Netzdienlich

Wenn Energieanlagen netzdienlich arbeiten, bedeutet das, dass ihr Betriebsverhalten die Netzstabilität und Zuverlässigkeit unterstützt und gleichzeitig Überlastungen des Netzes reduziert. Dies wird in Energiesystemen mit einem höheren Anteil an erneuerbaren Energien zunehmend wichtiger.

Was ist netzdienliches Verhalten?

Energieanlagen oder -systeme gelten als netzdienlich, wenn ihr Betriebsverhalten die Stabilität, Effizienz und Zuverlässigkeit des Stromnetzes verbessert. Netzdienliche dezentrale Energieressourcen (DERs), darunter Haushaltsbatterien, Photovoltaik(PV)-Anlagen, Ladestationen für Elektrofahrzeuge (EVs) und Wärmepumpen, helfen, Überlastungen des Stromnetzes zu verhindern und Ungleichgewichte zwischen Angebot und Nachfrage zu beheben, die durch die Integration erneuerbarer Energiequellen ins Netz verschärft werden.

Netzdienliche Anlagen erreichen dies typischerweise, indem sie ihr Verhalten an die Anforderungen des Netzes anpassen: durch eine bessere Abstimmung flexibler Nachfrage mit schwankendem Angebot, durch Reaktion auf Signale von Netzbetreibern oder durch die Bereitstellung von Systemdienstleistungen wie Spannungs- und Frequenzregelung. Eine Schlüsselstrategie für netzdienliches Verhalten ist die Nachfragesteuerung (Demand Response), bei der der Stromverbrauch so verschoben wird, dass er besser mit Zeiten hoher Erzeugung übereinstimmt.

Warum ist netzdienliches Verhalten wichtig?

Netzdienliches Verhalten ist entscheidend, da die Nachfrage nach Strom durch die Elektrifizierung von Wärme und Mobilität weiter steigt. Gleichzeitig führt der wachsende Anteil erneuerbarer Energien zu stärkeren Erzeugungsspitzen, beispielsweise bei Sonnenschein oder Wind. Ohne geeignete Steuerung können diese Spitzen sowohl auf der Angebots- als auch auf der Nachfrageseite zu Überlasten im Netz führen. Verbrauchsspitzen können sogar schwerwiegende Überlastungen oder Stromausfälle verursachen. Die Einführung intelligenter, netzdienlicher Lösungen unterstützt die Integration erneuerbarer Energien, indem Fluktuationen durch Lösungen wie Nachfrageanpassung, Energiespeicherung und flexible Erzeugung ausgeglichen werden. Diese Ansätze helfen auch, die Notwendigkeit teurer Reparaturen an der Netzinfrastruktur zu reduzieren, indem bestehende Netzressourcen optimiert und die Systembelastung damit verringert werden.

Merkmale netzdienlicher Systeme

Es gibt mehrere spezifische Merkmale, die ein System netzdienlich machen:

Flexibilität 

Flexible Energiesysteme können die Stromerzeugung und/oder den Verbrauch an die Netzbedingungen, Strompreise oder Beschränkungen in der Übertragung und Verteilung anpassen. Durch die Anpassung der Energieflüsse stabilisieren diese Systeme nicht nur das Netz, sondern senken auch die Kosten für Hausbesitzer:innen. Beispielsweise tragen Systeme, die Primärregelleistung (FCR) nutzen, dazu bei, die Netzstabilität aufrechtzuerhalten, indem sie den Energieverbrauch oder die Energieproduktion automatisch anpassen, um Frequenzabweichungen auszugleichen. Dies stellt ein Gleichgewicht zwischen Angebot und Nachfrage her und unterstützt gleichzeitig das Netz.

Konnektivität

Ein zentrales Merkmal netzdienlicher Systeme ist ihre Fähigkeit, mit Netzbetreibern und anderen verbundenen Anlagen zu kommunizieren. Durch die Nutzung standardisierter Protokolle wie EEBUS ermöglichen diese Systeme eine schwellenlose Kommunikation und Echtzeitanpassungen, um die Netzstabilität zu gewährleisten.

Lokale Optimierung

Die lokale Optimierung sorgt dafür, dass alle vor Ort angeschlossenen dezentralen Energieressourcen (z. B. Solarsysteme oder Wärmepumpen) ganzheitlich optimiert werden, um Kosten zu minimieren und die Effizienz zu maximieren. Diese Systeme speichern überschüssige Energie für die spätere Nutzung oder speisen sie zu Zeiten hoher Nachfrage/Preise ins Netz ein. So wird die Nutzung von selbst erzeugtem Solarstrom maximiert und die Abhängigkeit vom Stromnetz minimiert, was Überlastungen des Netzes reduziert. 

Netzdienliche Lösungen

Es ist wichtig, dass ein System netzdienlich ist, sobald die Hauptenergiequellen erneuerbarer Natur sind. Glücklicherweise sind die meisten netzdienlichen Lösungen tatsächlich erneuerbar und smart.

