Prof. Dr. Lorenz JARASS Dipl. Kaufmann (Univ. Regensburg), M.S. (School of Engineering, Stanford Univ., USA) Hochschule Wiesbaden, Bereich Informatik, MAIL@JARASS.com, www.jarass.com Seminar Erneuerbare Energien, Hochschule Karlsruhe, 25.03.2015 1. Hohe Erzeugung Erneuerbarer Energien ( Starkwindeinspeisung ) 1.1. Kohlestromeinspeisung zeitgleich zu Starkwindeinspeisung führt zu überdimensioniertem Netzausbau 1.2. Für seltene Windenergiespitzen ist kein Stromnetzausbau erforderlich 2. Niedrige Erzeugung Erneuerbarer Energien ( Dunkelflauten ) 2.1. Kritische Versorgungssituationen sind NICHT durch Erneuerbare Energien bedingt, sondern durch den Export von Kohlestrom 2.2. Kosten des Netzausbaus bleiben beim Netzentwicklungsplan unberücksichtigt 2.3. Stromnetzausbau macht Bau und Betrieb von Gaskraftwerken endgültig unrentabel 2.4. Geplanter Stromnetzausbau behindert Energiewende 3. Vor weiterem Netzausbau optimierte Kombinationsmöglichkeiten untersuchen c/o Dudenstr. 33, D - 65193 Wiesbaden, T. 0611 / 54101804, Fax 0611 / 1885408, E-mail: MAIL@JARASS.com, homepage: http://www.jarass.com
1. Hohe Erzeugung Erneuerbarer Energien ( Starkwindeinspeisung ) Folgende Fälle sind zu unterscheiden: Zeiten mit hoher Erzeugung Erneuerbarer Energien ( Starkwindeinspeisung ) Zeiten mit sehr geringer Erzeugung Erneuerbarer Energien ( Dunkelflauten ) 1.1. Kohlestromeinspeisung zeitgleich zu Starkwindeinspeisung führt zu überdimensioniertem Netzausbau Wenn auch bei Starkwindlagen die Kohlekraftwerke weitgehend ungemindert weiter betrieben werden dürfen, dann sind dafür in der Tat gewaltige neue Höchstspannungsleitungen erforderlich, um diesen Kohlestrom über große Entfernungen ins Ausland exportieren zu können. Abb. 1 zeigt beispielhaft für sehr windstarke Tage die von der Bundesnetzagentur für 2022 projektierte Stromerzeugung in der 50Hertz-Regelzone durch sonstige Kraftwerke; dies sind in der 50Hertz-Regelzone (Ostdeutschland plus Hamburg) v.a. Kohlekraftwerke. Ergebnis: Die konventionelle Stromerzeugung passt sich also gemäß diesen Plandaten der Bundesnetzagentur keineswegs in nennenswerter Weise an die Stromerzeugung aus Wind+Sonne an. Seite 2 von 11
Abb. 1.1a : Stromerzeugung durch Wind+Sonne in der 50Hertz-Regelzone, Prognosezeitraum 16. 31. März 2022 [MW] 20.000 15.000 Wind+Sonne 10.000 5.000 0 0 100 200 300 [Nr. der Stunde im Zeitraum 16.-31.03.2022] Abb. 1.1b : Stromerzeugung durch sonstige Kraftwerke (v.a. Kohle) in der 50Hertz-Regelzone, 16. 31. März 2022 [MW] 20.000 15.000 Sonstige, v.a. Kohle 10.000 5.000 0 0 100 200 300 [Nr. der Stunde im Zeitraum 16.-31.03.2022]. Seite 3 von 11
1.2. Für seltene Windenergiespitzen ist kein Stromnetzausbau erforderlich Der geltende Bundesbedarfsplan für den Stromnetzausbau basiert auf der gesicherten Einspeisung auch von sehr seltenen Windenergiespitzen. Für eine einmalige Windspitze an der Nordseeküste müsste hierfür im Extremfall eine neue Leitung nach Süddeutschland gebaut werden. Dies widerspricht nicht nur dem im Energiewirtschaftsgesetz vorgeschriebenen Gebot der wirtschaftlichen Zumutbarkeit, sondern auch dem gesunden Menschenverstand. Auch die im aktuellen Berliner Koalitionsvertrag vorgesehene Möglichkeit der Abregelung von seltenen Windspitzen ist bei den derzeitigen Netzausbauplanungen ganz und gar unberücksichtigt, obwohl dadurch der Netzausbaubedarf deutlich verringert würde. Seite 4 von 11
