DüsseldorfVerbraucherschützer und Industrieverbände laufen bereits seit Wochen Sturm, jetzt ist es amtlich: Strom wird deutlich teurer. Die Bundesnetzagentur hebt die Energieumlage, auch EEG-Umlage genannt, 2013 von 3,59 auf 5,277 Cent pro Kilowattstunde an. Doch die geringe Bereitschaft, Geld für den Energiewende in die Hand zu nehmen, ist nicht das einzige Problem, das es auf dem Weg in ein Zeitalter ohne Atomstrom zu bewältigen gibt.
1. Die Schwankungen der erneuerbare Energien - Das Gasnetz als Speicher und Geld fürs Abschalten
Die Energieversorger haben ein Problem. Sie können Strom nicht einfach in den Boden oder in die Luft leiten. Dabei würden sie das manchmal gerne. Und zwar dann, wenn der Wind zu stark bläst und die Sonne so ausdauernd scheint, dass ihre Solar- und Windkraftanlagen zu viel Energie produzieren.
Wissenschaftler arbeiten zwar an der Verbesserung der Prognosen, doch eine Restunsicherheit wird wohl immer bleiben. Zudem richtet sich die Stärke des Windes und die Intensität der Sonnenstrahlung natürlich nicht nach dem Bedarf der Stromkunden.
Wenn den Energieversorgern aber niemand den Strom abnimmt, nehmen die Leitungen oder die Geräte der Kunden Schaden, denn die sind nur bis zu einer bestimmten Grenze belastbar. Und so müssen sich die Kraftwerksbetreiber etwas einfallen lassen.
Die neueste Entwicklung ist, die vielen, vergleichsweise kleinen Kraftwerke, all die Windmühlen, Solaranlagen und Blockheizkraftwerke, zu einem sogenannten virtuellen Kraftwerk zusammenzuschließen. Von einer Zentrale aus werden dann die einzelnen Kraftwerke an- und abgeschaltet.
Statt konzentriert von wenigen großen Kraftwerken wird der Strom so immer öfter von vielen kleinen Kraftwerken produziert, die zu einem Schwarm zusammengeschlossen sind. Und der Strom wird auch gleich dort verbraucht, wo er produziert wird, dezentral eben. Wenn etwa der Wind gerade nicht weht, die Menschen aber trotzdem ihr Abendessen kochen und fernsehen wollen, werden zusätzlich zu den Windkraftanlagen auf dem Hügel nebenan im Keller die flexibleren Blockheizkraftwerke zugeschaltet. Und wenn der Wind einmal zu stark weht, werden sie wieder abgeschaltet.
So versorgt das Energieunternehmen Vattenfall mit seinem virtuellen Kraftwerk bereits rund 100.000 Wohnhäuser. Dazu verbindet das Unternehmen in seinem Pilotprojekt Blockheizkraftwerke und Wärmepumpen. Wenn der Strom aus Windkraft nicht reicht, um die Nachfrage zu bedienen, steuert die Zentrale per Funkverbindung die verbundenen Blockheizkraftwerke an. Diese produzieren mit einem Verbrennungsmotor mit Gas sowohl Strom als auch Wärme. Der Strom wird ins Netz geleitet und ersetzt die Windenergie. Die bei der Produktion des Stroms entstehende Wärme wird entweder sofort verbraucht oder kann für später gespeichert werden.
Mit Windkraft Gas herstellen
Wenn der Wind zu stark bläst, steuert die Zentrale dagegen die Wärmepumpen an. Mit dem überschüssigen Strom wird ein Kältemittel auf eine höhere Temperatur gebracht – die erzeugte Wärme kann dann entweder gespeichert oder sofort zum Heizen gebraucht werden. Auch andere Energieversorger haben bereits virtuelle Kraftwerke, zum Beispiel die Stadtwerke Unna. Der Energieversorger Lichtblick bietet gemeinsam mit dem Autohersteller Volkswagen Strom aus virtuellen Kraftwerken an.
