Energiewende: deutsches »Man to the Moon Projekt«

EnergiewendeGunter Scheibner blickt auf ein riesiges Display, das so groß ist wie eine Kinoleinwand. Unterhaltsam ist das dennoch nicht, obwohl es oft sehr spannend wird. Der 61-jährige Diplom-Ingenieur verfolgt keinen Film, sondern den Stromfluss im östlichen Höchstspannungsnetz. Knapp 10 000 Kilometer Stromautobahnen, alle angeschlossenen Großkraftwerke und fernsteuerbaren Umspannwerke sind vor ihm in der Schaltwarte zu sehen. In Echtzeit zeigen grüne Zahlen die jeweils transportierten Strommengen auf dem sogenannten Meldebild des Systemzustands.

Mit bis zu 380 000 Volt Spannung fließt der Strom durch die Leitungen. Dabei sollte nichts schiefgehen, sonst droht ein großflächiger Blackout und im 
Moment herrscht wieder mal »Alarm«. Vor Gunter Scheibner, Chef das Kontrollzentrums beim Übertragungsnetzbetreiber 50Hertz in Neuenhagen bei Berlin, leuchtet eine rote Warnmeldung. Die Windkraftwerke im Norden speisen 
gegen alle Wettervorhersagen ein Gigawatt mehr ein als erwartet. »Mehr« klingt doch gut, würde der Laie sagen.

Die drei neuen Hauptschlagadern der Energiewende

Aber »mehr« macht Probleme. Für den günstigen Ökostrom gäbe es im Rheinland oder in den Industriezentren Süddeutschlands zwar dankbare Abnehmer, doch es fehlen die Leitungen, ihn dorthin zu bringen. Und so droht die überschüssige Energie das Netz zu überlasten.

Scheibners Mitarbeiter in der Schaltwarte müssen schnell reagieren, prüfen mehrere Schaltbilder, ein digitaler Zähler neben ihm signalisiert die neuesten Zahlen der Netzfrequenz, 50,007 – 50,013 – 50,043. Ein Mitarbeiter greift zum Telefonhörer, um die Leistung eines Kohlekraftwerks herunterfahren zu lassen. »Man muss sich das Stromnetz wie einen riesigen See vorstellen, bei dem sich die Zu- und Abflüsse immer genau die Waage halten müssen«, sagt Scheibner.

Fließt mehr Strom in die Netze, steigt die Frequenz über 50 Hertz, bei zu wenig Strom fällt sie unter den Richtwert. Beides kann bei größeren Abweichungen zum Zusammenbruch der Versorgung führen. Der Worst Case ist bisher bei den vier deutschen Übertragungsnetzbetreibern – 50Hertz, Amprion, TransnetBW und Tennet – zwar noch nicht eingetreten: »Wir agieren hier aber mehr und mehr am Rande der Belastungsgrenze.« Manuelle Eingriffe, wie er sie eben vorgenommen hat, sollten eigentlich die absolute Ausnahme sein. Da der Ausbau der deutschen Höchstspannungsleitungen nur schleppend vorangeht, sind sie inzwischen aber zur Regel geworden.

StromautobahnenEs hängt von der Erfahrung der Ingenieure ab, dass dabei nichts schiefgeht. Ein Kochbuch für den Systembetrieb gebe es nicht, so Scheibner. Vergangenes Jahr musste sein Team an 152 Tagen einschreiten, um das Netz stabil zu halten. Rund 100 Millionen Euro kostete das die deutschen Haushalte, welche die Energiewende über den Strompreis inklusive Umlagen und Netzentgelten finanzieren.

Gunter Scheibner ist um seinen Job nicht zu beneiden. Er steht quasi an vorderster Front der deutschen Energiewende, deren Nadelöhr der stockende Ausbau der Übertragungsnetze ist. Rund 4 600 Kilometer neue Höchstspannungsleitungen sind in den nächsten neun Jahren nötig, aber erst knapp 500 fertig. Insbesondere die künftigen Hauptschlagadern der Energiewende – drei neue Gleichstromleitungen vom Norden in den Süden – fehlen noch.

Die neuen Trassen sollen ab 2022, wenn alle Atomkraftwerke abgeschaltet werden, den Windstrom aus dem Norden in den Süden bringen. Bayern und 
Baden-Württemberg, die sich derzeit noch überwiegend mit Atomenergie versorgen, sind dann darauf angewiesen.

