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dena legt Roadmap für den Umbau des Stromnetzes zum Smart Grid vor

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dena Netzstudie IIDas Stromsystem in Deutschland steht vor einem Paradigmenwechsel, hin zum Smart Grid. Die Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena) hat in der Netzstudie II untersucht, wie das Stromsystem in Deutschland bis zum Zeitraum 2020/25 ausgebaut und optimiert werden muss, um den neuen Herausforderungen durch die Integration erneuerbarer Energien gerecht zu werden und gleichzeitig eine sichere und wirtschaftliche Stromversorgung zu gewährleisten. Drei Ziele standen dabei im Vordergrund: Integration von 39 Prozent Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien, insbesondere Windkraft, optimaler wirtschaftlicher Einsatz konventioneller Kraftwerke und Berücksichtigung des zunehmenden europäischen Stromhandels. Die Studie zeigt, welche technischen und wirtschaftlichen Optionen zur Verfügung stehen, um diese Ziele optimal miteinander zu vereinbaren. Keine Studie ohne Kritik: Bereits kurz nach der Veröffentlichung der Studie kritisierte der Bundesverband Windenergie oder die Umweltorganisation Germanwatch die Studie scharf.

Die dena-Netzstudie II wird von einem breiten Projektsteuerungskreis getragen und finanziert. Dazu gehören das Bundeswirtschafts- und das Bundesumweltministerium, Unternehmen und Verbände der Windenergiebranche, Übertragungsnetzbetreiber, Industrieunternehmen und Verbände der Energiewirtschaft. Die Studienergebnisse wurden von allen Beteiligten einstimmig auf der Projektsteuerungskreissitzung am 17. November 2010 angenommen.

dena-Chef Stephan Kohler sagte bei der Vorstellung der Studie in Berlin:

„Deutschland setzt zu Recht auf erneuerbare Energien: Aber der Ausbau der Erneuerbaren stellt das Energiesystem auch vor große Herausforderungen. Wir müssen den Windstrom von Nord- und Ostsee zu den Verbrauchern im Süden bringen. Und konventionelle Kraftwerke müssen so modernisiert und betrieben werden, dass sie sich mit den Erneuerbaren optimal ergänzen und gleichzeitig wirtschaftlich betrieben werden können. Mit der dena-Netzstudie II haben wir die notwendige Entwicklung des Energiesystems gründlich analysiert. Die Studie liefert über die reine Ermittlung des Netzausbaubedarfs hinaus eine verlässliche Strategie für die Optimierung des gesamten Energiesystems in Deutschland. Kein anderes Land verfügt über eine solch umfassende und systemorientierte Roadmap für die Erreichung des regenerativen Energiezeitalters.“

Keine Studie ohne Kritik – da macht die Netzstudie II keine Ausnahme, die kurz nach ihrer Vorstellung von Germanwatch und dem Bundesverband Windenergie bereits deutlich kritisiert wurde. Christoph Bals, Politischer Geschäftsführer von Germanwatch kritisierte die Studie scharf als „unseriös“:

„Kohlekraftwerke, die in den nächsten 10 Jahren ans Netz gehen, laufen alle noch im Jahr 2050. Damit legt die dena hier eine Planung vor, die in starkem Widerspruch zum gerade beschlossenen Energiekonzept der Bundesregierung steht. Dieses sieht vor die Treibhausgasemissionen bis 2050 um mindestens 80 bis 95 Prozent zu reduzieren. Wer eine solche Planung vorlegt, der torpediert die Akzeptanz für einen dringend notwendigen Netzumbau und Netzausbau. Die dena-Studie sollte vor dem Hintergrund des Energiekonzeptes eine langfristige Perspektive für die Integration von erneuerbaren Energien entwickeln. Nachdem die dena dieser Aufgabe nicht gewachsen ist, sollte die Bundesregierung prüfen, wer eine solche Aufgabe seriös durchführen kann.“

Hermann Albers vom Bundesverband WindEnergie betonte, die Fokussierung der dena-Netzstudie II auf eine nationale Betrachtung springe viel zu kurz:

