Einleitung
Seit Beginn des russischen Angriffskriegs wurden über zwei Drittel der konventionellen Kraftwerkskapazitäten der Ukraine besetzt, zerstört oder angegriffen. Dies führt zu einer erheblichen Schieflage von geringem Angebot und hoher Nachfrage, und damit häufigen und langen Stromausfällen für die vom Krieg gebeutelte Bevölkerung. In Butscha etwa, in der Nähe von Kyjiw, oder in Iwano-Frankiwsk in der Westukraine wurden im Juni 2024 tägliche Stromausfälle von 10 Stunden gemeldet. Planmäßige Wartungsarbeiten an den ukrainischen Kernkraftwerken verschärften die Situation bis Anfang August 2024 noch zusätzlich. Das Stromdefizit treibt laut UNHCR wieder mehr Menschen in die Flucht, und Stromausfälle von bis zu 18 Stunden sind im kommenden Winter zu befürchten.
Strom wird für vielerlei Anwendungen benötigt: nicht nur Licht und Elektro-Geräte, sondern auch Heizungen und das Wassersystem. Im Winter, wenn die Temperaturen unter den Gefrierpunkt fallen, erreicht die Stromnachfrage Höchstwerte: die sogenannte Spitzenlast pro Stunde. Die Infrastruktur kann bei längerem Stromausfall beschädigt werden, z. B. durch das Einfrieren von Wasserleitungen, aber auch durch die Überlastung von Stromnetzen. Aus diesen Gründen müssen Lösungen, Zusammenarbeit und Umsetzung in diesen Monaten höchste Priorität haben.
Vier Aktionsfelder seien hier zu nennen: an erster Stelle steht selbstverständlich die verbesserte Luftabwehr etwa auch für Umspannwerke und kritische Infrastrukturen; an zweiter die Reparaturen der Kraftwerke und Aufbau dezentraler neuer Kapazitäten; an dritter die bessere Nutzung der Übertragungsnetze für Importe, und schließlich Energieeffizienz und Laststeuerung. Maßnahmen in allen vier Bereichen sollten gleichzeitig und so schnell wie möglich umgesetzt werden.
Der vom Green Deal Ukraїna Projekt /Helmholtz Zentrum Berlin begleitete Bericht der Internationalen Energie-Agentur (IEA) vom September 2024 zeigt Handlungsoptionen auf, die sich sowohl auf Reparaturen, als auch auf dezentrale Versorgung, die Netze, eine enge Koordination der Ukraine/Moldawien Hilfe, und auf einige Gas- und Heizmaßnahmen beziehen.
Im Folgenden soll das 3. Aktionsfeld – Stromnetze – weiter vertieft werden. Stromimporte aus der EU sind eine wichtige Quelle der Unterstützung. Seit der Notsynchronisierung am 16. März 2022 haben die Netzverbindungen mit den EU-Mitgliedstaaten eine Importkapazität von insgesamt 1,7 GW ermöglicht. Der weitere Ausbau der Netzverbindungen zwischen der Ukraine und den EU-Mitgliedstaaten kann bei den Gesamtbemühungen eine wichtige Rolle spielen.
Die folgende Analyse basiert auf einer Datenrecherche von Green Deal Ukraїna (unter Verwendung des Python for Power System Analysis Tool PyPSA) sowie auf qualitativen Interviews. Diese wurden durchgeführt mit der Europäischen Kommission, dem ukrainischen Netzbetreiber Ukrenerho, dem polnischen Netzbetreiber PSE sowie Stromsystemexperten aus EU-Ländern und den USA. Dieser Beitrag ist eine Kurzfassung einer längeren Studie.
