Aspekt 5: Netze und Infrastruktur

Der Ausbau erneuerbarer Energien ist das Herzstück der Energiewende. Insbesondere die Stromerzeugung soll bis 2050 weitestgehend unabhängig von fossilen Energieträgern sein und bis 2020 zu 35 Prozent aus erneuerbaren Energien bestritten werden. Gleichzeitig soll bis 2022 in Deutschland vollständig auf Strom aus Kernkraftwerken verzichtet werden. Die Neugestaltung der Erzeugungsstruktur erfordert einen Umbau der gesamten Energieinfrastruktur: vom Energieverbrauch über die Energieeffizienz bis zur Energiespeicherung. Eine der größten Herausforderungen aber ergibt sich zukünftig bei den Anforderungen an den Transport und die Verteilung des Stroms.

Strom wird über große Entfernungen in den Höchstspannungsleitungen der Übertragungsnetze transportiert (Spannung von 380 Kilovolt (kV) oder 220 kV) und über die regionalen und lokalen Verteilnetze an die Verbraucher geliefert (Hochspannungsleitungen mit 110 kV, Mittelspannungsnetz mit bis zu 50 kV und das Niederspannungsnetz mit 400 oder 230 Volt). Während Industriebetriebe auch Strom aus den höheren Netzebenen beziehen, werden Haushalte und andere Kleinabnehmer vor allem über das Niederspannungsnetz versorgt. Die Stromerzeugung in den Kraftwerken wird entsprechend dem Verbrauch gesteuert, um jederzeit die richtige Spannung und Frequenz im Netz zu halten und damit die Stabilität der Stromversorgung zu gewährleisten. Mit dem Ausbau erneuerbarer Energien muss die Netzinfrastruktur vor allem an drei Entwicklungen angepasst werden:

• Zunehmende räumliche Trennung von Erzeugung und Verbrauch.
  Insbesondere der zunehmend im Norden des Landes erzeugte Windstrom muss in die südlicher gelegenen Verbraucherzentren transportiert werden. Es müssen also sehr viel größere Mengen Strom über weite Distanzen transportiert werden als bei einer lastnahen Erzeugung, wie sie bisher üblich war. Mit dem Ausbau der Offshore-Windenergie wird zukünftig ein Großteil des Stroms sogar weit vor den Küsten Deutschlands erzeugt, was die Anforderungen an den Stromtransport noch einmal deutlich erhöht.
• Vermehrte Installation dezentraler und kleinerer Erzeugungskapazitäten.
  Strom aus Sonne, Wind oder Biomasse kommt immer häufiger aus ländlichen Gegenden und wird zudem häufiger als der Strom aus konventionellen Kraftwerken in das Verteilernetz eingespeist. Das Verteilernetz wird zunehmend zum Aufnahmenetz mit veränderten Lastflüssen. Bei starker Einspeisung von Strom aus erneuerbaren Energien kann es beispielsweise dazu kommen, dass Strom aus dem Verteilernetz in das Höchstspannungsnetz gelangt.
• Schwankende Strommengen aus erneuerbaren Energien.
  Anders als konventionelle Kraftwerke sind erneuerbare Energien nicht zu jeder Zeit verfügbar und tragen daher nur geringfügig zur gesicherten Stromerzeugungsleistung bei. Als solche gilt nur am Netz befindliche Kapazität, die verlässlich zur Deckung der Jahreshöchstlast beitragen kann. Der Anteil gesicherter Leistung an der installierten Leistung liegt bei der Photovoltaik nahe Null und bei Onshore-Wind im einstelligen Bereich. Da Erzeugung und Verbrauch jedoch zu jedem Zeitpunkt ausgeglichen sein müssen, erfordern mehr installierte Kapazitäten zur Erzeugung von Strom aus erneuerbaren Energien auch mehr Regelleistungen und Eingriffe der Netzbetreiber zur Aufrechterhaltung der Systemsicherheit.

Weder das Höchstspannungsnetz noch das Verteilernetz sind derzeit ausreichend auf die zunehmende Einspeisung fluktuierender Strommengen ausgelegt. Im Energiekonzept der Bundesregierung wird daher bereits ein „Zielnetz-2050“ angekündigt, das den Ausbau und die Optimierung der deutschen Stromnetze beinhaltet. Angestrebt wird insbesondere die Weiterentwicklung des Bestandsnetzes, die Planung von neuen Stromautobahnen (Overlay-Netze), ein Nordseenetz, die Clusteranbindung für Offshore-Windenergie und die Netzintegration in den europäischen Verbund.

Gesetzlich festgestellt ist seit 2009 der Bedarf von 24 besonders dringlichen Vorhaben zum Ausbau der Übertragungsnetze, die insgesamt 1.834 Kilometer umfassen. Sie sind im sogenannten Energieleitungsausbaugesetz (EnLAG) aufgeführt, womit die Fertigstellung dieser Projekte beschleunigt werden soll.

 

Zur Messung der aktuellen Zielerreichung bei der Optimierung und dem Ausbau der Netzinfrastruktur werden die Fortschritte der Projekte im EnLAG herangezogen. Deren Bedarf und Priorisierung ist bereits gesetzlich festgestellt und die Fortschritte werden durch die Bundesnetzagentur regelmäßig dokumentiert.