„Netzausbau ist heute keine rein nationale Aufgabe mehr, sondern eine europäische Verpflichtung. Seit letzter Woche kennen wir die Vorstellungen der EU-Kommission einer künftigen europäischen Energieversorgung. Diese Anforderungen aus Brüssel müssen in ein strategisches Konzept für die Weiterentwicklung des Stromnetzes in Deutschland einfließen. Deutschland braucht eine schlüssige, EU-konforme Strategie für den Ausbau der inländischen Netze, der Speicher und der Grenzkuppelstellen, die über den Tag hinaus Bestand hat.“

Die Studie prüft verschiedene Varianten zur Weiterentwicklung des Stromnetzes in Deutschland. Zum einen wurden die heute verfügbaren und in Entwicklung befindlichen Netztechnologien untersucht, von Freileitungen mit Standardübertragungsfähigkeit über Hochtemperaturleiterseile und Hochspanungsgleichstromübertragung bis zu Erdkabeln. Darüber hinaus wurden weitere systemrelevante Maßnahmen berücksichtigt, zum Beispiel die Erhöhung der Leitungskapazitäten durch Temperaturmonitoring, die Steuerung der Stromnachfrage und der Einsatz von Stromspeichern, insbesondere in Form von Pumpspeicherkraftwerken, Druckluft- und Wasserstoffspeichern. Bei allen Varianten wurde untersucht, wie sich die Maßnahmen im Gesamtsystem auswirken.

Die Studie wurde von einem Konsortium unter der Leitung des Energiewirtschaftlichen Instituts der Universität Köln (ewi) erstellt. Zwei externe Gutachter haben die Ergebnisse geprüft. Beide sehen in der Studie eine sehr gute Grundlage für die weitere Netzplanung. Prof. Dr.-Ing. Ulrich Wagner von der TU-München kommt zum Fazit: „Die Studie zeigt wissenschaftlich und nachvollziehbar die dominierende Bedeutung des Netzausbaus zur Integration erneuerbarer Energien im Stromsektor. Mit Blick auf die extrem komplexe Fragestellung, die vielfältigen Anforderungen an die Berücksichtigung technischer und wirtschaftlicher Modell-Parameter und den hohen Zeitdruck liefert die Studie sehr robuste Lösungen.“

Prof. Dr.-Ing. Armin Schneller von der RWTH Aachen schreibt:

„Die Methodik zum Vergleich geeigneter Technologien für Übertragungsaufgaben ermöglicht einen bisher in Deutschland nicht verwendeten Grad der Objektivierung der Bewertung technischer Lösungsansätze.“

Bei Verwendung etablierter 380-kV-Freileitungstechnik müssen 3.600 km Höchstspannungstrassen bis zum Jahr 2020 neu gebaut werden. Die Kosten für diese Basisvariante betragen einschließlich des Anschlusses der Offshore-Windparks insgesamt 9,7 Milliarden Euro.

Neben der Basisvariante mit Standardübertragungsfähigkeit wurden auch zwei technische Varianten mit höherer Betriebsmittelbelastbarkeit im Übertragungsnetz berechnet, Freileitungsmonitoring und Hochtemperaturleiterseile. Beim Freileitungsmonitoring wird die Betriebstemperatur der Leiterseile überwacht, um bei bestimmten Witterungsbedingungen mehr Strom durchzuleiten. Da diese Witterungsbedingungen aber nur zeitlich begrenzt auftreten, lässt sich durch dieses Verfahren der Netzausbau nur sehr geringfügig auf 3.500 km reduzieren. Darüber hinaus müssten weitere 3.100 km der bestehenden Freileitungstrassen im Übertragungsnetz baulich angepasst werden. Die Kosten wären mit insgesamt 9,8 Milliarden etwas höher als in der Basisvariante.

