Energiewende im Netz: Neue Lasten, neue Lösungen

Energiewende bedeutet auch: Strom kommt zunehmend aus der Nachbarschaft. Damit gewinnen die Verteilnetze an Bedeutung. Zugleich werden sie stärker gefordert. Wieso? Das veranschaulichen wir anhand eines fiktiven, aber keineswegs abwegigen Nachbarschaftsbesuchs. Außerdem werfen wir einen Blick in den Maßnahmenkoffer, mit dem Verteilnetzbetreiber die Stabilität und Zukunftsfähigkeit der Ortsnetze sichern.

Von Patrick Torma

Lange war das Stromnetz eine Einbahnstraße: Strom gelangte hauptsächlich von den großen Kohle-, Gas- und Kernkraftwerken bis in die Steckdose. Mit der Energiewende bricht diese alte Flussrichtung jedoch auf. Immer mehr Elektrizität wird inzwischen dort erzeugt, wo sie auch verbraucht wird.

Von der „Strom-Einbahnstraße“ zum Netz der Netze
Kleinere Erzeugungsanlagen wie (Klein-)Windkraftanlagen, Blockheizkraftwerke oder Solarparks decken Strombedarf oft direkt im Nachbarort. PV-Anlagen auf deutschen Häuserdächern sorgen millionenfach dafür, dass immer mehr Menschen ihren eigenen Strom produzieren. Das Stichwort für diese Entwicklung lautet: dezentrale Erzeugung.

Durch die dezentrale Erzeugung gewinnen die Verteilnetze vor unserer Haustür an Bedeutung. Wenn man so will, verwandelt sich die einstige Elektrizitäts-Einbahnstraße in ein Netz aus vielen Kreisverkehren mit mehreren Auf- und Abfahrten.

Energiewende fordert die lokalen Stromnetze heraus
Für die Menschen vor Ort hat das Vorteile, denn sie sind mobiler“, sprich: weniger abhängig von einer zentralen Stromversorgung. Aber auch die Ansprüche an die Infrastruktur wachsen. Selbst der beste Kreisverkehr verstopft, wenn alle im Ort gleichzeitig hineinfahren. Ähnlich verhält es sich mit den Verteilnetzen: Ohne gezielten Ausbau und intelligente „Stromführung“ könnten sie an ihre Lastgrenzen gelangen.

Um das zu veranschaulichen, stellen wir uns mal eine Neubausiedlung vor, irgendwo in einer Kleinstadt Ihrer Region. Die Häuser sind frisch bezogen. Schlieren vom Sand auf dem Kopfsteinpflaster zeugen davon, dass Bagger und Baugeräte erst vor Kurzem verschwunden sind. Auf fast jedem Dach glitzert eine Photovoltaikanlage.

Es ist ein wolkenloser Frühsommertag. Die Sonne scheint, womit sie für reichlich Solarstrom sorgt – mehr, als die Siedlung in diesem Moment verbraucht. Die meisten Bewohner sind bei der Arbeit, in der Schule oder genießen das schöne Wetter im Freien. Also wird der überschüssige Strom wird ins öffentliche Netz eingespeist.

Das ist mit Blick auf die Energiewende durchaus gewollt, außerdem freuen sich Anlagenbetreiber über die Einspeisevergütung, schließlich erzeugen sie Strom für Allgemeinheit. Doch  speisen alle PV-Anlagen gleichzeitig ein, ohne dass es genügend Abnehmer (oder Speicherkapazitäten) gibt, droht eine Überlastung der Stromleitungen im Wohngebiet und in Richtung Umspannwerk.

Für stabile Netze: Ausbau und Sofortmaßnahmen
Denn: Weder die Siedlung noch die vielen PV-Anlagen hat es bis vor Kurzem gegeben. Hinzu kommen „neue“ Stromverbraucher, etwa Wärmepumpen in den Kellern oder Stromladesäulen fürs E-Auto am Carport, die in unserer gedanklichen Mustersiedlung längst zur Grundausstattung gehören. Kurzum: Ein bestehendes Stromnetz hat eine Auslastungsgrenze, die irgendwann erreicht ist.

