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Zuviel Spannung im Strom-Krimi

Text: Kim Becker

Deutschland steigt bis 2022 aus der Atomenergie aus, nutzt

immer mehr erneuerbare Energie aus Wind und Sonne.

Der wetterabhängige Ökostrom stellt das Netz aber zunehmend

vor Probleme und der Bau von drei neuen Stromautobahnen

stockt. Sie sind die nächste Großbaustelle der Republik, das Nadelöhr der deutschen

Energiewende, die als Job- und Innovationsmotor sehr

erfolgreich ist. Ein Stromreport über

Probleme und Lösungen

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vier deutschen Übertragungsnetzbetrei-bern – 50Hertz, Amprion, TransnetBW und Tennet – zwar noch nicht eingetre-ten: »Wir agieren hier aber mehr und mehr am Rande der Belastungsgrenze.« Manuelle Eingriffe, wie er sie eben vor-genommen hat, sollten eigentlich die ab-solute Ausnahme sein. Da der Ausbau der deutschen Höchstspannungsleitungen nur schleppend vorangeht, sind sie inzwi-schen aber zur Regel geworden.

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

Gunter Scheibner ist um seinen Job nicht zu beneiden. Er steht quasi an vor-derster Front der deutschen Energiewen-de, deren Nadelöhr der stockende Aus-bau der Übertragungsnetze ist. Rund 4 600 Kilometer neue Höchstspannungs-leitungen sind in den nächsten neun Jah-ren nötig, aber erst knapp 500 fertig. Ins-besondere die künftigen Hauptschlag-adern der Energiewende – drei neue Gleichstromleitungen vom Norden in den Süden (siehe Karte) – fehlen noch.

Die neuen Trassen sollen ab 2022, wenn alle Atomkraftwerke abgeschaltet werden, den Windstrom aus dem Nor-den in den Süden bringen. Bayern und Baden-Württemberg, die sich derzeit noch überwiegend mit Atomenergie ver-sorgen, sind dann darauf angewiesen.

Paradoxerweise will insbesondere Bayern die neuen Stromautobahnen nicht haben, auch zahllose Bürgerinitiativen von Ringelheim bis Hüttlingen wehren sich gegen die neuen »Monstertrassen«, angeblichen Elektrosmog und die Ver-schandelung von Naturschutzgebieten. Bayerns Ministerpräsident Horst Seeho-fer (CSU) rief schließlich ein Moratorium für den Bau aus und setzte im Sommer den Vorrang für Erdkabel vor Freileitun-gen in der großen Koalition durch. Eine Extrawurst, denn Erdkabel sind deutlich teurer – und kosten noch mehr Zeit.

»Drei Jahre Planung in die Trassen sind damit hinfällig«, stöhnt Andreas Preuß, Sprecher des Netzbetreibers Am-

prion. Die Fachleute warten jetzt auf das neue Bundesbedarfsplangesetz, das An-fang nächsten Jahres im Bundestag ver-abschiedet werden soll. Dann beginnt die Planung von vorne. Ein aufwendiger Pro-zess, der im besten Fall fünf bis sechs Jah-re 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 verärgertDie derzeitigen Netzengpässe sind die Kehrseite des rasanten Ausbaus erneuer-barer 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 inzwi-schen eine regelrechte Stromschwemme. Die Großhandelspreise an der Börse sind zuletzt stetig gefallen, erreichen zeitwei-lig sogar negative Werte – wer Strom abnimmt, bekommt dafür Geld –, und Deutschland ist zu einem der größten Stromexporteure Europas geworden.

Das gefällt nicht allen, insbesonde-re 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 Süddeutsch-land geleitet zu werden. Dies brachte die Netze der Nachbarn schon mehrfach an den Rand eines Blackouts.

Lösungen für die Energiewende: intelligentere, »atmende Netze«Deutschland müsse endlich seine Haus-aufgaben machen, kritisieren die Anrai-ner seit einigen Jahren. Inzwischen wer-den Phasenschieber installiert, die un- geplante Stromflüsse zu den Nachbarn abriegeln. An der Stromgrenze nach Ös-terreich werden wieder Kontrollen und ein Engpassmanagement eingeführt.

