Stromnetz in Deutschland

Gitternetze

Genauso natürlich wie die Bereitstellung der elektrischen Energien im täglichen Leben ist für uns: Unsere Versorgung wird nur durch eine über Jahrzehnte hinweg stetig wachsende Infrastruktur gewährleistet - ein vielschichtiges Wechselspiel von Kraftwerk, Transformator, Speicher und Leitung. Für Deutschland als eine der wichtigsten Industriestaaten ist eine sichere Versorgung mit Strom als Basis für wirtschaftliches Wohlergehen unerlässlich.

Grundlage der Energie-Infrastruktur ist das Stromnetz, das in mehrere Spannungsstufen untergliedert ist. Die Stromtransportnetze der Fernleitungsnetzbetreiber stellen das Herzstück der Energie-Infrastruktur in Deutschland dar. Für die verschiedenen Gebiete - von der Höchst- bis zur Kleinspannung - sind die verschiedenen Netzwerkbetreiber verantwortlich. Im Höchstspannungsbereich befördern die "Stromautobahnen" der Bundesrepublik mit bis zu 380 Kilovolt große Mengen Strom über große Entfernungen hinweg unmittelbar aus den Kernkraftwerken in die Verteilnetze der Region.

Zudem verknüpfen die Transportnetze das Stromnetz Deutschlands mit dem der Nachbarstaaten und erleichtern so den grenzüberschreitenden Warenaustausch. Das Transportnetz hat eine Gesamtlänge von mehr als 3.000 Kilometern und stellt sicher, dass alle 82 Mio. Einwohner Deutschlands und der Volkswirtschaft nach ihren Bedürfnissen rund um die Uhr mit Elektrizität versorgt werden.

Der Elektrizitätsbedarf in den einzelnen Gebieten wird allmählich auf eine geringere elektrische Leistung reduziert, so dass die privaten Haushalte letztendlich nur noch 230 oder 400 V aus der Steckdose mitnehmen. Auf dieser Nieder- und Mittelspannung verbinden so genannten Verteilungsnetzbetreiber örtliche Pantographen und einzelne Privathaushalte mit dem Stromnetz. Auch auf regionaler Basis wird der elektrische Energiebedarf durch die Verteilernetzbetreiber über das Mittelspannungsnetz vertrieben.

Damit die Energieversorgung in Deutschland und Europa so gut wie möglich gesichert ist, wurde das Transportnetz - wie die Stromnetze der anderen Spannungsstufen - speziell ausgelegt und erbaut. Dieses Sicherheitsreserveprinzip heißt"(n-1)-Sicherheit": Das Sicherheitsprinzip in der Netzwerkplanung legt fest, dass in einem Netzwerk mit vorhergesagten höchsten Übertragungs- und Einspeiseaufgaben die Netzwerksicherheit auch dann gewahrt wird, wenn eine Baugruppe wie ein Trafo oder ein Schaltkreis versagt oder ausgeschaltet wird.

Die Energieversorgungsnetze sehen sich ständig steigenden Anforderungen gegenüber. Die Ausweitung der regenerativen Energiequellen führt zu Fluktuationen in der Stromproduktion und zu Netzbelastungen, die von den Betreibern gesteuert werden müssen. So muss zum Beispiel in Nord- und Ostsee erzeugter elektrischer Energie zu den Verbrauchsorten im Norden und Osten befördert werden.

Dadurch entstehen neue Kapazitätsanforderungen im Stromnetz. Darüber hinaus ist der weitere Leistungsbedarf des Elektrizitätsnetzes auf drei weitere Faktoren zurückzuführen: Durch witterungsbedingte Fluktuationen wird die Stromproduktion in nationalen und lokalen Netzwerken ungleicher, was sich auf die Stabilität des Netzes auswirken wird. Energieerzeugung wird vielseitiger und dezentralisierter. Immer mehr kleine Kraftwerke wie z.B. Windkraftanlagen müssen an das Stromnetz angebunden werden.

Der Stromfluss ist heute auch viel komplizierter, da beispielsweise der Fluss jetzt in mehrere Himmelsrichtungen abfließt. Denn Deutschland als mitteleuropäisches Durchgangsland wird künftig erheblich mehr grenzüberschreitender Handel und Transport von Elektrizität betreiben als andere Län der. Eines der Hauptziele der EU-Energiepolitik ist die wachsende Integration der einzelstaatlichen Elektrizitätsmärkte in Europa in einen gemeinsamen Elektrizitätsbinnenmarkt.

Die Fernleitungsnetzbetreiber in Deutschland tragen mit ihren Elektrizitätsnetzen entscheidend dazu bei. Derzeit steigt jedoch der Stromerzeugungsanteil der erneuerbaren Energieträger in Deutschland wesentlich stärker als der für den Energietransport erforderliche Netzausbau. Ein " Netzengpass " entsteht im Transportnetz, wenn der von einem Produzenten erzeugte Elektrizität wegen mangelnder Transportkapazität den Konsumenten nicht erreichen kann.

Aufgrund der oben erwähnten Fluktuationen des eingespeisten Stromes reicht die derzeit verfügbare Netzkapazität nicht aus, um den gesamten produzierten Strombedarf zu transportier. In diesen FÃ?llen nutzen die Betreiber das sogenannte Feed-in-Management (EisMan), um NetzengpÃ?sse zu verhindern und die Liefersicherheit zu gewÃ?hrleisten. In diesen Szenarien speist der Betreiber weniger Leistung aus dem in der Regel vorrangig produzierten regenerativen Energieträger in das Stromnetz ein.

Im konkreten Fall werden dann beispielsweise Windenergieanlagen vorübergehend gedrosselt oder Solarwechselrichter abgeschaltet. Prinzipiell nutzen Anlagenbetreiber das Einspeismanagement nur als letzte Möglichkeit, um Engpässe zu vermeiden. Das Redispatching ist eine Massnahme zur Kontrolle des Durchflusses. Durch physikalische Gesetzmäßigkeiten werden einzelne Bereiche des Stromnetzes entschärft. Hierfür werden die erforderlichen Vereinbarungen zwischen dem betreffenden Betreiber und den verantwortlichen Kraftwerkbetreibern geschlossen.