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12. Dezember 2009

Stromstau ab Windstärke 6

Schon jetzt treten sie sich im Netz auf die Füße: Warum Kernkraft und Windenergie sich nicht vertragen / Von Toralf Staud

Die Zukunft der deutschen Stromversorgung kann man sich in einem unscheinbaren, vierstöckigen Industriebau in Berlin-Marzahn anschauen. Von hier aus steuert die Firma Vattenfall Europe Transmission (VET), eine Tochter des schwedischen Energieriesen, ihr Hochspannungsnetz in den fünf neuen Länder plus Berlin und Hamburg. Die Flure zur Schaltwarte sind videoüberwacht, den Zugang sichert eine Schleuse aus Plexiglas. Dahinter herrscht konzentrierte Emsigkeit.

Vor einer Anzeigetafel, groß wie eine Kinoleinwand, sitzen vier Ingenieure an Computern. Schematisch ist an der Wand das VET-Netz dargestellt. Linien aus roten und grünen Leuchtdioden zeigen den Status der Hochspannungsleitungen an. Für jedes angeschlossene Kraftwerk verrät eine Digitalanzeige die derzeit eingespeiste Leistung. An den Kuppelstellen zu Nachbarnetzen ist abzulesen, ob Strom ex- oder importiert wird. Links oben zeigt eine grüne Zahl, dass alles glatt läuft: "49,994 Hz” steht da. Die Frequenz im Netz entspricht also fast der Norm von 50 Hertz – doch dies ist immer schwerer zu erreichen.

Das deutsche Stromnetz ist in vier Regelzonen unterteilt, die von Töchtern der Energieriesen Eon, RWE, Vattenfall und EnBW betrieben werden. Sie sind für die Versorgungssicherheit verantwortlich, sie müssen die Einspeisung durch Kraftwerke auf den Bedarf von Millionen Haushalten und Großkunden so abstimmen, dass die Frequenz im Netz immer gleich ist. Gelingt das nicht, arbeiten schnell die Kraftwerke in Nord und Süd gegeneinander und es kommt zum Stromausfall.

Schon bisher war das nicht ganz einfach, weil der Bedarf sich sekündlich ändert. Die Energiekonzerne reagierten darauf mit einer Dreiteilung ihres Kraftwerksparks: Grundlastkraftwerke auf Kohle- oder Uranbasis lieferten den stets benötigten Sockelbedarf, flexiblere Mittel- oder Spitzenlastanlagen erzeugten, oft auf Erdgasbasis, zusätzlichen Strom.

Grundlaststrom?

Gibt’s bald im Überfluss

Doch im Zeichen des Klimaschutzes müssen Energieexperten, Politiker und Stromkonzerne ihr gewohntes Denken über Bord werfen. In einem zukunftsfähigen Energiesystem, mahnte im Mai dieses Jahres der Sachverständigenrat für Umweltfragen (SRU) der Bundesregierung, gebe es keine Nachfrage nach Grundlastkraftwerken. Die Basis der Versorgung werde künftig ein "Grundstrom" sein, der in Deutschland vor allem aus Windkraft stammt. Er wird CO-frei erzeugt und ist billig, aber seine Menge schwankt. Wann immer er zur Verfügung steht, muss er möglichst vollständig genutzt werden. Sind aber gleichzeitig Grundlastkraftwerke am Netz, geht das nicht, weil ihr Strom die Leitungen quasi verstopft.

Umgekehrt sind die Großanlagen viel zu träge, um als schnellstartende Ersatzkraftwerke für vorübergehende Flauten dienen zu können. Deutschland, so der SRU, stehe deshalb vor einer "Systementscheidung”: Wenn noch weitere Kohlegroßkraftwerke gebaut oder die Laufzeiten der Atomkraftwerke verlängert werde, blockiere dies den Ausbau der erneuerbaren Energien und durchkreuze die Klimaschutzziele.

Was die Bundesregierung bis 2020 deutschlandweit erreichen will, ist in Brandenburg schon heute der Fall: Erneuerbarer Strom deckt dort mehr als ein Drittel des Verbrauchs. Im Netzbereich von Vattenfall ballen sich mehr als 40 Prozent der deutschen Windkraftleistung. Für die Ingenieure in der VET-Schaltwarte in Marzahn ist der Umgang damit deshalb bereits Alltag. "Wetterprognosen sind für uns zu einem Hauptarbeitsmittel geworden", sagt Abteilungsleiter Wilfried Franke. Vier meteorologische Dienste hat das Unternehmen abonniert. Daraus wird das Aufkommen an Windenergie errechnet und einen Tag im Voraus ein Fahrplan für die angeschlossenen konventionellen Kraftwerke erstellt.


Der Wind ist flexibel,

das Netz nicht

Doch trotz aller Mühen stimmt die Realität selten mit den Plänen überein. Auf dem Computermonitor des Schichtleiters in der Warte ist die Windkraftprognose eine rote Kurve, die eher sanft verläuft; die tatsächliche Einspeisung ist grün verzeichnet, und diese Linie knickt immer wieder ab oder schießt steil nach oben.

Innerhalb einer Viertelstunde, erklärt Franke, nimmt die Windleistung schon mal um 1000 Megawatt zu. Eingespeist werden muss sie auf jeden Fall – so schreibt es das Erneuerbare-Energien-Gesetz im Interesse des Klimaschutzes vor. Innerhalb von Minuten muss dann zum Ausgleich die Kapazität eines Kernkraftwerks vom Netz genommen werden – sonst steigt die Frequenz über 50 Hertz.