2. Niedrige Erzeugung Erneuerbarer Energien ( Dunkelflauten ) 2.1. Kritische Versorgungssituationen sind NICHT durch Erneuerbare Energien bedingt, sondern durch den Export von Kohlestrom Kritische Versorgungssituationen entstanden in Deutschland in den letzten Jahren entgegen anderslautenden Pressemeldungen keinesfalls in Zeiten von geringer Erzeugung Erneuerbarer Energien, sondern in Zeiten maximaler Windenergieeinspeisung, und zwar, weil zeitgleich Kohlestrom exportiert werden sollte. Dies zeigen Untersuchungen der Übertragungsnetzbetreiber und der Bundesnetzagentur. Gemäß Energieleitungsausbaugesetz von 2009, Netzentwicklungsplan von 2014 und Bundesbedarfsplangesetz von 2013 sollen die Stromnetze für eine Einspeisung von Kohlestrom zeitgleich zu Starkwindeinspeisung ausgebaut werden, auch wenn dieser Kohlestrom zur Aufrechterhaltung der Versorgungssicherheit nicht erforderlich ist. Damit steht der Bau dieser neuen Leitungen im Widerspruch zu den Zielen der Energiewende, nämlich weniger Kohlestrom und mehr Erneuerbare Energien. Warum sollen die dafür benötigten Leitungen die deutschen Stromverbraucher bezahlen? Und warum werden diese Leitungen in der Öffentlichkeit als Energiewende-bedingt dargestellt? Hier besteht dringender Reformbedarf. Seite 5 von 11
2.2. Kosten des Netzausbaus bleiben beim Netzentwicklungsplan unberücksichtigt Als Eingangsdaten für die Netzplanung gehen auch im aktuellen Netzentwicklungsplan 2014 nur die variablen Erzeugungskosten der Kraftwerke ein (merit order), nicht aber die Kosten des für den Einsatz dieser Kraftwerke jeweils erforderlichen Netzausbaus. Zusätzliche Stromnachfrage in Süddeutschland wird deshalb gemäß Netzentwicklungsplan grundsätzlich zuerst durch Kohlekraftwerke abgedeckt, auch wenn sie in Norddeutschland stehen und in Süddeutschland Gaskraftwerke verfügbar wären. Bei einem dadurch resultierenden Übertragungsengpass, z.b. von Hamburg nach Stuttgart, wird in den Netzentwicklungsplan eine neue Leitung eingestellt, ohne die dadurch bedingten Netzausbaukosten dem angeblich kostengünstigeren Kohlekraftwerk zuzurechnen. Dies ist ein schwerer methodischer Fehler, der die gesamte Bedarfsanalyse des Netzentwicklungsplans fragwürdig macht. Die Kosten für diesen unnötigen Netzausbau bezahlt der deutsche Stromverbraucher, der schon die Mehrkosten für die EEG-Vergütung trägt. Der Öffentlichkeit aber wird erklärt, der erhöhte Netzausbaubedarf werde durch die wachsende Einspeisung Erneuerbarer Energien verursacht. Seite 6 von 11
2.3. Stromnetzausbau macht Bau und Betrieb von Gaskraftwerken endgültig unrentabel Zur Aufrechterhaltung der Versorgungssicherheit sind bei Dunkelflauten zusätzliche Speicher- und Reservekraftwerke insbesondere in Süddeutschland zwingend erforderlich. Der geplante Stromnetzausbau führt zu sehr niedrigen Benutzungsdauern für diese Reservekraftwerke und macht sie betriebswirtschaftlich endgültig unrentabel. Ein Beispiel: Der Darmstädter Energieversorger HSE hat sich, wie auch der Frankfurter Energieversorger MAINOVA, am nagelneuen GuD-Kraftwerk Irsching