Zum Klimaschutznetz bis 2030

Wie?

• Netzausbau: Ein starkes Übertragungsnetz ist Voraussetzung dafür, dass regionale Leistungsungleichgewichte europaweit ausgeglichen werden können. Durch den Ausbau der Verteilnetze können lokale Engpässe vermieden und neue Erzeuger und Verbrauchende integriert werden.
• Fähigkeiten, die bisher durch Großkraftwerke erbracht werden, müssen künftig primär durch erneuerbare Anlagen, Speicher und neue Player wie Wärmepumpen oder Ladeeinrichtungen für Elektrofahrzeuge übernommen werden. Wichtig ist dabei vorausschauendes Handeln: Fähigkeiten, die wir jetzt in unserer Regelsetzung nicht vorsehen, fehlen später oder müssen aufwendig nachgerüstet werden. Bei zukünftig mehr als 10 Mio. dezentralen Erzeugern, Speichern und flexiblen Lasten ist das ein wichtiger Faktor. Die Fähigkeiten müssen definiert und es muss festgelegt werden, welche Anlagen diese bereitstellen müssen. VDE FNN definiert diese Fähigkeiten so, dass jede Anlage entsprechend ihrer Eigenschaften einen wirksamen Beitrag zur Systemstabilität leistet. In Summe entsteht dadurch ein robustes Energiesystem, welches ideal gerüstet ist für die zukünftigen Herausforderungen und eine Vorreiterrolle einnimmt, in der Transformation des europäischen Verbundnetzes.
• Die Zusammenarbeit der Netzbetreiber muss standardisiert werden.

Handlungsbedarf Ordnungsrahmen

• Um die Systemtransformation zu beschleunigen, müssen Technik und Ordnungsrahmen Hand in Hand weiterentwickelt werden.
• Rollen, Ausnahmen und Integration neuer Technologien müssen vorausschauend vorab definiert werden. Dabei müssen benötigte Fähigkeiten für einen Betrieb mit 100 Prozent Erneuerbaren vorausschauend aufgebaut und aufwändige spätere Nachrüstungen so minimiert werden. Es sollten keine wirtschaftlichen Anreize zur Unterschreitung von technischen Mindestanforderungen gesetzt werden.

Eine Chance besteht etwa darin, dass die Fähigkeiten aller Kunden für systemdienliches Verhalten genutzt werden. Dagegen ist es ein Risiko, dass individuell unkritische Akteure und Marktmechanismen gebündelt und so systemkritisch werden können. Die Auswirkungen von Marktverhalten und Gleichzeitigkeitseffekten auf das Netz steigen. Einzelne Verbrauchsgruppen, wie z. B. Laden und Heizen sowie die wetterabhängige Erzeugung, wirken sich direkt auf das Netz aus.  

Wie?

Die Energienetze müssen digitalisiert werden, um den Netzzustand überall beobachtbar zu machen und bei kritischen Situationen gezielt für Abhilfe sorgen zu können. Die Herausforderung hierbei ist, dass bei aller Komplexität Lösungen für alle Phasen des Netzbetriebes entwickelt werden müssen, die das Gesamtsystem sicherer machen und den Betrieb und die Verantwortlichen unterstützen.

• Transparenz und Beobachtbarkeit: Die Energienetze müssen digitalisiert und mit Sensorik sowie Aktorik ausgestattet werden, um den Netzzustand überall beobachtbar zu machen und in kritischen Situationen Stromnachfrage/-angebot der Endkunden gezielt zu steuern.
• Es sind Grundlagen für automatisierten Netzbetrieb und Assistenzsysteme zu schaffen.
• Konzepte und Standards für IT-Sicherheit im verteilten Stromsystem müssen fortentwickelt werden.  

Wie?

• Auslöser für Störungen und Netzrückwirkungen werden systematisch beobachtet und ausgewertet, um rechtzeitig Maßnahmen treffen zu können.
• Qualitätsstandards und Ausbildung bei Leitungstiefbauarbeiten werden weiterentwickelt.
• Es werden Rahmenkonzepte zum Krisen- und Risikomanagement geschaffen, um in Krisenfällen zügig und angemessen reagieren können.
• Die Verfügbarkeit von Gaskraftwerken im Schwarzfall muss konkretisiert werden.
• Das Ressourcenregister für Krisenfälle wird weitergeführt.

