Netzausbau Wohin mit den neuen Stromnetzen?

VDE
TU Berlin

Ein Netzausbau-Konzept, das Infrastrukturen bündelt: Die Energietechnische Gesellschaft im VDE (ETG) kommt in ihrer Studie zu einem interessanten Schluss: Ein das bestehende Übertragungsnetz überlagerndes Overlay-Netz, das zur großflächigen Energieübertragung, als Gleichstromübertragungs-System umgesetzt, entlang vorhandener Infrastruktur wie z.B. einer Autobahn verlaufen kann.

Das Energieversorgungssystem in Deutschland und Europa steht vor großen Veränderungen. Der Anteil der Erneuerbaren Energien an der elektrischen Energieerzeugung erhöht sich fortlaufend, insbesondere auch durch die zukünftig entstehenden großen Windparks in Nord- und Ostsee. Hinzu kommt dabei, dass sich die Stromerzeugung aus Erneuerbarer Energie oftmals nicht in der Nähe großer Ballungsräume befindet. Daher muss viel Energie zu diesen Lastzentren transportiert werden. Die heutige Netzinfrastruktur reicht dafür allerdings nicht aus, weshalb ein Ausbau des Übertragungsnetzes erforderlich ist.

Eine große Herausforderung beim Netzausbau ist neben technischen und finanziellen Aspekten die gesellschaftliche Akzeptanz der Stromübertragungstrassen. Die Arbeitsgruppe „Infrastruktur“ der Energietechnischen Gesellschaft im VDE (ETG) hat sich Anfang 2010 gegründet, um neue Lösungswege zur Umsetzung dieser Ziele zu entwickeln. Mit dabei waren Experten verschiedener Disziplinen wie Mitarbeiter von Herstellern, Betreibern und Hochschulen.

Overlay-Netz für großflächige Energieübertragung

Da in Zukunft wegen des hohen Energieaufkommens der Offshore-Windparks im Norden Deutschlands ein hoher Stromübertragungsbedarf entsteht, wird ein die vier Regelzonen übergreifendes Overlay-Netz benötigt. Das Overlay-Netz überlagert das bestehende Übertragungsnetz und dient der Langstreckenübertragung von den Erzeugungs- zu den Lastzentren. Es ist dabei grundsätzlich in Gleichstrom- und Wechselstromtechnik realisierbar.

Voraussetzung für eine Gleichstromübertragung ist die Verfügbarkeit leistungsstarker selbstgeführter Umrichter und die Einsatzfähigkeit von Gleichstrom-Leistungsschaltern. Wie aus Bild 1 hervorgeht, hat das Overlay-Netz Anschlusspunkte über entsprechende Umrichter in den Erzeugungs- und Lastzentren. Mit seinen 12-GW-Trassen im Ring und den 6-GW-Leitungen der Traversen ist es sehr leistungsstark und ermöglicht einen großflächigen Austausch von Energie, wodurch der Bedarf an Energiespeichern reduziert werden kann. Ein solches Overlay-Netz kann als Kern eines europäischen Netzes fungieren und den Zugang zu Energiespeichern im angrenzenden Alpenraum und in Skandinavien eröffnen.

Steigerung der Akzeptanz durch Kombination von Infrastrukturen

Doch wie kann ein Overlay-Netz mit dieser Struktur realisiert werden? Dazu wurde ein Lösungsansatz erarbeitet, mit dem eine hohe Akzeptanz in der Bevölkerung erreicht werden kann. Der Kerngedanke besteht darin, verschiedene Infrastrukturen wie Stromübertragungsleitungen und Bundesautobahnen physisch zu bündeln und vorhandene Verkehrstrassen zum Aufbau eines Overlay-Netzes zu nutzen.

In der Studie wurden potenziell nutzbare Infrastrukturen betrachtet und hinsichtlich ihrer Eignung verglichen. Für diesen Vergleich wurden Planung und Genehmigung, Trassenbedingungen, Bau und Betrieb berücksichtigt. Eingang in die Studie fanden die deutschen Bahnstrom-trassen mit 7.800 km, die Schienentrassen mit 34.000 km Länge sowie das Bundesautobahnnetz mit 12.700 km Länge, dessen Standstreifen sowie Erweiterungsflächen genutzt werden könnten. Weiterhin gibt es das Pipeline-System für die Mineralöl- und Erdgasversorgung mit seinen Rand- und Arbeitsstreifen. Auch die Einbringung in das Flussbett oder den Uferbereich der Binnenwasserstraßen mit 7.360 km Flüssen und Kanälen wäre denkbar.

Schließlich ist das Hoch- und Höchstspannungsnetz selbst mit 35.700 km betrachtet worden, wobei eine Nutzung der Trassen und der Schutzstreifen möglich wäre. Als Fazit resultiert aus der Untersuchung, dass alle Infrastrukturen nutzbar sind, es jedoch spezifische Vorteile für jedes einzelne Infrastruktursystem gibt.