10.09.2012

Fallstrick Realität

Analyse

Die Energiewende wird sehr teuer. Allein der Netzausbau wird mehr als 20 Milliarden Euro kosten. Ein funktionierendes Stromnetz soll auf Kosten der Verbraucher durch ein ineffizientes und störanfälliges System ersetzt werden. Über den aktuellen Bundesnetzplan

Mitte August wurde der Netzentwicklungsplan 2012 (NEP) von den Übertragungsnetzbetreibern [1] an die Bundesnetzagentur [2] übergeben. Ein wesentlicher Schritt in einem höchst komplexen Verfahren der sogenannten „Energiewende“. Ein lobenswerter Aspekt des Verfahrens ist eine möglichst frühzeitige Information und Beteiligung des Bürgers an der zukünftigen Gestaltung des Stromnetzes in Deutschland. Die Entwürfe samt Hintergrundmaterial sind im Internet einsehbar und können kostenlos heruntergeladen werden. Jeder Bürger kann Kommentare einsenden, die ebenfalls vollständig ins Netz gestellt werden. Parallel dazu wurden mehrere öffentliche Diskussionsveranstaltungen durchgeführt. Ein gigantisches „Stuttgart 21“ — zwar ohne Prominenz und Fernsehübertragung, dafür aber breiter und frühzeitiger. Gleichzeitig ist dieses Verfahren auch ein Experiment, wie eine Gesellschaft im Internet-Zeitalter mit grundlegenden technischen Veränderungen umgehen kann und vielleicht auch sollte. Nach dem ersten Entwurf gab es über 2000 Einwände von einzelnen Bürgern, Bürgerinitiativen, Unternehmen etc. Diese sind ungekürzt im Internet veröffentlicht und für jedermann einsehbar. Diese Einwände und die Diskussionen sind in der an die Bundesnetzagentur übergebenen Fassung eingeflossen.

Stromnetze nach Plan

Nach so viel Lob über das Verfahren nun zur Kritik am Inhalt. Die „Energiewende“ ist Planwirtschaft in Reinkultur. Die Politik hat zwei Zäune gezogen, innerhalb derer sich die Fachwelt und der mündige Bürger bewegen dürfen: Abschaltung aller Kernkraftwerke in Deutschland bis zum Jahr 2022 und Umstellung auf eine zentrale Stromversorgung durch Windparks im offenen Meer. Da aber Ingenieure und Betriebswirte vor einer Planung – für die sie selbstredend die Verantwortung übernehmen sollen – gerne wissen möchten, wie groß es denn bitte sein soll, hat die Politik mal kurz in die Zukunft schauen lassen: Der Stromverbrauch in Deutschland bleibt nicht nur im Jahr 2022, nein sogar noch im Jahr 2032 genau gleich hoch. Exakt 535,4 TWh, erzeugt durch eine Leistung von 84,0 GW. Noch nie war Planwirtschaft so genau wie heute. Da aber auch noch ein bisschen Ökoglauben befriedigt werden soll, wird auch noch eine Variante mit „Sensitiver Energiemenge“ betrachtet. Dabei wird von einem Rückgang um 10 Prozent bis 2022 und um 16 Prozent bis 2032 ausgegangen. Kann alles sein, muss aber nicht. War da nicht z.B. was mit „Elektromobilität“? Weltweit geht man jedenfalls von einem weiteren Anstieg des Stromverbrauchs aus. In einer Volkswirtschaft steigt mit höherem Pro-Kopf-Einkommen bzw. steigender Anzahl der Köpfe auch immer der Verbrauch an elektrischer Energie. Im Umkehrschluss geht die Politik also von einer sinkenden Bevölkerungszahl bei stark sinkenden Einkommen aus. Ganz abwegig ist das nicht, man muss nur die Strompreise weiter in die Höhe treiben. Erst geht die Industrie und dann folgen die Menschen. Warum ist aber das Wissen über den Energieverbrauch für eine Netzplanung so wichtig?

Wenn man ein Wechselstromnetz betreibt, muss man zu jedem Zeitpunkt genau wissen, welche Energie produziert und verbraucht wird. Der Begriff Netz ist sehr anschaulich: An jedem Knoten wird Energie verbraucht oder eingespeist. Die Leitungen sind lediglich die Verbindungen, über die die Knoten miteinander in Wechselwirkung stehen. Entfernt man eine Leitung oder fügt eine neue Leitung hinzu, wirkt sich das stets auf das gesamte Netz aus. In jeder anderen Leitung fließt nun auch ein anderer Strom. Das macht die Berechnung und den Betrieb so komplex. Gleichzeitig wirkt der jeweilige Zustand des Netzes auch noch auf die Qualität des Produkts „elektrischer Strom“ zurück. Man kann zwar in gewissen Grenzen steuernd eingreifen, überschreitet man jedoch die technischen Grenzen, kann in Teilen des Netzes die Versorgung schlagartig zusammenbrechen. Für das Verständnis ist es wichtig, dass sich jedes Mal, wenn ein Kraftwerk oder ein Verbraucher abgeschaltet bzw. neu hinzugefügt wird, die Stromflüsse im gesamten Netz entsprechend verändern. Solange man sich in den technischen Grenzen bewegt, ist alles in Ordnung. Bevor man jedoch die Grenzen in einem Bauteil überschreitet, muss man das Netz zumindest an dieser Stelle rechtzeitig verstärken. Bisher war das kein Problem, da ja das Netz und der Kraftwerkspark über Jahrzehnte kontinuierlich gewachsen sind. Aber jetzt machen wir Energiewende!

