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SCHNELLERE ENERGIEWENDE DURCH E-ENERGY

Publikationen

acatech STUDIE
"Future Energy Grid
Migrationspfade ins Internet der Energie"
zum Download

 

acatech POSITION
"Future Energy Grid
Informations- und Kommunikationstechnologien
für den Weg in ein nachhaltiges und
wirtschaftliches Energiesystem"
zum Download

 

acatech MATERIALIEN "Forschungsfragen im Internet der Energie"

zum Download

 

vorläufige acatech Empfehlung "Deutschlands Energiewende kann nur mit Smart Grids gelingen"

 zum Download

 

Projektleiter

Prof. Dr. Dr. h. c. Appelrath Hans-Jürgen

Prof. Dr. Dr. h. c.
Hans-Jürgen Appelrath

Universität Oldenburg

Weiterführende Informationen

acatech Projekt „Future Energy Grid – Migrationspfade ins Internet der Energie“

Themenschwerpunkt Energie, Ressourcen und Nachhaltigkeit

acatech Dossier Energie und Nachhaltigkeit

 

www.e-energy.de

 

E-Energy Animation

Die zukünftige IKT-basierte Stromversorgung findet auf drei Systemebenen mit unterschiedlichen Aufgaben und Anforderungen statt: die geschlossene Systemebene, die vernetzte Systemebene und die IKT-Infrastrukturebene. Die vorliegende Grafik stellt ein abstraktes Modell zur IKT-basierten Abbildung des zukünftigen Energiesystems dar.

www.e-energy.de/de/animation

 

Smarter Aufbau intelligenter Netze ist Voraussetzung für erfolgreiche Energiewende

Ziel und Tempo der Energiewende sind gesetzt. Bis 2022 will Deutschland aus der Stromproduktion in Kernkraftwerken aussteigen. Schon seit Längerem ist geplant, dass die Energieerzeugung aus fossiler Primärenergie wie Gas und Kohle bis 2050 stufenweise weitgehend durch erneuerbare Energieträger abgelöst wird. Unabdingbare Voraussetzung für eine erfolgreiche Energiewende ist der rasche Aufbau intelligenter Stromnetze.

  • Doch was muss beim Aufbau intelligenter Netze beachtet werden und welche Herausforderungen und Chancen gehen damit einher?
  • Wie können die Informations- und Kommunikationstechnologien zum Gelingen der Energiewende beitragen?
  • Wie können technologische Migrationspfade in das zukünftige Energiesystem aussehen?
  • Was kann und muss parallel zur Technologieentwicklung getan werden, damit die energiewende im Hochindustrieland Deutschland erfolgreich und beispielhaft für andere Staaten umgesetzt werden kann?

Smart Grids - Was sind sie und wofür brauchen wir sie?

Smart Grids - Was sind sie und wofür brauchen wir sie?

Flash ist Pflicht!

Smart Grids Film (zum Download)


Quelle: acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften

(Über eine Verlinkung auf www.acatech.de/e-energy freuen wir uns!)

Die Entwicklungen der IKT im Smart Grid

Die zukünftige IKT-basierte Stromversorgung findet auf drei Systemebenen mit unterschiedlichen Aufgaben und Anforderungen statt: Die geschlossene Systemebene, die vernetzte Systemebene und die IKT-Infrastrukturebene.
Die vorliegende Grafik stellt ein abstraktes Modell zur IKT-basierten Abbildung des zukünftigen Energiesystems mit den drei Systemebenen und exemplarischen Funktionalitäten und Anwendungsbereichen innerhalb der Ebenen dar.

In einem Positionspapier und einer detaillierten Studie analysiert die Deutsche Akademie der Technikwissenschaften anhand von drei Szenarien, wie eine ebenso nachhaltige wie wirtschaftliche Energieversorgung vorbereitet werden muss. Beim E-Energy Kongress am 2. und 3. Februar stellt acatech die Ergebnisse und Empfehlungen vor.

 

Drei Zukunftsszenarien für das Future Energy Grid

Die acatech STUDIE „Future Energy Grid - Migrationspfade ins Internet der Energie“ (siehe rechts) beschreibt den Beitrag der Informations- und Kommunikationstechnologien für den Aufbau eines neuen, intelligenten Energiesystems sowie die Herausforderungen und Chancen, die damit einhergehen. Dabei werden drei stark unterschiedliche Szenarien betrachtet, die zusammen einen möglichen Entwicklungskorridor bis zum Jahr 2030 aufzeigen.

