Nadelöhr Netz: Schneller
ausbauen – flexibler steuern 

Hallo zusammen,

vermutlich haben es die meisten gar nicht mitbekommen, aber seit diesem Monat bekommen Privathaushalte, die eine neue Solaranlage installieren, nur noch 7,70 ct/kWh für den Überschuss, den sie einspeisen. Was dagegen viele mitbekommen haben dürften: Die Bundesregierung spielt mit dem Gedanken, im Rahmen der EEG-Novelle die bisherige, dauerhaft garantierte Einspeisevergütung ganz abzuschaffen. Der Strom vom Hausdach muss dann am Strommarkt verkauft werden. Fachleute sind überzeugt davon, dass das dafür sorgen könnte, dass weniger Privatleute ins Netz einspeisen.

 

Und das käme wiederum anderen Interessen entgegen. Wo weniger eingespeist wird, ist das regionale Verteilnetz in Spitzenzeiten auch weniger stark überlastet. Denn unser Netz hinkt der rasanten Entwicklung auf Erzeugerseite nach wie vor hinterher. Wo genau hakt es da eigentlich? Und was braucht es, damit das Stromnetz fit wird für eine flexible, dezentrale Zukunft? Wir fahnden nach Antworten.

INHALT
Die Netze in der Energiewende
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Es ist Spätsommer. Sie stehen morgens auf der Terrasse Ihres kleinen Häuschens und schauen in den blauen Himmel. Ein sonniger Tag kündigt sich an. Und schon am Mittag bekommt das Smartphone eine Info von der Solaranlage auf dem Dach: Speicher voll! Also ab mit dem Strom ins Netz? Schwierig. Denn das Stromnetz ist genau in diesem Moment so voll, dass es an seine Grenzen gerät. 

Das liegt daran, dass die Übertragungsnetze einst dafür gebaut wurden, dass der im Kraftwerk erzeugte Strom zum Verbraucher fließt – immer nur in eine Richtung. Aber die Erneuerbaren Energien sorgen für viele dezentrale Erzeuger statt weniger zentraler. Und das ist ein Problem, erklärt Martin Wolter, Professor für elektrische Energiesysteme an der TU Dresden: „Die Wahrheit ist, dass wir in allen Netzebenen Probleme haben, vom kleinen Niederspannungsnetz bis hin in die größten Übertragungsnetze. Wir haben da an allen Fronten zu kämpfen.“

Den Ausbau der Netze, um sie fit zu machen für diese neue Art der Energieerzeugung, hat man in Deutschland lange vor sich hergeschoben. Nun geht es nicht schnell genug. „Wir sehen gerade in den Verteilnetzen extrem große Veränderungen“, so Wolter. „Das ist einmal der Zuwachs der PV-Anlagen auf Erzeugerseite, andererseits ist da aber auch ein Zuwachs an Verbrauchern, insbesondere durch Elektromobilität und durch Wärmepumpen.“ Die Zukunftslösung sind Smart Grids - intelligente Netze. 

Das Kernproblem: Das alte Netz war auf relativ vorhersehbare Stromflüsse ausgelegt. „Im Stromnetz herrscht immer ein exaktes Gleichgewicht zwischen Erzeugung und Verbrauch“, erläutert Robert Kohrs vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE. Die Netzbetreiber sorgen deshalb immer dafür, dass die Frequenz stabil bleibt. 

In den lokalen Verteilnetzen jedoch sorgt die Spannung für das Problem, so Kohrs: „Wenn ich Strom einspeisen will, muss ich das mit einer höheren Spannung machen, als er aktuell im Netz hat, sonst fließt der Strom eben nicht in die richtige Richtung.“ Und das sorgt am Ende dafür, dass die Spannung im Netz zu groß werden kann, ergänzt TU Dresden-Forscher Wolter. Denn dafür ist das Niederspannungsnetz kaum geeignet: „Normalerweise haben wir ja eine Nennspannung von 400 Volt beziehungsweise 230 Volt in der Steckdose. Geräte wie der Fernseher müssen zehn Prozent mehr aushalten. Das heißt, bis 250 Volt dürfte die Spannung ansteigen.“ Durch den Strom der PV-Anlagen gehe die Spannung deutlich nach oben, so Wolter. „Ich habe bei mir zu Hause schon 248 Volt gemessen und ganz praktisch kann ich das eigentlich jeden Morgen beobachten. Im Sommer muss ich meinen Toaster eine Stufe runter stellen, sonst verbrennt der Toast.“

