Strom kommt aus der Steckdose, klar, aber wie kommt er da eigentlich rein? Die banale Antwort auf diese berechtigte Frage: Durch das Kabel, an das die Steckdose angeschlossen ist. Und das andere Ende des Kabels hängt also am Kraftwerk oder an der Photovoltaikanlage, die der Nachbar auf seinem Haus installiert hat? Ungefähr richtig, aber wirklich nur so ganz ungefähr, denn in Wirklichkeit ist natürlich alles viel komplizierter. denn wir haben es mit einem Netz der Netze zu tun, das für die Energiewende ertüchtigt werden muss.

Der Netzausbau, Dauerthema der Energiewende

Man muss leider feststellen, dass in der allgemeinen Öffentlichkeit, die ja im Großen und Ganzen mit den Zielen und Maßnahmen der Energiewende einverstanden ist, der Teilaspekt des Netzausbaus eher auf Unverständnis stößt. Die Vorstellung, den Strom zukünftig nicht mehr mit Kern- oder Kohlekraftwerken zu erzeugen, leuchtet den Menschen aufgrund der bekannten problematischen Begleiterscheinungen dieser Erzeugungsarten mehr oder weniger ein. Wasserkraft sowie Solar- und Windkraft sind eben sauber und qualmen nicht. Alles gut.

Dagegen stößt die Vorstellung, dass unsere Landschaften jetzt mit zusätzlichen Hochspannungsmasten überzogen werden, auf erhebliche Skepsis. Dabei geht es nicht immer nur um ästhetische Aspekte, sondern es werden auch andere Bedenken wie Magnetfelder oder Lärmbelastung ins Feld geführt. Vor allem wird aber die grundsätzliche Notwendigkeit des Ausbaus der Stromnetze in Frage gestellt.

Dezentrale Erzeugung ist das Schlagwort der Netzausbaugegner, wobei man sich offenbar vorstellt, dass jeder auf seinem Reihenhäuschen seine Solaranlage betreibt und damit hat man ja dann genug Strom. Doch industriell und gewerblich geprägte Volkswirtschaften wie Deutschland oder auch die Schweiz, obendrein ausgestattet mit hochentwickelten, elektrifizierten Infrastrukturen, benötigen ganz andere Kaliber der Stromerzeugung. Um eine Zahl zu nennen: Etwa 40% des Stromverbrauchs in Deutschland lassen sich der Wirtschaft zurechnen.

Daher wurden bisher große Kraftwerke logischerweise in unmittelbarer Nähe der Ballungsräume und Industriezentren gebaut. Erzeugung und Verbrauch standen also in unmittelbarem räumlichen Zusammenhang.

Der Umstieg auf erneuerbare Energien zieht jedoch andere Erfordernisse nach sich. Nun muss man die Kraftwerke dort betreiben, wo der Ertrag am größten ist. Bestes Beispiel dafür sind die großen Offshore-Windparks, die innerhalb der 12-Meilen-Zone im küstennahen Meer errichtet werden. Die Windverhältnisse für diese Anlagen in der Nord- und Ostsee sind hervorragend. Problem allerdings: An diesen Standorten befindet sich kaum Industrie. Die Küsten sind obendrein relativ dünn besiedelt.

Also muss der auf dem Meer produzierte Strom dorthin geleitet werden, wo er gebraucht wird: Ins Ruhrgebiet zum Beispiel, aber vor allem in den stark industrialisierten Süden Deutschlands, nach Bayern und Baden-Württemberg. Der Ausbau der sogenannten Übertragungsnetze ist daher notwendig, Planung sowie Umsetzung befinden sich bereits in vollem Gange.

Das Netz der vielen Netze

StromversorgungDer Transport von Strom ist komplex, und das hängt im Wesentlichen mit dem Umstand zusammen, dass es sich eigentlich um eine logistische Meisterleistung handelt. Denn wir reden hier ja nicht über einen Paketdienst, bei dem die Auslieferung des fertigen Produktes von der Fabrik zum Konsumenten mehrere Tage dauern darf. Strom wird immer in Echtzeit ausgeliefert. In dem Moment, in dem er verbraucht wird, muss er produziert werden. Um das über große Entfernungen zu gewährleisten, ist das Stromnetz hierarchisch organisiert. Es gibt verschiedene Netzsysteme mit unterschiedlichen Stromspannungen und Funktionen. Hier das Modell in der Übersicht.

Das Höchstspannungsnetz (Übertragungsnetz)

Diese Leitungen sind quasi das Rückgrat der Energieversorgung. In diese Leitungen speisen die großen Kraftwerke, Talsperren und Windparks den erzeugten Strom ein. Im Höchstspannungsnetz wird er mit einer Spannung von 400.000 bzw. 220.000 Volt (V) über große und kleine Strecken weitergeleitet zu den Knotenpunkten. Dieses System folgt einer Logik: Je größer die Spannung ist, desto kleiner sind die Verluste, die sich aus den Widerständen des Leitungsmaterials ergeben. Im Höchstspannungsnetz beträgt dieser Schwund etwa 6 Prozent.

