Paul Langrock / Zenit / laif – Ein Tunnel im Berliner Untergrund verbindet Friedrichshain und Marzahn per Stromautobahn. Ein Netzingenieur auf Inspektionstour
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Das Stromnetz im Zeichen der Energiewende


24.9.2013
Die Versorgungssicherheit im Stromnetz ist ein hohes Gut. Um sie zu gewährleisten, müssen einige technische Grundvoraussetzungen gegeben sein. Mit dem Ausbau der erneuerbaren Energien aber wird eine konstante Leistungsbereitstellung zur Herausforderung. Deshalb sollen künftig intelligente Netze und neue Speicheranlagen bzw. -technologien eingesetzt werden.

Einleitung



Strom auf dem Weg zum Verbraucher: neue Strommasten für eine 110-Kilovolt-Freileitung in der Nähe von Kummer (Mecklenburg-Vorpommern)Strom auf dem Weg zum Verbraucher: neue Strommasten für eine 110-Kilovolt-Freileitung in der Nähe von Kummer (Mecklenburg-Vorpommern) (© picture-alliance/ ZB/ Jens Büttner)
Das elektrische Energiesystem (Stromnetz) hat die Aufgabe, den in Kraftwerken und erneuerbaren Energieanlagen erzeugten Strom zuverlässig zum Nutzer zu bringen. Strom lässt sich in großen Mengen nicht speichern, sondern wird meist direkt ins Netz eingespeist. Erneuerbare Quellen wie Wind und Sonne liefern ihn jedoch – abhängig vom Wetter – nicht gleichmäßig, sondern schwankend. Um die Stabilität des Stromnetzes nicht zu gefährden und die notwendige Netzfrequenz von 50 Hertz (Hz) zu garantieren, werden daher sogenannte Must run-Kraftwerke zugeschaltet. Sie halten die Versorgungssicherheit aufrecht, indem sie abhängig von der eingespeisten Menge der Wind- und Photovoltaikenergie ergänzend Strom ins Netz liefern. So soll vermieden werden, dass es insbesondere bei einer "dunklen Flaute" zur vollständigen Stromunterbrechung kommt. Die Must run-Kapazität wird bisher noch überwiegend von konventionellen Kraftwerken erbracht. Wollte man diese Aufgabe alleine den – relativ umweltschonenden – Gaskraftwerken überlassen, müsste mehr Gasspeicherkapazität vorhanden sein. Denn ohne diese Speicher würde die laufende Entnahme stark schwankender Gasströme unzulässige Druckschwankungen im Gasnetz auslösen. Zum jetzigen Zeitpunkt, an dem der Anteil der erneuerbaren Energie am Energiemix 25 Prozent beträgt, die Kernkraftwerke zur Unterstützung wegfallen und es noch keine genügende Speicherkapazität gibt, gewährleisten daher vorwiegend Kohlekraftwerke die Systemsicherheit, ergänzt durch das Abregeln, also das Begrenzen von Wind- und Photovoltaikanlagen bei Stromüberangebot. Der verstärkte Einsatz von Kohlekraftwerken hat allerdings die unliebsame Folge, dass heute wieder mehr CO2-Emissionen als zu Zeiten der Kernkraft-Ära entstehen. Wenn dies vermieden und der Anteil der erneuerbaren Energien an der Stromerzeugung wie vorgesehen weiter zunehmen soll, müssen Gaskraftwerke flexibler leistungsfähig gemacht und Gas- und Stromnetze enger gekoppelt werden, um die guten Speichereigenschaften von Gasnetzen zum Erhalt der Versorgungssicherheit nutzen zu können. Eine wichtige Rolle wird dabei dem Bau von Gas- und Stromspeichern, wie beispielsweise Pumpspeicher- und Batteriespeicher-Kraftwerken, zukommen. Diese Maßnahmen benötigen Zeit und finanzielle Mittel und bedeuten neue Herausforderungen für Politik, Wirtschaft und Gesellschaft.