Ohne sie geht nichts: Stromnetze und Stromkabel
Die Fakten
- Seit 1881 kann Strom transportiert werden
- Übertragungsnetzbetreiber in Deutschland: 4 (Amprion, 50Hertz, Transnet BW und TenneT)
- Verteilnetzbetreiber: 865 (Stand 2022)
- Benötigte Materialien und Rohstoffe: Stahl, Aluminium, Aluminiumlegierungen mit Magnesium, Silizium und Eisen, Kupfer, Kunststoff, Verbundmaterialien, Glas, Zink, Blei, Beton, spezielle chemische Vorprodukte (z. B. Spezial-Kunststoffe, basierend auf Silikonen, Gummi, vernetzten Polyolefinen und Epoxidmaterialien), Isolatoren (z. B. aus Kunststoff, Verbundelementen, Keramik oder Glas)
- Länge des Stromnetzes in 2023: 1.842.000 km
- Weitere vorgesehene Leitungen für das Übertragungsnetz bis 2030: 12.234 km
Als eine der insgesamt acht strategischen Netto-Null-Technologien des EU Net Zero Industry Act beschäftigt sich dieser Transformationscheck mit Stromnetzen und Stromkabeln. Die Transformationschecks sind eine Reihe zur Vorbereitung des Industrieforums 2023 Auf dem Weg zu Net Zero: Technologien für die Transformation am 5. September in Berlin. Erfahren Sie hier mehr zum Industrieforum 2023.
Wind- oder Solaranlagen spielen eine entscheidende Rolle bei der Energiewende. Allerdings braucht es die physische Infrastruktur der Stromnetze und Stromkabel, um den grünen Strom von A nach B zu transportieren. Der Bedarf an Strom durch die zunehmende Elektrifizierung im privaten und wirtschaftlichen Bereich steigt stetig, sodass der Um- und Ausbau der Stromnetzinfrastruktur eine enorme Dringlichkeit erfährt. Es ist daher mit einer hohen Nachfrage nach Stromnetzkomponenten in den nächsten Jahren zu rechnen.[1] Darüber hinaus ändern sich die Anforderungen an die Netzinfrastruktur durch die fluktuierende Stromerzeugung. Fluktuierend bedeutet, dass die Versorgung mit erneuerbaren Energien wie Wind- und Solarkraft schwankend ist. Daher ist es notwendig, die Ertüchtigung der Stromnetzinfrastruktur und deren Ausrichtung auf die Einspeisung hoher Anteile erneuerbarer Energien voranzutreiben. [2]
Stromnetze und Stromkabel: Aus der technischen Perspektive
Der Transformator machte es im Jahr 1881 es erstmals möglich, Strom auch über weite Strecken zu transportieren. Zuvor war Gleichstrom verwendet worden und nicht – wie heute – Wechselstrom.[3] Gleichstrom ändert weder die Richtung noch seine Stärke. Er findet sich in batteriebetriebenen Geräten wie Taschenlampen. Der Vorteil von Wechselstrom ist, dass mithilfe von Transformatoren die Stromspannung verändert werden kann. Das ist ein Vorteil beim Transport: Je höher die Spannung, desto kleiner die Verluste unterwegs.
Das heutige Stromnetz ist in mehrere Spannungsebenen unterteilt. Auf Höchstspannungsebene befinden sich die Stromautobahnen des Übertragungsnetzes. Sie transportieren die Energie mit 220 oder 380 Kilovolt Spannung von großen Erzeugungsanlagen wie Großkraftwerken und Offshore-Windanlagen quer durch Europa und Deutschland. Das Verteilnetz enthält wiederum verschiedene Netzebenen und ähnelt Landes- und Ortsstraßen. Sie beziehen die Energie unter anderem aus dem Übertragungsnetz und verteilen es weiter.[4] Fossile Kraftwerke, Windparks oder industrielle Großabnehmer finden sich am Hochspannungsnetz (110 kV). Blockheizkraftwerke, Solaranlagen sowie Biomasse-, Wasser- und Windenergieanlagen sind an das Mittelspannungsnetz (1 bis 60 kV) angeschlossen. Im Niederspannungsnetz (400 Volt) finden sich Privathaushalte oder kleine Solaranlagen.[5]
Das deutsche Stromnetz ist aktuell rund 1.842.000 km lang und gliedert sich in ca. 38.000 km Höchstspannungsnetz und 1.804.000 km Hoch-, Mittel- und Niederspannungsnetz. Bis 2030 sind 12.234 km weitere Leitungen für das Übertragungsnetz geplant, von denen 2.134 km aktuell bisher fertiggestellt wurden.