Der Strom, der im lokalen Netz zu viel ist, fließt durch das Kabel zum Ortsnetztrafo, erläutert Wolter, und wird dann bis ins Hochspannungsnetz abtransportiert und bundesweit verteilt. Doch die Trafos laufen vielerorts am Limit: Ihre Leistung ist technisch begrenzt, sie können überlasten und kaputt gehen. „Die Netzbetreiber haben angefangen, diese Ortsnetzstationen zu verstärken, auszubauen, neue Trafos einzubauen“, sagt Wolter. „Leider dauert es relativ lange, bis man einen solchen Trafo bekommt, denn die Kapazitäten, Trafos zu bauen, sind stark begrenzt.“

Parallel zu dieser technischen Herausforderung muss aus dem eindimensionalen Netz eins werden, in dem Erzeuger, Verbraucher und Speicher miteinander vernetzt sind und ständig miteinander kommunizieren. „Wir brauchen flexiblere Lösungen, um die Stromflüsse besser zu lenken in den Stromnetzen“, sagt Fraunhofer-Forscher Kohrs. Das heißt, die Netze müssen auch digitalisiert werden.

Was braucht es also, um das smarte, flexible Verteilnetz zu bekommen? Auf der technischen Seite ist das nicht ganz so einfach, erklärt Wolter. Denn die nötigen Komponenten sind teils schwer verfügbar, weil die Nachfrage natürlich hoch ist. Er verweist auf den Trafo: „Man wartet heute etwa fünf Jahre zwischen Bestellung und Lieferung. Mittlerweile ist es so, dass man sich nur eine Kapazität einkauft, also sagt: Ich möchte in fünf Jahren einen Trafo kaufen.“ Der Netzausbau sei aktuell am Maximum, es werde massiv investiert. Dennoch: „Der Netzausbau wird immer dem Ausbau der Erneuerbaren hinterherhinken“, bilanziert Wolter. Auch bei der Bundesnetzagentur verweist man auf den großen Zeitaufwand. „Es müssen Planungen und Genehmigungen durchgeführt werden, es braucht Fachkräfte, es braucht entsprechende Lieferketten und Verfügbarkeiten“, sagt Sprecher Fiete Wulff. 

Die Möglichkeiten beim Ausbau des Netzes an sich sind also begrenzt. Bleibt die Digitalisierung für eine intelligente Netz-Steuerung. Doch auch dafür braucht es physische Voraussetzungen. Nur digitale Geräte können miteinander kommunizieren. Der Blick in den Keller verrät aber meist: Dieser Stromzähler ist nicht so smart. Die Gesamtausbauquote für intelligente Messsysteme – die Smart Meter – in Deutschland liegt aktuell bei rund 5,5 Prozent aller Messstellen. Zum Vergleich: Im Schnitt liegt sie in ganz Europa bei 67 Prozent. „Das Thema Smart Meter ist ein historisches Trauerspiel in Deutschland“, sagt Bundesnetzagentur-Sprecher Wulff. „Wir haben rund 400 Netzbetreiber sukzessive seit Beginn des Jahres sehr robust ermahnt. Wir würden auch Zwangsgelder verhängen, wenn sie nicht nachsteuern.“ Hat es gewirkt? „Wir sehen jetzt, dass sich da einiges getan hat, aber das ist immer noch nicht ausreichend“, so Wulff. 

Die Smart Meter sind die Voraussetzung dafür, dass weitere Zahnräder im System funktionieren können. Damit wissen die Betreiber, was wirklich in ihrem Netz los ist und der Blindflug hat ein Ende. „Das ist die zwingende Voraussetzung, dass man überhaupt diese zeitaufgelösten Messungen hat“, sagt der Professor für Vernetzte Energiesysteme an der HTWK Leipzig, Jens Schneider. „Man muss natürlich wissen, wann ist das Netz wie ausgelastet, um das dann in einen Preis übersetzen zu können“, erläutert er. 