Ein zentrales Element dafür ist das intelligente Messsystem, mit dem Daten an den vielen Netzanschlusspunkten erfasst und durch gezielte Steuerung Kundenanwendungen, zum Beispiel mit Wärmepumpen, Wallboxen, Erzeugern oder Heimspeichern für die Energiewende aktiviert werden sollen.

Wie?

Die Technik für die Infrastruktur steht. Der Rollout läuft. Offen ist jedoch, wer welche Rechte und Pflichten hat und welche Anreize zum Mitmachen für den Endkunden gesetzt werden. Bisher sind nur wenige Kundenanlagen über intelligente Messsysteme angeschlossen und können entsprechend gesteuert werden. Anreize zur Flexibilisierung durch Investitionen in Speicher, Laststeuerung oder Energiemanagementsysteme und entsprechende Tarifmodelle und Geschäftsmodelle fehlen. Hier mangelt es an entsprechenden Grundlagen im Ordnungsrahmen und Marktprozessen, um für Endkunden Flexibilisierung durch Lastmanagement oder die Nutzung variabler Tarifsysteme attraktiv zu machen.

Dabei müssen zwei Aspekte verfolgt werden:

• Der Markt muss so organisiert werden, dass er Anreize für flexibles Verhalten und notwendige Investitionen in Steuerung und Managementsysteme bietet. Konkret müssen folgende Fragen beantwortet werden: Welche Anreize bestehen für systemdienliches Verhalten und Flexibilisierung der Lasten? Wie sollen sich Investitionen in gesicherte Leistung, Speicher, E-Autos, PV-Anlagen oder flexible Verbraucher lohnen? Wie bieten variable Tarife möglichst hohe Anreize für systemdienliches Verhalten? Vielfältige Anreize und Einzelmaßnahmen müssen auch systemisch in ein Gesamtkonzept eingebettet werden, um den berechtigten Interessen vom Endkunden über die Netze bis hin zu Lieferanten/Dienstleistern gerecht zu werden.
• Möglichst viele Kunden-Anlagen sollen über den Markt aktiver Teil des Energiesystems werden. Das Marktdesign ist hierfür kontinuierlich fortzuentwickeln. Es muss dabei so gewählt werden, dass es für eine agile Transformation der Energiesysteme hin zur Klimaneutralität geeignet ist. Versorgungssicherheit hat hierbei höchste Priorität. In kritischen Situationen müssen sich die Kunden-Anlagen system- und netzdienlich verhalten können und z. B. bei Engpässen oder Überlastungen im Netz richtig reagieren und diesen (pro)aktiv entgegenwirken.

Damit möglichst viele Kundinnen und Kunden über den Markt aktiver Teil des Energiesystems werden, müssen die Rollen und Regeln klar sein; Teilhabe muss sich lohnen und die Priorisierung in kritischen Situationen muss definiert sein. 

Wie?

• Lösungsansätze ganzheitlich angehen und die Interessen aller Stakeholder berücksichtigen: Künftige Rechte und Pflichten aller Akteure müssen geklärt werden, ebenso wie die Sicherheit der Systeme und die Transparenz der Maßnahmen gewährleistet werden sollen. Regeln für den Betrieb und Anforderungen an die Technik müssen mit den sicherheitstechnischen Anforderungen des BSI, der Eichbehörden und den Markterfordernissen abgestimmt werden. Der Kundennutzen und Komfort (Einfachheit) sind hierbei erfolgskritisch. Auch müssen technische Lösungen gefunden werden, die dem Handwerk und Systemanbietern eine einfach standardisierte Installation ermöglichen. Damit es schnell geht, ist ein einheitlicher Fahrplan ergänzend zum BMWK/BSI-Stufenplan nötig, in dem u. a. Ziele und Maßnahmen im Ordnungsrahmen fortgeschrieben werden.
• Koordinierungsfunktion im Ordnungsrahmen vorsehen: Für den Zugriff der unterschiedlichen Marktteilnehmer auf die Flexibilität hat VDE FNN ein praxisgerechtes Modell für die Koordinierungsfunktion erarbeitet, das in den Stufenplan des BSI einfließen muss. Damit wird sichergestellt, dass im Normalfall Kunden und Dienstleister frei über die Steuerung der Anlage entscheiden können. Lediglich zur Vermeidung kritischer Situationen müssen netz- oder systemdienliche Zugriffe priorisiert erfolgen können. Damit wird transparent, wer wann welche Aufgabe hat und was in kritischen Situationen passiert. Diese für die Marktintegration und Versorgungssicherheit wichtige Funktion ist bisher im Ordnungsrahmen und im Stufenplan des BMWK/BSI noch nicht vorgesehen.

