Häufig gestellte Fragen zum Stromnetz der Zukunft

Das Stromnetz spielt eine zentrale Rolle bei der Energiewende. Neue regenerative Erzeugungsanlagen müssen an das Netz angeschlossen und ihre Leistung eingespeist werden können, damit die Energiewende gelingt.
Für dieses Ziel muss einerseits das Netz weiter ausgebaut werden. Andererseits muss das Netz flexibler betrieben werden können. Die Digitalisierung bietet dafür hohes Potenzial.

Die Herausforderungen im Stromnetz im Zusammenhang mit der Energiewende sind vielfältig: Eine der zentralen Herausforderungen ist die Verschiebung der geografischen Schwerpunkte von Erzeugung und Verbrauch. Erneuerbare Energien, wie Windkraft und Solarenergie, werden oft in Regionen erzeugt, die weit von den Verbrauchszentren entfernt liegen. Das elektrische Netz muss daher auf größere Entfernungen und steigende Leistungen angepasst werden.
Zusätzlich muss das Stromnetz die Kopplung mit anderen Energiesektoren wie Gas, Mobilität und Gebäude unterstützen und Synergien ermöglichen. Diese „Sektorenintegration“ ist entscheidend, um eine ganzheitliche Energiewende zu ermöglichen.
Ein weiteres Problem ist die zeitlich schwankende Einspeiseleistung regenerativer Quellen. Da Wind- und Solarenergie nicht kontinuierlich verfügbar sind, muss das Netz in der Lage sein, diese Schwankungen auszugleichen. Dies erfordert den Ausbau von Speicherkapazitäten und intelligenten Netzlösungen.
Zudem müssen die notwendigen Systemdienstleistungen auch nach dem Abbau von Großkraftwerken, die bisher eine stabilisierende Rolle im Netz gespielt haben, weiterhin erbracht und koordiniert werden. Dies stellt eine große Herausforderung für das Netzmanagement dar und erfordert innovative Ansätze, um die Netzstabilität auch in Zukunft zu gewährleisten.

Das Projekt zeichnet sich insbesondere durch die inter- und transdisziplinäre Forschung aus, die eine Fragestellung aus vielen Blickwinkeln betrachten kann. Das Team von ENSURE arbeitet einen systemischen und sektorenübergreifenden Lösungsansatz für das deutsche Energiesystem mit Fokus auf dezentrale Strukturen aus.

Es gibt eine Vielzahl wichtiger Zukunftstechnologien für unser Stromnetz, die dabei helfen, das Stromnetz zu ertüchtigen: Zum Beispiel Fortschritte in der Batterietechnologie sowie der Einsatz von Power-to-X-Technologien, die überschüssigen Strom in andere Energieträger umwandeln. Auch Speichertechnologien ermöglichen eine flexiblere Nutzung von erneuerbaren Energien und einen effizienteren Ausgleich von Angebot und Nachfrage.

Der Leitsatz von ENSURE lautet jedoch, dass es DIE eine Wundertechnologie nicht gibt, mit der sich alle Herausforderungen in unseren Netzen bewältigen lassen. Stattdessen braucht es eine Vielzahl an Lösungsbausteinen. Unser Ziel ist es, diese Vielfalt und Komplexität so zu gestalten und zu managen, dass wir die Energiewende damit bewältigen können.

Die Digitalisierung des Stromnetzes trägt dazu bei, das Netz intelligenter und effizienter zu machen. Durch den Einsatz von Smart-Grid-Technologien kann der Stromverbrauch besser gesteuert und auf schwankende Erzeugungsmuster angepasst werden. Echtzeitdaten und in ENSURE neu entwickelte Algorithmen ermöglichen eine präzisere Netzführung, verbesserte Wartung sowie die Integration von dezentralen Energiequellen und Speichersystemen.
Durch die in der zweiten Projektphase durchgeführten Netzsimulationen war es den Projektpartnern möglich, einen Nachweis über Synergieeffekte durch gleichzeitig im elektrischen Netz ausgerollte Technologien zu erbringen. Dieses Konzept wird nun als Co-Demonstrationsplattform in Phase 3 weiter ausgebaut.

Es gibt verschiedenen Faktoren, welche die Energiewende im deutschen Stromnetz verlangsamen. Zu den wesentlichen Herausforderungen (siehe Frage 2) kommen zusätzlich politische Unsicherheiten, regulatorische Hürden, unzureichende Investitionen in die Netzinfrastruktur und Widerstand in der Bevölkerung.

Die Transformation des Energiemarktes erfordert ein koordiniertes Vorgehen aller Akteure und eine Anpassung von politischen und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen, um den Übergang zu nachhaltigen Energiequellen zu erleichtern. Das Ausbleiben einer koordinierten Zusammenarbeit aller Beteiligten stellt somit das größte Hemmnis dar.