Das sind die Herausforderungen bei der Netzintegration erneuerbarer Energien
Technische Herausforderungen
- Schwankende Stromeinspeisung: Erneuerbare Energien wie Windkraft und Solarkraft sind – anders als bestehende Technologien wie Kohle- oder Gaskraftwerke – wetterabhängig. Das bedeutet, dass die Stromproduktion schwankt – je nachdem, ob gerade Wind- oder Sonnenenergie zur Verfügung steht. In Spitzen wird dann viel Energie in das Netz gegeben: Dabei kann es zu Überschüssen kommen, die aktuell kaum gespeichert und genutzt werden können. In andere Zeiten wird wiederum weniger Energie produziert. Um eine stabile Stromversorgung zu sichern, braucht es Maßnahmen zur Netzstabilisierung.
- Strom muss längere Strecken zurücklegen: Große Wind- oder Solarparks können viel Energie erzeugen. Allerdings: Nicht überall ist Platz dafür oder sind die richtigen Bedingungen gegeben. Für Windenergie bieten sich etwa Im Norden Deutschlands an den Küsten beziehungsweise auch Offshore ideale Bedingungen. Viele große Energiebetriebe befinden sich allerdings im Süden und Westen des Landes, wie im Ruhrgebiet. Dort muss der im Norden erzeugte Strom zunächst hingebracht werden.
- Das Stromnetz muss ausgebaut werden: Um das Problem der weiten Strecken zu beheben, muss das Stromnetz wachsen. Laut Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz müssen in den nächsten Jahren insgesamt über 13.000 Kilometer im Übertragungsnetz optimiert, verstärkt oder neu gebaut werden. Außerdem muss das Stromnetz flexibler und intelligenter werden. Waren die Stromnetze durch zentrale Großkraftwerke früher eine Einbahnstraße, ändert sich dies durch die Dezentralisierung der Anlagen. Strom fließt also nicht mehr nur in eine Richtung, sondern muss über die Verteilernetze intelligent verteilt werden.
Lösungen für technische Herausforderungen:
Das Stromnetz kann durch verschiedene intelligente und ausgeklügelte Systeme stabilisiert werden. Das können zum Beispiel Energiespeicher oder flexible Lastmanagementsysteme sein.
- Energiespeicher: Diese können in Spitzenzeiten überschüssige Energie aufnehmen und geben sie wieder frei, wenn wegen Wind- oder Sonnenmangel weniger Strom erzeugt wird.
- Power-to-X-Systeme: Power-to-X-Systeme wandeln Strom in andere Energieträger wie zum Beispiel Wasserstoff oder Wärme um. Überschüssige Energie kann so genutzt werden.
- Smart Grids: Intelligente Stromnetze bieten eine Echtzeit-Überwachung und-Steuerung. So kann eine smarte Laststeuerung ermöglicht werden, zum Beispiel über ein sogenanntes Demand Response. Dabei passen Energieversorger den Energieverbrauch an die aktuelle Nachfrage an.
Das tut DEW21 schon heute:
DEW21 produziert schon heute knapp 280 GWh umweltfreundlichen Strom pro Jahr aus Windenergie, Photovoltaik, Wasserkraft und Deponiegas. Da der Anteil kontinuierlich steigt, braucht es intelligente Lösungen, die DEW21 etwa mit DOdata, dem DataHub und Dienstleister für die zukünftige SmartCity Dortmund, intensiv fördert und entwickelt. Die Nutzung von Wasserkraft entlang der Ruhr und die Erzeugung von Ökostrom mit Deponiegas ergänzt das Stromnetz in Zeiten, an denen die Sonne mal weniger auf den 4,5 Hektar großen DEW21-Photovoltaikpark im pfälzischen Einöllen scheint.
Rechtliche Herausforderungen
- Gesetzliche Vorgaben: Der Netzausbau ist oft eine langwierige Angelegenheit. Der Weg über das Genehmigungs- und Planfeststellungsverfahren bis hin zum Bau und der Fertigstellung hängt von vielen verschiedenen Faktoren ab – so auch von umweltbedingten Aspekten und der Akzeptanz der Bevölkerung. Um die Energiewende wirkungsvoll zu gestalten und die Ausbauziele einzuhalten, benötigt es möglichst effiziente und beschleunigte Verfahren und eine transparente Kommunikation mit der Öffentlichkeit.
- Internationale Standards: Der Strommarkt ist schon lange keine nationale Angelegenheit mehr. Strom wird über Ländergrenzen hinweg verschickt und gehandelt. Damit das funktioniert, braucht es Standards, die auch transnational funktionieren – Stromnetze führen über Ländergrenzen hinweg. Um dies effizient und fair zu gestalten, benötigt es internationale Standards. Dies betrifft auch die Umsetzung der Energiewende, die internationale Kooperationen benötigt.
Lösungen für rechtliche Herausforderungen:
Der Netzausbau in Deutschland muss schneller und einfacher werden. Dafür hat das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz bereits Rahmenbedingungen geschaffen. Mit dem Stromnetzausbau-Controlling wird bereits seit 2018 der Onshore-Ausbau und seit 2020 auch der Offshore-Ausbau überprüft. Dafür treffen sich regelmäßig Vertreter des Ministeriums, der Bundesnetzagentur, der Bundesländer und der Netzbetreiber. 2019 trat das Gesetz zur Beschleunigung des Energieleitungsbaus in Kraft.