Darüber hinaus kommen intelligente Stromnetze, sogenannte Smart Grids, zum Einsatz. Ziel der Smart Grids ist, die Auslastung der vorhandenen Infrastruktur zu verbessern. Denn durch die zunehmende Elektrifizierung ist die intelligente Nutzung der Infrastruktur erforderlich. Die Bundesnetzagentur erwartet aufgrund des fluktuierenden Energieangebots zunehmende Engpässe im Stromnetz und muss darauf reagieren.[6]
Stromnetzausbau: Die Regulatorik
Die Anforderungen an die Netzinfrastruktur ändern sich. Insbesondere im Übertragungsnetz sind Anpassungen erforderlich. Das Netzausbaubeschleunigungsgesetz (NABEG) und das Energiewirtschaftsgesetz (EnWG) verfolgen das Ziel, den Netzausbau zu beschleunigen und gleichzeitig die Beteiligungsmöglichkeiten für Unternehmen, Behörden sowie Bürgerinnen und Bürger zu erweitern.[7]
Wie verläuft eine Bedarfsermittlung und Trassenplanung? Zunächst erstellen die Übertragungsnetzbetreiber einen Szenariorahmen. Dieser gibt Aufschluss darüber, wie sich die deutsche Energielandschaft entwickelt. Welche Bedarfe an neuen Leitungen bestehen, enthält der Netzentwicklungsplan. Die Bundesnetzagentur prüft Szenariorahmen und Netzentwicklungsplan und schreibt den Ausbaubedarf im Bundesbedarfsplan fest. Die Bundesnetzagentur als verfahrensführende Behörde ist verantwortlich für Bundesfachplanung und Planfeststellung.
Stromnetzkomponenten: Herausforderungen der produzierenden Unternehmen
Planungsunsicherheit ist ein Hemmnis für produzierende Unternehmen. Die Auftragslage schwankt ausgelöst durch lange Genehmigungsverfahren und Finanzierungsschwierigkeiten. Darüber hinaus besteht laut der Deutschen Energieagentur (dena) bisher keine langfristige, sektorübergreifende und flächendeckende Netzplanung auf allen Spannungsebenen. Hinzu kommen Verzögerungen durch Widerstände von Bürgerinitiativen bei Stromnetzausbauvorhaben. Zudem stehen lange Genehmigungsprozesse für Werke und Produkte, Lieferkettenprobleme bei Vorprodukten und Rohstoffen sowie Fachkräftemangel dem Ausbau von Produktionskapazitäten bei den produzierenden Unternehmen im Weg. Hohe Energiekosten und volatile Preise von Vorprodukten und Rohstoffen vervollständigen das Bild.
Politische Weichenstellungen für produzierende Unternehmen
Bereits im April 2022 forderten herstellende Unternehmen, die heimischen Produktionskapazitäten von Netto-Null-Technologien auszubauen. Darunter nicht nur Photovoltaik oder On- und Offshore-Windenergie, sondern auch Stromnetzkomponenten. Konkret benötigen die Unternehmen Investitionssicherheit, vor allem durch die Schaffung einer langfristigen Nachfrage. [8]
In Deutschland und Europa ist es das Ziel, die Produktionskapazitäten der Netto-Null-Technologien hochzufahren. Bevor die EU den Net Zero Industry Act als Instrument des EU Green Deal Industrial Plan verabschiedete, führte die Bundesregierung drei Produktionsgipfel[9] durch. Robert Habeck, Bundesminister für Wirtschaft und Klimaschutz, lud dazu die Industriezweige Windkraft, Photovoltaik, Stromkabel und Stromnetze ein. Danach stand fest: Es braucht Finanzierungsmöglichkeiten und Risikominderung für die Unternehmen sowie Förderungen von Innovationen. Darüber hinaus hat die EU mit dem Net Zero Industry Act eine Grundlage für höhere Produktionskapazitäten der Netto-Null-Technologien in der EU geschaffen, zu denen auch Stromnetze und Stromkabel gehören.
Ausblick
Die herstellenden Unternehmen der Stromnetzkomponenten benötigen politische Rahmenbedingungen, die den Ausbau der Produktionskapazitäten erleichtern. Politischer Wille sowie die langfristige, sektorübergreifende System- und Netzplanung sind zielführend. Die Genehmigungsverfahren für Anlagen, Werke und Produkte müssen beschleunigt werden. Die Stromnetzkomponenten sind entscheidend für die Stromnetzinfrastruktur und das Gelingen der Energiewende. Ohne Stromnetze und Stromkabel geht gar nichts.