Deutschlands Stromnetz – Rückgrat der Energiewende

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Die Energiewende in Deutschland ist eingeleitet und unumkehrbar. Der Entschluss einer grundlegenden Umstellung der Versorgung weg von nuklearen und fossilen Brennstoffen, hin zu erneuerbaren Energien, bringt große Herausforderungen bei der Energieverteilung mit sich.

Begrenzte Netzkapazität

Bis 2022 werden in der Bundesrepublik alle Atomkraftwerke abgeschaltet, deren Leistung sollen regenerative Energiequellen ersetzen, unter anderem Windkraftanlagen. Doch die meisten davon stehen in Norddeutschland, während sich die größten Stromverbraucher, allen voran große Industriebetriebe, im Süden und Westen befinden. Da es an leistungsfähigen Hochspannungstrassen mangelt, lässt sich der produzierte Strom aber nicht in den Süden transportieren. Bei starkem Wind werden Windparkbetreiber in Norddeutschland häufig angewiesen ihre Rotoren vom Netz zu nehmen, weil ein Einspeisen des Ökostroms die das Hochspannungsnetz überlasten würde.

Stromautobahnen – nicht in meinem Hinterhof

Um den Strom der unzähligen Windräder an Land und auf dem Meer sowie tausender Solaranlagen landesweit zur Verfügung stellen zu können, braucht Deutschland leistungsfähigere Stromnetze. Insgesamt müssen in den nächsten Jahren über 7 500 Kilometer im Übertragungsnetz optimiert, verstärkt oder neu gebaut werden. Eine besondere Rolle spielen hierbei die Höchstspannungsleitungen, die sogenannten Stromautobahnen. 2025 sollen mit SüdLink sowie SüdostLink zwei Trassen Windenergie von den Küsten nach Süddeutschland transportieren. Um den genauen Verlauf und die Umsetzung der Energieadern wird erbittert gestritten. Die Energiewende trifft bundesweit zwar durchweg auf positives Echo, im eigenen Hinterhof möchte jedoch niemand betroffen sein. Zu beiden Milliarden-Projekten sind in der Vergangenheit mehr als 10 000 Hinweise von Bürgern, Kommunen und Verbänden eingegangen, die beim geplanten Verlauf der Trassen berücksichtigt worden sind. So sollen die etwa 800 Kilometer SüdLink-Leitungen von Brunsbüttel bzw. Wilster in Schleswig-Holstein nach Großgartach in Baden-Württemberg und Grafenrheinfeld in Bayern verlaufen. Das Projekt SüdOstLink ist zwischen Wolmirstedt in Sachsen-Anhalt und Isar bei Landshut in Bayern geplant. Wo exakt die Stromautobahnen gebaut werden, wird allerdings erst 2020/21 feststehen.

Erdkabel statt Freileitungen

Ursprünglich sollten die Stromtrassen als Freileitungen mit Masten gebaut werden. Nach Bürgerprotesten korrigierte die Bundesregierung die Pläne jedoch, sodass die Leitungen nun größtenteils unterirdisch verlegt werden. Eine Trasse besteht dann aus sechs 20 Zentimeter dicken Kabeln, die in etwa zwei Metern Tiefe liegen. Da diese Wärme abgeben, müssen sie in einem Abstand von circa einem halben Meter verlegt werden. Auf offenem Gelände wird für die Verlegung der Erdkabel ein Streifen von etwa 24 Metern ausgehoben und später wieder verfüllt werden.  Über den Leitungen soll Land- und Forstwirtschaft möglich sein, allerdings dürfen auf dem 24 Meter breiten Schutzstreifen keine tiefwurzelnden Bäume oder Sträucher stehen.

Die Verlegung er Höchstspannungsleitungen unter die Erde hat ihren Preis. So erhöhen sich die Kosten für den Bau von SüdLink laut Betreiber von etwa drei Milliarden auf bis zu zehn Milliarden Euro. Die gesteigerten Ausgaben werden am Ende Privatkunden und die Industrie über höhere Netzentgelte bezahlen.

Smart Grid

Smart Grid

Um erneuerbare Energien optimal nutzen zu können, müssen neben den Höchstspannungsleitungen auch die regionalen Verteilnetze weiterentwickelt werden. Die meisten Netze sind auf eine stetig maximale Belastung ausgelegt. Bei der bisherigen gleichmäßigen Energieerzeugung durch Kohle- oder Atomkraftwerke kam es zu keinen großen Energieschwankungen und somit auch nicht zu Überlastungen des Netzes. Mit dem zunehmenden Anteil von dezentralen Energieerzeugern, die nicht immer gleich viel elektrische Energie in das Netz einspeisen, ändert sich dies jedoch. So können bei entsprechender Wetterlage plötzlich Windkraft- oder Photovoltaikanlagen in einzelnen Regionen deutlich mehr Strom einspeisen.

Intelligente Netze werden zukünftig alle Beteiligten des Energiesystems miteinander vernetzen. Sie sollen dazu beitragen, den Bedarf an Strom in Zeiten hohen Verbrauchs zu verringern und so die Netze besser auszulasten und die Versorgungssicherheit zu erhalten. Ein Smart Grid stellt also die Kommunikation aller Energieerzeuger, aller Energiespeicher und aller Energieverbraucher miteinander sicher. Auf der Seite der Verbraucher sind dafür intelligente Stromzähler (Smart Meter), die bereits heute in Neubauten verpflichtend eingebaut werden, notwendig. Darüber hinaus können in Zukunft „smarte“ elektrische Verbraucher zum Einsatz kommen – dann schaltet sich die Waschmaschine beispielsweise automatisch ein, wenn gerade ein Überangebot an Strom vorhanden ist und dieser vom Versorger besonders preiswert zur Verfügung gestellt wird.

In unterschiedlichen Modellregionen werden Smart Grids in Deutschland bereits umgesetzt. Im Raum Ingolstadt beispielsweise stattet der Automobilhersteller Audi, im Rahmen eines Forschungsprojekts, Haushalte mit Fotovoltaikanlagen und stationären Batteriespeichern aus. Eine Steuerungssoftware verteilt den Solarstrom dann auf Basis des aktuellen oder vorhersehbaren Bedarfs an Auto, Haushalt und Heizung. Darüber hinaus ist auch eine Verbindung zur öffentlichen Stromversorgung sowie eine Vernetzung der Anlagen vorgesehen. Dabei entsteht aus den Batteriespeichern mehrerer Haushalte eine Art virtuelles Kraftwerk, das zum einen überschüssige Energie aufnehmen und andererseits bei Lastspitzen den erhöhten Bedarf für einige Minuten ausgleichen kann. Auf diese Weise können die Betreiber der Fotovoltaikanlagen ihren Verbrauchsanteil am Solarstrom erhöhen und gleichzeitig ihre Stromkosten senken.

Felix Reimann