Groupe E setzt nach und nach auf intelligente Stromnetze

Bis im Jahr 2027 sollen gemäss Bund 80 Prozent der alten Stromzähler durch sogenannte Smart Meters ersetzt werden. Groupe E will im kommenden Jahr mit der Umrüstung loslegen. Sie ist Teil der Smart-Grid-Strategie des Unternehmens.

2021 stammte der Strom aus Schweizer Steckdosen zu rund 80 Prozent aus erneuerbaren Energien: zu 68 Prozent aus Wasserkraft und zu rund 11 Prozent aus Fotovoltaik, Wind, Kleinwasserkraft und Biomasse. Knapp 19 Prozent stammten aus Kernenergie und gut 2 Prozent aus Abfällen und fossilen Energieträgern. Mit der Energiestrategie 2050 sieht die Schweiz einen schrittweisen Ausstieg aus der Atomkraft vor. Diese soll durch die neuen erneuerbaren Energien aus Wind, Sonne und Biomasse ersetzt werden.

Dieser Umbau sowie ein zusätzlicher Strombedarf aufgrund der angestrebten Reduktion des CO2-Ausstosses mithilfe von Elektromobilität und Wärmepumpen haben Folgen für die Stromnetze. Sie werden den künftigen Produktionsformen von Strom mittelfristig nicht mehr gerecht. Denn während die Stromnetze bislang vor allem Strom aus einigen grossen Kraftwerken zum Verbraucher transportieren mussten, müssen sie fortan immer stärker auch dezentral produzierten nachhaltigen Strom aufnehmen und befördern. Im Unterschied zum Atom-, und Wasserstrom fällt Sonnen- und Windstrom zudem in unregelmässigen Mengen an. 

Stromnetz ist gefordert

Diese Schwankungen führen zu zwei Problemen, wie Peter Cuony von Groupe E erklärt. Wird ohne Vorwarnung zu viel Energie ins Netz eingespeist – etwa bei hohem Windaufkommen oder bei einer Schönwetterperiode –, kommt es im lokalen Verteilnetz zu einer Überspannung. «Übersteigt die Spannung das tolerierte Spannungsband um 230 Volt, funktionieren die Geräte nicht mehr. Der Backofen geht aus, oder die Fotovoltaikanlage stellt ab.» Gleiches passiere, wenn zu wenig Strom eingespeist werde, sagt Cuony. Nebst dem Spannungsproblem gibt es zudem ein Kapazitätsproblem. Sind die Strommengen zu gross, kann das Stromnetz diesen nicht mehr aufnehmen. Zwar können beide Probleme durch technische Vorrichtungen und bauliche Massnahmen behoben werden. So kann durch den Einbau von selbstregulierenden Transformatoren die Spannung lokal optimiert werden, was Groupe E an verschiedenen Orten bereits tut. Und die Kapazitätsengpässe können durch den Bau zusätzlicher Stromleitungen aufgefangen werden. Gerade der Netzausbau ist aber ein teures Unterfangen.

Smartgrid als Antwort

Die elegantere und preiswertere Lösung besteht in der Steuerung des Stromflusses in einem intelligenten Stromnetz, dem sogenannten Smart Grid. Dabei geht es darum, das bestehende Stromnetz effizienter zu nutzen und gleichzeitig seine Stabilität zu gewährleisten. Das Stromnetz effizienter nutzen – dies bedeutet, seine Auslastung zu verbessern und nicht, dass die Energie als solche effizienter genutzt wird, wie Cuony betont. Das geschehe beim Konsumenten.

Smart Grid passt sich in erster Linie dem an, was konsumiert wird.

Peter Cuony
Leiter Produkte Groupe E

Die flexiblen Verbraucher

Dazu werden verstärkt digitale Informations- und Kommunikationstechnologien ins Netz eingebaut, um den Austausch von Strom aus verschiedenartigen Quellen mit Konsumenten verschiedener Bedürfnisse intelligent sicherstellen zu können. Gemäss seiner Smart-Grid-Strategie will Groupe E künftig beispielsweise vermehrt regelbare Transformatoren einsetzen, um die Spannung im Netz dynamisch anpassen zu können. Die richtige Konfiguration und die Steuerung gewisser Endverbraucher, also der Geräte beim Kunden, sind weitere Massnahmen. Groupe E steuert im Verteilnetz jeden Tag circa 30‘000 Warmwasserboiler so, dass sie nur nachts angeschaltet sind, und es werden 35‘000 Elektroheizungen und Wärmepumpen über Mittag während eineinhalb Stunden unterbrochen. Cuony sagt:

In Zukunft werden aber auch Ladeinfrastrukturen oder Ladestationen gesteuert.

