Leitartikel

Jetzt wird es kniffelig

Von Michael Gneuss und Katharina Lehmann · 2018

Bei der Energiewende ist Deutschland bisher gut voran gekommen – die Erneuerbaren Energieträger nehmen einen immer größeren Stellenwert bei der Produktion grüner Energie ein. Doch jetzt wird es kniffelig. Denn die Stromnetze sind für die hohen Fluktuationen nicht ausgelegt. Das merken bisher vor allem die Netzbetreiber. Die Gefahr eines Engpasses steigt.

Eine überirdische Stromleitung in den USA. Dank Investitionen in Erneuerbare Energien wird die Stromversorgung zumindest in Deutschland umweltfreundlicher

Die Erneuerbaren Energien sind weiterhin auf dem Vormarsch. Im vergangenen Jahr konnten die Ökostromträger Wind-, Sonnen-, Wasser- und Bioenergie nach ersten Schätzungen des Bundesverbands der Energie- und Wasserwirtschaft (BDEW) einen Anteil von über 36 Prozent am gesamten Stromverbrauch in Deutschland erreichen – 15 Prozent mehr als im Vorjahr. Das ist ein deutlicher Anstieg des Rekordwertes aus dem Jahr 2016. Damals deckten sie erst 31,6 Prozent des Bruttostromverbrauchs ab.

Aus Stein- und Braunkohlekraftwerken kamen 2017 etwa 37 Prozent des Stroms, aus Gaskraftwerken 13,1 Prozent. Die Kernkraft sank von 13 auf 11,6 Prozent. „Der ganz klare Sieger sind die Erneuerbaren Energien“, sagte BDEW-Hauptgeschäftsführer Stefan Kapferer. Er sieht sie „auf dem Sprung, die Nummer eins in der Bruttostromerzeugung zu werden.“ 

Die Erneuerbaren Energien sind der ganz klare Sieger.

Der Ausstieg aus der Kohleverstromung habe damit längst begonnen, zudem leiste die Energiewirtschaft ihren Beitrag für die Klimaziele der Bundesregierung, so Kapferer. Im vergangenen Jahr seien sechs Steinkohlemeiler vom Netz genommen und die ersten Braunkohlekraftwerke vom Normal- auf einen Bereitschaftsbetrieb umgestellt worden. 

Doch die Energiewende wird Jahr für Jahr zu einer immer größeren Herausforderung für die Netze. Der Grund: Die alte Energiewelt war geprägt von großen zentralen Kraftwerken, die oft in der Nähe großer Abnehmer wie Industriebetrieben oder Metropolen stehen. Heute ist die von Sonne und Wind dominierte Stromproduktion dezentraler und vor allem volatiler geworden. 

Erneuerbare Energien: Teure Netzstabilisierung

Darunter ächzen vor allem die deutschen Netzbetreiber. Tennet, der größte unter ihnen, der das Netz von der Nordsee bis an den Alpenrand betreut, musste im vergangenen Jahr fast eine Milliarde Euro für Noteingriffe zur Stabilisierung des Stromnetzes ausgeben, teilte das Unternehmen mit. Die Kosten werden über die Netzentgelte auf den Strompreis umgelegt. „Das Netz ist wegen des starken Zubaus der Erneuerbaren weiter extrem belastet. Wir brauchen zwingend ein Energiewende-Netz, also die vom Gesetzgeber bereits beschlossenen Netzausbauprojekte“, forderte Tennet-Geschäftsführungsmitglied Lex Hartmann. „Bis dahin sind Netzengpässe, hohe Kosten für die Verbraucher und eine zunehmend instabile Versorgung die harte Wirklichkeit.“ Zum Vergleich: Im Jahr 2016 kosteten die Netzeingriffe Tennet noch rund 660 Millionen Euro. Nach Abschaltung der letzten Atomkraftwerke im Jahr 2022 könnten die Eingriffskosten laut Bundesnetzagentur bundesweit sogar auf bis zu vier Milliarden Euro im Jahr anwachsen.

Der Grund: Noteingriffe werden nötig, wenn Stromleitungen fehlen, um vor allem Windstrom aus dem Norden in den industriereichen Süden zu bringen. Im stürmischen Herbst und Winter müssen dann im Norden immer wieder Gas- und Kohlekraftwerke heruntergefahren oder Windparks gegen Kostenerstattung abgeschaltet werden – sonst würde mehr Strom produziert, als die Netze aufnehmen können. Damit dann im Süden nicht die Lichter ausgehen, müssen dort zugleich konventionelle Reservekraftwerke hochgefahren werden. Oft kommt die Netzreserve aus Österreich. Auch dafür müssen die Netzbetreiber Entschädigungen zahlen.

Ohne neue Netze wächst die Kluft weiter. Denn der Ausbau vor allem der Windkraft auf dem Meer und im Landesinneren schreitet weiter voran.

Netzbetreiber warnen vor Strommangel

Darüber hinaus warnen die vier deutschen Netzbetreiber – neben Tennet sind das 50Hertz, Amprion und TransnetBW – nun vor Engpässen in der deutschen Stromproduktion. Bereits im Jahr 2020, so die Prognose, die die vier Unternehmen im „Bericht der deutschen Übertragungsnetzbetreiber zur Leistungsbilanz 2016-2020“ aufstellen, könnte Deutschland in einer Extremsituation nicht mehr in der Lage sein, das Stromnetz aus eigener Kraft im Gleichgewicht zu halten. Importe aus dem Ausland würden dann erstmals zur zwingenden Notwendigkeit. Die Gefahr einer solchen Unterdeckung sei zwar bisher theoretischer Natur, könne aber vor allem im Winter auftreten: Denn gerade in der kalten Jahreszeit, wenn der Stromverbrauch am höchsten ist, liefern die rund 1,6 Millionen Photovoltaik-Anlagen auf den deutschen Dächern nahezu gar keinen Strom. Herrscht gleichzeitig eine typische winterliche Hochdrucklage, erzeugen auch die mehr als 30.000 Windräder kaum Strom.