Zu allem Überdruss gibt die Politik auch noch detailliert vor, wie der Kraftwerkspark in Zukunft auszusehen hat. Fangen wir mal mit der Kernenergie an: Bis 2022 sollen alle Kernkraftwerke in Deutschland abgeschaltet werden. Ob man das gut findet oder nicht, muss jeder selbst entscheiden. Man kann sich aber nicht vor der Tatsache drücken, dass die damit produzierte elektrische Energie ersetzt werden muss, wenn man die Vorgabe eines gleich bleibenden Verbrauchs einhalten will. Es bieten sich nur vier Möglichkeiten: Mehr Einsatz fossiler Energien, erhöhte Produktion sogenannter regenerativer Energien, mehr Stromimporte oder ein Mix aus allem. Was wäre Planwirtschaft ohne Planvorgaben? Deshalb gibt es eine Tabelle, in der die Zusammensetzung des heutigen und des zukünftigen Kraftwerkspark vorgezeichnet wird. Da Kohlekraftwerke bekanntlich auch nicht politisch korrekt sind, beschränkt man sich auf den bereits beschlossenen Zubau. Dumm ist nur, dass diese Entscheidungen bereits vor dem Ausstiegsbeschluss gefallen sind. Die Neubauten sollten abgängige Kohlekraftwerke ersetzen oder bestenfalls einen Zuwachs im Verbrauch abdecken. Von einem Ersatz der Kernkraftwerke war nicht die Rede. Zur Verdeutlichung ein paar Zahlen: Im Bezugsjahr 2010 waren Kernkraftwerke mit einer Nettoleistung von 20,3 GW am Netz, die 140,56 TWh Strom produziert haben. Wenn im Jahr 2022 nur noch 0,0 GW Kernkraft am Netz sein sollen, woher kommen dann die 140 TWh elektrischer Energie? Aus dem geringfügigen Zubau an fossilen Kraftwerken von rund 8 GW? Gut, man kann die vorhandenen Kraftwerke etwas länger laufen lassen, aber auch hierfür gibt es klare technische Grenzen (z.B. Reisezeiten [3]). Bisher hat bereits die geringfügige Abschaltung von Kernkraftwerken das System (teilweise) an seine Grenzen geführt. In der Öffentlichkeit wird immer gern übersehen, dass zwar bereits jedes zweite Kernkraftwerk abgeschaltet wurde, das betraf aber nur die „kleinen“ und „störanfälligen“. Deswegen hat sich in 2011 auch die Produktion aus Kernkraft nur um 23 Prozent verringert. Der eigentliche „Ausstieg“ findet nach Plan erst zwischen 2015 und 2022 statt.

Eigentlich war es ja gedacht, die Kernenergie durch Wind, Sonne und Biomasse zu ersetzen. Schauen wir uns die Zahlen etwas näher an: Es sollen (2010 auf 2022) 16,8 GW Onshore-Wind zugebaut werden. Macht 16,8 GW mal 1390 h (Vollauslastung in 2010) entsprechend rund 24 TWh zusätzlich, 9,6 GW mal 2680 h (realer Durchschnitt für Offshore) entsprechen weiteren 25 TWh und weitere 30 GW Photovoltaik mal 692 h (Vollauslastung in 2010) entsprechen noch mal rund 21 TWh. Man kann es drehen und wenden wie man will, das ist zusammen rund die Hälfte der Kernenergie aus dem Jahre 2010. Ein Schelm, der jetzt denkt, es soll wohl 2022 wesentlich mehr elektrische Energie importiert werden. Dies dürfte dann auch einen Ausbau der Übertragungsnetze rechtfertigen.