Hintergrund: Das Stromnetz der Ukraine
Das Hochspannungsnetz der Ukraine hat eine Gesamtlänge von 19.000 km und umfasst 103 Umspannwerke. Vor der Synchronisierung verfügte das System über mehr als 50 grenzüberschreitende Verbindungen (Ukrenerho, 2021). Historisch bedingt (Stichwort: energieintensive Schwerindustrie in der Sowjetunion) verfügt die Ukraine immer noch über ein 750-kV-Hochspannungsnetz, das hohe Erzeugung (z. B. große Atom- oder Kohlekraftwerke) ebenso wie eine sehr hohe industrielle Nachfrage meistern kann, und für die Fernübertragung bestens geeignet ist. In der EU gibt es aus dieser Vergangenheit nur noch eine 750kV Wechselstromleitung von der Ukraine nach Ungarn. Die meisten in der Ukraine in Betrieb befindlichen und grenzüberschreitenden Leitungen weisen die Standardspannungsebenen 110, 220, 330 und 400 kV auf. 330kV ist dabei atypisch, aber ebenso wie die unterschiedliche Spurbreite bezeichnend für die frühere Sowjetunion. "Erstaunlich", sagte ein Interviewpartner zu uns, "dass die Sowjetunion wie die EU 50 Hertz als Spannungsebene gewählt hat, und nicht etwa 60 oder noch etwas anderes."
Bis zum 23. Februar 2022 waren die Ukraine und Moldawien über leistungsstarke 4,2-GW-Verbindungen mit dem postsowjetischen IPS/UPS-Stromsystem verbunden, das Russland, die baltischen Staaten, Belarus, Georgien und andere Länder des ehemaligen Sowjetblocks umfasst. Diese Verbindung besteht heute nur noch für die besetzten ukrainischen Gebiete, die derzeit nicht an das synchronisierte westliche Stromnetz von ENTSO-E (den Verband Europäischer Übertragungsnetzbetreiber), angeschlossen sind. Andererseits ist der westliche Teil der Ukraine seit 2002 über die so genannte Burschtyn-Energieinsel und über Stromleitungen, die für den Export aus zwei Wärmekraftwerken in den Regionen Iwano-Frankiwsk und Lwiw bestimmt sind, an das kontinentaleuropäische Netz (RGCE) angebunden. Das Wärmekraftwerk Burschtyn war mit einer Kapazität von 2,3 GW das größte in der Region und lieferte rund 90 % der Stromerzeugung im UCTE-synchronisierten Teil der Ukraine. Das zweite Wärmekraftwerk Dobrotwir wurde zu einem großen Teil für den Export nach Polen (Zamość) über eine 220-kV-Leitung betrieben.
Das ukrainische Stromversorgungssystem war ursprünglich für einen viel höheren Verbrauch und eine Übertragung in alle geografischen Richtungen ausgelegt. Dieses erwies sich im Zeichen der russischen Angriffe als sehr vorteilhaft, da ja eine Vielzahl von Reserven und Redundanzen – parallele Netze etc. – bestanden. Künftig muss das Netz aber angepasst werden, um den neuen Herausforderungen gerecht zu werden, einschließlich des bidirektionalen Handels mit den EU-Mitgliedstaaten, der Dezentralisierung der Erzeugungskapazitäten und der Integration variabler erneuerbarer Energien (s. Abbildung 1).
Warum Netze besondere Aufmerksamkeit erfordern
Die Nutzung der vorhandenen Möglichkeiten für eine bessere Stromschnittstelle zwischen der Ukraine und der EU wird nicht nur kurzfristig enorme Vorteile bringen und buchstäblich Menschenleben retten, sondern auch mittel- und langfristig von großer Bedeutung sein.
Im Hinblick auf die Widerstandsfähigkeit und die wirtschaftliche Erholung der Ukraine können die Wiederherstellung, Modernisierung und der Bau neuer Netzinfrastrukturen Arbeitsplätze schaffen und das Wirtschaftswachstum ankurbeln. Es kann auch Investitionen in Projekte für erneuerbare Energien anziehen, indem ein stabiler und regional integrierter Markt entsteht.
Typischerweise sind Stromnetz-Diskussionen Fachkreisen vorbehalten; Erzeugung, Erneuerbare etc. diskutiert man dagegen viel breiter. Um die Debatte über die Fachwelt zu öffnen, und politischen Einfluss zu ermöglichen führte das Projekt Green Deal Ukraїna eine Studie mit dem Titel "Six options to boost power grid transfers from Continental Europe to Ukraine, for the next two winters" durch. Darin haben wir eine detaillierte Bewertung der aktuellen Situation vorgenommen und mögliche Lösungen aufgezeigt.
