Expert:innen warnen: Ausbau des deutschen Stromnetzes wird "teuer"

Das deutsche Stromnetz muss dringend modernisiert werden, um eine stabile Versorgung zu gewährleisten. Dies ist insbesondere angesichts der Tatsache von Bedeutung, dass Deutschland plant, bis 2030 80 Prozent seines Stroms aus Wind- und Solarenergie zu beziehen.

Der zunehmende Fokus auf Stromnetze wird durch die Klimaziele der EU für 2030 und 2050 vorangetrieben, die letztes Jahr in Kraft getreten sind. Nach Schätzungen der Europäischen Kommission muss sich der Anteil der Elektrizität am europäischen Energiemix bis zur Mitte des Jahrhunderts etwa verdoppeln, um die EU-Klimaziele zu erreichen.

„Mehr Flexibilität wird der Schlüssel sein, um unser Stromsystem weiter an die variable und dezentrale Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien anzupassen“, erklärte Maroš Šefčovič, Vizepräsident der EU-Kommission, auf einer Online-Veranstaltung am 7. Februar.

Die Flexibilität der Stromnetze steht auch ganz oben auf der Agenda der neuen Bundesregierung. Diese kündigte im November große Pläne zur Vervierfachung der PV-Installationen auf allen Dächern an und möchte somit dazu beitragen, dass der Anteil an erneuerbaren Energien am deutschen Strommix bis zum Ende des Jahrzehnts auf 80 Prozent steigt.

„Jetzt geht es darum, die steigende Nachfrage nach Flexibilität zu decken und die Energieversorgung langfristig klimaneutral zu gestalten“, erklärte Joachim Kabs, Geschäftsführer des VDE, dem deutschen Verband der Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik.

„Zu diesem Zweck wollen wir das Zusammenspiel von Erzeugungs- und Verbrauchsanlagen sowie von Speicheranlagen mit dem Stromnetz weiterentwickeln, die Digitalisierung beschleunigen und die Schnittstellen zwischen den Akteuren im Energiesystem systematisch gestalten“, sagte er bei seinem Amtsantritt im vergangenen Jahr.

Bei jeder Diskussion zum Thema Stromversorgung in Deutschland kommt man an dem gescheiterten Ausbau der Übertragungsinfrastruktur nicht vorbei. Während die meisten Windkraftanlagen in Deutschland im Norden in der Nähe der Ostsee stehen, sind die großen industriellen Verbraucher eher im Süden zu finden.

„Strom- und Wasserstoffnetze sind das Rückgrat des Energiesystems der Zukunft“, heißt es im Koalitionsvertrag der Bundesregierung. Insgesamt plant Deutschland den Bau von 12.000 Kilometern zusätzlicher Stromleitungen, aber es geht nur langsam voran.

Während 1.800 Kilometer Hochspannungsleitungen bereits in Betrieb genommen wurden und 700 im Bau sind, befindet sich der größte Teil nach wie vor in der Planungsphase.

Allein für den Ausbau des Hochspannungsnetzes rechnet die Bundesnetzagentur (BNetzA) bis 2030 mit Mehrkosten von rund 55 Milliarden Euro. Die Kosten für den Ausbau des Stromnetzes werden sich jedoch wahrscheinlich nicht auf diesen Betrag beschränken.

Die Pläne stoßen jedoch auf Widerstand seitens der örtlichen Gemeinden. So protestieren Landwirt:innen gegen den geplanten beschleunigten Netzausbau und Vogelschutzaktivist:innen klagen zum Schutz der Artenvielfalt gegen die Projektentwickler.

Der Preis von Flexibilität

In Brüssel träumen Politiker:innen von so genannten „intelligenten Netzen“, bei denen Digitalisierung und künstliche Intelligenz helfen, die Nachfrage zu steuern und die Stromrechnungen der Verbraucher:innen zu senken.

Digitale Technologien können auch einen kostspieligen Ausbau des Stromnetzes verhindern, sagte Šefčovič bei der Veranstaltung im Februar. „Insbesondere können Batterien und Wasserstoff wichtige Quellen der Flexibilität sein“, so der Kommissar weiter: „Wir können auch flexibler sein, indem wir alle Geräte, die an das Netz angeschlossen sind, wie Wärmepumpen, Autobatterien oder Kühlschränke, besser nutzen.

Andere warnen allerdings vor den Kosten, die dadurch entstehen würden. Laut dem VDE ergeben sich diese aus dem Umstieg auf ein weniger vorhersehbares Stromerzeugungssystem, das von erneuerbaren Energien dominiert wird, anstatt des derzeitigen Systems, in dem konventionelle Kraftwerke umgehend auf Veränderungen der Nachfrage reagieren können.

Diese Umstellung wird den Einsatz zusätzlicher Technologien erfordern und birgt das Risiko von Komfortverlusten für die Verbraucher:innen, was beides mit zusätzlichen Kosten für das Energiesystem verbunden ist, warnte der VDE in einer „Impulsstudie„.