Home-Energy-Management-Systeme (HEMS)

Ein HEMS verwaltet die Energieerzeugung, -speicherung und den -verbrauch in Haushalten, um den Energiebedarf zu decken und gleichzeitig Kosten sowie Emissionen zu minimieren. Durch die Optimierung der Flexibilität der angeschlossenen Anlagen kann ein Home-Energy-Management-System den Energieverbrauch auf Zeiten mit geringerer Nachfrage verlagern oder überschüssige Energie ins Netz einspeisen. Dies verringert die Belastung des Netzes, sorgt für Stabilität und fördert die Teilnahme an Lastmanagement-Programmen.

Smart Meter 

Smart Meter sind intelligente Anlagen, die den Stromverbrauch in Echtzeit messen und Haushalten Transparenz sowie Einblicke in ihren Energieverbrauch bieten. Mit diesen Daten können Verteilnetzbetreiber (VNBs) die Netznutzung besser verstehen und verwalten, was eine zuverlässigere und effizientere Stromversorgung ermöglicht.

Batteriespeichersysteme

Batterie-Energiespeichersysteme können überschüssige Energie in Phasen mit geringer Nachfrage speichern und diese gespeicherte Energie in Zeiten mit hoher Nachfrage wieder freigeben. Sie unterstützen damit die Balance zwischen Angebot und Nachfrage im Netz und verbessern die Stabilität, indem sie den Bedarf an Kraftwerken verringern und Schwankungen abmildern. Durch die lokale Speicherung von Energie reduzieren sie auch die Belastung der Übertragungsinfrastruktur des Netzes und verhindern Netzüberlastungen.

Dynamisches Lastmanagement (DLM)

Dynamisches Lastmanagement ist eine netzdienliche Lösung, da es den Stromverbrauch optimiert, indem es den Stromverbrauch der angeschlossenen Systeme in Echtzeit an die Netzbedingungen anpasst. DLM ermöglicht es den Nutzer:innen, den Bedarf zu Spitzenzeiten zu verschieben oder zu reduzieren und verhindert so Überlasten im Netz. Dynamisches Lastmanagement fördert auch die Integration erneuerbarer Energien, indem es das Verbrauchsverhalten an die aktuelle Verfügbarkeit von Energiequellen anpasst.

Regulatorische Mittel, um Netzdienlichkeit zu erzielen

Mit fortschreiten der Energiewende erkennen Regierungen, dass mit der Einführung von immer mehr erneuerbaren Energien und der Abhängigkeit von dezentralen Energieressourcen die Netzdienlichkeit eine Schlüsselstütze für eine erfolgreiche Energiewende darstellt. Daher gibt es bestimmte Standards und Vorschriften von Behörden, um die Netzstabilität zu gewährleisten. Versorgungsunternehmen und Betreiber werden dazu angeregt, intelligente Technologien und netzunterstützende Praktiken zu übernehmen.

Politiken wie Paragraph 14a des Energiewirtschaftsgesetzes (EnWG) gehören dazu. Über die Jahre überarbeitet, trat das „neue“ Gesetz Anfang 2024 in Deutschland in Kraft. Es erlaubt Netzbetreibern, die Leistung von steuerbaren Anlagen während Netzengpassstituationen vorübergehend zu reduzieren, während Verbraucher:innen von reduzierten Netzentgelten profitieren. Dieses überarbeitete Gesetz schreibt die Anbindung neuer steuerbarer Verbrauchseinrichtungen vor, verbietet Verzögerungen aufgrund von Netzkapazitäten und verlangt von Betreibern, die Infrastruktur aktiv zu verwalten und auszubauen.

Eine weitere Maßnahme, die darauf abzielt, das Netz mit der zunehmenden Integration erneuerbarer Energien zu schützen, ist Paragraph 9 des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG). Als Teil der laufenden Aktualisierungen des deutschen Energiewirtschaftsgesetzes trat § 9EEG bereits in einigen Bereichen in Kraft, während die verbleibenden Punkte am 1. Januar 2025 in Kraft treten werden. Ab diesem Zeitpunkt sind Betreiber von Energiesystemen und Blockheizkraftwerken (BHKW) mit einer Leistung von mehr als 25 Kilowatt (kW) verpflichtet, mit Smart Metern kompatible Geräte zu installieren, um Netzbetreibern eine Fernüberwachung und -steuerung der Einspeisung zu ermöglichen. Für Systeme, die kleiner sind (7–25 kW), gelten ähnliche Anforderungen, die jedoch von den Netzanschlüssen abhängen. Größere Systeme (> 100 kW) müssen eine vollständige Fernsteuerung ermöglichen, während Systeme dazwischen (25–100 kW) eine teilweise Steuerung benötigen, bis Smart Meter installiert sind.

Darüber hinaus verlangt das Gesetz eine Echtzeit-Monitoring der Energieeinspeisung sowie eine anpassbare Einspeiseleistung, die sich an den Bedürfnissen des Netzes orientiert. Dies gilt für Installationen wie Photovoltaikanlagen und BHKW-Anlagen. Das Gesetz enthält auch Bestimmungen zur Nachrüstung älterer Systeme, um die Compliance sicherzustellen.