An seinen eigentlichen Hausaufga-ben sitzt Deutschland zwar immer noch, beim Übergang in die neue Energiewelt gibt es aber auch einige Lösungen. Groß-kraftwerke können ihre Leistung heute besser regeln, zwei ausgebaute West-Ost-Verbindungen, sogenannte Sammelschie-

G unter Scheibner blickt auf ein riesiges Display, das so groß ist wie eine Kinolein-wand. Unterhaltsam ist das

dennoch nicht, obwohl es oft sehr span-nend wird. Der 61-jährige Diplom-Inge-nieur verfolgt keinen Film, sondern den Stromfluss im östlichen Höchstspan-nungsnetz. 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. Da-bei sollte nichts schiefgehen, sonst droht ein großflächiger Blackout und im Moment herrscht wieder mal »Alarm«. Vor Gunter Scheibner, Chef das Kontroll-zentrums beim Übertragungsnetzbetrei-ber 50Hertz in Neuenhagen bei Berlin, leuchtet eine rote Warnmeldung. Die Windkraftwerke im Norden speisen gegen alle Wettervorhersagen ein Giga-watt mehr ein als erwartet. »Mehr« klingt doch gut, würde der Laie sagen.

Die drei neuen Hauptschlagadern der deutschen StromwendeAber »mehr« macht Probleme. Für den günstigen Ökostrom gäbe es im Rhein-land oder in den Industriezentren Süd-deutschlands zwar dankbare Abnehmer, doch es fehlen die Leitungen, ihn dorthin zu bringen. Und so droht die überschüs-sige Energie das Netz zu überlasten.

Scheibners Mitarbeiter in der Schaltwarte müssen schnell reagieren, prüfen mehrere Schaltbilder, ein digitaler Zähler neben ihm signalisiert die neues-ten Zahlen der Netzfrequenz, 50,007 – 50,013 – 50,043. Ein Mitarbeiter greift zum Telefonhörer, um die Leistung eines Kohlekraftwerks herunterfahren zu las-sen. »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

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Landkarte der Stromautobahnen: 35 000 Kilometer Höchstspannung

Nord-Süd-Stromauto bahnen Die neuen Gleichstromleitungen sind mit einer Ka-pazität von je zwei Gigawatt geplant, der über 800 Kilometer lange Südlink soll zwei weitgehend parallel verlaufen-de Trassen mit insgesamt vier Gigawatt Leistung umfassen. Bei den neuen Auto-bahnen stehen bisher nur die Anfangs- und Endpunkte fest. Bei der Südost-Pas-sage ist noch unklar, ob Isar 1 bei Landshut oder das Atomkraftwerk Grundremmingen den Endpunkt der

Trasse darstellen. Die geplanten Fertig-stellungstermine im Jahr 2019 für das Ultranet und 2022 für die beiden ande-ren Trassen gelten als sehr ambitioniert.Planung Die Bundesnetzagentur hat die neuen Gleichstromtrassen schon vor mehreren Jahren im Netzentwicklungs-plan bestätigt. Die konkrete Korridor-planung durch die Netzbetreiber ist aber noch nicht erfolgt. Der neue Vor-rang für Erdkabel muss erst noch gesetzlich festgelegt werden.

Gesetze Alle neu zu bauenden Strom-autobahnen – insgesamt 4 600 Kilome-ter – stehen seit 2009 im Energielei-tungsausbaugesetz und dem Bundesbe-darfsplangesetz (2013). Als Grundlage für neue Projekte dient ein Netzent-wicklungsplan, der sich am Bedarf für die nächsten zehn Jahre orientiert. Karte Das Höchstspannungsnetz (220, 380 kV) kartiert der Verband der Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (VDE).

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Hochspannungstestlabor von ABB in Karlskrona, Schweden:

Der Hersteller simuliert den Übergang zur Freileitung und prüfte sein neues Erdkabel mit

525 000 Volt Spannung im einjäh-rigen Langzeittest. Das neue

Kabel für die Hochspannungs- Gleichstrom-Übertragung (HGÜ)

könnte beim Bau der deutschen Stromautobahnen zum

Einsatz kommen

Stromerzeugung und -verbrauch: Aktuelle Daten für alle Energieträger liefert der Agorameter stundengenau und auch im Jahreschart unter agora-energiewende.de Fo

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Erdkabel-Querschnitt Aluminiumleitungen übertragen den Gleichstrom erstmals mit 525 000 Volt, transportieren mit 2,6 Gigawatt doppelt so viel Strom, wie bisher möglich war. Eine Kunststoffummantelung macht die Kabel leichter, länger am Stück verlegbar

Erdverkabelung bei Raesfeld im Münsterland: In einem Pilotprojekt wurden Kabel für Wechselstrom verlegt. Dies macht nur über längere Strecken Sinn, da bei jedem Über-gang zur Freileitung neue Kabelübergabestationen so groß wie ein Fußballfeld nötig sind

nen 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 Orts-straßen« leitet.