Zu den vom VDE genannten Technologien gehören Batterien, die die Überproduktion von Strom – beispielsweise an windigen Tagen – aufnehmen können, thermische Speicher, Netzverstärkungen und digitale Kommunikationsinfrastrukturen.

Zusätzliche Kosten können jedoch auch entstehen aufgrund einer Technologie, von der sich viele erhoffen, dass sie kostenlos sein wird: die Verlagerung von Lastspitzen. In der Regel erreicht die Stromnachfrage mehrmals am Tag Spitzenwerte, zum Beispiel morgens, wenn Wasserkocher und Boiler laufen, und abends, wenn die Menschen von der Arbeit zurückkommen und ihre Geräte einschalten.

Während ein Teil der Lastverschiebung in Form von Wärmespeichern und Haushaltsbatterien “ kostenfrei “ zu erwarten ist, muss laut dem VDE weitere Technologie zur Nachfragesteuerung in den Netzen installiert werden.

„Wenn die Hälfte aller deutschen Haushalte ein häusliches [Energie-]Speichersystem installieren würde, würde dies zu Anschaffungskosten im höheren zweistelligen Milliardenbereich führen“, stellen die Experten fest. Und je nach Lebensdauer der Batterien könnten diese Kosten alle fünf bis acht Jahre wieder anfallen, fügen sie hinzu.

Außerdem werden sich einige Stromverbraucher:innen wahrscheinlich dagegen wehren, dass ihnen Maßnahmen zur Fernsteuerung der Nachfrage von außen auferlegt werden. Um seinen Standpunkt zu verdeutlichen, bedient sich der VDE des Beispiels einer Waschmaschine.

Wenn man Haushalte dazu veranlassen würde, einen Waschgang zu einer bestimmten Zeit laufen zu lassen – zum Beispiel nachts, wenn die Stromnachfrage geringer ist – wären wahrscheinlich finanzielle Anreize erforderlich, die deutlich über den Strompreis hinausgehen, sagt der Verband und schätzt die Kosten auf „1 Euro pro Waschgang“.

Für den VDE ist die Schlussfolgerung klar: Flexibilität hat ihren Preis. „Wir gehen davon aus, dass diese Kosten hoch sind – vor allem in Verbindung mit der notwendigen Steuerungstechnik und all ihren Risiken“, so der Verband.

Die Expert:innen warnen auch davor, sich zu sehr auf marktwirtschaftliche Lösungen zu verlassen. „Ein anderer Ansatz, nämlich dass ‚die Märkte das schon von allein regeln werden‘ und ’sicherlich viele neue innovative Produkte rund um das Thema Flexibilisierung entstehen würden‘, geht unserer Ansicht nach nicht weit genug“, heißt es in dem VDE-Bericht abschließend.

Das Versprechen von Vehicle-to-Grid

Es wird erwartet, dass sich einige Lösungen aus den veränderten Verbrauchsmustern ergeben werden – insbesondere im Verkehrssektor, da bis 2030 voraussichtlich 15 Millionen Elektrofahrzeuge auf deutschen Straßen unterwegs sein werden.

Während Elektroautos das Stromnetz erheblich belasten dürften, bieten sie auch die Möglichkeit, wie eine dezentrale Hausbatterie zu funktionieren. Die als „Vehicle-to-Grid“ bezeichnete Technologie geht davon aus, dass intelligente Stromnetze in der Lage sein werden, in Zeiten hoher Stromnachfrage Strom aus den Autobatterien zu beziehen.

„Wir haben dies vor Jahren in einem Pilotprojekt getestet und es hat sehr gut funktioniert, obwohl die Elektromobilität noch in den Kinderschuhen steckte“, erklärt Markus Adam, leitender Mitarbeiter beim deutschen Energieversorger LichtBlick. „Zum Glück sehen die Autohersteller das genauso. Vor allem Volkswagen ist sehr, sehr fortschrittlich“, sagte er der WirtschaftsWoche im Februar.

Im Gegenzug würden die Autobesitzer eine Vergütung für den Ausgleich der Frequenz des Übertragungsnetzes zu Spitzenzeiten erhalten. Das wären „100 bis 200 Euro pro Jahr“, fügte Adam hinzu und sagte, das sei „nichts, womit man reich werden könnte“.

Dennoch malte Adam ein optimistisches Bild für Netzflexibilitätsdienste, die auf Autobatterien basieren.

„Wir möchten ein entsprechendes virtuelles Kraftwerk einrichten, das all diese Fahrzeuge landesweit über Algorithmen bündelt und diesen Strom dann gebündelt auf den Energiemärkten platziert, das heißt, wir sind am Ende der Dienstleister zwischen dem Fahrzeug, dem Fahrer und dem Energiemarkt“, erläuterte er die Vision von LichtBlick.

Und da die Zahl der Elektrofahrzeuge steigt, könnte die Kapazität dieser „virtuellen Kraftwerke“ überraschend hoch sein. Wenn alles wie geplant funktioniert, könnte die Speicherkapazität von Elektrofahrzeugen in Deutschland „die Kapazität von Kernkraftwerken ersetzen“, so Adam.

[Bearbeitet von Frédéric Simon]