Betrieb – Grundlage für ein stabiles Netz
Stellen Sie sich die in Deutschland kontinuierlich produzierte Strommenge als einen See vor: In ihn speisen große Kraftwerke ein sowie viele Windenergie- und Solaranlagen, Wasser-, Biomasse- und Geothermiekraftwerke. Aus diesem See fließt der Strom in drei unterschiedlich breiten Flüssen zu den Verbrauchern. Die ganz langen Wege überbrücken die Höchst- und Hochspannungsnetze, danach geht es weiter in der Mittelspannung, und am Ende bringt die Niederspannung den Strom an sein endgültiges Ziel. Aber Achtung: Der Wasserstand in See und Flüssen muss immer gleich bleiben! Denn wenn zwischen Erzeugung und Verbrauch eine zu große Lücke klafft, bricht das Stromnetz zusammen.
Versorgungssicherheit
Damit das Netz stabil bleibt, braucht es eine Frequenz von 50 Hertz, dann herrscht die sogenannte Netzstabilität. Die Elektronen in der Stromleitung pendeln 50-mal in der Sekunde hin und her (Wechselspannung). Die Generatoren der Kraftwerke arbeiten genau darauf hin, um die richtige Spannung für die mit Strom betriebenen Maschinen und Geräte zu liefern. Eine plötzliche Unterversorgung oder Überlastung bringt die Generatoren aus dem Tritt. Das Netz wird instabil, ein Stromausfall (englisch: „Blackout“) droht.
In Deutschland fällt die Stromversorgung im Jahresmittel nur etwa eine Viertelstunde aus, das ist im europäischen Vergleich weit vorneDas hängt mit vielen Faktoren zusammen: Die Prognosen über den jeweiligen Strombedarf sind immer genauer geworden – dank der erfahrenen Techniker in den Schaltzentralen und computergesteuerter Vorausberechnungen. Außerdem sind viele Netze „vermascht“, es führen mehrere Verbindungen zu den Verbrauchsstellen. Wenn eine Leitung ausfällt, können die Experten in den Netzleitstellen schnell auf einen alternativen Übertragungsweg umschalten. Das kann man sich wie eine Umleitung im Straßenverkehr vorstellen: Ist die eine Leitung nicht einsatzfähig, wird der Strom über eine Ausweichstrecke an die Haushalte und Betriebe umgeleitet. Auf diese Weise können Unterbrechungen der Stromversorgung so kurz wie möglich gehalten werden.
Zusätzlich gibt es ein System von Kraftwerken, das schnell reagieren kann: abschalten bei Überproduktion, anfahren bei zu geringem Aufkommen. Diese Stromerzeuger sind technisch ausgereift, gut gewartet und daher sehr zuverlässig. Wenn dennoch einmal der Strom ausfällt, schlägt die Stunde der Netzbetreiber. Deren 24-Stunden-Bereitschaftsdienst stellt meist rasch die Stromversorgung wieder her.
Störungen im Stromnetz schnell und unkompliziert zu beheben ist meine Spezialität.
Erzeugung steuern: Regelenergie
In den vergangenen Jahren haben sich die Anforderungen an die Stabilität des Stromnetzes deutlich erhöht. Das liegt im Wesentlichen an zwei Entwicklungen: Erstens ist Strom frei handelbar geworden. Früher wurde die Elektrizität in abgegrenzten Gebieten vom jeweiligen Energiemonopolisten an „Abnehmer“ verteilt. Heute, seit der „Liberalisierung“ 1998, gibt es einen Strommarkt, in dem „Kunden“ sich ihren Stromlieferanten frei aussuchen. Das Stromnetz ist aber unverändert geblieben. Denn es macht technisch wie wirtschaftlich keinen Sinn, dass jeder Stromlieferant seine eigenen Leitungen verlegt. Also müssen die Techniker in den Schaltwarten die Durchleitung der verschiedenen Ströme regeln. Und das sieht jeden Tag, jede Stunde und jede Minute anders aus.
Zweitens speisen heute viele Anlagen ihren regenerativen Strom dezentral ins Netz, noch dazu nicht kontinuierlich, sondern je nach Wetterlage. Wann der Wind wo wie stark weht, wann die Sonne wie intensiv und wie lange scheint, ist mittlerweile Gegenstand täglicher Computerprognosen. Denn Windenergie-, Solar- oder Biogasanlagen haben einen immer größeren Anteil an der deutschen Stromproduktion.
An die Markt- und die Wetterlage müssen die Experten in den Schaltzentralen ihre „Fahrpläne“ anpassen. Für den Fall, dass die Prognosen nicht genau genug eintreffen, verfügen sie über regulierende Instrumente. Denn das gesamte Netz muss im 50-Hertz-Puls bleiben, ganz gleich, wie sprunghaft der Strombedarf ausfällt oder wie viel Strom aus erneuerbaren Quellen gerade zur Verfügung steht.
Das ist die Aufgabe der Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB), die in den vier deutschen Regelzonen für die Netzstabilität sorgen: 50Hertz Transmission in den neuen Bundesländern, Amprion im Westen und in einem kleinen Teil im Süden, TenneT TSO für die Mitte Deutschlands von Schleswig-Holstein bis Bayern und schließlich TransnetBW für den Südwesten.
Die Übertragungsnetzbetreiber können veranlassen, dass Kraftwerke ihre Leistung herunter- oder hochfahren. Sie können Reservekraftwerke aktivieren. Sie können Lasten abschalten, das heißt beispielsweise Industrieanlagen und größere Stromkunden wie etwa Unternehmen vom Netz nehmen, damit es nicht wegen Überlastung instabil wird. Und sie können Speicheranlagen heranziehen, um Engpässe zu überbrücken (hauptsächlich eine Option im Gasnetz). Unternehmen und Einrichtungen bekommen ihre Bereitschaft, Anlagen bei Bedarf abschalten zu lassen, bezahlt. Über die Abschaltbare-Lasten-Umlage werden sie für Zeiten entlohnt, in denen ihre Anlagen auf Veranlassung der Übertragungsnetzbetreiber stillstehen.
Wenn die ergriffenen Maßnahmen noch nicht ausreichen, um die Netzstabilität zu gewährleisten, können auch Windkraft- oder Photovoltaikanlagen abgeschaltet werden. Das übernimmt der Verteilnetzbetreiber auf Anweisung des Übertragungsnetzbetreibers (Kaskadenabschaltung). Auch hierfür wird der Betreiber der betroffenen Windkraft- oder Photovoltaikanlage entschädigt. Im Unterschied zu den Abschaltbaren Lasten geschieht dies allerdings nicht über eine gesonderte Umlage. Die Kosten der Entschädigung trägt zunächst der Verteilnetzbetreiber, er kann diese jedoch nachträglich über die Netzentgelte bei den Regulierungsbehörden geltend machen.