Bauen am Rückgrat der Energiewende

Das Forum Netztechnik/Netzbetrieb im VDE hat einen Arbeitsplan vorgelegt, der beschreibt, worauf es bei der Entwicklung der Verteilnetze in den nächsten Jahren ankommt.
 

Mit dem „Schießen auf ein bewegliches Ziel“ hat Stefan Küppers beim jüngsten FNN-Kongress die Weiterentwicklung des Verteilnetzes verglichen. Die Weiterentwicklung, das stellte der Vorstandsvorsitzende des Forums Netztechnik/Netzbetrieb im VDE und Geschäftsführer des Verteilnetzbetreibers Westnetz klar, werde in Richtung eines hochkomplexen Systems gehen. Dieses wird, wenn die Politik zu den getroffenen Beschlüssen steht, rund 80 Prozent erneuerbare Energien integrieren müssen. Doch das ist nur eine von vielen Herausforderungen.
 

Um eine Vorstellung davon zu bekommen, wie schnell sich die Situation im Verteilnetz ändern kann, empfehlen Netzbetreiber heute schon einen Blick auf die Elektromobilität. Wenn in einigen Jahren in der sogenannten „Zahnarztallee“ mehr oder weniger gleichzeitig Teslas, BMWs und vielleicht auch der eine oder andere Nissan jeweils an ihre Elf-kW- oder gar 22-kW-Ladestationen angedockt sind, wird der Ausbau der Netzinfrastruktur unvermeidlich sein. Soweit die eine Seite. Auf der anderen bieten Elektrofahrzeuge als rollende Speicher natürlich auch Flexibilisierungspotenzial.

Gespräche im Januar mit dem BMWi über E-Mobilität

Als vor zwei Jahren die Arbeit des FNN an einer Roadmap zur Weiterentwicklung der Verteilnetze begann, standen solche Überlegungen noch nicht im Fokus. Jetzt stehen sie ganz oben auf der Liste der Themen, die den Arbeitsplan zu einem work in progress machen. Er wird immer wieder um neue Themen ergänzt werden müssen, damit er auch wirklich den Weg zu einem tragfähigen Verteilnetz beschreibt, das als Rückgrat der Energiewende fungieren kann.

Küppers kündigte an, Ende Januar würden Vertreter des FNN mit der Bundesnetzagentur und dem Bundeswirtschaftsministerium über dessen Rolle bei der Integration der Elektromobilität sprechen. „Wir fühlen uns alle dem übergeordneten Ziel einer vorausschauenden Regelsetzung verpflichtet“, erklärte er im Namen der Fachleute, die in den verschiedenen Gremien an der Roadmap mitarbeiten. Daher komme dem Konzept eine besondere Bedeutung zu. Denn der Entwicklung hinterherzurennen, sei keine Option.

Der Plan, den der FNN kürzlich vorgelegt hat, erstreckt sich in drei Themenblöcken über eine Zeit bis zum Jahr 2021. Sie enthalten insgesamt 13 Arbeitspakete, aus denen zum Teil Studien, zum Teil klare Positionierungen des Verbandes oder auch weiterentwickelte Regelwerke hervorgehen sollen. Sozusagen als Klammer um alle Blöcke hat der FNN die Frage vorangestellt, wie das Stromsystem ausgestaltet werden muss, „damit künftig der gewohnte Lebensstil klimaschonend weitergeführt werden kann“. Den Rahmen dafür bilden, neben dem Ziel der Bundesregierung, den Anteil der erneuerbaren Energien am Bruttostromverbrauch auf 80 Prozent zu steigern, auch die Ziele der Klimakonferenz von Paris.

Der erste Block ist mit „Rollen und Aufgaben“ überschrieben. Im zweiten Block geht es um die Frage, wie Netz- und Systembetrieb in Zukunft aussehen werden und im dritten Komplex werden die Anforderungen an sichere Informations- und Kommunikationstechnik erarbeitet. Dazu gehören beispielsweise Maßnahmen zur Abwehr von IT-Angriffen und Sicherheitsanforderungen an Marktakteure.

Noch Klärungsbedarf beim Netz- und Systembetrieb

Gerade hinsichtlich des Netz- und Systembetriebs gibt es noch zahlreiche „weiße Flecken“ und entsprechend großen Klärungsbedarf. Deshalb ist in den nächsten Jahren hier eine Reihe von Studien zu erwarten. So wird etwa die Entwicklung der Kurzschlussleistung und der Spannungsqualität Gegenstand von Untersuchungen sein, nachdem Erzeugungsanlagen und Motoren immer häufiger über Wechselrichter an das Netz angeschlossen werden, während die Zahl der direkt an das Netz angeschlossenen Generatoren und Antriebe abnimmt.