1. Szenario: „20. Jahrhundert“

1. Szenario: „20. Jahrhundert“


Das Szenario „20. Jahrhundert“ zeigt in Bezug auf das Smart Grid eine Ähnlichkeit mit der heutigen Struktur. Der IKT-Einsatz ist weitgehend auf die hohen Spannungsebenen beschränkt, das heißt auf das  Übertragungsnetz, welches die Gesamtheit der Netzteile auf Höchstspannungsebene umfasst, und auf die Großkraftwerke. Es wird weiterhin hauptsächlich in großen zentralen Einheiten Elektrizität erzeugt, meist auf der Basis konventioneller Brennstoffe. Die Infrastruktur wird insbesondere im europäischen  Verbundnetz, dem Zusammenschluss der nationalen Übertragungsnetze, zur Verbesserung des europaweiten Stromhandels ausgebaut. Im Verteilnetz, das die Netzbestandteile der Nieder-, Mittel- und Hochspannungsebene umfasst, sind nur geringe Anpassungen notwendig. Für dieses Szenario müsste sich der politische Wille ändern, die Energieversorgung auf eine regenerative Basis zu stellen.

2. Szenario: „Komplexitätsfalle“

2. Szenario: „Komplexitätsfalle“


Das Szenario „Komplexitätsfalle“ ist dadurch gekennzeichnet, dass zwar die Energiewende vorangetrieben werden soll, es jedoch nicht gelingt, die geeigneten technischen und ordnungsrechtlichen Rahmenbedingungen zu schaffen. Dies führt dazu, dass sich ein Smart Grid nur unzureichend ausbilden kann und sich daher der Ausbau der fluktuierenden und dezentralen Einspeisung verzögert. Das Szenario zeichnet sich durch geringe Effizienz bei hohen Kosten aus. Seine Umsetzung ist dann wahrscheinlich, wenn es nicht gelingt, eine Synchronisation der technischen und rahmenpolitischen Entwicklungen sowie der beteiligten Akteure, ein geordnetes Zusammenspiel und einen Monitoringprozess zu etablieren.

3. Szenario: „Nachhaltig Wirtschaftlich“

3. Szenario: „Nachhaltig Wirtschaftlich“


Im Szenario „Nachhaltig Wirtschaftlich“ ist ein Smart Grid im Einklang mit den energiepolitischen Zielen der Energiewende in vollem Umfang etabliert. Eine marktwirtschaftlich orientierte Integration der erneuerbaren Energien und des Stromtransports ist gelungen. Smart Grids steuern intelligent und sicher die Balance zwischen Verbrauch, Erzeugung, Speicherung und Stromverteilung in Echtzeit. Aufgrund neuer Dienstleistungen auch für Endanwender stoßen die neuen Technologien auf breite Akzeptanz.

Acht Thesen zur Zukunft der Energieversorgung

Acht Thesen zur Zukunft der Energieversorgung

These 1

Die Energiewende ist möglich, erfordert aber unbedingt den Umbau der Elektrizitätsnetze zu Smart Grids.

            These 2    

Eine gelungene Migration zum Smart Grid bedarf der effizienten Synchronisation vieler Handlungsfelder und des koordinierten Zusammenspiels zahlreicher Akteure.

These 3

Das notwendige Systemverständnis in Wirtschaft, Wissenschaft und Politik ist noch nicht in ausreichendem Maße erreicht.

These 4

Der Smart-Grid-Aufbau erfolgt in drei Phasen: Konzeptionsphase, Integrationsphase undFusionsphase.

These 5

Neue Märkte, Marktrollen, Wertschöpfungsketten und Arbeitsplätze entfalten sich nur, wenn der gesetzliche Rahmen stimmt.

These 6

Der deutsche Weg ist ohne die Orientierung an internationalen Entwicklungen nicht gangbar.

These 7

Akzeptanz entsteht durch verbrauchergerechten Dialog und attraktive Produkte.

These 8

Das Smart Grid ist eine sicherheitskritische Infrastruktur – Sicherheitsmaßnahmen müssen den Aufbauprozess von Beginn an begleiten.

Zehn Empfehlungen für den Weg zum Smart Grid

Zehn Empfehlungen für den Weg zum Smart Grid

1.

Eine Task-Force „Future Energy Grid“ erarbeitet eine abgestimmte und zielgerichtete Strategie zur Implementierung eines Smart Grids in Deutschland. Sie ist mit Vertretern der Wirtschaft, der Wissenschaft, der Behörden und zivilgesellschaftlicher Einrichtungen wie Nichtsregierungsorganisationen zu besetzen.

2.

Eine Roadmap für die zügige Weiterentwicklung systembestimmender Technologien ist zu erstellen, um die rechtzeitige technische Umsetzung des Smart Grids zu ermöglichen.

3.

Eine nationale Forschungsagenda benennt die akuten Forschungsthemen und macht Vorschläge zur Fördermittelplanung. Ziel ist es, Systemverständnis zu schaffen.

4.

Ein wissenschaftliches Kompetenzzentrum soll eingerichtet werden, welches Informationen sowie Fachwissen bündelt und maßgeblich zum Aufbau von Systemkompetenz beiträgt.

5.

Der gesetzgeberische Rahmen ist anzupassen. Notwendig ist eine neue Marktordnung. Diese soll unter anderem Anreize für eine marktkonforme Stromerzeugung, für Investitionen in Speichertechnologien, Netze und IKT-Infrastrukturen enthalten. Der Rechtsrahmen zum Datenschutz ist weiterzuentwickeln.