Quelle: Bundesnetzagentur, 2017

„Die Prognose der verbleibenden Leistung ist für den kommenden Winter mit Berücksichtigung der Reservekraftwerke zunächst noch positiv (3,5 Gigawatt im Dezember 2017), nimmt aber stetig ab und weist für Januar 2020 erstmals eine negative verbleibende Leistung von -0,5 Gigawatt auf“, heißt es in der Leistungsbilanz. Doch selbst dieses Defizit sei nur deshalb so gering, weil der Einsatz aller Reservekraftwerke vorausgesetzt wurde. „In der Prognose für die Folgejahre sinkt die verbleibende Leistung 2019 beziehungsweise 2020 ohne Berücksichtigung der Reservekraftwerke auf -5,8 Gigawatt beziehungsweise -8,3 Gigawatt.“

Nach den Berechnungen der vier Netzbetreiber würde ohne Reservekraftwerke schon 2020 in einer Extremsituation die Leistung von bis zu zehn Großkraftwerken fehlen, um die Versorgung Deutschlands aus eigener Kraft leisten zu können. Das ist früher als erwartet: So rechnete der BDEW bisher frühestens im Jahr 2023 mit einer Erzeugungslücke – nachdem das letzte Atomkraftwerk und die Sicherheitsreserve der Braunkohle abgeschaltet wurden.

Dann wird laut BDEW der Jahreshöchstlast von etwa 81,8 Gigawatt eine gesicherte Leistung von nur etwa 73 bis 75 Gigawatt gegenüberstehen. „Die Hoffnung, die Lücke vollständig durch Import-Strom aus dem Ausland zu schließen, ist trügerisch“, betonte BDEW-Chef Kapferer: „Auch in unseren Nachbarländern geht die gesicherte Leistung weiter zurück, sodass Deutschland mit Blick auf künftige Stromimporte vor großen Unsicherheiten steht.“

Pumpspeicher und rascher Netzausbau

Doch was könnte Abhilfe schaffen? Großspeicher könnten grünen Strom für Notfälle einlagern. So wurden zum Beispiel schon vor vielen Jahren Pumpspeicherkraftwerke errichtet, um in verbrauchsarmen Zeiten Atomstrom aus den stets gleichmäßig laufenden Kernkraftwerken für verbrauchsintensive Zeiten zu konservieren. Das Problem ist jedoch: Diese großen Pumpspeicher befinden sich vor allem im Süden der Republik, dort, wo auch die Kernkraftwerke stehen. Sind diese – und die Kohlekraftwerke – jedoch vom Netz gegangen, liefern die Windparks in der Nordsee den größten Anteil des Stroms. Und der muss dann erst viele hundert Kilometer zurücklegen, um in den Pumpspeichern eingelagert zu werden.

Ohne Stromautobahnen wie die geplante und auch schon teilweise umgesetzte Nord-Süd-Trasse wird das nicht möglich sein. Sie sollen das Stromnetz entlasten, werden jedoch frühestens Mitte des nächsten Jahrzehnts fertig sein. Denn bislang sind erst etwa 900 der geplanten 7.700 Kilometer realisiert worden – viele Projekte hinken im Zeitplan hinterher. 

Netz optimal nutzen

Aus diesem Grund müsse das bestehende Netz optimal genutzt werden, fordert die Denkfabrik Agora Energiewende und regt an, ein „Sofortprogramm Bestandsnetze“ aufzulegen. Mit ihm sollen die Kosten für Noteingriffe minimiert und bestehende Netze besser ausgelastet werden. Die Bundesnetzagentur und die vier Übertragungsnetzbetreiber sollen dazu klare Zeitziele vereinbaren – regulatorische und organisatorische Hemmnisse müssten zügig abgebaut, Genehmigungsprozesse priorisiert werden.

Zudem gebe es Maßnahmen, die schnell umgesetzt sind und sich kurzfristig rentierten – und damit die Zahl der Noteingriffe ins Netz senken könnten, erklären die Experten von Agora. Ein Beispiel sei das Freileitungsmonitoring: Heute gehe die Berechnung der maximalen Strombelastbarkeit von Leitungen von statischen Annahmen bei Umgebungstemperatur, Globalstrahlung und Windgeschwindigkeit aus. Doch wenn der Wind stark weht, werden die Leitungen besser gekühlt – es könne mehr Strom durchgeleitet werden. Dieses Potenzial bleibt heute ungenutzt, könne aber mit besserer Sensorik und Datenübertragung gehoben werden. Ein weiteres Beispiel: Hochtemperaturleiterseile können auf bestehenden Stromtrassen eingesetzt werden und die Übertragungskapazität um 50 bis 100 Prozent erhöhen. Weitere Optimierungsmöglichkeiten sind laut Agora die Nutzung vorhandener Speicher oder eine intelligente Lastflusssteuerung – also das Umleiten des Stroms von einer überlasteten auf eine nicht ausgelastete Leitung.

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