Der in unserem Bericht „Kohleausstieg? Kohle ist ein unverzichtbarer Notanker“ erwähnte Evaluierungsbericht der Bundesregierung lässt auf sich warten. Der Bericht soll einen wichtigen Beitrag zur Stabilität der Stromversorgung liefern. Die vier deutschen Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB) sowie die Dachverbände warnen regelmäßig vor enormen Herausforderungen für die Netzstabilität [1].
So warnte TenneT, dass die operative Steuerung des Netzes permanent „an der Grenze des Machbaren“ agiere [2]. Ohne fundamentale Innovationen und digitale Steuerung drohen kritische Frequenz- und Spannungsabweichungen.
Die Netzbetreiber weisen über ihre Datenplattformen regelmäßig darauf hin, dass die Zahl der Noteingriffe (Redispatch-Maßnahmen) zur Stabilisierung des Netzes massiv ansteigt. Wenn Stromnetze im Norden überlastet sind, müssen dort Windkraftanlagen abgeriegelt und im Süden konventionelle Kraftwerke teuer hochgefahren werden. Mit dem Abschalten von Kohlekraftwerken allerdings geht dem Netz „Trägheit“ verloren. Das bedeutet, traditionelle Generatoren stabilisieren durch Schwungrad-Nachlauf die Netzfrequenz bei plötzlichen Schwankungen, um einen Netzkollaps zu verhindern.
Laut Systemstabilitätsbericht der ÜNB [1] verändert sich durch mehr Wind- und PV-Stromerzeugung, weniger konventionelle Kraftwerke und höhere Leistungstransite die technische Charakteristik des Netzes. Folgende zusätzliche Maßnahmen wären unter anderem notwendig:
- Frequenzstabilität: Es besteht weiterhin ein hoher Bedarf an Momentanreserve, insbesondere bei möglichen Netzauftrennungen.
- Spannungsstabilität: Regelbare Blindleistung wird zunehmend zu einem begrenzenden Faktor.
- Netzstärke: Bei bestimmten Situationen mit hoher Wind- oder PV-Einspeisung kann die Netzstärke zu gering werden. Ein Netzausbau ist dringend erforderlich.
- Transiente Stabilität: Bestimmte Betriebsmittel und das Verhalten neuer Verbraucher wie Elektrolyseure müssen systemdienlich ausgelegt werden.
- Systemschutz:Automatische Maßnahmen müssen weiterentwickelt werden, um beispielsweise Spannungskollaps oder kaskadierende Störungen zu verhindern
Stundenweise trägt die Wind- und PV-Stromerzeugung bereits fast bis zu 60 % zur Gesamtstromerzeugung bei. Das Stromsystem beim Übergang zu sehr hohen Wind/PV-Anteilen tehnisch stabil zu halten, wird kritisch werden. Zudem: Wind und PV allein garantieren nicht, dass bei Dunkelflaute genügend Leistung vorhanden ist. Eine Dunkelflaute ist relativ regelmäßig: Phasen mit gleichzeitig schwacher Wind- und Solarproduktion treten in Deutschland praktisch jeden Winter auf.
In diesem Fall geht es darum, seltene Stunden mit hoher Stromnachfrage und gleichzeitig geringer Wind-/Solarstromerzeugung zuverlässig abzudecken. Die installierte Leistung von Windenergie- und Solaranlagen, so riesig sie auch bereits ist, ist dann praktisch irrelevant. Entscheidend ist die verbleibende gesicherte Leistung. Die Bundesnetzagentur und die ÜNB rechnen für die kommenden Jahre mit einem zusätzlichen Bedarf von etwa 20–25 GW gesicherter Leistung über den bereits angenommenen Kraftwerksbestand hinaus.
Die 20–25 GW resultieren aus einer umfassenderen Betrachtung der gesicherten Leistung/Resource Adequacy. Dazu gehören unter anderem:
- Nachfrageentwicklung,
- Stilllegung konventioneller Kraftwerke,
- erneuerbare Erzeugung,
- Speicher,
- Demand Response,
- europäische Importe,
- Verfügbarkeit von Kraftwerken,
- Wetterjahre und Extremereignisse.
Der aktuelle Netzreserve-Bedarf zeigt, dass das deutsche Stromnetz bereits heute auf zusätzliche Absicherung angewiesen ist: Für Winter 2025/2026 ein bestätigter Netzreserve-Bedarf von 6,5 GW. Für den Winter 2028/2029 wurde ein Netzreserve-Bedarf von 8,3 GW ermittelt.
Das Fehlen von Stromspeicher großer Kapazitäten war bislang als gravierende Schwachstelle der Energiewende gebrandmarkt worden. Erstaunlich, dass die ÜNB die geringe Speicherkapazität nicht primär als eigenständiges Versorgungsproblem bewerten, das „einfach“ durch möglichst viele, zumal extrem teure Batteriespeicher gelöst werden kann. Sie modellieren Speicher als einen Baustein neben Netzausbau, Erzeugung, Flexibilitäten, Elektrolyse und Reservekapazitäten. Eine Bewährung dieses Systems steht aus, zumal ein Batterie-Großspeicher mit zwar hoher Leistung, aber nur wenige Stunden Energieinhalt keine mehrtägigen Dunkelflauten überbrücken kann. Insbesondere bei zukünftig zu erwartenden steigendem Strombedarf wird die Stromspeicherung eine bislang ungeklärte Schwachstelle bleiben.
Die Bereitstellung von international wettbewerbsfähigen Strompreisen obliegt in erster Linie der Bundesregierung, bzw. der Bundesnetzagentur. Deutschland hat weiterhin die höchsten Stromkosten in der EU. Es ist zu hoffen, dass im Evaluierungsbericht Maßnahmen zur generellen Entlastung unter anderem der Netzentgelte vorgeschlagen werden, die einen wesentlichen Bestandteil des Endkundenpreises darstellen.
Quellen