Peter Cuony
Leiter Produkte Groupe E

 Dies aber nur, wenn der Kunde damit auch einverstanden sei. «Der Kunde erhält eine Vergütung von Groupe E, wenn er die Flexibilität seiner Geräte für die Optimierung des Verteilnetzes zur Verfügung stellt.»

Die Vorstellung, dass der Energieversorger künftig auch den Einsatz von Kaffeemaschinen und Geschirrspülmaschinen bestimmen kann, sei hingegen falsch, sagt Cuony. Früher wurden in einigen Gebieten diese Geräte in der Mittagsspitze ausgeschaltet. Heute sind sie gemäss Cuony aber so effizient, dass sie im Vergleich zu den grossen Verbrauchern Boiler, Elektroheizungen, Wärmepumpen und Ladestationen für E-Autos eine untergeordnete Rolle spielen.  

PV-Analgen im Smart Grid

Ein weiteres Ziel der Smart-Grid-Strategie von Groupe E ist es, in Zukunft an Standorten, wo zu viel Strom aus Fotovoltaikanlagen vorhanden ist, deren Leistung in Abhängigkeit der Netzspannung zu reduzieren. Die Wechselrichter der PV-Anlagen überwachen laufend die Stromfrequenz und die Spannung. In spezifischen Fällen werden schon heute solche smarte Funktionen in den Wechselrichter aktiviert, um die Netzspannung zu stabilisieren, erklärt Cuony. 

Grundsätzlich gelte das Prinzip:

Zuerst optimieren wir, was wir im Netz regeln können. Danach schauen wir, wie intelligente Funktionen in den neuen Produktions- und Verbrauchsanlagen helfen können, ein sicheres und effizientes Stromsystem sicherzustellen. Als letzte Lösung können wir direkt mit einer Steuerung eingreifen.

Peter Cuony
Leiter Produkte Groupe E

Die Möglichkeit, direkt eingreifen zu können, verlangt Groupe E zum Beispiel bei neuen grossen PV-Anlagen mit einer Leistung ab 500 Kilowatt. Sie werden künftig in die Leitstelle von Groupe E eingebunden, damit das Unternehmen diese fernsteuern kann, sollte dies in den kommenden Jahren notwendig werden. Pilotprojekte dafür gibt es bei zwei PV-Anlagen in Freiburg und in Posieux. Produzieren die Anlagen zu viel Strom, dann kann Groupe E diese Anlagen abregeln, was in der Fachsprache Peak Shaving genannt wird: Das heisst, nur ein Teil ihrer Leistung wird ins Netz eingespeist. «Der nicht abgenommene Strom soll den Produzenten vergütet werden», wie Cuony erklärt. Solche Smart-Grid-Ansätze würden aber nur da eingesetzt, wo diese bedeutend weniger Kosten verursachen im Vergleich zum Netzausbau, der von der Gesamtheit der Netzkunden von Groupe E über die Stromtarife bezahlt werden muss.

Der Smart Meter

Der sogenannte Smart Meter schliesslich hilft, den Stromverbrauch zu optimieren, indem er den Konsumenten oder die Konsumentin dafür sensibilisiert, wann er oder sie wofür, wie viel Strom benötigt.

Smart Meter sind Stromzähler auf dem neuesten Stand der Technik. Anders als die bisherigen Zähler muss der Smart Meter nicht mehr manuell manue vor Ort abgelesen werden. Sobald der Smart Meter verbunden ist, meldet der Zähler die Verbrauchsdaten automatisch einmal pro Tag via das bestehende Mobilfunknetz. Die Übermittlung entspricht etwa dem Versand eines SMS und informiert Kundinnen und Kunden über ihren Stromverbrauch.

«Dadurch kann dieser reduziert werden», sagt Cuony. Ein weiterer Nutzen sei, dass Groupe E die Stromflüsse auf dem Stromnetz dank dem Smart Meter besser verstehen und die flexiblen Lasten besser steuern könne. Es ist vorgesehen, dass die sogenannte Rundsteuerung, die heute bei den Kunden Boiler, Elektroheizungen und Wärmepumpen steuert und vor rund 70 Jahren während der letzten Elektrifizierungswelle eingeführt wurde, in den kommenden Jahren durch eine Steuerung mit dem Smart Meter ersetzt wird.

Der Bund sieht vor, dass bis ins Jahr 2027 80 Prozent der alten Stromzähler durch Smart Meters ersetzt werden. Bei Groupe E fällt der Startschuss für die Umrüstung Anfang kommenden Jahres. Die Smart-Grid-Strategie wurde bei Groupe E in den vergangenen Jahren erarbeitet, und die Umsetzung habe begonnen, schliesst Cuony.

Groupe E bereitet sich aktiv auf die Stromzukunft vor.

Peter Cuony
Leiter Produkte Groupe E