Diese sogenannten Verteilernetze nehmen schon heute den weitaus größ-ten Teil des Solar- und Windstroms klei-ner und mittlerer Kraftwerke auf. Sie durchziehen wie kleine Adern das Land, rund 1,7 Millionen Kilometer Freileitun-gen und Erdkabel in Nieder- und Mittel-spannung. Während derzeit vor allem die neuen Autobahnen diskutiert werden, vollzieht sich dort der größte Teil des Um-baus, um die neue, dezentrale Erzeuger-landschaft 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 bewäl-tigen, da viele Haushalte über ihre Solar-anlagen ja selber Strom einspeisen.« Der Energieexperte hat im Rahmen einer Studie für das Bundeswirtschaftsministe- rium den Ausbau untersucht.

Sein Eindruck: Viele Pläne sind überdimensioniert. Er rät daher, Trans-formatoren 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.«

Die großen neuen Gleichstrom- autobahnen jedoch, das sagt auch Hen-ning Schuster, seien angemessen geplant. Der Hersteller ABB bietet dafür seit An-fang des Jahres auch bereits ein erstes marktreifes Erdkabel (siehe Foto) 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 Bodenbeschaffen-heit aber teurer. Die geplanten Kosten für den Ausbau des Übertragungsnetzes von rund 21 Milliarden Euro – ohne die An-bindung der Offshore-Windparks – dürf-ten wohl steigen.

Die neue Energiewelt erfordert ein intelligenteres System auf allen Netz-

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stufen. Nur dadurch lassen sich die dezentral organisierten kleinen und mitt-leren Erzeuger sinnvoll einbinden, in den neuen Windkraftrevieren in Schleswig-Holstein, Niedersachen oder Branden-burg und in den Solarstandorten Süd-deutschlands, 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 Versor-ger wie EON oder RWE unrentable Großkraftwerke reihenweise schließen müssen. Per Saldo sind durch den Struk-turwandel 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 Wirtschafts-forschung (DIW) stammt.

Europas Energiewende, Deutschland eher MittelmaßDeutschlands Ausstieg aus der Kern-eenergie nach der Reaktorkatastrophe von Fukushima und die damit verbunde-ne sehr schnelle Stromwende geben aber nur einen Vorgeschmack auf die künfti-gen Herausforderungen. Ziel der Ener-giewende ist es ja, die Treibhausgase zu

reduzieren und sich langsam aus der fos-silen Energieerzeugung zu verabschieden. Öl und Gas dominieren aber weiterhin den Wärme- und Verkehrssektor, der über 80 Prozent des Endenergiever-brauchs ausmacht. Der Weg zur Elektro-mobilität auf den Straßen oder besser gedämmten Häusern mit effizienteren Heizungen ist noch weit.

Insgesamt liegt Deutschland beim Anteil erneuerbarer Energien auch eher im europäischen Mittelfeld. Durch den rasanten Ausbau war es jedoch Schritt-macher für die inzwischen massentaug-liche, immer günstigere Technik bei

Solaranlagen, Windkraft und Wechsel-richtern. Weltweit erreicht der Anteil erneuerbarer Energien bei der neu instal-lierten 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 Spei-chertechnologien erhalten, die mit Milli-ardenbeträgen erforscht werden. Bislang lässt sich der wetterabhängige grüne Strom nicht in größeren Mengen spei-chern. 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 umzu-wandeln, ist noch zu teuer, für neue Pumpspeicherwerke fehlt der Platz und für andalusische Solarkraftwerke mit in-tegriertem Speicher (siehe Foto) fehlt es hierzulande an Sonne. Auch Norwegens riesige Pumpspeicherwerke, die bis 2019 per Seekabel an das deutsche und euro-päische Stromnetz angeschlossen wer-den, taugen nicht als »grüne Batterie

Europas«, zu der sie schon vorschnell ausgerufen wurden.

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

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Gemasolar in Andalusien Die Sonne wird über Spiegel in den

Turm geleitet und verflüssigt dort bei über 500 Grad bis zu 8 000 Tonnen Salz,

das als Wärmespeicher dient. Das solarthermische Großkraftwerk

kann dadurch seit 2011 rund um die Uhr Strom liefern