Digitalisierung und Energiewende zusammendenken

„Energiewende und Digitalisierung sind untrennbar miteinander verbunden“, sagt Philipp Vohrer, Geschäftsführer der Agentur für Erneuerbare Energien (AEE). Digitale Technik wird an allen Stufen der Wertschöpfungskette der Energiewirtschaft Einzug halten – von der Energieerzeugung über die Netze und den Handel bis zu den Verbrauchern. Damit sind viele Chancen, aber auch große Herausforderungen verbunden. Das geht aus der heute veröffentlichten Metaanalyse „Die Digitalisierung der Energiewende“ der AEE hervor.

Die AEE vergleicht darin die Aussagen von 37 Studien, Fachbeiträgen und Positionspapieren zur Rolle der Digitalisierung in der Energiewirtschaft. „Die Energiewirtschaft hinkt in Sachen Digitalisierung anderen Wirtschaftsbereichen weit hinterher“, stellt Philipp Vohrer fest. Und dass, obwohl Digitalisierung helfen kann, die schwankende Stromerzeugung aus Wind und Sonne auszugleichen. Nur mit digitaler Technik können die vorhandenen Lösungen effizient und intelligent zusammenspielen: Speicher, Biogasanlagen, flexible Verbraucher und schließlich intelligente Netze – das sogenannte Smart Grid. Auch die Stromproduktion aus Erneuerbaren Energien kann so gebündelt werden, dass sie als „virtuelles Kraftwerk“ genauso verlässlich Strom liefert wie ein konventionelles Kraftwerk. Diese Flexibilisierungsoptionen sind allerdings kleinteilig und räumlich weit verstreut. Die Digitalisierung ist der Kitt, der diese Bausteine zusammenhält und zu einem funktionierenden System vernetzt

Virtuelle Kraftwerke und Smart Grids sind dabei auf eine hohe Quantität und Qualität von Daten angewiesen. „Die komplexen Algorithmen funktionieren nur, wenn sie genügend Datenfutter bekommen. Eine zentrale Herausforderung wird deshalb sein, den Zielkonflikt zwischen Datenschutz und dem Datenhunger eines intelligenten Energiesystems zu moderieren“, so Vohrer.

Das Verbrauchsverhalten in privaten Haushalten kann durch digitale Technik auf das aktuelle Angebot aus Erneuerbaren Energien abgestimmt werden. Die Anreize dafür müssten variable Stromtarife liefern. Elektroautos, Wärmepumpen oder Kühlschränke könnten dann vermehrt Strom aus dem Netz ziehen, wenn die Preise am günstigsten sind. Dafür sind allerdings intelligente Zähler oder vernetzte Geräte notwendig, deren Anschaffungskosten häufig noch deren Nutzen übersteigt. Das Potenzial ist allerdings hoch. So könnte den ausgewerteten Studien zufolge schon heute eine Stromlast von bis zu 24 Gigawatt zeitlich verschoben werden, was in etwa der Leistung aller Steinkohlekraftwerke in Deutschland entspricht. Bis 2050 könnte das Potenzial durch den Ausbau von Elektromobilität und Wärmepumpen auf bis 80 Gigawatt steigen, was der aktuellen Jahreshöchstlast in Deutschland entspricht. Dass Haushalte grundsätzlich dazu bereit sind durch eine intelligente Steuerung ihrer elektronischen Geräte zur Energiewende beizutragen, haben bereits eine Vielzahl an Feldtests gezeigt.

Im Stromhandel schafft die Digitalisierung die Möglichkeit für Mikrotransaktionen. Das heißt, es könnte sich beispielsweise für Besitzer einer Photovoltaikanlage lohnen, ihren Strom selbst an wechselnde Kunden zu verkaufen, je nach Wetterlage und Strombedarf. Bisher würde es sich nicht lohnen, kleine Strommengen abzulesen und dafür an jeden Kunden eine Rechnung zu schreiben. Mit der Blockchain-Technologie würden diese Mini-Geschäfte automatisiert abgewickelt und abgerechnet und dadurch sowohl technisch als wirtschaftlich möglich. Noch steckt hinter der Technik ein enorm hoher Rechenaufwand, der einen immensen Energieverbrauch nach sich zieht.

Die Digitalisierung kann das Energiesystem insgesamt effizienter machen und ist notwendig, um die Energiewende vollumfänglich zum Erfolg zu führen. Wie Wissenschaftler Potenziale und Herausforderungen bewerten, zeigt die AEE-Metaanalyse.

Die Metaanalyse zum Download auf forschungsradar.de