6.

Im Anschluss an die Erprobungsphase in den sechs Modellregionen im Rahmen der E-Energy-Initiative des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWi) müssen erweiterte Pilotregionen etabliert werden. Neben den technologischen Fragestellungen sollten in diesen auch innovative Konzepte für eine neue Marktordnung getestet werden.

7.

Die Umsetzung der Gesamtstrategie und der Technologie-Roadmap muss durch ein Smart-Grid-Monitoring begleitet und in den Monitoringprozess „Energie der Zukunft“ der Bundesregierung integriert werden. Die Monitoringergebnisse dienen der Bundesregierung zur regelmäßigen Überprüfung der Maßnahmen.

8.

Die Zusammenarbeit mit den Nachbarstaaten etwa im Dachverband European Network of Transmission System Operators for Energy (ENTSO-E) muss ausgebaut und die Entwicklung von Technologiestandards vorangetrieben werden, denn das Energienetz macht an Landesgrenzen nicht Halt. Hierbei sollte Deutschland als Vorreiter bei der Umstellung des Elektrizitätssystems auf regenative Energien eine leitende Position einnehmen.

9.

Die Bevölkerung ist in den Umbau des Energiesystems einzubinden. Dialogforen ermöglichen den Austausch mit den Bürgern, die umfassend über die neuen Technologien aufgeklärt werden müssen, um Vertrauen in das Smart Grid zu schaffen.

10.

Spezialisierte Fachkräfte für Smart Grids müssen ausgebildet werden. Besonders ist hierbei auf die Ausbildung der Schnittstellenberufe wie Energieinformatiker zwischen Energietechnologie und IKT zu achten. Die Ausbildung zu bestehenden Berufen wie Heizungsbauer oder Elektriker muss angepasst werden.

 

Die Empfehlungen als pdf zum Download


Die Presseinformation (zum Download)

Die Presseinformation des BMWi (zum Download)

Das Programm der Konferenz (zum Download)

Die Referenten

Die Referenten

 

Henning Kagermann, Präsident acatech

Philipp Rösler, Bundesminister für Wirtschaft und Technologie

Klaus Töpfer, Institute for Advanced Sustainability Studies e.V. (IASS)

Achim Zerres, Bundesnetzagentur für Elektrizität, Gas, Telekommunikation, Post und Eisenbahnen

Christoph Mayer, OFFIS e.V.

Hans-Jörg Bullinger, Fraunhofer-Gesellschaft

Willem Jonker, EIT-KIC

Michael Hübner, ISGAN

Hiroshi Watanabe, NEDO, Japan

Andreas Goerdeler, BMWi

Ludwig Karg, B.A.U.M. Consult GmbH, Leiter E-Energy Begleitforschung

 

 

Moderation: Ursula Weidenfeld, Wirtschaftsjournalistin



Die Förderer

Stimmen zu E-Energy

"Ohne intelligente Energienetze steuern wir in eine Komplexitätsfalle. Denn ohne ein sinnvolles, strukturiertes Zusammenspiel von Stromnetzen und Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) werden wir die zahlreichen, verteilten und fluktuierenden Energiequellen nicht zu einem stabilen System zusammenbringen. Ein unkoordinierter guter Wille gefährdet entweder die von breitem Konsens getragenen Beschlüsse des vergangenen Jahres oder eine sichere und bezahlbare Energieversorgung.


Henning Kagermann, Präsident acatech

 

„Der zügige Aufbau intelligenter Energienetze ist ein unverzichtbarer Baustein für die erfolgreiche Umsetzung der Energiewende. In sechs Modellregionen unseres Leuchtturmprojekts „E-Energy“ entwickeln und erproben wir bereits neue IKT-basierte Verfahren, Infrastrukturen, Anwendungen und Rahmenbedingungen für das Smart Grid. Komplementär dazu beschreibt die von uns geförderte acatech-Studie "Future Energy Grid" die technologischen, wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Erfolgsfaktoren für den Aufbau intelligenter Netze in langfristiger Perspektive bis 2030. Entscheidend wird sein, wie wir den Umbau zu intelligenten Energiesystemen mit allen Beteiligten orchestrieren. Der E-Energy Kongress gibt hierfür wertvolle Impulse.“


Philipp Rösler, Bundesminister für Wirtschaft und Energie

„Die Energiewende ist eines der anspruchsvollsten technologischen Projekte unserer Zeit. Sie wird von einem breiten politischen und gesellschaftlichen Konsens getragen – eine gute Ausgangslage, um die damit einhergehende Modernisierung unserer Netze gemeinsam auf den Weg zu bringen“

Hans-Jürgen Appelrath, Projektleiter und acatech Mitglied

 

Präsentation von Hans-Jürgen Appelrath (zum Download)

Eindrücke von der Veranstaltung

Quelle: acatech/Steffen Weigelt