Wissen


4

Energiewende Pläne für Stromautobahnen

Wind und Sonne sollen Atomkraft als Energiequelle ersetzen. Strom muss aber nicht nur erzeugt werden, sondern auch zum Verbraucher kommen. Hierfür ist ein Ausbau der Netze dringend notwendig. Jetzt gibt es einen nationalen Netzentwicklungsplan.

Stand: 01.03.2016

Ein Windrad neben einem Hochspannungsmast | Bild: picture-alliance/dpa

Rund 21 Prozent des Strompreises, den der Endverbraucher zahlt, fließen in den Betrieb und Erhalt der Stromnetze. Nur ein Bruchteil davon wird in deren Ausbau gesteckt. Der ist aber dringend notwendig: Im Süden der Republik sind bereits fünf Atomkraftwerke abgeschaltet, die übrigen Reaktoren in Deutschland sollen bis spätestens 2022 folgen. Deren Leistung sollen regenerative Energiequellen ersetzen, unter anderem Windkraftwerke. Doch die meisten davon stehen in Norddeutschland. Der dort produzierte Strom lässt sich aber nicht einfach in den Süden transportieren: Es fehlt an Hochspannungstrassen, die dafür leistungsfähig genug sind. Und weil immer mehr Elektrizität mit Fotovoltaik-Anlagen dezentral produziert wird, müssen auch die lokalen Netze mit niedrigerer Spannung ausgebaut werden.

Bald auf vier Stromautobahnen durchs Land?

Im Juli 2013 trat in Deutschland das sogenannte Bundesbedarfsplangesetz in Kraft, das in Zukunft den sicheren Betrieb des Stromnetzes garantieren soll. Dabei sollen 2.550 Kilometer Stromtrassen neu gebaut und 3.100 Kilometer verstärkt werden. In den betroffenen Gebieten ist der Widerstand gegen neue Hochspannungsleitungen groß, darum steht seit Dezember 2015 die Erdverkabelung im Vordergrund. Bei Gleichstromtrassen sind keine Freileitungen mehr zulässig, wenn im Umkreis von 200 bis 400 Metern Menschen wohnen. Bei Wechselstromtrassen dagegen sollen die teuren Erdkabel nur bei einzelen Pilotprojekten zum Einsatz kommen.

Insgesamt erhöhen sich die Kosten für die neuen, leistungsstarken Nord-Süd-Verbindungen durch die Erdtrassen um drei bis acht Milliarden auf insgesamt bis zu 28 Milliarden Euro.

Neben den üblichen Drehstromleitungen für Wechselstrom sollen erstmals auch Höchstspannungsleitungen in Gleichstromtechnik verwendet werden. Durch Deutschland würden dann vier große Stromautobahnen verlaufen, die die Energie von den Windkraftanlagen im Norden zu den Verbrauchern im Süden transportieren.

Umwelt soll berücksichtigt werden

Der Naturschutzbund Deutschland (NABU) ist von den neuen Leitungen nicht begeistert. "Die Politik ist gefordert, auch andere Ausbaustrategien für die Energiewende zu verfolgen. Neben der Senkung des Stromverbrauchs könnte zum Beispiel ein Teil der geplanten Windenergie-Kapazitäten in der Nord- und Ostsee durch den stärkeren Zubau erneuerbarer Energien im Südwesten ersetzt werden", schlägt NABU-Bundesgeschäftsführer Leif Miller im Jahr 2013 vor.

Der Bund Naturschutz (BUND) kritisierte im Dezember 2015, dass sich der Netzentwicklungsplan vorrangig an den bestehenden Strukturen der Großkraftwerke orientiere, auch wenn die Einspeisung von Strom aus erneuerbaren Energien gesetzlichen Vorrang habe. Darüber hinaus vermisst der BUND mehr Initiativen für dezentrale Stromversorgung.

Möglichkeiten des Netzausbaus

Monitoring

Weniger neue Leitungen wären nötig, wenn die bestehenden Wechselstrom-Kabel besser genutzt würden. Deren großes Problem jedoch ist, dass sie umso heißer werden, je mehr Strom durch sie hindurch fließt. Dann dehnen sie sich aus, hängen durch, und es kann zu sogenannten Überschlägen kommen: Die Spannung springt in Form eines Funkens oder Lichtbogens auf den Boden oder auf Bäume über und kann einen Brand auslösen. Bisher hat man deshalb einen unkritischen Maximalwert festgelegt, damit aber die Leitungen nicht voll ausgenutzt. Ein Überwachungssystem, das Leitermonitoring, könnte das ändern: "Mithilfe des Temperaturmonitorings können wir die Übertragungsleistung deutlich verstärken - gerade, wenn der Wind weht und kühle Witterung vorherrscht", erklärt Philipp Strauß vom Kassler Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik. Unter solch günstigen Bedingungen könnten bis zu 50 Prozent mehr Strom durch die Leitungen geschickt werden.

