Im vorangehenden Artikel „Intelligente Stromnetze (Smart Grids) I“ wurde in den Begriff des intelligenten Energiesystems eingeführt und die ersten beiden Module einer derartigen Struktur in Form der intelligenten Energiegewinnung sowie der intelligenten Versorgungsnetze vorgestellt. In diesem Beitrag soll nun auf die beiden weiteren Elemente, die intelligente Energienutzung und die intelligente Energiespeicherung, sowie auf die primären Ziele eines solchen Smart Grid eingegangen werden.
Unter dem letzten netzgebundenen Baustein in Form des Stromverbrauchs ist entgegen der vorgenannten Erzeugungs- (Angebot) die stromverbrauchende Lastseite (Nachfrage) zu verstehen. Im Wesentlichen sind dies Haushalte, Gewerbekunden und Industrieanlagen, die im Rahmen von Smart Grids Gegenstand der variablen Laststeuerung (engl. Demand Side Management, DSM, oder auch Demand Side Response, DSR), insbesondere durch Lastverschiebung im Sinne eines sogenannten virtuellen Speichers, -abwurf, -abschaltung oder -zuschaltung, sein können.
Dies gilt auch für Wärme- und Kältepumpen, Warmwasserspeicher, Tiefkühler, Heizer, Wasch-, Trocken- und Spülmaschinen oder Autobatterien von Elektrofahrzeugen. Aufgrund ihres vergleichsweise zeitunkritischen Strombedarfs können diese Energieverbraucher im Rahmen des Netzmanagements im Gegensatz zu eher inhomogenen Lasten wie zum Beispiel der Beleuchtung relativ gut in die intelligente Lastregelung einbezogen werden. Dadurch kann der entstehende Energiebedarf bei gleichbleibendem Angebot in Form der Stromproduktion aus den Kraftwerksanlagen anhand der im ersten Teil genannten Glättung räumlich und zeitlich verringert bzw. gleichmäßiger verteilt werden, so dass Stromkunden geringere Kosten tragen müssen. Moderne Elektrogeräte wie beispielsweise flexible Waschmaschinen, Trockner, Geschirrspüler oder Nachtspeicheröfen arbeiten automatisch während der sogenannten börsenpreislich günstigeren, da nicht so verbrauchsintensiven Offpeak-Zeiten (auch als Niedertarif [NT] bezeichnet), die montags bis freitags von 00:00 Uhr bis 08:00 Uhr und von 20:00 Uhr bis 24:00 Uhr sowie samstags und sonntags jeweils ganztägig gelten.
Derartige intelligent arbeitende Apparate erweisen sich in Smart Grids als essentiell, da die übertragenden Elektrizitätsnetze grundsätzlich keine Energie speichern können, so dass für eine jederzeitige Stabilität der verschiedenen Übertragungs- und Verteilnetze im System stets die Last der Deckung entsprechen sollte. Dies bedeutet wiederum, dass entweder die elektrische Erzeugung an den Verbrauch oder umgekehrt das Kundenverhalten an die Produktion angepasst werden kann. Darüber hinaus können Leistungsunterschiede zwischen Angebot und Nachfrage jedoch auch durch geeignete Einrichtungen zur Energiespeicherung ausgeglichen werden:
Zur zwischengeschalteten Stromspeicherung als Verbindung von Quelle (intelligenter Energiemarkt) und Senke (siehe oben) eignen sich üblicherweise Speicherkraftwerke wie zum Beispiel Wasserspeicher über die Lage- bzw. potenzielle Energie, Batteriespeicher über die chemische Energie oder Wärmespeicher über die thermodynamische Energie (Wärme). Auf diesem Wege können die einzelnen Bestandteile des Gesamtsystems mit Hilfe einer intelligenten Netzführung kontinuierlich optimiert und leittechnisch überwacht werden, so dass eine effiziente und zuverlässige Energieversorgung gewährleistet werden kann. Dazu können vorbehaltlich ihrer Wirtschaftlichkeit auch dezentrale Speicheranlagen wie beispielsweise Fahrzeugbatterien herangezogen werden.
Die originären Ziele von Smart Grids bestehen neben der ganzheitlichen Optimierung der in diesem und im letzten Artikel genannten vier Systemmodule in der sukzessiven Verringerung der Kohlenstoffdioxidemissionen zur Erreichung der nationalen und internationalen Klimaziele durch die Reduktion von klimaschädlichen Treibhausgasen in die Erdatmosphäre, dem Erreichen einer höheren Energieunabhängigkeit, der Verbesserung der Energieeffizienz sowie einem größeren Anteil der erneuerbaren Energiequellen am Strommix in einem intelligenten Energiesystem, auch als „E-Energy“ oder „Internet der Energie“ (analog „Internet der Dinge“) bezeichnet.