Zielnetzplanung: Wie Energieversorger ihre Netze fit für die Energiewende machen

Autoren: Gian Carle, Richard Weiss

Praxisbeispiele von drei Energieversorgungsunternehmen (EVU) 

Die Energiebranche steht in einem tiefgreifenden Wandel.  Für die Energieversorger und Stromnetzbetreiber bedeutet das: Sie müssen deutlich höhere Lasten aufnehmen und mehr dezentrale Produktion integrieren und dabei das NOVA-Prinzip (Netzoptimierung vor Netzverstärkung vor Netzausbau) immer bestmöglich einhalten. 

Eine wirksame Zielnetzplanung ist dafür zentral, wie wir ein einem vorherigen Beitrag erläuterten. Sie schafft Transparenz darüber, wie sich Lasten, Erzeugung und Flexibilität langfristig entwickeln – und welche Investitionen notwendig, sinnvoll oder sogar vermeidbar sind (NOVA). Um diesen Prozess effizient bewältigen zu können, braucht es relevante und hochwertige Daten, smarte Modellierung und eine Digitalisierung, damit Planungen rollierend durchgeführt werden können. 

Zielnetzplanung ist nur dann wirksam, wenn sie operativ umgesetzt wird. Die folgenden drei Praxisbeispiele von einem grossen bzw. einem mittelgrossen EVU sowie von einem grossen Stadtwerk zeigen, wie Netzbetreiber Swiss Energy Planning (SEP) einsetzen, um ihre strategische und operative Netzplanung digitaler zu gestalten, und damit ihre Zukunft zu sichern und Investitionskosten zu minimieren. 

1. Konzept für Niederspannungs--Monitoring und Lastprognosen bei einem grossen EVU 

Kontext 

Ein grosses EVU steht vor der Herausforderung, steigende Lasten in der Niederspannung (NS) frühzeitig zu erkennen und langfristig verlässlich zu prognostizieren. Der zunehmende Ausbau von Photovoltaik (PV), Wärmepumpen und E-Mobilität erfordert eine transparente, datenbasierte Planung bis weit über 2035 hinaus – unter konsequenter Einhaltung des NOVA-Prinzips. 

Konzept 

Gemeinsam mit geoimpact wurde ein Konzept entwickelt, das die Grundlage für ein durchgängiges NS-Monitoring und belastbare Lastprognosen bildet. Kern des Ansatzes ist eine zentrale, einheitliche Datenbasis, die Informationen aus den bestehenden IT-Systemen GIS, ERP, Netzberechnung (wie NEPLAN) und Energiedatenmanagement mit den Gebäude- und Standortdaten aus SEP zusammenführt undnutzbar macht. 

Kernpunkte 

• Aufbau einer zentralen Datendrehscheibe: Zusammenführung und Verwaltung von Daten aus ERP, GIS, Netzberechnung und EDM 

• Entwicklung von Szenarien auf Basis definierter Treiber wie PV-Ausbauquote und Fernwärmeanschlussquote 

• Kombination von hausanschlussscharfer Betriebsdaten mit gebäudescharfen SEP-Daten 

• Analyse von Trafokreisen und Belastungen in NS- und MS-Netzen 

• Entwicklung robuster Indikatoren auf Gebäudeebene (z.B. Leistungsspitzen, Durchdringung Fernwärme, usw.) 

• Aufbau visueller Dashboards zur Darstellung von IST- und SOLL-Netzen 

• Erstellung einer Lastgangbibliothek mit synthetischen und gemessenen Lastgängen 

• Schrittweise Systemintegration mittels API, inklusive der Grundlagen und Mapping der Daten, der Definition von Szenarien und Indikatoren und des Aufbaus eines Transformations-Dashboards 

Modellierte Lastprofile im "Ist"-Netz auf Ebene Hausanschluss

Nutzen 

Das EVU erhält eine deutlich höhere Transparenz über aktuelle und zukünftige Netzbelastungen. Investitionsentscheidungen werden robuster, Planungsprozesse effizienter und langfristig können die Gesamtkosten (TOTEX¹) spürbar reduziert werden. 

2. Multimodale Planung für Wärme, Gas und Strom bei einem grossen Stadtwerk 

Kontext 

Ein grosses Stadtwerkverfolgt das Ziel, seine Energieplanung über alle Sparten hinweg zu modernisieren. Die Wärmestrategie, die Gas- und Strom-Zielnetzplanung sowie Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen sollen auf einer gemeinsamen, konsistenten Datengrundlage erfolgen und regelmässig aktualisiert werden können. 