Um sich eine Vorstellung über die Spannung und die Leistung des Übertragungsnetzes machen, eine kleine Beispielrechnung. Eine Höchstspannungsleitung mit 400.000 Volt kann maximal eine Stromstärke von 2.000 Ampere leisten. Wenn man sich einen Haushalt vorstellt, der gerade einen elektrischen Backofen anheizt, was etwa 2.000 Watt verbraucht, dann könnten mit einer derartigen Leitung 380.000 Backöfen versorgt werden. Zumeist hängen an den Masten aber sogar 8 Leitungen …

Hochspannungsnetz

Die nächste Netzebene wird mit einer Spannung von 110.000 Volt betrieben. Versorgt wird dieses Netz ausgehend von großen Umspannwerken. Auch kleinere Erdgaskraftwerke und Wasserkraftwerke speisen auf dieser Ebene ihren Strom ein. Direkt versorgt werden mit dieser Spannungsebene Industrieanlagen mit großen Energieverbräuchen und natürlich die Transformatorstationen, mit denen die nächste Spannungsebene verbunden ist.

Mittelspannungsnetz

Diese sogenannten regionalen Verteilnetze werden mit einer Spannung von 30.000, 20.000 oder 10.000 V betrieben. Auf dieser Ebene speisen kleinere Wind- oder Solarparks ihre Produktion ein. Versorgt werden direkt gewerbliche Verbraucher und natürlich wiederum die Transformatorenstationen für die nächste Spannungsebene.

Niederspannungsnetz (Ortsnetz)

Hiermit sind wir bei den lokalen Verteilnetzen angelangt, die uns den Strom ins Haus liefern. Diese Verteilnetze werden mit 400 V (Spannung zwischen den Leitern) oder eben 230 V (Spannung zwischen Leitern und Erde) betrieben und liegen zumindest in Deutschland zumeist unter der Erde. Mit dieser Spannung speisen auch all die kleinen Anlagen ihren Strom ein, die die Energiewende so populär gemacht haben: Solaranlagen, Blockheizkraftwerke, einzelne Windräder oder auch Stromspeicher.

Angesichts dieser Struktur eines Netzes der Netze werden die Herausforderungen offenbar, die der Betrieb dieser ganzen Spannungsebenen vor allem für die vier in Deutschland tätigen Übertragungsnetzbetreiber mit sich bringen.

Wenn eben die Sonne nicht scheint oder kein Wind auf den Hügeln vor der Stadt weht, dann droht die Spannung in den lokalen Verteilnetzen abzufallen. Solaranlagen und Windräder vor Ort produzieren zu wenig Strom. Dann muss dieser Mangel mit Energie aus der nächsten Netzebene gestopft werden. Wenn auch das nicht reicht, aus der nächsthöheren – und so weiter.

Das Stromnetz ist also ein fast lebendiges, organisches Gebilde. Es muss immer exakt das reingesteckt werden, was rausgenommen wird. Die strukturelle Herausforderung der Energiewende mit den vielen kleinen dezentralen Erzeugungseinheiten liegt nun rein technisch darin, dass sie eventuell zu viel Strom einspeisen oder schlimmstenfalls zu wenig. Mit diesen extremen Lagen muss das Stromnetz fertig werden und zwar so, dass die Verbraucher rein gar nichts merken. Denn nichts ist schädlicher für eine Volkswirtschaft, als wenn es ständig zu Störungen bei der Stromversorgung kommt.

Ein gesamteuropäisches Netz

Und wenn in Deutschland nicht genug Strom produziert wird oder andersrum mehr anfällt, als grade verbraucht wird? Dann wird das ausgeglichen mit den Netzen der Nachbarländer. Denn das Übertragungsnetz ist an mehreren Punkten mit deren Netzen verbunden. Wir sprechen also nicht über eine rein nationale Infrastruktur. Im Prinzip handelt es sich um ein gesamteuropäisches Netz. Wenn Kraftwerke in einem Land wegen Wartungsarbeiten vom Netz genommen werden müssen, dann laufen eben bei den Nachbarn ein paar Turbinen mehr.

Es gibt nicht das Stromnetz

Es gibt also nicht das Stromnetz, sondern untereinander verbundene Netze, die von vielen Anbietern betrieben werden. Somit ist es erforderlich, insbesondere in das Übertragungsnetz zu investieren, um eine stabile Stromversorgung sicherzustellen. Allerdings sind durch die vielen neue Kleinsterzeuger auch die lokalen Verteilnetze teilweise an ihren Kapazitätsgrenzen angelangt. Die neue Form der Energieerzeugung, insbesondere die dezentrale Erzeugung, erfordert eine zügige Ertüchtigung der Stromnetze.

ED Netze als größter regionaler Netzbetreiber in Südbaden hat Netze auf der Hoch-, Mittel und Niederspannungsebene. 2014 hat das Unternehmen rund 47 Millionen Euro in die Qualität der Versorgungssicherheit investiert. Das umfasst Betrieb, Instandhaltung, Erneuerung und Neubau auf allen Netzebenen.

Foto: Umspannwerk Rheinfelden

Grafik: Wikipedia

 

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