Beim Einsatz von Hochtemperaturleiterseilen ergibt sich ein Netzausbaubedarf von 1.700 km neuer Trassen und eine Umrüstung von 5.700 km bestehender Trassen. Durch die Umrüstung bestehender Leitungen sind höhere Seilkosten, Mastmodifikationen und Provisorien notwendig. Die Investitionskosten wären deshalb mit 17 Milliarden Euro wesentlich höher als bei den anderen beiden untersuchten Varianten.

Neue Freileitungen verändern das Landschaftsbild. Anwohner machen sich auch häufig Sorgen über mögliche Auswirkungen auf Gesundheit und Umwelt. In den betroffenen Regionen wird deshalb oft gefordert, die Leitungen in die Erde zu verlegen. Die Netzstudie II hat hierfür verschieden Varianten untersucht. Der Einsatz von erdverlegten Gleichspannungstrassen reduziert den benötigten Netzausbau geringfügig auf 3.400 km, ist aber mit Kosten von 22 bis 29 Milliarden Euro deutlich teurer.

Kohler: „Wir brauchen eine Akzeptanzoffensive, die bei der Bevölkerung das Bewusstsein schafft, dass Deutschland den Netzausbau braucht. Unsere Studie hat für die Bewertung der verschiedenen technischen Optionen klare und nachvollziehbare Kriterien erarbeitet, die neben der technischen Realisierbarkeit auch die Kosten und die Auswirkungen auf die Umwelt berücksichtigen. In der nun notwendigen konkreten Trassenplanung können diese Kriterien als Entscheidungshilfe dienen, um zum Beispiel die Vor- und Nachteile von Freileitungs- oder Erdkabelsystemen zu verdeutlichen. Das fehlende Stromnetz darf nicht zum Flaschenhals werden, der den Ausbau der erneuerbaren Energien bremst.“

Die 2005 veröffentlichte dena-Netzstudie I hatte bereits einen Ausbaubedarf von 850 km bis 2015 ermittelt. Davon wurden bislang aber erst 90 km fertiggestellt.

In der dena-Netzstudie II wurde der im Jahr 2008 geltende Ausstieg aus der Kernenergie unterstellt. Die Auswirkungen der im Oktober 2010 vom Deutschen Bundestag beschlossenen Verlängerung der Laufzeiten für Atomkraftwerke wurden nachträglich durch das Gutachterkonsortium geprüft. Demnach hat die Laufzeitverlängerung keine grundlegenden Auswirkungen auf den benötigten Netzausbau.

Die Realisierung von Netzinfrastrukturmaßnahmen dauert in Deutschland bis zu zehn Jahre. Dadurch kommt es zunehmend zu einem Ungleichgewicht zwischen der Kapazität der erneuerbaren Energien und der dafür notwendigen Netzinfrastruktur. Deshalb müssen die in der dena-Netzstudie II dargestellten Szenarien durch einen Maßnahmenkatalog ergänzt werden, um eine schnelle Realisierung zu ermöglichen. Aus der dena-Netzstudie II ergeben sich dafür folgende Empfehlungen:

  • gründliche Prüfung und Planung konkreter bzw. trassenscharfer Netzausbaumaßnahmen,
  • Beschleunigung der Genehmigungsverfahren und Verbesserung des rechtlichen Rahmens,
  • Maßnahmen zur Erhöhung der Akzeptanz für den erforderlichen Netzausbau,
  • Prüfung alternativer Übertragungstechnologien im Rahmen zukünftiger Netzplanungen,
  • Durchführung von Pilotprojekten für den Einsatz ausgewählter Technologien.

Die Energie-Studie kann kostenlos heruntergeladen werden: www.dena.de/netzstudie

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% S Kommentare
  1. freier sagt

    @erhard: dann müssen Sie uns auch erzählen wie der Windstrom nach Süden kommt, wenn mal keine Sonne scheint. So einfach darf man es sich wohl nicht machen…

  2. Erhard sagt

    Herr Kohler von der dena hat natürlich auch bei der Vorstellung der Studie die Photovoltaik vergessen. Die PV vergißt er immer. Er mag sie nicht aber die Menschen mögen die PV!

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