Es gibt noch Platz im Stromnetz - für 150 Gigawatt PV-Strom

Deutschlands bestehende Stromnetze könnten deutlich mehr Solarenergie aufnehmen als bislang angenommen. Intelligent gesteuerte Batteriespeicher an Umspannwerken könnten allein an 1.313 ländlichen, stark von erneuerbaren Energien geprägten Standorten eine technische Größenordnung von rund 150 Gigawatt zusätzlicher Photovoltaikleistung erschließen. Dies ist mehr als die bislang in Deutschland installierte PV-Leistung (rd. 130 GW). Zu diesem Ergebnis kommt eine neue Kurzstudie des Fraunhofer-Instituts für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE im Auftrag des Bundesverbandes Solarwirtschaft.

Die Ergebnisse sind aus Sicht des Verbandes auch für das derzeit im Bundestag zu Beratung anstehende Netzpaket von hoher Bedeutung. Die Bundesregierung will damit den Ausbau erneuerbarer Energien und von Speichern stärker mit dem Netzausbau synchronisieren und zugleich die Regeln für Netzanschlüsse und den Umgang mit Netzengpässen verändern. Der Bundesverbande Solarwirtschaft (BSW-Solar) fordert, dabei vorhandene Netzkapazitäten mithilfe von Batteriespeichern und eines flexibleren Netzbetriebs besser auszuschöpfen, anstatt große Teile Deutschlands über Jahre zu Netzengpassgebieten zu erklären und dort den weiteren Ausbau Erneuerbare Energien mittels eines geplanten Redispatch-Vorbehalts weitgehend zu unterbinden.

„Die Antwort auf knappe Netzkapazitäten darf nicht darin bestehen, den Ausbau der Erneuerbaren auszubremsen. Unsere Studie zeigt: In den bestehenden Netzen stecken erhebliche Reserven, wenn wir Speicher intelligent einsetzen“, erklärt Carsten Körnig, Hauptgeschäftsführer des BSW-Solar. „Das Netzpaket sollte solche Lösungen zum Maßstab machen: Vorhandene Netze vollständig digitalisieren, intelligente Speicher an Umspannwerken bürokratiearm ausschreiben und freie Kapazitäten ausschöpfen. Parallel müssen die Netze auf das dann noch notwendige Maß ausgebaut und Abregelung auf das notwendige Minimum begrenzt werden.“

Der entscheidende Ansatz der Studie: Für den Anschluss zusätzlicher Photovoltaikanlagen wird in Umspannwerken nicht allein die Nennleistung eines Transformators betrachtet, sondern dessen tatsächliche Auslastung im Jahresverlauf. Transformatoren erreichen ihre Leistungsgrenze nur zu bestimmten Zeiten. Intelligent gesteuerte Großbatteriespeicher können Solarstromspitzen genau dann aufnehmen und die Energie später wieder abgeben. Damit lässt sich vorhandene Transformatorleistung zeitlich wesentlich besser nutzen. Umspannwerke werden mit Hilfe der Batteriespeicher entlastet.

Nur ein Prozent Solarstrom müsste abgeregelt werden

Wie groß der Effekt sein kann, zeigt das zentrale Szenario der Studie: An einem Umspannwerk könnte insgesamt doppelt so viel Leistung aus erneuerbaren Energien angeschlossen sein, wie der Transformator gleichzeitig übertragen kann. Ein intelligent gesteuerter und hinreichend dimensionierter Batteriespeicher fängt die Leistungsspitzen ab und gibt den Strom später wieder ins Netz. Dadurch müsste im Jahresdurchschnitt nur rund ein Prozent des zusätzlich erzeugten Solarstroms wegen der begrenzten Transformatorleistung abgeregelt werden.

Entscheidend ist die intelligente Steuerung des Speichers

Nach den Studienergebnissen kommt es nicht allein darauf an, zusätzliche Batteriespeicher zu errichten. Entscheidend ist ihre Fahrweise. Die Speicher müssen die tatsächlichen Leistungsflüsse am Umspannwerk berücksichtigen und insbesondere dann Strom aufnehmen, wenn lokale Einspeisespitzen den Transformator an seine Belastungsgrenze bringen.

Damit lassen sich Unterschiede zwischen Stromverbrauch, Windstrom- und Solarstromerzeugung besser ausgleichen. Netzkapazität, die zu vielen Stunden des Jahres ungenutzt bleibt, kann so für den Anschluss zusätzlicher Erzeugungsanlagen verfügbar gemacht werden.

„Die entscheidende Frage lautet nicht nur, wie viel Netz wir bauen, sondern auch, wie intelligent wir jedes vorhandene Megawatt Netzkapazität nutzen“, so Körnig. „Wenn Speicher dort laden, wo und wann Solarstromspitzen auftreten, können sie Netzengpässe gezielt entschärfen und zusätzlichen Solarstrom ermöglichen. Damit dürften sich nicht zuletzt Milliardenbeträge beim Netzausbau einsparen lassen.“

Der BSW-Solar sieht hierfür unter anderem Ansatzpunkte bei den Vorgaben zur Optimierung und Nutzung der Stromnetze im Energiewirtschaftsgesetz (EnWG). Intelligentes Netzmanagement und Speicher könnten den weiterhin notwendigen Ausbau der Stromnetze gezielt ergänzen und reduzieren.

Netzengpassgebiete sollten nur dann ausgewiesen werden dürfen, wenn von den Netzbetreibern zuvor die Digitalisierung der Mittel- und Hochspannungsnetze umgesetzt und zuvor die heute bereits möglich Ausschreibung von netzdienlichen Speichern nach §11a EnWG an Netzengstellen durchgeführt wurde.

Zudem dürfe im Falle temporärer Netzengpässe das Beladen von Speichern mit Solarstrom hinter dem Netzverknüpfungspunkt künftig nicht länger behindert werden, so die Forderung des Verbandes.