Der weltweite Strombedarf wird gemäss Experten in den kommenden 20 Jahren pro Jahr um etwa 2,2% zunehmen. Eine Hauptursache für diese Zunahme liegt in der demografischen Dynamik: 2005 erreichte die Weltbevölkerung die 6,5 Milliarden-Marke. Seitdem wächst sie jährlich um 1,2%. Hinzu kommt der zunehmende Trend zur Urbanisierung.

Das Bevölkerungswachstum findet vor allem in den Städten statt. Seit 2007 leben mehr Menschen in Städten als auf dem Land. Bis zum Jahr 2025 wird es 27 Städte auf der Welt geben, die mehr als 10 Mio Einwohner zählen, sogenannte Megacities. Verstädterung bedeutet einen schnelleren Anstieg des Stromverbrauchs als bei ländlicher Besiedelung.

Eine weitere Herausforderung für den Energiemarkt von morgen ist der Ersatzbedarf durch eine überalterte Infrastruktur. Allein in Europa sind zwei Drittel aller Dampfkraftwerke älter als 20 Jahre.

Als dritte grosse Herausforderung ist die Nachhaltigkeit des weltweiten Energiesystems zu nennen. Dabei geht es vor allem um die zur Neige gehenden fossilen Ressourcen Öl und Gas sowie um den Kampf gegen den Klimawandel. Aufgrund dieser langfristig wirkenden Entwicklungen ist von einem stabil wachsenden Strommarkt in den nächsten 20 Jahren auszugehen.

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Optimierung der Energiekette

Die starke Nachfrage nach Strom hat folglich Auswirkungen für die Weiterentwicklung der Infrastrukturtechnik. Siemens ist in allen Gebieten in einer führenden Marktposition und kann als einziges Unternehmen Produkte und Lösungen vom Kraftwerk bis zur Steckdose anbieten. Deshalb ist für Siemens die Optimierung der gesamten Energiekette entscheidend. Nebst dem Energiemix mit mehr erneuerbaren Energieträgern und Effizienzsteigerungen steht die systemische Optimierung des Energiesystems im Fokus. Dahinter verbirgt sich die intelligente Netzinfrastruktur, das Smart Grid.

Smart Grid betrifft alle Stationen der Energieumwandlungskette - von der Stromerzeugung bis zum Endkunden. Durch die übergreifende Zusammenarbeit beispielsweise zwischen Netzplanung, Mittelspannungstechnik oder auch der Gebäudetechnik auf Verbraucherseite kann das Einsatzspektrum der Produkte und Systeme deutlich erweitert werden.

Im Bereich der Stromversorgung muss zu jeder Tages- und Nachtzeit die Stromproduktion in Einklang mit dem Verbrauch gebracht werden, damit eine sichere und effiziente Versorgung gewährleistet ist. Eine Herausforderung, denn gerade Erzeuger erneuerbarer Energien speisen ihren Strom sehr unregelmässig ins Netz ein. Mit Smart Grid verfolgen Netzbetreiber und Versorger Lösungsansätze aus unterschiedlichen Richtungen. Zum einen geht es um die Planbarkeit der im Netz verfügbaren Leistung, zum anderen sollen Lastspitzen eliminiert werden. Dies geschieht durch eine intelligente Verbrauchssteuerung, welche die im Netz geforderte Leistung möglichst konstant halten soll. So könnte der Endkunde zum Beispiel einen preisgünstigen Tarif erhalten, wenn er einige seiner Geräte vom Stromversorger fernsteuern liesse. Der Verbrauch wird künftig der Erzeugung folgen statt wie bisher die Erzeugung dem Verbrauch.

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Die aktuelle Situation sieht in Europa noch anders aus. Mit der Einspeisung aus dezentralen erneuerbaren Quellen ändert sich die Topologie des Netzes vollständig und damit auch die Art, so ein Netz zu steuern.

AMIS bei Arbon Energie AG

Ein Smart Grid gliedert sich in drei Teilbereiche: Das Smart Metering (Zähler sowie die Datenmanagementsysteme), die Netzintelligenz und die IT-Infrastruktur der Stromversorgungsunternehmen. Im Bereich Smart Metering hat Siemens mit dem Automated Metering and Information System (AMIS) die erste voll integrierte Smart-Metering-Gesamtsystemlösung auf den Markt gebracht. Die Smart-Metering-Weiterentwicklung und Komplettlösung AMIS ist erstmals bei der Arbon Energie AG zum Einsatz gekommen, erfasst einerseits die Daten von Haushalten und Sondervertragskunden aus dem Verteilnetz und überträgt diese zur Zentrale. Andererseits ist der Verteilnetzbetreiber mit diesen Informationen in der Lage, seine eigenen Prozesse zu optimieren und seinen Energielieferanten und Kunden gezielt neue Dienstleistungen zur besseren Nutzung der Energie anzubieten.

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Flexible Tarife

Zusätzlich führt AMIS alle erforderlichen Funktionen der bidirektionalen Datenkommunikation aus. Es bietet sämtliche Voraussetzungen für einen komplexen Netzbetrieb. Der Stromlieferant kann entsprechend der aktuellen Netzbelastung spontan oder auch tageszeitabhängig Sondertarife anbieten. Er kann aber auch durch Tarifwechsel den Stromverbrauch seiner Kunden in lastschwache Zeiträume lenken und so für eine gleichmässigere Netzauslastung sorgen. Alle Bereiche der Stromversorgung bis zum Haushaltszähler lassen sich durchgängig und übersichtlich automatisieren. Das System bietet auch alle Voraussetzungen für die Einbindung und präzise Abrechnung dezentraler Stromerzeuger in das Netz, die zum Beispiel regenerative Energie gewinnen.