Die Bundesnetzagentur hat mit dem Netzentwicklungsplan 2023-2037/2045 eine Basis gelegt, um das Stromnetz fit für die Zukunft zu machen. Der Plan besagt, dass das Netz bereits 2037 auf eine Einspeiseleistung von etwa 160 Gigawatt Wind an Land, mindestens 50 Gigawatt Wind auf See und rund 350 Gigawatt installierte Photovoltaikleistung ausgelegt sein soll.
Weitere rechtliche Regelungen wie etwa das Gesetz zur Änderung von Bestimmungen des Rechts des Energieleitungsbaus, das Gesetz zu Digitalisierung der Energiewende und die Novelle der Anreizregulierungsverordnung sollen dabei helfen, die ehrgeizigen Ziele des Klimaschutzgesetzes und des Erneuerbare-Energien-Gesetzes einzuhalten.
Das tut DEW21 schon heute:
DEW21 geht voran: Bis 2035 soll DEW21 klimaneutral sein – 10 Jahre früher, als es der Gesetzgeber in Deutschland vorschreibt. Damit unterstützt DEW21 die Energiewende im Ruhrgebiet und treibt sie voran.
Seit Anfang 2022 ist DEW21 Teil der Stadtwerke Initiative Klimaschutz. In der Arbeitsgemeinschaft für sparsame Energie- und Wasserverwendung (ASEW) haben sich über 60 Mitglieder zusammengeschlossen und arbeiten zusammen auf das Ziel einer treibhausgasneutralen Wirtschaft hin.
Seit Mitte 2022 ist DEW21 Teil der Klimawerke, einem Zusammenschluss von 20 Stadtwerken. Gemeinsam werden dabei mit weiteren Energieversorgern aus ganz Deutschland an Strategien und Maßnahmen zur Erreichung der Klimaneutralität. DEW21 ist Gründungsmitglied des überregionalen Bündnisses.
DEW21 nutzt mit seinem Engagement für die Energiewende die gesetzlichen Vorgaben, um gemeinsam mit starken Partnern die Energieversorgung zukunftssicher und nachhaltig auszurichten.
Ökologische und soziale Herausforderungen
- Ökologische Aspekte: Der Ausbau des Stromnetzes ist immer auch ein Eingriff in die Natur. Der Ausbau muss daher möglichst umweltverträglich gestaltet werden. Hier muss genau geprüft werden, ob und an welcher Stelle Erdkabel oder Freileitungen die passende Wahl sind. Beide Systeme bringen unterschiedliche technische und ökologische Herausforderungen mit sich, einschließlich Kosten, Auswirkungen auf die Landschaft und technische Risiken.
Aspekt | Erdkabel | Freileitungen |
Kosten | Höhere Kosten für Material und Installation | Geringere Kosten im Vergleich zu Erdkabeln |
Umweltverträglichkeit | Weniger sichtbar, weniger Beeinträchtigung der Landschaft | Sichtbare Beeinträchtigung der Landschaft und Tierwelt |
Technische Risiken | Risiko von Bodenerosion und Beschädigung durch Erdbewegungen | Anfälliger für Sturmschäden und extreme Wetterbedingungen |
Implementierungszeit | Längere Planungs- und Bauzeit aufgrund komplexer Installation | Kürzere Planungs- und Bauzeit, einfachere Installation |
Akzeptanz in der Bevölkerung: Gegenwind aus der Bevölkerung kann den nötigen Netzausbau verzögern und erschweren. Windräder und Freileitungen gelten häufig als „Verschandelung der Landschaft“, Erdkabel können wiederum Auswirkungen auf die landwirtschaftliche Nutzung haben. Bei Planungsvorhaben sind daher die frühe Einbindung der Bevölkerung und eine transparente Entscheidungsfindung essenziell – etwa durch Kampagnen oder auch Bürgerbeteiligungen. So kann die Akzeptanz von Netzausbauprojekten erhöht werden.
Lösungen für ökologische und soziale Herausforderungen:
Beim Netzausbau müssen Folgen für Menschen und ihre Gesundheit sowie für die Umwelt genau betrachtet werden. Die Energiewende muss im Dialog mit Bürgerinnen und Bürgern gelingen und darf den Naturschutz nicht außer Acht lassen. Dazu gehören umfassende Informationen und ein frühzeitiger Dialog mit der Bevölkerung. Außerdem sind angemessene Entschädigungen beim Netzausbau ein wichtiger Baustein. Im Gesetz zur Beschleunigung des Energieleitungsausbaus hat die Bundesregierung etwa eine Regelung für die Entschädigung von Land- und Forstwirten beschlossen.
Das tut DEW21 schon heute:
DEW21 hat seine Dortmunder Windkraftanlagen AIRWIN und die drei EllWiRas über Bürgerbeteiligungsmodelle finanziert. Über Windkraftzertifikate sind Bürger*innen aktiv in die Energiewende eingebunden und profitieren noch davon, denn die Zertifikate sind verzinst.
Auch den DEW21-Windpark in der Eifel konnten Bürger*innen mit der Zeichnung des „Sparkassenbriefs DEW21-Windpark Eifel“ unterstützen.
DEW21 geht bei der Energiewende voran, aber nicht alleine. Denn Nachhaltigkeit ist für DEW21 mehr als Umweltschutz, sondern auch gesellschaftliche Verantwortung. Dieser kann man nur durch gemeinsames Handeln gerecht werden.
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