Höhere Auslastung von Betriebsmitteln Stromnetz: Große Reserven für die Integration erneuerbarer Energien

In einer neuen Studie zeigen Experten des VDE, wo es im Stromnetz noch große Reserven gibt, um den Ausbau der erneuerbaren Energien zu beschleunigen.

Der Fortschritt beim Netzausbau der letzten Jahre konnte nicht mit den Veränderungen auf der Erzeugungsseite Schritt halten. Immer häufiger gibt es stellenweise mehr Stromangebot als Abnehmer. Die Folge: Windräder müssen abgeschaltet werden und große PV- und Windparks können nicht ans Netz gehen, da die Netzkapazitäten fehlen. Außerdem kommt es im Netzbetrieb zu  Engpässen, bei denen die Netzbetreiber kurzfristig eingreifen müssen. Eine neue Studie des VDE (Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik) zeigt nun auf, dass es im Stromnetz in Deutschland noch Reserven gibt, um den Ausbau der erneuerbaren Energien zu beschleunigen. 

Wir möchten die Betreiber und Planer ermutigen, die neuen Ansätze tatsächlich umzusetzen. Denn mit vergleichsweise einfachen Mitteln könnten Millionen Tonnen Kohlendioxid gespart werden.

Prof. Maik Koch, Hochschule Magdeburg-Stendal

Die Experten der Energietechnischen Gesellschaft im VDE (VDE ETG) geben Empfehlungen, wie durch eine temporäre höhere Auslastung von Betriebsmitteln im Strombestandsnetz Reserven für das Netzengpassmanagement genutzt werden können. Damit könnten die Stromnetze schnell an den Ausbau der erneuerbaren Energien angepasst werden, ohne die Versorgungssicherheit zu gefährden. Betrachtet wurden Betriebsmittel, die für die Übertragung von Strom besonders wichtig sind: Transformatoren, Freileitungen, Kabel, Schaltgeräte und Schaltanlagen. VDE ETG schätzt die zusätzliche Belastbarkeit je nach Betriebsmittel auf bis zu 60 Prozent.

Stromnetz: Alte Technik – neue Energie

Die Kosten von Eingriffen in das Stromnetz sind erheblich. Und Erzeugungsanlagen abzuschalten, sollte immer das letzte Mittel sein. „Wir schlagen daher vor, das Problem auf technischem Weg anzugehen. Die VDE ETG Task Force liefert hierzu praktisch umsetzbare Ansätze für eine moderne Betriebsführung, ohne die Materialgrenzen unzulässig zu überschreiten“,  so Task-Force-Leiter Prof. Maik Koch von der Hochschule Magdeburg-Stendal. „Wir möchten die Betreiber und Planer ermutigen, die neuen Ansätze tatsächlich umzusetzen. Denn mit vergleichsweise einfachen Mitteln könnten Millionen Tonnen Kohlendioxid gespart werden.“

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Da die momentane Situation mit Netzengpässen und einer schleppenden Umsetzung des  Netzausbaus voraussichtlich noch viele Jahre andauern wird, hat die Task Force „Höherauslastung von Betriebsmitteln im Netz der Energiewende“ genauer untersucht, wie die bestehenden Netzbetriebsmittel tatsächlich physikalisch belastet werden können. In der Studie wird dabei klar zwischen einer zulässigen Höherauslastung innerhalb der Materialgrenzen und einer unzulässigen Überlastung mit inakzeptablen Risiken für die Technik unterschieden.

Belastung im Stromnetz erhöhen

Die Experten berechneten bei Kabeln eine höhere Strombelastbarkeit von bis zu 60 Prozent, bei Transformatoren bis zu 50 Prozent. Leiterseile können demnach bis zu 58 Prozent mehr Belastung aushalten, wenn auf witterungsabhängigen Freileitungsbetrieb umgestellt wird. Dabei wird aus Wetterdaten dynamisch die aktuelle Strombelastbarkeit  berechnet und an die Leittechnik übergeben. Bei Schaltanlagen wiederum liegt die zusätzliche Belastbarkeit bei 15 Prozent, was durch eine verbesserte Kühlung oder digitale Überwachung mit Sensoren erreicht werden kann.

Für einen flächendeckenden Einsatz von Maßnahmen zur Höherauslastung sind die Möglichkeiten an den konkreten Anlagen zu betrachten, aber noch weitere Fragen zu beantworten. Insbesondere das Zusammenspiel aus technischer Regelsetzung, den tatsächlichen physikalischen Möglichkeiten und rechtlichen Restriktionen aus Haftungsrisiken wäre fachbereichsübergreifend zu bearbeiten. Die erhöhte Auslastung kann sich außerdem auf die Fehlerhäufigkeit und Alterung auswirken. Die Task Force empfiehlt daher, beide Kenngrößen zu überwachen.