Ein digitalisiertes Netz ließe auch Verbraucher wissen, wann sie wie viel für ihren Strom zahlen – und nur dann können sie sich auch flexibel anpassen, sagt Fraunhofer-Forscher Kohrs. „Ein Elektrofahrzeug zum Beispiel steht die ganze Nacht über in der Garage und braucht zum Laden vielleicht nur zwei Stunden, dann kann das dann passieren, wenn es systemisch sinnvoll ist und für den Verbraucher preiswert.“ Sogenannte dynamische Stromtarife richten sich nach dem günstigsten Preis an der Strombörse. Flexibilität, die sich in der Geldbörse bemerkbar macht und das vollständig automatisiert. Das gefällt auch der Bundesnetzagentur: „Primärer Treiber sollte der Markt und sollten Preissignale des Marktes sein“, sagt Wulff.

Die Netz-Problematik ist also vielschichtig: Schneller Zubau bei den Erneuerbaren trifft auf langsameren Netzausbau und eine schleppende Digitalisierung. Wird also schon alles getan, was möglich ist? Die Forschenden sehen da noch Stellschrauben.
 
Der Blick richtet sich dabei unter anderem auf die Politik. „Die Möglichkeiten, die wir haben, sind unter anderem regulatorische Instrumente“, sagt etwa der Dresdner Wolter. „Man muss Anreize schaffen, damit Erzeuger mehr selbst verbrauchen und weniger einspeisen.“ Fraunhofer-Forscher Kohrs verweist auf die Idee der Direktvermarktung, die die Bundesregierung für das neue Erneuerbare-Energien-Gesetz angedacht hat. Denn am Mittag sei Strom schon heute kaum mehr etwas wert. „Und insofern erledigt sich das Problem über diese Systematik mit der Zeit“, so Kohrs.

„ Die Bundesnetzagentur wird die geltenden Regeln mit der gebotenen Härte durchsetzen.“
Fiete Wulff, Bundesnetzagentur

Ein potenzieller Teil der Lösung kann auch in der eigenen Garage stehen: das E-Auto. Die Batterie kann man flexibel be- und entladen und die Flotte so als Speicher nutzen, um Spitzen abzufangen. Wenn es ähnlich viele E-Autos wie jetzt Verbrenner gäbe, sagt HTWK-Forscher Schneider, dann wären das bei jeweils etwa 50 Kilowattstunden Speicher insgesamt zwei Terawattstunden an Speicher. „Das hilft schon eine ganze Zeit lang im gesamten Energiesystem“, so Schneider.

Fakt ist, dass unser Stromnetz sich in den meisten Regionen Deutschlands nicht schnell genug vom passiven Transportweg hin zu einem aktiven Bestandteil des Energiesystems umbauen lässt, um mit dem Ausbau der Erneuerbaren Schritt zu halten. „Wir werden in 10 Jahren noch nicht fertig sein mit der Energiewende, das ist ganz sicher“, bilanziert Bundesnetzagentur-Sprecher Wulff. Aber alle Beteiligten hätten die Dringlichkeit erkannt. „Und das muss jetzt voran gehen. Die Bundesnetzagentur wird das, was es an Regelungen gibt, auch mit der gebotenen Härte durchsetzen.“ Was aber auf keinen Fall passieren dürfe, ist, dass irgendein Bereich der Energiewende ausgebremst wird, betont Fraunhofer-Forscher Kohrs. „Dann verliert man insgesamt die Geschwindigkeit bei der Energiewende und dann können wir unsere Klimaziele nicht erreichen.“

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Am Ende bleibt, was beim Thema Klima gerade so oft der Fall ist: Die Sache mit den Netzen können wieder für ein ordentliches Ohnmachtsgefühl sorgen. Aber das muss gar nicht sein, meinen die Forschenden. Denn am Ende entscheiden auch die Stromkunden mit: Man kann zum Beispiel einen dynamischen Stromtarif abschließen. Dann gibt es nicht nur einen Smartmeter in den Keller, sondern man profitiert zu Spitzenzeiten der Erneuerbaren auch von niedrigen Preisen. Verstehen Sie mich nicht falsch, ich möchte Ihnen nichts verkaufen, aber mit einem smarten, digitalen, flexiblen Netz werden wir ohnehin alle umsatteln.

Reich wird am Ende sowieso immer irgendwer, nur leider oft nicht die Richtigen. Sie ahnen es: Hier nochmal der Podcast-Tipp für regnerische Nachmittage und wenn der Blutdruck mal wieder viel zu niedrig ist. Passen Sie auf sich auf! 

Mit den besten Grüßen,

Kristin Kielon