Nun könnte man sagen: Na, dann muss das örtliche Stromnetz eben verstärkt und ausgebaut werden. Genau das tun Verteilnetzbetreiber wie naturenergie netze. Sie sorgen dafür, dass das Ortsnetz sowohl den aktuellen als auch den künftigen Stromlasten gewachsen ist. Der Netzausbau muss mit dem Tempo der Energiewende Schritt halten – und umgekehrt. Genau das ist die große Herausforderung. Kein Netzbetreiber kann an allen Stellen gleichzeitig schaufeln.

Das muss er auch nicht, weil er in der Regel vorausschauend ausbaut. Zudem hat der Gesetzgeber in den vergangenen Jahren einige Möglichkeiten geschaffen (siehe Infokasten unten), damit Verteilnetzbetreiber bei Netzengpässen regulierend eingreifen können.

Das können Situationen sein wie in unserem – nicht ganz ausgedachten – Modellbeispiel: zu viel Energie für zu wenig Verbrauch*. In dem Fall könnten Netzbetreiber beispielsweise einen oder mehrere Solarparks in der Region ansteuern und ihre Erzeugung zeitweise drosseln, bis die Stromnachfrage in der Nachbarschaft wieder anzieht.

*Wieso das Stromnetz immer in Balance bleiben sollte, sehen wir uns in diesem Beitrag an.

Investitionen in die Digitalisierung des Netzbetriebs
Auch wenn Verteilnetzbetreiber zunehmend in die Verantwortung genommen werden: Solche Eingriffe sollten immer die Ultima Ratio sein, das letzte Mittel, um die Netzstabilität zu sichern.

Gleichzeitig wird die Aufgabe nicht leichter: Wind und Sonne folgen ihren eigenen Gesetzen. Und weil die Zahl der Anlagen wächst, die erneuerbare Energien in Strom umwandeln, wird die Erzeugung künftig noch kleinteiliger und dynamischer.

Doch Netzbetreiber wollen nicht erst reagieren, wenn es eng wird. Um möglichen Überlastungen vorzubeugen, rüsten sie ihre Netze mit intelligenter Technik nach.

Ein zentraler Baustein ist der Einbau intelligenter Messsysteme, die für bestimmte Haushalte, etwa mit höherem Stromverbrauch oder PV-Anlagen, bereits verpflichtend sind.

Im ersten Schritt geht es darum, ein möglichst genaues Bild der tatsächlichen Stromlasten im Netz zu gewinnen. Nach dem Motto: Wer weiß, wie viel Energie zu jeder Tages- und Nachtzeit in einem bestimmten Viertel verbraucht wird, kann vorausschauender planen und Engpässe frühzeitiger erkennen. Auch naturenergie netze investiert in diesen Ausbau und gewinnt daraus wertvolle Erkenntnisse für die künftige Netzplanung.

Die Vision ist ein Stromnetz, das „mitdenkt“
Langfristig verfolgt die Digitalisierung der Stromnetze eine noch tiefgreifendere Vision: Smart Grids  bzw. intelligente Stromnetze gelten als Schlüsseltechnologie der Energiewende. Sie sollen in Zukunft helfen, Angebot und Nachfrage automatisch zu steuern, Lastspitzen zu vermeiden und den Stromfluss flexibler zu verteilen. Wie Studien und Pilotprojekte zeigen, lassen sich durch solche Feinjustierungen Energieverluste deutlich reduzieren. Der Betrieb des Stromnetzes wird dadurch umweltfreundlicher und wirtschaftlicher.

Übrigens sind auch wir, die Verbraucherinnen und Verbraucher, Teil dieser Vision – durch intelligente Messsysteme und steuerbare Geräte in unserem Zuhause, die aktiv auf Netzlasten reagieren. Schon heute ermöglichen intelligente Steuerungssysteme, Strom dann zu nutzen, wenn er besonders günstig und reichlich vorhanden ist.

Künftig könnten sogar Elektroautos als mobile Energiespeicher dienen: Sie nehmen Strom auf, wenn viel produziert wird, und geben ihn bei Bedarf wieder ans Netz ab. So entsteht ein Stromnetz, das nicht nur Strom verteilt, sondern „mitdenkt“ – für eine Energiezukunft, die immer dezentraler funktioniert.