Was tun bei einem Ausfall der Informations- und Kommunikationstechnik (IKT)? Auch diese Frage soll durch Studien, aus denen der tatsächliche Handlungsbedarf ersichtlich wird, beantwortet werden. Da die Digitalisierung eine immer wichtigere Rolle im Netzbetrieb spielt, entstehen neue Risiken, sodass sich die Spezialisten des FNN darüber Gedanken machen, ob ein Stromsystem auch ohne funktionsfähige IT über einen gewissen Zeitraum weiterbetrieben werden kann. Zudem dürften sich Anlagen bei einer IKT-Störung nicht automatisch vom Netz trennen, heißt es in der Roadmap.

Beim Thema „Netzregelung mit Stromrichtern“ geht es dagegen nicht mehr um Studien, sondern bereits um die konkrete Weiterentwicklung von Anwendungsregeln. Während bis heute die Frequenz- und Spannungsqualität im Wesentlichen auf den Synchrongeneratoren der Großkraftwerke beruht, wird sich dies mit zunehmendem Ausbau der erneuerbaren Energien ändern. Damit aber das Verbundsystem mit einem sehr hohen Anteil an Stromrichtern stabil betrieben werden könne, müssten geeignete Regelungen getroffen werden. Stromrichtersysteme könnten zwar teilweise physikalische Eigenschaften nachbilden, die denen von Generatoren ähnlich seien. Diese Eigenschaften müssten jedoch klar definiert, technologieneutral beschrieben und gleich vorausschauend in den Netzanschlussregeln als Anforderung verankert werden. In diesem Zusammenhang steht unter anderem auch die Frage nach der möglichen Reduktion der konventionellen Mindesterzeugung.

Ein Arbeitspaket im Themenfeld „Rollen und Aufgaben“ ist dem Smart Home gewidmet. Ähnlich wie die Elektromobilität ist Smart Home noch weit entfernt vom Massenmarkt. Doch die Energiewirtschaft setzt große Hoffnungen in neue Geschäftsmodelle rund um den Prosumer – einem Kunden, der das Zusammenspiel seiner PV-Anlage mit Speicher und E-Fahrzeug optimiert haben will und daneben noch in den Genuss von Komfortprodukten kommen möchte.

Da stellen sich für Netzbetreiber unter anderem Fragen wie die nach einer Auslastungsgrenze im Verteilnetz und ob eine Schnittstelle zum zentralen Energiemanagement benötigt wird. Die Antwort darauf liefern die Autoren der Roadmap gleich mit: „Aus netztechnischer Sicht muss es das Ziel sein, eine zentrale Kommunikationsschnittstelle zwischen Netzbetreiber und Energiemanagement zu schaffen, die alle Interessen abbildet.“ Und nicht zuletzt müsse auch klar sein, wie Verteilnetze mit einer hohen Smart-Home-Durchdringung künftig zu planen sind.

Beim Stichwort Netzplanung hat Küppers noch einen grundsätzlichen Appell jenseits der Roadmap: Man müsse auch einmal über die bestmöglichen Standorte für die Infrastruktur nachdenken. Heutzutage würden die Netze der Erzeugung hinterhergebaut. „Wenn aber das ganze System vernünftig aufgestellt sein soll, müssen wir auch schauen, wo die Lasten sind und welche Infrastruktur wir schon haben“, so der Westnetz-Geschäftsführer. Vermeidung von Ausbau durch geschicktes Nutzen der bestehenden Infrastruktur – so seine Devise. Dies würde aus seiner Sicht unmittelbar zu einer Kostendämpfung im Gesamtsystem führen.

Heute spielten solche Überlegungen jedoch keine Rolle. Deshalb empfiehlt Küppers einen Blick in die USA, wo dieser Ansatz in einigen Bundesstaaten praktiziert wird. Dort entscheide beispielsweise nicht automatisch der beste Windstandort über die Infrastruktur, sondern „was das Netz hergebe“.

 
Der technische Regelsetzer
Das Forum Netztechnik/Netzbetrieb im VDE ist in Deutschland für die technischen Regeln im Stromnetz zuständig. Mithilfe der Regeln werden sowohl nationale als auch europäische politische Zielvorgaben und gesetzliche Vorschriften umgesetzt. Übergeordnete gesetzliche Schutzziele werden durch das technische Regelwerk des FNN, das vom Gesetzgeber anerkannt ist, konkretisiert. Diese Art der Selbstverwaltung soll die Einbindung der Fachexpertise der Unternehmen und eine hohe Flexibilität sowie Akzeptanz der Regelsetzung gewährleisten.

Fritz Wilhelm