Worst case: Wind weht, Sonne scheint

Verschlimmert wird die Situation noch, wenn man einmal das andere Ende betrachtet: Was geschieht eigentlich, wenn der Wind tatsächlich einmal kräftig weht und die Sonne scheint? Den in den Szenarien angegebenen 115,6 bis 174,7 GW „Summe EE“ steht ein angenommener Maximalverbrauch von 84,0 GW gegenüber. Dies ist der indische Seiltrick der Politik. Man geht in der Studie stillschweigend davon aus, dass unsere Nachbarn stets unseren „Strommüll“ begeistert entsorgen werden. Das geschieht wider besseres Wissen, da z.B. Polen bereits die technischen Installationen ausführt, mit deren Hilfe die Grenze dicht gemacht werden soll. Außerdem müsste man ein gigantisches Übertragungsnetz installieren, wenn man die Windmühlen und Sonnenkollektoren nicht ganz einfach abschaltet. Nur wenn sie abgeschaltet sind, produzieren sie auch keinen Strom. Dies bereitet den Energiewendeplanern natürlich keine Kopfschmerzen, da sie ja auf Kosten der Stromkunden trotzdem bezahlt werden. Der Kunde ist immer der Dumme. Entweder er bezahlt für Energie, die gar nicht erzeugt wurde, oder er bezahlt für ein völlig überdimensioniertes Netz mit dem der Stromabfall nach Nirgendwo entsorgt werden kann.

Das Kartenwerk im Anhang des NEP erinnert fatal an die Stadtpläne der Hauptstadt der untergegangenen DDR: Die reale Welt außerhalb des deutschen Versorgungsgebietes ist einfach schlicht weiß dargestellt. Zwar gibt es jede Menge internationaler Abkommen, Verträge und Interessen, aber man blendet sie einfach aus. Was im Sinne unserer Bundeskanzlerin auch völlig logisch ist, denn schließlich geht Deutschland auf dem Weg zum Platz an der Sonne voran, und die anderen brauchen uns ja nur zu folgen. Sollten sich unsere Nachbarländer jedoch nicht als Kolonien des deutschen Umweltrettungsreichs verstehen wollen, gibt es jede Menge Streitpunkte, über die man trefflich vor internationalen Gerichten prozessieren kann. Umsonst ist erfahrungsgemäß jedenfalls gar nichts. Auf irgendeine Weise werden wir – die Kunden – dafür noch zahlen müssen.

Um die Bedeutung des deutschen Alleingangs für die gesamte europäische Stromversorgung zu verstehen, muss man sich immer wieder vor Augen führen, dass ein Ausfall oder die Zwangsabschaltung eines Kraftwerks nicht nur lokal, sondern im gesamten Netz spürbar ist. Deshalb galt bisher auch stets der Grundsatz, dass zwar alle Kraftwerke Europas Soforthilfe leisten, aber jedes einzelne Versorgungsgebiet autonom zu sein hat und innerhalb von Minuten selbst Ersatz schaffen können muss. Dieser Grundsatz wird nun von Deutschland einseitig gebrochen: Man geht stillschweigend davon aus, dass unsere Nachbarn die Lasten zum Ausgleich unserer Wind- und Sonnenstromerzeugung kosten- und klaglos übernehmen. Man kann jedoch nicht mehr elektrische Leistung einspeisen als genau in diesem Moment verbraucht wird. Man kann nicht alle Kraftwerke vollständig abschalten [4], nur weil der Wind mal zufällig kräftig bläst. Man kann bestenfalls Kraftwerke drosseln. Dies ist aber planwirtschaftlich gar nicht vorgesehen, da man ja gesetzlich einen Abnahmezwang für Alternativenergien vorgesehen hat. Also hofft man darauf, dass das Ausland unseren Stromüberschuss aufnehmen wird. Doch wenn sie überhaupt dazu bereit sind, werden sich unsere Nachbarn diese Entsorgung bestimmt fürstlich entlohnen lassen.

Wie sah eigentlich die Stromversorgung früher aus? Es gab fast ausschließlich vertikal integrierte Unternehmen: In einem scharf abgegrenzten Gebiet unterhielt man Verteilnetze, mit denen man seine angeschlossenen Kunden versorgte. Die elektrische Energie erzeugte man in eigenen Kraftwerken vor Ort. Höchstspannungsleitungen wurden nur betrieben, um diese Versorger untereinander zu verbinden. Sie dienten vornehmlich zur Aushilfe bei Kraftwerksausfällen und um betriebliche Ungleichgewichte (Braunkohlestrom, Pumpspeicher, Wasserkraftwerke in den Alpen etc.) zu optimieren. Ansonsten funktionierte der Betrieb streng hierarchisch: Die Kraftwerke speisten immer in die jeweils höchste Spannungsebene ein und wenn die Leistung in einer Ebene (z.B. 400 V Netz in den Straßen) nicht mehr ausreichte, wurde zusätzliche Energie aus dem nächsthöheren Netz (z. B. 10 kV Mittelspannung) zusätzlich bezogen. Ein sehr robustes und höchst effizientes Konzept. Im Zeitalter der „Alternativenergien“ ist es viel komplizierter geworden. Unzählige „Kleinerzeuger“ von der Photovoltaik bis zur Windmühle speisen zufällig in die unteren Spannungsebenen ein. Wenn in einem Bilanzkreis mehr Leistung eingespeist als gerade verbraucht wird, muss wegen des Abnahmezwanges die Fließrichtung umgedreht werden. Nun besteht aber Wechselstrom nicht nur aus Wirkleistung, sondern auch aus Blindleistung. Doch viele der „Alternativanlagen“ sind gar nicht in der Lage, Blindleistung bereitzustellen. Es müssen daher überall im Lande neue Transformatoren und sogenannte Kompensationsanlagen für Blindstrom neu gebaut werden. Dies bedeutet nicht nur zusätzliche Investitionen, sondern auch einen bleibenden zusätzlichen Betriebsaufwand. Ein sich selbst verschlimmernder Kreislauf ist in Gang gesetzt worden: Je mehr konventionelle Kraftwerke wegen des zunehmenden „Alternativanteils“ außer Betrieb gehen, desto weniger Blindleistung zur Regelung steht zur Verfügung.