Paradoxerweise stellte sich insbesondere Bayern bei den neuen Stromautobahnen quer, auch zahllose Bürgerinitiativen von Ringelheim bis Hüttlingen wehren sich gegen die neuen »Monstertrassen«, angeblichen Elektrosmog und die Verschandelung von Naturschutzgebieten. Bayerns Ministerpräsident Horst Seehofer (CSU) rief schließlich ein Moratorium für den Bau aus und setzte im Sommer den Vorrang für Erdkabel vor Freileitungen in der großen Koalition durch. Erdkabel sind allerdings deutlich teurer – und kosten noch mehr Zeit.

»Drei Jahre Planung in die Trassen sind damit hinfällig«, stöhnt Andreas Preuß, Sprecher des Netzbetreibers Amprion. Die Fachleute warten jetzt auf das neue Bundesbedarfsplangesetz, das Anfang nächsten Jahres im Bundestag verabschiedet werden soll. Dann beginnt die Planung von vorne. Ein aufwendiger Prozess, der im besten Fall fünf bis sechs Jahre bis zum Baubeginn dauert – mögliche Klagen nicht eingerechnet. Angesichts der eher schlechten Erfahrungen mit Großbaustellen wie etwa dem Berliner Flughafen könnte es auch noch deutlich länger dauern.

Ungeplante Stromflüsse – Polen und Tschechien massiv verärgert

Die derzeitigen Netzengpässe sind die Kehrseite des rasanten Ausbaus erneuerbarer Energien. Diese erzeugen heute 
bereits knapp ein Drittel des deutschen Stroms. Während vor einigen Jahren noch vor Engpässen und Blackouts im Winter gewarnt wurde, gibt es inzwischen eine regelrechte Stromschwemme. Die Großhandelspreise an der Börse sind zuletzt stetig gefallen, erreichen zeitweilig sogar negative Werte – wer Strom 
abnimmt, bekommt dafür Geld –, und Deutschland ist zu einem der größten Stromexporteure Europas geworden.

Das gefällt nicht allen, insbesondere die Nachbarn im Osten sind über den fehlenden Netzausbau massiv verärgert. Immer wieder schwappen große Mengen deutschen Windstroms in die polnischen und tschechischen Netze, um über diesen Umweg nach Österreich und Süddeutschland geleitet zu werden. Dies brachte die Netze der Nachbarn schon mehrfach an den Rand eines Blackouts.

Deutschland müsse endlich seine Hausaufgaben machen, kritisieren die Anrainer seit einigen Jahren. Inzwischen werden Phasenschieber installiert, die ungeplante Stromflüsse zu den Nachbarn abriegeln. An der Stromgrenze nach Österreich werden wieder Kontrollen und ein Engpassmanagement eingeführt. An seinen eigentlichen Hausaufgaben sitzt Deutschland zwar immer noch, beim Übergang in die neue Energiewelt gibt es aber auch einige Lösungen. Großkraftwerke können ihre Leistung heute besser regeln, zwei ausgebaute West-OstVerbindungen, sogenannte Sammelschienen für Solar- und Windstrom, sind in 
Betrieb. Gemeinsam mit den neuen Nord-Süd-Autobahnen sollen sie ab 2022 das Grundgerüst für ein »atmendes System« schaffen, das den Stromfluss reibungslos über größere Strecken bewältigt und ihn dann auf die kleineren »Land- und Ortsstraßen« leitet.

Intelligentere, »atmende Netze« als Lösung

Diese sogenannten Verteilernetze nehmen schon heute den weitaus größten Teil des Solar- und Windstroms kleiner und mittlerer Kraftwerke auf. Sie durchziehen wie kleine Adern das Land, rund 1,7 Millionen Kilometer Freileitungen und Erdkabel in Nieder- und Mittelspannung. Während derzeit vor allem die neuen Autobahnen diskutiert werden, vollzieht sich dort der größte Teil des Umbaus, um die neue, dezentrale Erzeugerlandschaft einzubinden.

»Früher floss der Strom in einer Art Einbahnstraße vom Großkraftwerk über Umspannwerke und Ortsnetztrafos zu den Verbrauchern«, sagt Dr. Henning Schuster vom Beratungsunternehmen E-Bridge. »Heute müssen die Netze den Stromtransport mit Gegenverkehr bewältigen, da viele Haushalte über ihre Solaranlagen ja selber Strom einspeisen.« Der Energieexperte hat im Rahmen einer 
Studie für das Bundeswirtschaftsministerium den Ausbau untersucht. Sein Eindruck: Viele Pläne sind überdimensioniert. Er rät daher, Transformatoren in den Ortsnetzen regelbar zu machen und seltene Stromspitzen bei der Einspeisung zu kappen: »Dadurch wären 40 Prozent weniger Ausbau bei den Verteilernetzen nötig, 20 Prozent der Kosten ließen sich sparen.«