Aktuell kann die Ukraine etwa 11,5 GW Strom erzeugen. Die Winterspitzenlast in der Ukraine wird in Abhängigkeit von den Umgebungstemperaturen voraussichtlich zwischen 18 und 19 GW betragen. Nach unserer Schätzung, die sich auf Expertenkonsultationen und verfügbare Daten stützt, könnte das Stromdefizit im Winter 2024/25 bis zu 5,8 GW betragen, was fast der Kapazität des besetzten Kernkraftwerks Saporischschja entspricht. Trotz aller Bemühungen um Reparaturen und Neubauten kann dieses riesige Defizit nicht in kurzer Zeit vollständig ausgeglichen werden.
Unsere Empfehlungen: Sechs Optionen zur Verbesserung der Schnittstelle EU-Ukraine
Der Ausbau der Export- und Importkapazitäten ist eine Lösung, die der Ukraine langfristig helfen wird. Unsere Analyse zeigt, dass es sechs verfügbare Netzoptionen gibt, die relativ schnell umgesetzt werden können:
Behebung von Netzengpässen sowohl in der Ukraine als auch in den Nachbarländern. In Rumänien und Polen kann dies relativ schnell geschehen, in Ungarn würde es mehr Zeit in Anspruch nehmen. Daher sollten die Stromflüsse von Ungarn nach Polen oder in die Slowakei verlagert werden, was technisch unproblematisch ist;
Einsatz von Netzoptimierungs-Technologien, wie zum Beispiel dem Wetterabhängigen Freileitungsbetrieb oder den Einsatz von Leistungselektronik, um das Funktionieren der bestehenden Netze zu optimieren;
Nutzung der in der Ukraine reichlich vorhandenen 110-kV-Netze, einschließlich fünf 110-kV-Verbindungsleitungen zur Republik Moldau als zusätzliche Möglichkeit, Strom zu importieren oder neue Erzeugungskapazitäten außerhalb der Ukraine zu erschließen;
Behebung der Engpässe auf dem Zulieferermarkt für elektrische Ausrüstungen und Ersatzteile, die für Reparaturen, Aufrüstungen und den Bau neuer Netze benötigt werden und die angesichts der hohen Nachfrage im Rahmen der globalen Energiewende inzwischen weltweit knapp sind. Mit den Lieferanten müssen Lösungen gefunden werden, um die Ukraine schneller zu unterstützen, und Joint Ventures mit lokalen Unternehmen würden hier eine herausragende Möglichkeit bieten.
Die oben skizzierten Lösungen können dann schnell Wirklichkeit werden, wenn der politische Wille, ein konstruktives Miteinander der regionalen Akteure gegeben sind. Der Besuch von Ursula von der Leyen in Kyjiw am 20.September und die Vorstellung des IEA Berichts zuvor zeigen, dass die Politik aufmerksam zugehört hat und auf schnelle Umsetzung gemeinsam mit der Ukraine bedacht ist.
Kurzfristig ist eine zusätzliche Importkapazität von mindestens 0,5 GW für die Ukraine im kommenden Winter möglich – eben wenn nur ein Teil der oben genannten Maßnahmen umgesetzt wird. Für den darauffolgenden Winter 2025/26 könnte die grenzüberschreitende Kapazität zwischen der EU und der Ukraine um weitere 1,4 GW aufgestockt werden, vorausgesetzt, dass die regulierten Übertragungsnetzbetreiber, ENTSO-E, die EU und nationale Regierungen an einem Strang ziehen. Unsere Analyse zeigt, dass das Erreichen von insgesamt 3,6 GW Übertragungskapazität aus den EU-Mitgliedstaaten in die Ukraine ein realistisches Ziel ist.
Der Winter naht und Europa muss entscheidend dazu beitragen, dass die ukrainischen Städte trotz anhaltender russischer Angriffe bewohnbar bleiben und die Wirtschaft funktioniert.