Smart Spatial – Potenzialanalysen und Umweltaspekte bei der Entwicklung intelligenter Stromnetze

Smart Nord ist ein vom Niedersächsischen Ministerium für Wissenschaft und Kultur (MWK) geförderter, interdisziplinärer Forschungsverbund. In sechs Teilprojekten befassen sich über 40 WissenschaftlerInnen mit „der Energiewende“ und erarbeiten Beiträge zur koordinierten, dezentralen Bereitstellung von elektrischer Leistung in den Verteilnetzen.

Ziel des am Institut für Umweltplanung bearbeiteten Teilprojekts ‚Smart Spatial‘ ist es zum einen, die Potenziale für verschiedene erneuerbare Energien räumlich abzuschätzen. Zum anderen werden Szenarien zur Entwicklung der Anlagen- und Netzstruktur simuliert und hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf Landschaftsfunktionen und Ökosystemdienstleistungen analysiert. Zusammen mit gesellschaftlichen Akteuren werden multikriterielle Optimierungsstrategien erarbeitet. Fallbeispiele sind Niedersachsen und die Region Hannover

Hintergrund: Das bisherige Vorgehen der Versorgung mit elektrischer Energie orientiert sich an einem Weg von oben nach unten: Großkraftwerke speisen Leistung zunächst auf der Höchstspannungsebene des Übertragungsnetzes ein. Zur Versorgung der Endverbraucher wird die elektrische Leistung an die unterlagerten Verteilnetze übergeben und über die Hochspannungs- bis zur Niederspannungsebene weiter verteilt.
Dieses Vorgehen wird in Frage gestellt, wenn entsprechend dem „Leitszenario 2009“ des Bundesumweltministeriums (BMU) bis zum Jahr 2020 der Anteil der erneuerbaren Energien am Bruttostromverbrauch 35 % bzw. zum Jahr 2030 fast 60 % betragen soll. Zum Erreichen dieses Ziels ist unter anderem eine installierte Windenergieanlagenleistung in Deutschland von ca. 42 GW bzw. 60 GW (2009: ca. 26 GW) vorgesehen. Diese Leistung wird zu einem Großteil in Norddeutschland, insbesondere in den Küstenregionen, installiert werden. Aus den ehrgeizigen Zielen beim Ausbau der Nutzung erneuerbarer Energiequellen sowie der Möglichkeit zur Stromerzeugung durch Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) ergeben sich veränderte Anforderungen an die Auslegungsstrategien und den Betrieb der elektrischen Energieversorgung.

Neue Methoden der Steuerung von dezentralen Erzeugern und Verbrauchern auf der Mittel- und der unterliegenden Niederspannungsebene sind erforderlich, um dem bisherigen Top-Down-Modell ein Bottom-Up-Modell als Betriebsprinzip an die Seite zu stellen. Das Vorgehen „Erzeugung folgt Last“ ist durch einen Weg „Last folgt Erzeugung“ zu ergänzen, um Leistungsschwankungen der Erzeuger auszugleichen und die Netzstabilität zu erhöhen.