Stromerzeugung und Stromverbrauch in Deutschland

Stromerzeugung ist die Hauptursache für den CO₂-Ausstoß in der Bundesrepublik. Ein wachsender Anteil von erneuerbaren Energieträgern zeigt in den letzten Jahren beachtliche Ergebnisse, den Strom mit deutlich geringeren Emissionen von Kohlendioxid zu erzeugen. Der Einsatz regenerativer Energien stellt aber neue Anforderungen an die Struktur und Stabilität des Stromnetzes.

Wie genau die Zukunft des deutschen Stromnetzes aussieht, damit befassen sich die Bundesnetzagentur und die Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena). Bei der Realisierung der Beschlüsse zur Energiewende vom Sommer 2011 spielt der Aus- und Umbau des deutschen Stromnetzes eine entscheidende Rolle. Von besonderer Bedeutung ist dabei der Onshore-Stromtransport von den Windparks in Norddeutschland und den geplanten großen Offshore-Anlagen in Nord- und Ostsee in den Süden und Westen Deutschlands zur Deckung auch der Strommengen der bis 2022 stillgelegten Kernkraftwerke. Der Netzentwicklungsplan der Übertragungsnetzbetreiber vom Oktober 2015 beschreibt den Weg zu einem leistungsfähigen Übertragungsnetz für 2025 beziehungsweise 2035. Wichtige Treiber für die weiträumigen Leistungstransporte des Stroms sind der Ausbau der Windenergie an Land im küstennahen Bereich und auf See sowie der Energieaustausch mit dem Ausland.

Der Plan beschreibt noch keine konkreten Trassenverläufe, sondern er dokumentiert den notwendigen Übertragungsbedarf zwischen Netzknoten und enthält konkrete Empfehlungen für den Aus-und Neubau der Onshore-Übertragungsnetze in Deutschland. So wird unter anderem auf die Notwendigkeit eines kombinierten Einsatzes von Gleich- und Wechselstromtechnologie zur sicheren Gewährleistung der Stromübertragung hingewiesen.

Die im Juli 2016 beschlossene EEG-Novelle führte zu Änderungen verschiedener Rahmenbedingungen. Als Konsequenz wurde beschlossen, NEP 2025 nicht mehr fortzuführen. NEP 2025 kann als Anhaltspunkt für eine Vorstellung des zukünftiges Volumen der Netzverstärkungen auf den Bestandstrassen dienen: Es könnte bei rund 5900 bis 6400 Kilometern liegen, abhängig von den betrachteten Ausbauszenarien. Hinzu käme der Ausbaubedarf neuer Leitungstrassen. Dieser läge bei 3300 Kilometern, davon wären etwa 2200 Kilometer Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungskorridore mit einer Übertragungskapazität zwischen acht und zehn Gigawatt. Der deutsche Anteil der drei Gleichstrom Verbindungen nach Belgien, Dänemark, Schweden und Norwegen mit einer landseitigen Länge von rund 220 Kilometer war in dem Netzentwicklungsplan 2015 enthalten.

Ergänzend zu dieser Netzplanung an Land wurde 2016 von den Übertragungsnetzbetreibern ein neuer Offshore-Netzentwicklungsplan 2025 zur Diskussion gestellt. Er wurde von der Bundesnetzagentur im November 2016 als der neue Offshore-Netzentwicklungsplan 2025 bestätigt. Er umfasst vier Netzanbindungen für Offshore-Winderzeugung in der Nordsee und drei Netzanbindungen in der Ostsee. Nach Angaben des Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft umfasste das gesamte deutsche Stromnetz 2015 rund 1,8 Millionen Kilometer.

Ein sehr wichtiger Faktor für die Stromversorgung ist nicht nur die jederzeitige ausreichende Verfügbarkeit von elektrischer Energie, sondern auch die Stabilität von Frequenz und Stromspannung. Denn Abweichungen von Sollfrequenz (50 Hertz) und Sollspannung oder gar Stromausfälle durch Überlastung der Netze können für die Stromverbraucher sehr nachteilig sein. Dies gilt ganz besonders für alle elektronischen Systeme (Steuerungen, Computer, Telekommunikation).

Die Einspeisung von Strom aus ungeregelten Primärenergien, wie aus Windkraftanlagen oder Photovoltaik, die nicht nur tages- und jahreszeitlichen Änderungen unterliegen, sondern teilweise auch unvorhersehbaren minütlichen oder stündlichen Schwankungen ausgesetzt sind, würden zu solch unerwünschten Fluktuationen im Stromnetz führen. Dadurch besteht die Gefahr von lokalen oder sogar regionalen Überlastungen oder Unterversorgungen, wenn ihnen nicht durch geeignete Maßnahmen entgegengewirkt wird. Dies geschieht vor allem durch die Vorhaltung von Reservekapazitäten, von Kraftwerken, die sich gut regeln lassen und durch Anlagen, die bei Bedarf sehr schnell hochgefahren werden können. Damit wird gewährleistet, dass die Stromerzeugung jederzeit exakt genauso groß bleibt wie die Stromnachfrage. Hierzu ist es aber notwendig, dass alle Kraftwerke und die Verbraucher in einem umfangreichen Verbundnetz vereinigt sind. Das deutsche Verbundnetz ist Teil eines größeren Netzes, in dem viele europäische Länder zusammengeschaltet sind und das damit auch zu einer zusätzlichen Netzstabilität beiträgt.