Das Stromnetz ist ein wichtiger Baustein für die Energiewende. Das Übertragungsnetz transportiert Strom über weite Entfernungen, zum Beispiel aus Windkraft-Anlagen in der Nordsee in Richtung Süden. Das Verteilnetz integriert dezentrale Anlagen wie Photovoltaik. Die Produktion von Strom aus erneuerbaren Energien hängt jedoch von ihrem Standort sowie vom Wetter ab. Das stellt das Stromnetz zunehmend vor Herausforderungen. Kurz- und langfristige Speicher sowie das Netz selbst müssen ausgebaut werden, um die Schwankungen des erneuerbaren Stroms auszugleichen.
Beim Netzausbau gibt es bisher jedoch einige Hürden, zum Beispiel Proteste gegen neue Masten und Leitungen in der Nähe von Wohnorten und langwierige Genehmigungsverfahren. Auch der Betrieb von Speichern und von Anlagen, die flexibel Strom verbrauchen können, ist oft noch nicht wirtschaftlich.
Eine Hürde für eine effiziente Energiewende ist oft auch die derzeitige Regulierung der Netze. Als natürliche Monopole werden ihre Betreiber von der Bundesnetzagentur kontrolliert. Allerdings gibt es viele Diskussionen über die genaue Ausgestaltung. Die hat etwa Folgen für die Sektorenkopplung: Wenn Strom durch Netzentgelte zum Beispiel zu teuer ist, kann er in anderen Sektoren nicht wirtschaftlich eingesetzt werden.
In mehreren Forschungsprojekten analysiert das EWI die Regulierung des Stromnetzes. Darin geht es etwa darum, wie Verteil- und Übertragungsnetzbetreiber reguliert werden, aber auch um die Netzentgeltsystematik und das Strommarktdesign. Dabei erarbeitet das EWI sowohl theoretisch, wie diese konkret ausgestaltet sein könnte, als auch quantitativ, welche Auswirkungen eine veränderte Regulierung hätte.
Mit den Erkenntnissen unterstützt das EWI Politik und Wirtschaft zu ökonomischen und strategischen Fragen, beispielsweise zur Ökonomie der Konzessionsvergabe.
Dezentrale Koordinationsmechanismen sind ein essenzieller Bestandteil des künftigen Energiesystems. Dies könnten zum Beispiel lokale (Flexibilitäts-)Märkte sein, um Engpässe im Netz zu bewirtschaften, oder auch knotenscharfe, zeitvariable Strompreise. Wie genau diese dezentralen Koordinationsmechanismen aussehen können – dazu gibt es aber noch viele Fragen. Das EWI erforscht die Auswirkungen verschiedener Möglichkeiten auf das Verhalten derjenigen, die das Netz nutzen.
Wie sehen die Lastflüsse im deutschen Übertragungsnetz aus? Und welche (knoten- oder zonenscharfen) Preise, Erzeugungs- und Handelsmengen sowie effiziente Investitionen in Kraftwerke ergeben sich daraus? Das kann das EWI mit seinem Modell SPIDER berechnen. Dabei können Netzrestriktionen im Rahmen der Dispatch- und Investitionsmodellierung berücksichtigt werden. Außerdem kann das EWI den Einfluss auf den künftigen Redispatch-Bedarf ermitteln. Das Modell basiert auf einer hochaufgelösten DC-Lastflussrechnung des deutschen Übertragungsnetzes sowie auf knotenscharfen Daten zur Stromnachfrage, zu Erzeugungskapazitäten und zu EE-Verfügbarkeiten.