Foto: ABB

Foto: ABB

Die großen neuen Gleichstrom
autobahnen jedoch, das sagt auch Henning Schuster, seien angemessen geplant. Der Hersteller ABB bietet dafür seit Anfang des Jahres auch bereits ein erstes marktreifes Erdkabel (siehe Foto links) an. Es überträgt Gleichstrom erstmals mit bis zu 525 000 Volt über sehr lange Strecken. Im Vergleich zum Bau von Strommasten sind Erdkabel je nach Bodenbeschaffenheit aber teurer. Die geplanten Kosten für den Ausbau des Übertragungsnetzes von rund 21 Milliarden Euro – ohne die Anbindung der Offshore-Windparks – dürften wohl steigen.
Die neue Energiewelt erfordert ein intelligenteres System auf allen Netz
stufen. Nur dadurch lassen sich die 
dezentral organisierten kleinen und mittleren Erzeuger sinnvoll einbinden, in den neuen Windkraftrevieren in Schleswig-Holstein, Niedersachen oder Brandenburg und in den Solarstandorten Süddeutschlands, insbesondere in Bayern. In den neuen Zentren der erneuerbaren Energien sind seit deren erster Förderung vor 20 Jahren Zehntausende neuer Jobs entstanden – während die alten Versorger wie EON oder RWE unrentable Großkraftwerke reihenweise schließen müssen. Per Saldo sind durch den Strukturwandel im Energiesektor, der 2013 rund 371 000 Menschen beschäftigte, aber etwa 50 000 neue Jobs entstanden, so eine aktuelle Studie, die unter anderen vom Deutschen Institut für Wirtschaftsforschung (DIW) stammt.

Europas Energiewende – Deutschland eher Mittelmaß

Die Energiewende, das deutsche »’Man to the Moon’-Projekt«, wie es Außenminister Frank-Walter Steinmeier (SPD) kürzlich genannt hat, war bislang eigentlich recht erfolgreich. Der Ausstieg aus der Kerneenergie nach der Reaktorkatastrophe von Fukushima und die damit verbundene sehr schnelle Stromwende geben aber nur einen Vorgeschmack auf die künftigen Herausforderungen. Ziel der Energiewende ist es ja, die Treibhausgase zu reduzieren und sich langsam aus der fossilen Energieerzeugung zu verabschieden. Öl und Gas dominieren aber weiterhin den Wärme- und Verkehrssektor, der über 80 Prozent des Endenergieverbrauchs ausmacht. Der Weg zur Elektromobilität auf den Straßen oder besser 
gedämmten Häusern mit effizienteren Heizungen ist noch weit.

Stromerzeugung-VerbrauchInsgesamt liegt Deutschland beim Anteil erneuerbarer Energien auch eher im europäischen Mittelfeld. Durch den rasanten Ausbau war es jedoch Schrittmacher für die inzwischen massentaugliche, immer günstigere Technik bei 
Solaranlagen, Windkraft und Wechselrichtern. Weltweit erreicht der Anteil 
erneuerbarer Energien bei der neu installierten Leistung zur Stromerzeugung 
bereits knapp 50 Prozent, meldete die eher konservative Internationale Energie Agentur (IEA) kürzlich.

Einen weiteren Schub könnte die globale Energiewende durch neue Speichertechnologien erhalten, die mit Milliardenbeträgen erforscht werden. Bislang lässt sich der wetterabhängige grüne Strom nicht in größeren Mengen speichern. Kleinere Batterien fallen derzeit zwar stark im Preis und könnten nach dem Einstieg des Automobilbauers Tesla bald zum Massengeschäft werden. Für große Strommengen erwarten Fachleute in den nächsten Jahren aber keinen Durchbruch.

Die Technik, Strom in Gas umzuwandeln, ist noch zu teuer, für neue Pumpspeicherwerke fehlt der Platz und für andalusische Solarkraftwerke mit integriertem Speicher fehlt es hierzulande an Sonne. Auch Norwegens riesige Pumpspeicherwerke, die bis 2019 per Seekabel an das deutsche und europäische Stromnetz angeschlossen werden, taugen nicht als »grüne Batterie 
Europas«, zu der sie schon vorschnell ausgerufen wurden.

Es bleibt also spannend, ob die Netze den steigenden Anteil Ökostrom auch künftig verteilen können. Bislang ging alles gut und das deutsche Netz ist mit knapp zwölf Minuten Stromausfall im vergangenen Jahr sehr sicher. Selbst die Sonnenfinsternis im Frühjahr, als die Einspeisung für kurze Zeit um acht Gigawatt schwankte, hat das System problemlos bewältigt. Ist die Angst vor einem Blackout also unberechtigt? Gunter Scheibner bleibt 
vorsichtig: »Man sollte nie nie sagen.«

kb, Onyx, Ausgabe Oktober 2015