Energiewende und Netzstabilität

Dieser Tage wird wieder viel über die kritische Situation der Stromnetze berichtet. Angestoßen wurde die Diskussion durch die witterungsbedingte Zuspitzung der Versorgungslage in Frankreich (siehe hierzu unser Blogartikel vom 9. Februar). Aber auch in Deutschland ist von einer Blackout-Gefahr die Rede. Dies entfacht zwei Diskussionsstränge: (1.) die Diskussion darüber, ob die Erneuerbaren wirklich die Atomkraft in Deutschland ersetzen können („zu wenig Energie“) und (2.) die Diskussion über die verstärkte Einspeisung von Erneuerbaren die zu einer Überlastung der Netze führen würde („zu viel Energie“). Zu beiden Diskussionen wollen wir hier ein wenig beitragen:

Zu wenig Energie?
Zunächst lässt sich festhalten, dass eine atomare Stromversorgung allein keine Garantie für eine ausreichende Stromversorgung bietet. Dies beweist der Fall Frankreich (Anteil der Kernenergie an der Stromversorgung knapp 80 %), wo sich die Versorgungslage auf Grund der extrem gestiegenen Nachfrage (massiver Einsatz von Stromheizungen in der vergangenen Kälteperiode) stärker zugespitzt hat als im Atomaustiegsland Deutschland. Dennoch wurden auch in Deutschland Kaltreserve-Kraftwerke aktiviert um für einen möglichen Ernstfall vorbereitet zu sein. Ist dies ein Indiz dafür, dass die Energiewende nicht funktioniert? Prinzipiell ist klar, dass Erneuerbare (Wind- und Solarkraft) wetterabhängig einspeisen und dass bei ungünstigen Wetterlagen eine knappe Versorgungslage entstehen kann. Perspektivisch sollen solche Unterproduktionsphasen durch ein optimiertes und „intelligentes“ Stromsystem (Stichwort: smart grid und regionale Cluster) ausgeglichen werden. In einem solchen optimierten Stromsystem werden unter anderem verstärkt Speicher eingesetzt und der Einsatz von regelbaren und nicht regelbaren erneuerbaren Energiequellen sowie steuerbaren Stromanwendungen koordiniert. (Eine genauere Beschreibung des künftigen Stromsystems findest du in unseren Positionspapieren zu den Themen „Netzintegration“ und „dezentralen Organisation des Stromsystems).

Derzeit müssen Produktionsausfälle auf Seiten der Regenerativen (ebenso wie die weggefallenen atomaren Produktionskapazitäten) jedoch noch durch konventionelle Kraftwerke ausgeglichen werden. Liegt aber aktuell ein Fall vor, in dem wir insgesamt nicht genügend Kraftwerkskapazitäten haben um auch in Krisensituationen genügend Strom produzieren zu können? Vermutlich nicht. Indizien dafür sind: (A) Die Anfang Februar aktivierten 720 Megawatt Kaltreserven wurden von den gleichzeitig nach Frankreich exportieren 3000 Megawatt weit übertroffen. (B) Zur selben Zeit haben, so wird derzeit vermutet, verschiedene Stromhändler bewusst zu wenig Strom eingekauft, um so die hohen Preise am regulären Markt umgehen zu können. Die Fehlmenge, sollte vermutlich durch die seinerzeit billigere Regelenergie gedeckt werden. Dies führte wiederum zu einer sehr stark Auslastung der Regelenergiekapazitäten, was bei einer weiteren Zuspitzung der Versorgungslage zu einer Unterversorgung und damit zu einem Stromausfall hätte führen können. Die knappe Versorgungslage wäre damit nicht auf mangelnde Kapazitäten sondern auf ein Fehlverhalten der Stromhändler zurückzuführen. Der Vorfall wird aktuell durch die Bundesnetzagentur untersucht (vergleiche hierzu den Bericht der Tagesschau). (C) Hinzu kommt, dass auch die regenerativen Energien Anfang Februar entscheidend zur Stromversorgung beigetragen haben. “Wir hatten in den letzten Tagen eine Kapazität von bis zu 10.000 Megawatt an Sonnenstrom, das entspricht der Leistung von rund zehn Kernkraftwerken, und bis zu 11.000 Megawatt Windstrom” sagte Umweltminister Röttgen (CDU) den „Nürnberger Nachrichten“. Damit habe die Energiewende den ersten Härtetest bestanden, so der Minister.