Konzept 

Das Stadtwerk nutzt gebäudescharfe Energiedaten aus SEP als zentrale Basis für energetischen Analysen. SEP dient dabei als verbindendes Element zwischen Wärmestrategie, Strom- und Gasnetzplanung sowie für die Szenarienbildung. 

Kernpunkte 

• Nutzung gebäudescharfer SEP-Daten als einheitliche Datenbasis 

• Entwicklung von Szenarien für Wärmenetzausbau, Wärmepumpen, E-Mobilität und PV-Einspeisung 

• Berechnung des Lastzuwachses je Trafostation inklusive N-1-Analysen (Resilienzanalyse) 

• Vergleich von Ist- und Zielnetzen hinsichtlich technischer und wirtschaftlicher Auswirkungen 

• Erhöhung der Planungskadenz hin zu einer rollierenden Zielnetzplanung 

• Bewertung der Effekte neuer Wärmelösungen, PV-Zubau und E-Mobilität auf die bestehende Infrastruktur 

Nutzen 

Durch die einheitliche Datenbasis kann das Stadtwerk die Auswirkungen unterschiedlicher Transformationspfade präzise bewerten. Netzinvestitionen werden vorausschauender, wirtschaftlicher und besser auf die langfristige Wärmestrategie abgestimmt. 

3. Dynamische Zielnetzberechnung und aktives Transformationsmonitoring bei einem mittelgrossen EVU 

Kontext 

Ein mittelgrosses EVU möchte seine Zielnetzplanung stärker automatisieren und dynamisieren. Ziel ist es, zukünftige Engpässe frühzeitig zu identifizieren und verschiedene Ausbaupfade für Wärmepumpen, Photovoltaik und E-Mobilität realistisch bewerten zu können. 

Konzept 

Über eine Schnittstelle zwischen SEP und dem Netzberechnungstool NEPLAN entsteht ein durchgängiger Prozess von der Datenerfassung (Netzdokumentation, Verbrauchsdaten) über die Lastmodellierung bis zur Netzsimulation. Fehlende Daten werden durch KI-gestützte Plausibilisierung ergänzt. 

Kernpunkte 

• Automatisiertes Datenmapping zur Vereinheitlichung von Hausanschlussdaten aus verschiedenen Systemen 

• Erzeugung synthetischer Lastgänge pro Hausanschluss für: 

• Grundlast 

• Wärmepumpen 

• E-Mobilität 

• Photovoltaik 

• KI-gestützte Ergänzung fehlender Informationen (z.B. PV-Anlagen, Wärmepumpen, Warmwasser, Raumwärme) 

• Direkte Übergabe der Lastgänge an die Netzberechnung in NEPLAN 

• Bewertung von Zukunftsszenarien bis 2035 und 2050 auf Basis definierter Treiber 

Nutzen 

Das EVU kann Zukunftsszenarien realitätsnah simulieren und Netzengpässe frühzeitig erkennen. Die Zielnetzplanung wird dynamischer, schneller aktualisierbar und erlaubt fundierte Entscheidungen zu Netzausbau, Optimierung und Verstärkung. 

Die Take-Aways der drei Praxisbeispiele 

Die drei Praxisbeispiele zeigen denselben Trend: Netzbetreiber brauchen eine kontinuierliche, datengetriebene und vor allem dynamische Planung. Einmalige Analysen reichen nicht mehr aus. Ein solches System aufzubauen liegt jedoch nicht immer in der Kernkompetenz der Netzbetreiber. Der Mehrwert in einer Zusammenarbeit mit externen Partnern wie geoimpact liegt dabei insbesondere in: 

• geprüften, gebäudescharfen Daten 

• automatisierter Modellierung von Lasten und Erzeugern 

• Integration in bestehende Enterprise-Tools 

• Aufbau und Betrieb eines nachhaltigen Systems für die laufende Zielnetzplanung 

So entsteht ein Zielnetzplanungsprozess, der Versorgungssicherheit stärkt, Investitionen optimiert und Risiken früh sichtbar macht. 

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¹ TOTEX steht für "Total Expenditure", also die Gesamtkosten, die alle Ausgaben für Betriebskosten (OPEX) und Investitionskosten (CAPEX) umfassen.