Die Stromnetze müssen in Zukunft große Mengen zentral und dezentral eingespeisten Stroms aus erneuerbaren Energien transportieren. Und wegen des schwankenden Angebots benötigen wir viel mehr Reserven, Speicher und Flexibilität im Strommarkt. Im Projekt „Modellstadt Mannheim“ wurde ein virtueller Energiemarktplatz für Energieerzeuger, -verbraucher und Netzbetreiber entwickelt. Kunden können Herkunft und Preis ihres Stroms erkennen und durch Zeitpunkt und Umfang ihres Verbrauchs sowie die Lieferung aus eigenen Erzeugungsanlagen direkt beeinflussen. Dieser Ansatz umfasst neben Strom auch Gas, Wasser und Fernwärme.

Der Grundgedanke des Projekts „Modellstadt Mannheim“, kurz „moma“, ist ein intelligenter Energieorganismus aus gleichberechtigten und verbundenen Netzzellen. Als Sinnbild für diesen Organismus steht das grüne Blatt eines Baumes als eine Zelle mit seinen Adern für den Transport von Energie und Information. Diesem Gedanken folgt auch das Konzept eines Stromnetzes der Zukunft: Dezentral erzeugte Energie aus Wind, Sonne oder Kraft-Wärme-Kopplung wird intelligent verteilt und nah am Ort der Erzeugung verbraucht. Eine Voraussetzung für dieses System ist ein Stromnetz, das nicht nur Energie überträgt, sondern durch moderne Informations- und Kommunikationstechnik alle Beteiligten miteinander verbindet: die Erzeuger von Strom, die Verbraucher, die Speicher und das Netz selbst. Ist ein solches Netz installiert, so kann eine Art Marktplatz entstehen, auf dem aus Angebot und Nachfrage ein differenzierter Preis gebildet wird. Beim Verbraucher sorgt eine intelligente Steuerung dafür, dass Strom bevorzugt dann verbraucht wird, wenn auch viel Strom erzeugt wird.

Dieser Steuermechanismus wird als einer von vielfältigen Diensten beim Kunden auf einem sogenannten Energiebutler installiert, der automatisch für seinen Eigentümer agieren kann. Er weiß auch, welches Gerät im Gebäude des Kunden wie viel Strom verbraucht und wann der beste Zeitpunkt ist, um im Haushalt möglichst günstig zu waschen, zu trocknen oder das Geschirr zu spülen, aber auch zukünftig das Elektrofahrzeug zu laden. Der Energiebutler ist gleichzeitig dafür verantwortlich, die Energie im Gebäude des Kunden höchst effizient zu nutzen. Er wird damit Grundlage vielfältiger neuer Energiedienstleistungen, mit der der Kunde über seine heute zum Teil schon mobilen Endgeräte vor Ort aber auch unterwegs kommunizieren kann. Mit dem System aus intelligentem Netz und Energiebutler kann der Kunde die Kosten seines Energieverbrauchs selbst beeinflussen, indem er die Benutzung großer Verbraucher automatisch vom Preisniveau abhängig macht. Der eigene Stromverbrauch und die Herkunft des verbrauchten Stroms werden zugleich transparent. Damit hat der Kunde die Möglichkeit, „seinen“ Stromverbrauch präzise kennen zu lernen, sich gezielt umweltfreundlich zu verhalten und seinen Umgang mit Energie zu verändern. Voraussetzung dafür ist eine leistungsfähige und schnelle Interaktion aller Komponenten im Verteilnetz. Im Projekt moma erfolgt dies über ein Breitband-Powerline-Netz, das eine internetbasierte Datenübertragung über das Stromnetz selbst ermöglicht.