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Das Höchstspannungsnetz dient der Stromübertragung über weite Strecken. Aber 90 Prozent des Stroms aus Erneuerbaren Energien wird in die Verteilnetze eingespeist.
© Gerd Hirn, BINE Informationsdienst
Verteilnetzstudie
23.09.2014

Im Szenario eines Netzausbaus von 10.820 Kilometer auf Hochspannungsebene ist der Bedarf je Bundesland sehr unterschiedlich.
© E-Bridge Consulting

Der Netzausbaubedarf in der Niederspannungsebene ist durch Photovoltaikanlagen getrieben. Daher liegt der Anteil von Süddeutschland am Gesamtbedarf im Szenario EEG 2014 bei 60 Prozent. In der Mittelspannungsebene ist der Bedarf in den Regionen gleichmäßig verteilt.
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Rund 90 Prozent aller Anlagen der Erneuerbaren Energien sind an die Verteilnetze angeschlossen.
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Empfehlungen zum kostengünstigen Netzausbau

Die Verteilnetz-Studie gibt an, wie hoch der Bedarf an zusätzlichen Stromleitungen zur Integration der steigenden Einspeisung fluktuierender Erneuerbarer Energien ist. Je nach Ausbauszenario wird mit Kosten zwischen 23 und 49 Milliarden Euro gerechnet. Die Studie gibt Empfehlungen, wie eine Verdopplung oder Verdreifachung der derzeit installierten Leistung aus Erneuerbaren Energien am günstigsten ins Stromnetz integriert werden kann.

Die Verteilnetze spielen beim Ausbau der Erneuerbaren Energien und ihrer Integration in das Stromnetz eine wichtige Rolle: 90 Prozent der Leistung wird in diese Netzebene eingespeist. Lediglich Offshore-Windparks speisen ins Höchstspannungsnetz ein. Bisher ist mit 1,2 Millionen Solaranlagen die höchste Leistung aus erneuerbaren Energien im Ortsnetz installiert.
In der Studie betrachteten das Beratungsunternehmen E-Bridge Consulting gemeinsam mit dem Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft der Rheinisch-Westfälische Technischen Hochschule Aachen und dem Oldenburger Institut für Informatik drei Szenarien des Netzausbaus bis 2032:

  • Szenario EEG 2014: Die installierte Leistung an Erneuerbaren Energien soll bis 2032 mehr als verdoppelt werden. Dieses Ziel hat Bundesregierung mit dem Entwurf für das EEG 2014, beschlossen im April diesen Jahres, gesetzt. Angestrebt werden 60 Gigawatt Leistung aus Windenergie, 59 Gigawatt aus Photovoltaik und 9 Gigawatt aus sonstigen Erneuerbaren Energien.
  • Szenario Netzentwicklungsplan: Nach einer Einschätzung des Übertragungsnetzbetreibers auf Basis des Netzentwicklungsplans 2013 wird die installierte Leistung auf 65 Gigawatt Windenergie, 65 Gigawatt Photovoltaik und 9 Gigawatt Sonstige steigen.
  • Szenario Bundesländer: Das dritte Szenario addiert die Ziele und Prognosen der einzelnen Bundesländer. Dabei würde die heute installierte Leistung verdreifacht. Dieses Szenario geht von 111 Gigawatt installierter Leistung aus Windenergie, 85 Gigawatt aus Photovoltaik und 10 Gigawatt aus Sonstigen aus.

Der konkrete Ausbaubedarf hängt unter anderem von der Netzstruktur der Versorgungsaufgabe und der installierten Leistung Erneuerbarer Energien ab. Bei der Prognose auf Grundlage von konventionellen Planungsmethoden ist laut Studie ein erheblicher Ausbaubedarf zu erwarten:

  • Szenario EEG 2014: 130.00 Kilometer, 23 Milliarden Euro
  • Szenario Netzentwicklungsplan: 166.000 Kilometer, 28 Milliarden Euro
  • Szenario Bundesländer: 280.000 Kilometer, 49 Milliarden Euro