Stromerzeugung im Norden, Verbrauch im Süden

Die Politik hat nun vorgegeben, gigantische Windparks weit draußen im offenen Meer zu bauen. Was der Wutbürger nicht sieht, braucht ihn schließlich auch nicht zu stören. Dumm ist nur, dass der meiste Strom im Süden Deutschlands verbraucht wird und deshalb auch dort die meisten Kernkraftwerke zu ersetzen sind. Da aber die Netze immer komplexer werden, wenn man diese Leistungen quer durch Deutschland schleusen will, hat man die „Stromautobahn“ erfunden. Zwar ist Deutschland sehr viel kleiner als China und wir haben auch keinen Drei-Schluchten-Damm (mit 22,5 GW eines der größten Kraftwerke auf der Welt), aber Höchstspannungsgleichstromübertragung (HGÜ) können wir auch: schnell mal vier parallele Trassen zu den alten Kernkraftwerksstandorten geschlagen. Vier möchten es schon sein, denn wenn eine mal ausfällt, heißt es sonst Windparks adé. (Vielleicht laut neuester Beschlüsse aus der Denkfabrik für Planwirtschaft auch wieder nicht, denn der Stromverbraucher soll das Anschlussrisiko ja vollständig allein tragen. Auf Deutsch: Wenn Leitung kaputt und vielleicht monatelange Reparatur erforderlich, bekommen die einschlägig bekannten Stromkonzerne selbstverständlich ihren nicht lieferbaren Strom weiter bezahlt. Ausfallrisiko war gestern im Kernenergiezeitalter, nach der Energiewende lässt sich auch höchst profitabel nichts produzieren.)

Hier sollen für Milliarden vier Solitäre gebaut werden, die nur für wenige Stunden im Jahr ausgelastet sind. Ist da noch irgendeiner in der Regierung, der sich über Fehlinvestitionen in Spanien oder Griechenland mokieren will? Diese Nord-Süd–Leitungen können nur den Strom vom Meer – wenn der Wind denn weht – in den Süden transportieren. Etwaige Überschüsse im sonnigen Bayern – wenn die Sonne denn scheint – müssen anderweitig abtransportiert werden, denn es mangelt vor der Küste bekanntlich an Verbrauchern. Zu allem Überfluss muss der Strom an den Küsten auch noch eingesammelt, umgeformt und punktförmig in die HGÜ-Leitungen eingespeist werden. Dort rast er dann hunderte von Kilometern bis zu seiner Endstation. Auf seinem langen Weg ist er völlig unbrauchbar, weil mit dem vorhandenen Netz nicht kompatibel. In der Kopfstation wird er schließlich wieder unter Verlusten in „handelsübliche“ Energie umgewandelt. Wird an den Kopfstationen nicht genug Leistung erzeugt oder gerade verbraucht (z. B. Sonntagnacht), ist eine solche Milliarden teure Leitung überflüssig wie ein Kropf.

Zum Schluss noch ein paar Worte zu den Kosten. Der NEP geht von notwendigen Investitionen zwischen 20 und 27 Milliarden Euro aus. Wohl gemerkt, nur für das Netz! Die Kosten für den Ersatz der Kernkraftwerke durch „Wind und Sonne“ sind da noch nicht eingerechnet. Ebenso fehlen die allseits geforderten neuen Gaskraftwerke für nachts und bei Flaute. Hinzu kommen noch die Kosten für eine neuartige Leittechnik, zusätzliche Blindleistungserzeuger, etc. Allen Beteiligten ist klar, dass ein Bezug elektrischer Energie aus dem unmittelbaren Ausland günstiger sein wird und Konflikte wegen Vertragsbrüchen vermeiden hilft.