Smart Grids sorgen für Netzstabilität

Smarte Energienetze sind ein wichtiger Beitrag zur Energiewende

Die Energienetze sind das Rückgrat einer sicheren, bedarfsgerechten und nachhaltigen Energieversorgung. Smarte Elemente ermöglichen eine effiziente Benutzung der Infrastrukturen und darüber hinaus deren Kopplung, damit erneuerbare Energien frei fließen können.

Smarte Gasnetze tragen zum Klimaschutz bei; © Foto: DVGW, Roland Horn

Smart Gas Grids

Gasnetze werden intelligenter

Gasnetze transportieren bereits heute doppelt so viel Energie pro Jahr wie die Strom-Infrastrukturen und dies zunehmend auch erneuerbar. Die dezentrale Einspeisung von Biomethan, die Kopplung von Strom und Gasnetzen über Power to Gas, der Zubau an LNG-Einspeisepunkten und nicht zuletzt sich wandelnde Verbrauchs- und Angebotssituationen führen dazu, dass sich die Transportsituationen zunehmend nicht mehr stationär darstellen, sondern bedarfsgerecht gesteuert werden müssen. Hierzu bedarf es smarter Technik, deren Implementierung fundierter technischer Standards und hoher IT-Sicherheitsanforderungen bedarf. Smarte Gasnetze bieten darüber hinaus die Möglichkeit schwankende Gasqualitäten zu erfassen.
Gasnetze transportieren bereits heute doppelt so viel Energie pro Jahr wie die Strom-Infrastrukturen und dies zunehmend auch erneuerbar. Die dezentrale Einspeisung von Biomethan, die Kopplung von Strom und Gasnetzen über Power to Gas, der Zubau an LNG-Einspeisepunkten und nicht zuletzt sich wandelnde Verbrauchs- und Angebotssituationen führen dazu, dass sich die Transportsituationen zunehmend nicht mehr stationär darstellen, sondern bedarfsgerecht gesteuert werden müssen. Hierzu bedarf es smarter Technik, deren Implementierung fundierter technischer Standards und hoher IT-Sicherheitsanforderungen bedarf. Smarte Gasnetze bieten darüber hinaus die Möglichkeit schwankende Gasqualitäten zu erfassen.

Verknüpfung von Gas- und Stromnetzen mit Smart Grids

Bausteine einer effizienten, sicheren und nachhaltigen Energieinfrastruktur

Die Energiespeicherfrage für Strom ist einer der wichtigsten Schlüssel zur Energiewende. Mit Smart Grids – also smarten Netztechnologien für Strom und Gas – kann eine sichere und effiziente Nutzung Erneuerbarer Energien gewährleistet werden: Die Lasten aus dem Stromnetz werden in das speicherfähige Medium Gas verschoben. Smart Gas Grids bieten erhebliche Lastverschiebungs-, Speicher- und Transportkapazitäten (für Strom) und sind somit ein wichtiger Beitrag für die Konvergenz der Energienetze Gas und Strom zu einem Hybridnetz, welches die Vorteile beider Netze vereint und die effiziente Integration Erneuerbarer Energien ermöglicht. Für die Kopplung von Strom- und Gasnetzen auf Verteilungsnetzebene kommen unter anderem folgende Kopplungselemente in Frage: Power to Gas-Anlagen, bivalente Gasvorwärmanlagen (GVWA) und (Mikro)-KWK-Anlagen. Dabei könnten Power to Gas-Anlagen und GVWA als Netzbetriebselemente in einem Smart Grid auch direkt vom Netzbetreiber gesteuert werden, weshalb diese von besonderer Relevanz sind. Ziel des DVGW ist es, durch die Förderung von Smart Grids den Ausbaubedarf von Energieinfrastrukturen insgesamt auf das notwendige Maß zu reduzieren.
Die Energiespeicherfrage für Strom ist einer der wichtigsten Schlüssel zur Energiewende. Mit Smart Grids – also smarten Netztechnologien für Strom und Gas – kann eine sichere und effiziente Nutzung Erneuerbarer Energien gewährleistet werden: Die Lasten aus dem Stromnetz werden in das speicherfähige Medium Gas verschoben. Smart Gas Grids bieten erhebliche Lastverschiebungs-, Speicher- und Transportkapazitäten (für Strom) und sind somit ein wichtiger Beitrag für die Konvergenz der Energienetze Gas und Strom zu einem Hybridnetz, welches die Vorteile beider Netze vereint und die effiziente Integration Erneuerbarer Energien ermöglicht. Für die Kopplung von Strom- und Gasnetzen auf Verteilungsnetzebene kommen unter anderem folgende Kopplungselemente in Frage: Power to Gas-Anlagen, bivalente Gasvorwärmanlagen (GVWA) und (Mikro)-KWK-Anlagen. Dabei könnten Power to Gas-Anlagen und GVWA als Netzbetriebselemente in einem Smart Grid auch direkt vom Netzbetreiber gesteuert werden, weshalb diese von besonderer Relevanz sind. Ziel des DVGW ist es, durch die Förderung von Smart Grids den Ausbaubedarf von Energieinfrastrukturen insgesamt auf das notwendige Maß zu reduzieren.
Das Forschungscluster Smart Grids
Der DVGW unterstützt die Erforschung von technisch und wirtschaftlich optimalen Verknüpfungen der Gas- und Stromnetze.