Die Arbeit in Berlin-Marzahn ist deshalb in den vergangenen Jahren nervenaufreibend geworden. Immer öfter, sagt Franke, "kommen unsere Mitarbeiter an die Grenzen ihrer Leistungsfähigkeit". In der Schaltwarte explodiert einer der Ingenieure fast, als er darauf angesprochen wird. "Um uns kümmert sich keiner", schimpft er über Politiker, die immer mehr Windkraft wollen, aber die Rahmenbedingungen dafür nicht schaffen.

Die bislang üblichen Mittel zum Netzausgleich reichen kaum noch aus. Sekündliche oder minütliche Schwankungen werden geglättet, indem große Kraftwerke mit einer Art Handbremse gefahren werden – je nach Bedarf wird sie gelockert oder angezogen. Genügt das nicht, wird beispielsweise die Energie im Pumpspeicherwerk im thüringischen Goldisthal zwischengelagert. Bei Stromüberschuss wird dort Wasser 300 Meter hoch in einen Stausee gepumpt, um es bei Mangel abzulassen und vier Generatoren anzutreiben.

Theoretisch wäre es denkbar, die alternativen Stromquellen abzuregeln. Doch für den Ausbau der erneuerbaren Energien hätte es verheerende Folgen: Die Kalkulationen und Bankkredite für Windparks oder Solaranlagen hängen daran, dass ihr Strom garantiert abgenommen wird. "Der uneingeschränkte Vorrang im Netz", warnt die halbstaatliche Agentur für Erneuerbare Energien, "ist grundlegend für die Investitionssicherheit der Branche.”

Längst arbeiten die Stromerzeuger deshalb daran, die Energienachfrage ans Angebot anzupassen. "Intelligente Stromzähler" etwa sollen es künftig ermöglichen, dass Kühlschränke oder Wäschetrockner sich automatisch erst dann anschalten, wenn im Netz Überfluss herrscht. Intensiv wird auch an Speichertechniken geforscht. Die Batterien von Elektroautos könnten irgendwann als Netzpuffer dienen. Doch deren Kapazität ist begrenzt. Und überhaupt sind Speicher teuer. Eine Studie des Verbands der Elektrotechnischen Industrie rechnet mit Zusatzkosten zwischen drei und zehn Cent pro Kilowattstunde.

"Netzausbau” lautet deshalb das Zauberwort. Allein VET investiert in den kommenden Jahren fast eine halbe Milliarde Euro in neue Leitungen, um überschüssigen Windstrom aus Brandenburg und Mecklenburg-Vorpommern in die Verbrauchszentren nach Bayern und Baden-Württemberg ableiten zu können. Doch beim Ausbau der Windkraft wird es häufig nicht nur einen regionalen, sondern einen nationalen Stromüberschuss geben. In windigen Nächten wird deshalb manchmal mehr Energie erzeugt, als bundesweit gebraucht wird.


Die Grosskonzerne setzen

auf Grosskraftwerke

"Schon heute erscheint der Neubau von Grundlastkraftwerken", so die Regierungsberater vom SRU, "nicht mehr sinnvoll und mittelfristig nicht wirtschaftlich." Das Umweltbundesamt hat am Morgen nach der Bundestagswahl die gleiche Botschaft verbreitet. Doch statt ihr Geld in flexible Gaskraftwerke zu stecken, investieren die Stromkonzerne Milliarden in neue Kohleblöcke. Allein Vattenfall errichtet derzeit in Hamburg-Moorburg und im sächsischen Boxberg Kapazitäten von mehr als 2200 Megawatt. Den Ingenieuren in Berlin-Marzahn werden solche Anlagen die Arbeit erschweren. Denn je größer der Stromsockel aus Großkraftwerken ist, desto öfter schießt die hinzukommende Windkraft über den Bedarf hinaus – und desto komplizierter ist es, das Netz stabil zu halten.

Denselben Effekt hätte die von Schwarz-Gelb versprochene Verlängerung der Reaktor-Laufzeiten. Über Jahre wären dann zusätzliche Kraftwerkskapazitäten am Netz, was "zu einem zusätzlichen Regelungsbedarf" führen würde, wie erst kürzlich eine Studie des Wuppertal-Instituts warnte.

Dass ein hoher Anteil an Windenergie unvereinbar ist mit Kernkraft, hat die britische Eon-Tochter kürzlich sogar offen zugegeben. Bei einer Anhörung der britischen Regierung, die gern neue Atommeiler bauen lassen möchte, ließ sie diese wissen: Bei mehr als einem Drittel Windkraft am Strommix würden die teuren Reaktoren unrentabel. Eine Laufzeitverlängerung für die deutschen Kernkraftwerke, warnt Uwe Leprich, Energiewissenschaftler an der Universität Saarbrücken, wäre deshalb "eine Barriere” bei der Energiewende – und keine Brücke in die Zukunft, wie die Stromriesen und die Bundeskanzlerin gern sagen. Mehr Grundlast, beharrt deshalb auch der Sachverständigenrat für Umweltfragen, wäre "eine Entscheidung gegen einen weiteren Ausbau der erneuerbaren Energien”.

Autor: Toralf Staud