Stromnetze nicht auf 100 Prozent Einspeisung auslegen

Durch die Kombination von innovativen Planungskonzepten und intelligenter Netztechnik kann der Investitionsbedarf jedoch halbiert werden. Dabei sollte das Netz nach Empfehlung der Studienautoren nicht auf 100 Prozent der Einspeiseleistung ausgelegt werden. Stattdessen sollte eine Abregelung für seltene Belastungsspitzen ermöglicht werden. Durch die Abregelung von drei Prozent der jährlichen Einspeisung aus Wind- und Photovoltaik-Anlagen könnten so 40 Prozent des Netzausbaus eingespart werden.

Der Einsatz von Netzplanung und Erzeugungsmanagement mit intelligenter Netztechnik könnte den Bedarf zum Ausbau um weitere 20 Prozent senken. Durch den Einsatz von regelbaren Ortsnetztransformatoren kann das Niederspannungsnetz weitgehend ohne zusätzliche Leitungen auskommen. Staatssekretär Baake des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie kommentierte: „Die Studie zeigt uns das Potenzial von intelligenter Netzplanung auf. Notwendig ist dafür eine ‚intelligente‘ Regulierung mit neuen Konzepten und neuen, anforderungsgerechten Effizienzbenchmarks.“

Die Studienautoren sehen nun Handlungsbedarf bei der Regulierung und den Betreibern der Verteilernetze: Die Regulierung solle die optimale Umsetzung von innovativen Planungsgrundsätzen durch Netzbetreiber fördern und die Heterogenität der Verteilernetzbetreiber ausreichend belastbar abbilden. Die Netzbetreiber sollten die Planungskonzepte ausgestalten und dabei unter anderem Erzeugungsmanagement in der Netzplanung integrieren.

Bedarf zum Netzausbau regional verschieden

Die Studie untersuchte auch, wie der Bedarf zum Ausbau der Stromnetze regional verteilt ist. Je nach Spannungsebene und Region ist die Lage sehr unterschiedlich. So muss zum Beispiel in Süddeutschland bei einer konventionellen Planung das Niederspannungsnetz ausgebaut werden. Das liegt daran, dass in dieser Region vor allem Photovoltaik zugebaut wird. Die Hochspannungsebene muss vor allem in Nord- und Ostdeutschland erweitert werden, da dort vor allem Windenergie zugebaut wird, die zu Lastschwerpunkten transportiert werden muss. Dies ist relevant für die regionalen Netzentgelte. Die Studie geht vor allem von einem Anstieg der Gebühren in Nord- und Ostdeutschland aus. Allerdings werden durch die empfohlenen Maßnahmen die Unterschiede zum Teil abgemildert.

Management des Verbrauchs vernachlässigbar

Ein Management der Verbrauchslast kann laut Studie den Bedarf des Netzausbaus jedoch nicht weiter senken: „Die mögliche Reduzierung des Netzausbaus durch ein Lastmanagement ist geringer als 1 Prozent und nicht signifikant.“ Das liege darin, dass der größte Netzausbaubedarf in ländlichen Regionen besteht. Die Steuerung der dortigen vergleichsweise niedrigen Lasten kann den Ausbaubedarf des Netzes daher nicht erheblich senken. In den untersuchten Regionen mit nötiger Netzverstärkung übersteigt die installierte Leistung von Erneuerbaren-Energien-Anlagen die Verbrauchslast teilweise um ein Vielfaches.
Die Studie „Moderne Verteilernetze für Deutschland“ wurde im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie erstellt und kann in deren Mediathek runtergeladen werden.

(cg)

Merkzettel

Adressen

Projektkoordinator
E-Bridge Consulting GmbH

Gutachter
OFFIS e.V.

Links

„Moderne Verteilernetze für Deutschland“
Webdownload der Studie in der Mediathek des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie.

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Über Forschung und Entwicklung intelligenter Netztechnik und Tools zu Betrieb und Planung von Stromnetzen berichtet das Portal der Förderinitiative „Zukunftsfähige Stromnetze“.