Neue Seile

Noch belastbarer sind neue Kabelmaterialien: "Hochtemperaturseile vertragen eine höhere Leitseiltemperatur, damit eine höhere Leistung, und sie hängen auch nicht so weit durch", sagt Armin Schnettler vom Institut für Hochspannungstechnik der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen. Bis zu 100 Prozent mehr Leistung würden solche Seile bringen. Nachteil: Diese Seile nur auf Teilen zu installieren, bringt gar nichts, man müsste das ganze Netz damit ausrüsten.

Erdkabel

Egal, welche Kabel letztlich an den hohen Strommasten hängen: Sie stören das Landschaftsbild und beeinflussen den Lebensraum ihrer Umgebung. Erdkabel wären eine Alternative. Sie werden unterirdisch verlegt, sind damit unsichtbar und das elektrische Feld, das sie umgibt, ist erheblich kleiner als bei Freileitungen. Doch auch hier ein Nachteil: Weil sie erst umständlich vergraben und später umständlich gewartet werden müssen, sind sie erheblich teurer.

Gleichstrom

Statt Wechselstrom zu übertragen, könnte man auch Gleichstrom durch die üblichen Kabelseile schicken. Dann würden erheblich größere Strommengen transportiert werden. Das lohnt sich jedoch nur bei Entfernungen ab 500 Kilometern. Denn der Wechselstrom muss über große, teure Umformerstationen in Gleichstrom umgewandelt werden.

Overlay-Netz

Für die Gleichstromübertragung schlagen Experten auch den Aufbau eines sogenannten Overlay-Netzes vor: Dessen Kabel sollen zusätzlich neben den bisherigen Wechselstromleitungen entlanglaufen. Und es funktioniert ähnlich wie das ICE-System: Nur die großen Städte und Regionen werden angefahren, dann steigt man in die Regionalbahn, auf Mittelspannungsleitungen, um.

Trassenbündelung

Beim Aufbau eines neuen Netzes wäre es sinnvoll, die Leitungen entlang der bisherigen Versorgungstrassen zu verlegen. In Deutschland gibt es 34.000 Kilometer Eisenbahnenschienen, rund 13.000 Kilometer Autobahnen, viele Pipelines für Erdöl und Erdgas, über 7.000 Kilometer Flüsse und Kanäle, die bereits die Landschaft durchschneiden. Sie bieten sich als Netzbegleiter geradezu an, meint Dirk Westermann, Leiter des Fachgebiets Elektrische Energieversorgung der TU Ilmenau: "Es ist sinnvoll, weil man eine Trassenbündelung bekommt, eine effizientere Art, Infrastrukturen aufzubauen." Auch Greenpeace schlägt vor, Stromleitungen entlang von Bahntrassen oder Autobahnen zu legen oder Oberleitungen der Eisenbahnen zu nutzen. Dies würde auch auf deutlich weniger Widerstand aus der Bevölkerung stoßen und ein höheres Ausbautempo ermöglichen.

Noch verpufft ein Drittel im Nichts

Noch gibt es mit der Leistung - und vor allem deren Übertragung - von Windkraftanlagen Probleme: Wenn in Norddeutschland der Wind mit hoher Geschwindigkeit über das Land bläst, produzieren die Propeller mehr Energie, als dort verbraucht wird. Der Strom muss also in den Süden, doch das Netz ist wegen des großen Angebots an Energie momentan überlastet. Deshalb werden derzeit die Windparkbetreiber angewiesen, ihre Rotoren vom Netz zu nehmen. Die Energie, die sie produzieren, verschwindet im Nichts. Das ist kein Ausnahmefall: 2011 beispielsweise ging in einigen Gebieten Norddeutschlands bis zu einem Drittel des Windenergiestroms durch Netzengpässe verloren. Viele Betreiber von Windkraftanlagen sind darüber verärgert. Sie fahren herbe Verluste ein, weil sie die produzierte Energie nicht ins Stromnetz einspeisen dürfen.

Vergebliches Mühen ohne starkes Netz

Im Jahr 2020 soll knapp die Hälfte des Brutto-Stromverbrauchs in Europa von regenerativen Energieträgern stammen, das hat die Europäische Union schon im März 2007 beschlossen. Ohne entsprechend leistungsfähige Netze kommt die Energie aber nicht zum Verbraucher.


4