Eine andere Möglichkeit, die Schwankungen auszugleichen, ist das umfangreiche Speichern des Stroms. Das geht zum einen durch Pumpspeicherkraftwerke. Hauptbestandteil dieses Konstruktes sind zwei Wasserbecken, das eine oben auf dem Berg, das andere unten im Tal. Wenn es zu viel Strom im Netz gibt, wird der überschüssige Strom dazu genutzt, das Wasser in das obere Becken zu pumpen. Ist zu wenig Strom im Netz, wird das Wasser wieder ins untere Becken abgelassen. Auf dem Weg ins Tal treiben die flüssigen Massen Turbinen an, die Strom erzeugen.
Allerdings gibt es bisher nicht viele solcher Becken, die geographischen Bedingungen in Deutschland sind in dieser Hinsicht einfach nicht die besten. Deshalb suchen Unternehmen und Wissenschaftler nach neuen Möglichkeiten. Neuester Hoffnungsträger ist das sogenannte Windgas. Mit überschüssigem Windstrom wird durch Elektrolyse aus Wasser Wasserstoff gewonnen. Dieser kann ins Gasnetz eingespeist werden. Jedoch ist das wegen technischer Beschränkungen nur bis zu einer Grenze von fünf Prozent erlaubt.
Die andere Möglichkeit ist die Mischung des Wasserstoffs mit Kohlendioxid. Das entstehende Methan kann zu 100 Prozent ins Gasnetz geleitet und zur Stromerzeugung verwendet werden. Vergangenen Oktober startete Vattenfall mit dem Öl- und Gaskonzern Total und dem Kraftwerksbetreiber Enertrag das weltweit erste Kraftwerk mit dieser Technik in Prenzlau. Auch Energieversorger Eon hat im August mit dem Bau einer solchen Anlage in Brandenburg begonnen, ebenso Audi: Das Kraftwerk soll den Treibstoff für das neue Gas-Auto des Herstellers liefern.
Zudem wird diskutiert, dass man großen Produktionsbetrieben eine Prämie zahlt, wenn sie nach Bedarf – also wenn es zu viel Strom im Netz gibt – ihre Maschinen vorübergehend abschalten.
Das Leitungsproblem
2. Wie bekommt man den Strom vom Norden in den Süden?
Ein Problem bei den regenerativen Energien ist auch ihre Abhängigkeit von geographischen Bedingungen. Offshore-Windanlagen können eben nur vor den Küsten im Norden des Landes stehen, von dort aus muss der Strom verteilt werden. Die Netze sind dafür bisher nicht ausgelegt. Bundesnetzagentur-Präsident Jochen Homann wies bereits im Mai darauf hin, dass die Übertragungsnetzbetreiber immer öfter das An- und Abschalten der Kraftwerke erzwingen, damit das Netz durch die Erneuerbaren Energien nicht überlastet wird. Das habe sich im vergangenen Winter deutlich gezeigt: „Während im Winter 2010/2011 lediglich in 39 Fällen aus Gründen, die im Übertragungsnetz lagen, zwangsweise in die Erzeugung von Strom aus erneuerbaren Energien eingegriffen wurde, erhöhte sich die Zahl der zwangsweisen Einspeisereduzierungen im vergangenen Winter auf 197.“
Ein Problem haben auch die Betreiber von Offshore-Windanlagen. Sie müssen fürchten, dass ihnen nach der Fertigstellung der riesigen Räder wertvolle Betriebsstunden entgehen, weil sie nicht schnell genug ans Netz angeschlossen werden. „Der schleppende Netzausbau erhöht das finanzielle Risiko für die Betreiber der Offshore-Windparks“, sagt Kurt Rohrig vom Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) in Kassel.
Deutlich warnte Bundesnetzagentur-Chef Homann vor einem weiteren Rückbau der Kraftwerke in Süddeutschland. „Sollen Kraftwerke in Süddeutschland außer Betrieb genommen werden, muss dies durch die Bereitstellung von Reservekraftwerken kompensiert werden, da der notwendige Stromtransport vom bestehenden Übertragungsnetz nicht bewältigt werden kann“, sagte er.