Drei Haupthandlungsfelder wurden herausgearbeitet: Der Netzbetrieb, die Lastverschiebung aus dem Strom- in das Gasnetz und die Frage der Energiespeicherung. Mit der Entwicklung eines Bewertungswerkzeugs, dem sogenannten „Smart Bench“, wird die Auswahl geeigneter smarter Elemente unterstützt. Die Ergebnisse der Bewertung wurden in einer Road Map zusammengefasst: Als wesentliche Aufgabe wurde die Errichtung von Pilotanlagen identifiziert.

Anhand der Strom- und Gas-Netze der EWE-Netz GmbH wurden die Forschungsergebnisse und Aufgaben umgesetzt. Es zeichnet sich ab, dass Kopplungselemente ländliche Stromnetze deutlich entlasten – vor allem, wenn die Infrastruktur eine Verbindung von Strom und Gas ermöglicht. Der Bedarf eines Netzausbaus wird dadurch signifikant verringert.

Derzeit wird der Großteil des in Deutschland produzierten Biogases direkt in Strom umgewandelt. Um zu ermitteln, welche Mengen Biogas zukünftig in das Gasnetz eingespeist werden könnten, wurde eine Prognose für die Jahre 2015, 2020 und 2030 erstellt. In dieser wurden die potenziell verfügbaren Rohstoffe für Biogasanlagen (Substrate) ermittelt.

Die Ergebnisse der Prognose zeigen, dass im Jahr 2020 8,6 Milliarden Kubikmeter und im Jahr 2030 10,3 Milliarden Kubikmeter Biomethan pro Jahr erzeugt und in das Gasnetz eingespeist werden könnten. Hierdurch wäre es grundsätzlich möglich, die politische Zielsetzung der Energiewende zu erreichen.

Weiterführende Informationen zur Rolle von Gas im Kontext der Energiewende
In unserer Broschüre haben wir alle Informationen zur DVGW-Innovationsoffensive und den zugehörigen Forschungsclustern zusammengestellt. Auch das Forschungscluster Smart Grids wird ausführlich vorgestellt.
Ihre Ansprechpartner
Sie haben Fragen zum Thema Smart Gas Grids. Dann rufen Sie uns an oder schreiben uns eine E-Mail.
Gas und Energiewende
Dr. Volker Bartsch
Hauptgeschäftsstelle, Standort Berlin / Ordnungspolitik, Presse und Öffentlichkeitsarbeit

Telefon+49 30 24 08 30 95
Forschung Netzkonzepte, Netzbetrieb oder Netzsteuerung
Frederik Brandes
Hauptgeschäftsstelle / Technologie und Innovationsmanagement

Telefon+49 228 91 88-844