Wenn die Verbraucher zu viel wissen

15.08.2011

Smart Grids, die schlauen Energienetze der Zukunft, funktionieren instabil bis hin zum Zusammenbruch, wenn sie die Stromkäufer zu genau über aktuelle Preise informieren

Noch bieten die Stromkonzerne in Deutschland Privatkunden keine vom aktuellen Verhältnis von Angebot und Nachfrage abhängigen Tarife an. Doch die Zukunft ist bereits im Test: Liebherr und Miele haben begrenzte Serien von Haushaltsgeräten produziert, die ihr eigenes Verhalten von den Informationen abhängig machen, die ein Smart Meter liefert - ein vernetzter Stromzähler. Solche Smart Meter sind in Deutschland seit vergangenem Jahr zumindest in Neubauten und Totalsanierungen schon Pflicht.

Dabei geht es zunächst vor allem darum, dem Kunden seinen eigenen, tatsächlichen Energieverbrauch zu einem bestimmten Zeitpunkt anzeigen zu können. Für die Stromhersteller interessant wird es, wenn sie die Smart Meter auch aus der Ferne ablesen können, um so die Produktion besser auf die aktuelle Last einstellen zu können. Nun motiviert das allein den Kunden wohl noch nicht, jedes Einschalten eines Elektrogeräts vom Energieversorger seiner Wahl überwachen zu lassen.

Deshalb steht das Versprechen lastabhängiger Tarife im Raum: Wer seine Wäsche künftig dann trocknet, wenn die Fabriken gerade Pause machen, könnte sich über Einsparungen freuen. Kalifornien etwa hat seinen Stromkonzernen das Jahresende als Deadline gestellt, dynamische Preise anzubieten.

Doch wie wirkt sich ein solch direktes Feedback auf die Stabilität der Netze aus? Was passiert, wenn viele Menschen gleichzeitig dasselbe tun? Strom- und Wasserversorger kennen den Effekt schon, wenn etwa in der Halbzeitpause des WM-Finales halb Deutschland gleichzeitig die Toilette aufsucht. Drei Forscher des MIT haben nun die Volatilität von Stromnetzen untersucht. Wie reagiert ein intelligentes Netz auf Feedback-Mechanismen, und wie lassen sich lästige Nebeneffekte vermeiden?

So schnell ändern sich die Großhandelspreise von Stromversorgern in den USA - die Schnappschüsse sind im Abstand von fünf Minuten entstanden. Der Privatabnehmer hingegen zahlt derzeit rund um die Uhr denselben Tarif. (Bild: Mardavij Roozbehani)

Die Forscher gehen dabei von einem ganz menschlichen Verhalten aus: Der Verbraucher versucht soviel Komfort wie möglich zum möglichst kleinen Preis zu erlangen. Komfort bedeutet in diesem Zusammenhang, einem mit Stromverbrauch verbundenen Bedürfnis sofort nachzugeben. Die Benutzung eines Geräts auf später zu verschieben (wenn der Strompreis wieder gesunken ist), bedeutet eine Einbuße an Komfort (aber einen kleineren Preis).

Asymmetrische Informationsverteilung

Die Erkenntnis der Forscher: Wenn die Preisersparnis groß genug ist, dass die Mehrheit der Verbraucher ihr Verhalten daran anpasst (und genau das ist ja eine der Begründungen für den Einsatz vernetzter Stromzähler), dann kann eben dieses eigentlich erwünschte Verhalten auch zur Destabilisierung des gesamten Systems führen. Das Problem ist, dass zwar Millionen Kunden ihre Waschmaschine zu einem bestimmten Zeitpunkt einschalten können - dass aber kein Generator in der Welt ebenso auf Knopfdruck fähig ist, seine volle Leistung zu liefern.

Diese Oszillationen könnte man verhindern, wenn die Informationen asymmetrisch verteilt sind. Konkret hieße das zum Beispiel, dass die Preisschwankungen nicht sofort an den Kunden weitergegeben werden. Statt Fünf-Minuten-Intervalle empfehlen die Forscher einen Stunden-Rhythmus. Die Stromversorger hätten dann genug Zeit, ihre Kapazitäten auf die erwartbar höhere Nachfrage einzustellen.

Ob sich der Kunde dann allerdings vielleicht bewusst dumm gehalten fühlt, das haben die Wissenschaftler nicht analysiert. Außerdem entfällt dadurch ein anderer Nutzen des Systems: Die Stromhersteller können selbst nicht mehr mit plötzlichen Preisänderungen reagieren. Wenn über einem großen Windpark in der Nordsee unerwartet der Wind abflaut, könnte eine schnelle Preiserhöhung die Nachfrage auf Kundenseite senken - und man könnte sich das Anfahren von Gaskraftwerken sparen.

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