Die Blackout-Gefahr
3. Die Gefahr des Strom-Blackouts - Was ist dran?
Seit Beginn der Energiewende malen Verbände ein Schreckensszenario: Der totale Blackout in Deutschland. Nichts geht mehr.
Die Bundesnetzagentur gibt jedoch Entwarnung. In ihrem Bericht zur Sicherheit der Stromversorgung von Anfang September heißt es, dass die Stromunterbrechungen im Vergleich zum Vorjahr im Durchschnitt gerade einmal um 41 Sekunden zugenommen haben. „Deutschland zeichnet sich weiter durch eine hohe Versorgungsqualität mit Strom aus, das bestätigt die Auswertung des Berichts der Elektrizitätsnetzbetreiber“, sagte Jochen Homann, Präsident der Bundesnetzagentur. Das ist am SAIDI-Wert festzumachen, der ungeplante Unterbrechungen der Versorgung von mehr als drei Minuten berücksichtigt. „Mit einem SAIDI-Wert von 15,31 Minuten nimmt Deutschland einen Spitzenplatz im internationalen Vergleich ein“, sagte Homann. Die 15,31 Minuten lägen zudem deutlich unter dem Mittelwert von 17,44 Minuten für den Zeitraum von 2006 bis 2010.
4. Proteste in der Bevölkerung - „Wasch mich, aber mach mich nicht nass“
Wenn es um den Ausbau der erneuerbaren Energien geht, gilt oft das Motto „Wasch mich, aber mach mich nicht nass“. Viele wollen die Abkehr vom Atomstrom, finden aber die Konsequenzen daraus wenig attraktiv, so scheint es. Vielerorts formieren sich Bürgerinitiativen etwa gegen die „Verspargelung der Landschaft“ durch Windkrafträder. In einer aktuellen Umfrage unter 2000 Teilnehmern will das Bundesumweltministerium jedoch herausgefunden haben, dass die Zustimmung zu den regenerativen Energien überraschend groß ist. So akzeptieren 87 Prozent der Befragten Windkraftanlagen im Meer und 79 Prozent Windräder an Land sowie 77 Prozent Solaranlagen außerhalb von Siedlungen.
Doch vor allem gegen den nötigen Ausbau von Hochspannungsleitungen regt sich starker Widerstand. Diesen akzeptieren nur 42 Prozent der Befragten.
Die Natur als Problem
5. Kaltes Deutschland - Geographische Besonderheiten behindern den Ausbau
In Deutschland scheint die Sonne im Durchschnitt 1530 Stunden im Jahr. Andere Länder haben viel mehr Sonnenstunden, etwa Spanien. Das hat natürlich auch Auswirkungen auf die Rentabilität der Photovoltaikanlagen beziehungsweise die sogenannten Energiegestehungskosten.
In einer aktuellen Studie hat das Fraunhofer-Institut für solare Energiesysteme (ISE) herausgefunden, dass die Gestehungskosten für Photovoltaik-Freiflächenanlagen in Süddeutschland zwischen 13 und 14 Cent pro Kilowattstunde betragen. Im sonnigen Spanien kostet eine so produzierte Photovoltaik-Kilowattstunde jedoch nur 11 Cent. Die Ersparnis könnte auf der Iberischen Halbinsel sogar noch größer sein. Doch: „Die hohen Kapitalkosten in vielen südlichen Ländern erhöhen die Stromgestehungskosten erheblich, der Vorteil der starken Sonneneinstrahlung kommt dadurch nicht so stark zum Tragen wie er könnte“, sagt Thomas Schlegl, Mitautor der Fraunhofer-Studie.
Auch bei der Windkraft sind die geographischen Bedingungen nicht die besten in Deutschland. Die Hoffnungsträger Offshore-Windräder müssen weit draußen auf dem Meer errichtet werden, Grund sind strenge Auflagen etwa zum Schutz des Wattenmeeres. „Das ist eine große technische Herausforderung, zum Beispiel bei der Kabelverlegung und der Wartung. Die Windparks vor Dänemarks und Großbritanniens Küsten stehen dagegen nur wenige Kilometer vom Festland entfernt“ sagt Kurt Rohrig, Experte vom Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES).