Wie?

Sowohl BSI für die Interoperabilität und Sicherheit bei der Kommunikation im intelligenten Messsystem, als auch VDE FNN für Spezifikationen, Prozesse und Regeln für Rollout und Messstellenbetrieb und VDE DKE für die elektrotechnischen Schnittstellen und Produkte sowie international (IEC) haben Standards vorbereitet. Folgende Auswahl an Beispielen zeigt, wo Standards die Umsetzung erleichtern:

• Spezifikationen für Zähler, Gateways und Steuerbox (VDE FNN Lastenhefte)
• Vorbereitung und Umsetzung des Rollout: elektronischer Lieferschein und Leitfäden für Rolloutprozesse, Sicherheit von Logistikketten (VDE FNN Hinweise), definierte Mikroprozesse
• Unternehmensübergreifende Interoperabilitätstests und Sicherheitszertifizierungen
• Messstellenbetrieb, Konformitätsnachweise, Stichprobenverfahren
• Schutzprofile definieren Sicherheitsanforderungen (BSI-CC-PP)
• Sicherheit für Systemeinheiten zur Nutzung des intelligenten Messsystems (BSI TR 03109-5)
• Informationsaustausch zur Kundenanlage (z. B. VDE-AR-E 2829-6, u. a. EEBUS)
• Energiemanagementsystem für Ladesäulen (z. B. VDE-AR-E 2122-1000)
• Schutz- und Leittechnikprotokoll für FNN Steuerbox (z. B. IEC 61850)

Wie?

Netzbetreiber tun bereits einiges für Umwelt und Klima:

• Netzbetreiber legen mit dem Betrieb langlebiger Anlagen den Fokus auf einen bedachten Umgang mit Ressourcen. Die Verlängerung der Haltbarkeit von Kleidung und Verbrauchsprodukten wird in der Öffentlichkeit bereits rege diskutiert. Im Netzbetrieb ist die Verlängerung der Lebensdauer gang und gäbe. Die Betriebsmittel sind 40 und mehr Jahre im Einsatz. Das ist nicht nur nachhaltig, sondern reduziert u. a die Zahl der Baustellen, v. a. im Stadtgebiet, und entlastet so die Umwelt. Zusätzliches Potenzial bietet sich durch neue Materialien, die umweltfreundlich und beständiger sind. Ziel ist es, über eine Kreislaufwirtschaft Materialien zu nutzen, die aus nachhaltigen Rohstoffen energieschonend produziert werden, sich langfristig nutzen lassen und in der Zukunft durch Recycling und umweltfreundliche Entsorgung verwertet werden können.
• Neu und besonders interessant ist, dass im Netz extrem langlebige und zuverlässige Betriebsmittel nun mit kurzlebigen, digitalen Elementen verknüpft werden. Hier trifft Disruption auf Langlebigkeit.
• Netzbetreiber nutzen klimafreundliche Innovationen und Produkte. So verwenden sie z. B. Satelliten und Drohnen für ein nachhaltiges Trassenmanagement oder setzen auf SF6-freie Schaltanlagen.
• Die Einbindung einer großen Anzahl von EEG-Anlagen sorgt für eine nachhaltige Stromversorgung. Die Bedeutung einzelner Anlagen nimmt ab, die Wirksamkeit und das Zusammenspiel aller Anlagen nehmen jedoch zu.
• Netzbetreiber pilotieren Innovationen zu „nachhaltigen Betriebsmitteln“ im Netzbetrieb
• Langfristig müssen Klimaschutz und Nachhaltigkeit quantifizierbar und regulierbar gemacht werden. Um langlebige, nachhaltige Assets im Netz verbauen zu können, braucht es Planungssicherheit und entsprechende Unterstützung/Förderung. Im aktuellen Regulierungsrahmen fehlen Nachhaltigkeitskriterien für Netztechnik und Netzbetrieb.