. So könne die Einspeisung bei Netzengpässen besonders belohnt werden, auch die räumliche Nähe zwischen Erzeugung und Verbrauch sollte gefördert werden, um Transporte und Leitungsausbau zu minimieren.

Um Akzeptanz für den Umbau zu erreichen, sei der Dialog mit Bürgern und Verbrauchern unabdingbar, mahnen die Experten. Datenschutz und Sicherheit der IKT-Infrastruktur müssten durch entsprechende Maßnahmen gewährleistet werden. „Andere Länder investieren wesentlich mehr in ihre Infrastrukturen. Dies kann dazu führen, dass Deutschland zurückfällt", warnte Appelrath. Darin waren man sich auf dem E-energy-Kongress einig: „Man muss das Gesamtsystem im Blick haben", betonte unter anderem Manfred Fischedick vom Wuppertal-Institut. Aktionismus sei fehl am Platz, aber die acatech-Experten warnen auch eindringlich vor dem energiewirtschaftlichen Rückfall ins 20. Jahrhundert. „Entschleunigen ja, aber bremsen dürfen wir nicht mehr", brachte es Karg auf den Punkt.

Die Ergebnisse der Studie wie auch des E-Energy-Kongresses sollen zügig sowohl in die Arbeit der Netzplattform des BMWi, als auch in die Umsetzung der IKT-Strategie „Deutschland Digital 2015" der Bundesregierung einfließen, betonte Rösler.

Die acatech Position und Studie zum Download und weitere Informationen rund um den E-Energy Kongress gibt es unter www.acatech.de/e-energy