Zu viel Energie für zu wenig Netze?
Neben dem Thema „zu wenig Energie“ wird auch das Thema „zu viel Energie“ diskutiert. So gefährde die verstärkte Einspeisung von regenerativem Strom den Betrieb der Stromnetze. Grundsätzlich stimmt es, dass der Zubau der erneuerbaren Energien die Stromwirtschaft verändert. Die bestehende Netzstruktur wurde für einen konventionellen, permanent einspeisenden Kraftwerkspark konstruiert. Da nun die Erneuerbaren zunehmend zusätzlich einspeisen, sind die Netze stellenweise immer wieder überlastet. Wobei Windkraft- und Photovoltaikanlagen über 30 Kilowatt Peak im Fall von Netzengpässen von den Netzbetreibern gezielt abgeregelt werden können und somit der Zusammenbruch der Netze verhindert wird (vgl. § 6 Erneuerbare-Energien-Gesetz). Keine Frage, dass dieser Zustand nicht effizient und damit langfristig auch nicht wünschenswert ist. Nicht abgeregelt werden können derzeit kleinere Photovoltaikanlagen (unter 30 Kilowatt Peak). Hierzu zählen insbesondere die Aufdachanlagen von Eigenheimbesitzern (Anteil von Anlagen unter 30 Kilowatt Peak am Photovoltaik-Zubau in 2010: 34 %, bezogen auf die installierte Leistung). Auf eine Überproduktion dieser Kleinanlagen können die Netzbetreiber nach § 13 Energiewirtschaftsgesetz mit netz- und marktbezogenen Maßnahmen reagieren. Hierzu zählt beispielsweise die Regelung vertraglich vereinbarter zuschaltbarer Lasten; also die „künstliche“ Erhöhung des Verbrauchs. Weiterhin können die Netzbetreiber einzelne Netzverknüpfungspunkte abschalten, also beispielsweise Trafostationen in Wohngebieten in denen besonders viel Solarstrom eingespeist wird. Hiermit einher geht dann natürlich ein Stromausfall in dem entsprechenden Wohngebiet, wobei dadurch ein großflächiger Zusammenbruch des Netzes verhindert wird. – Somit führt ein weiterer Zubau von Photovoltaik-Kleinanlagen in denjenigen Regionen zur Verschärfung der Netzsituation, in denen häufig Netzengpässe auftreten und in denen das Verteilnetz nicht zeitnah ausgebaut werden kann.

Vor diesem Hintergrund wird teilweise gefordert den Zubau erneuerbarer Energien so lange zu beschränken, bis die Netzkapazitäten ausreichend ausgebaut worden sind. Ein solches Vorgehen würde natürlich zielsicher zu Vermeidung möglicher Netzzusammenbrüche beitragen. Es würde jedoch auch den Druck von den Netzbetreibern nehmen, ihre Netze auszubauen, bestehende Netze zu verstärken, Speicher und Demand-Side-Management schneller einzuführen sowie allgemein den Aufbau von Smart Grids zu beschleunigen. Dies würde letztendlich die landauf, landab konstatierte schleppende Netzoptimierung unterstützen. – Da der Klimawandel aber leider nicht warten wird bis wir unsere Netze optimiert haben, ist fraglich, ob eine solche Politik sinnvoll wäre. Weiterhin wäre dies vermutlich auch der langfristig teurere Weg, da uns der Klimawandel langfristig teurer zu stehen kommt als die kurzfristige kostenintensive Optimierung der Netze (vgl. hierzu den Bericht des ehemaligen Weltbank-Chefökonomen Nicolas Stern).

Um ein „zu Viel“ an regenerativem Strom aufzufangen werden zumindest übergangsweise auch flexible fossile Kraftwerke benötigt, die ihre Produktion entsprechend schnell reduzieren können um in den Netzen Platz für den erneurbaren Strom zu machen. Wir sprechen hier von den viel beschworenen Gaskraftwerken, von denen wir tendenziell zu wenig haben. Grund hierfür sind unter anderem mangelnde Investitionsanreize, die darauf beruhen, dass diese Kraftwerke verhältnismäßig selten betrieben werden und damit nur selten Gewinne erwirtschaften können. Um ausreichende Anreize zu schaffen wird derzeit unter anderem die Schaffung eines Kapazitätsmarktes diskutiert (vgl. hierzu u.a. die Studie des Umweltminsiterium Baden-Württemberg)

Insgesamt möchten wir hier also keiner Politik des „Augen zu und durch“ das Wort reden. Es ist durchaus notwendig, die bestehenden Probleme bei der Netzsituation anzusprechen und anzuprangern. So kann auch der nötige Druck aufgebaut werden, der Netzbetreiber und Politiker zu schnellem Handeln bewegt. Wer bewusst und tatenlos eine sich zunehmend verschärfende Netzsituation akzeptiert, setzt damit die Netzsicherheit (die wir alle wollen und brauchen) bewusst aufs Spiel und gefährdet damit die Akzeptanz für die Energiewende. In diesem Sinne gilt es die Situation weiter zu beobachten und kritisch und konstruktiv zu begleiten.