in Bayern beteiligt und zudem in Darmstadt für 60 Mio. ein eigenes Gaskraftwerk gebaut, das in 2013 für ganze 10 Stunden Strom erzeugt hat. Beide eigentlich für die Energiewende dringend benötigten, weil leicht hochfahrbare Gaskraftwerke sind betriebswirtschaftliche Fehlinvestitionen. Statt der Gaskraftwerke vor Ort erzeugen den Strom west- und ostdeutsche Braunkohlekraftwerke. Die für Regel- und Reserveleistung dringend benötigten Gaskraftwerke werden deshalb nur gebaut nach Zusicherung hoher Kapazitätsprämien, die wiederum der ohnehin schon gebeutelte Stromverbraucher bezahlen muss. Seite 7 von 11
2.4. Geplanter Stromnetzausbau behindert Energiewende Bei der weiteren Umsetzung der Energiewende in Bayern geht es um grundlegende Entscheidungen. Wodurch soll zukünftig in Bayern die durch die Stilllegung der bayrischen Kernkraftwerke bedrohte Versorgungssicherheit und insbesondere die Reserveleistung für längere Dunkelflauten von einer Woche und mehr sichergestellt werden? (1) Derzeit geplante Alternative: Braunkohle statt Kernenergie Braunkohlekraftwerke im Westen und im Osten ersetzen mit starken neuen Übertragungsleitungen die bayrischen Kernkraftwerke. Das ist eine technisch einfache und sichere Lösung, die aber viele kommunale und private Energiewende-Investitionen gerade in den strukturschwachen Gegenden Ost- und Nordbayerns konterkariert und damit die ganze Energiewende in Bayern politisch obsolet macht. Auch deshalb haben sich alle betroffenen Landkreise strikt gegen die geplanten neuen Leitungen von Ostdeutschland nach Bayern ausgesprochen. (2) Energiewende: Neuer Energiemix mit wachsendem Erneuerbaren Anteil statt Kernenergie Wachsende Erneuerbare Energien in Kombination mit schnell regelbaren Reservekraftwerken in Bayern (GuD, stromgeführte KWK, Speicher) sowie Nachfragemanagement. Damit würde der weitere Ausbau der Erneuerbaren Energien flankiert und die für die Energiewende zwingend erforderliche mittelfristige Abschaltung der Braunkohlekraftwerke abgesichert. Zudem würde dadurch eine sehr kostengünstige Erhöhung der Übertragungsleistung des bestehenden Übertragungsnetzes mittels Leiterseiltemperaturmonitoring ermöglicht, da in den wenigen Stunden pro Jahr, in denen aufgrund außergewöhnlicher Wettersituationen die Übertragungsleistung reduziert werden muss, in Bayern ausreichend Reservekapazitäten zur Verfügung stünden. Seite 8 von 11
3. Vor weiterem Netzausbau optimierte Kombinationsmöglichkeiten untersuchen Es wurde gezeigt: Kritische Versorgungssituationen sind NICHT durch Erneuerbare Energien bedingt, sondern durch den wachsenden Export von Kohlestrom. Netzausbau ist nur für Erneuerbare Energien angezeigt, nicht aber, wie derzeit geplant, für Kohlestromübertragung zeitgleich zu Starkwindeinspeisung. Die Kosten für diesen unnötigen Netzausbau trägt der Stromverbraucher, der schon die Mehrkosten für die EEG- Vergütung trägt. Der Öffentlichkeit aber wird erklärt, die wachsende Einspeisung Erneuerbarer Energien verursache den erhöhten Netzausbaubedarf. Der fehlende Verbrauchsvorrang für Erneuerbare Energien und der geplante überdimensionierte Stromnetzausbau für Kohlestrom belasten die Stromverbraucher unnötig, konterkarieren den Klimaschutz und bedrohen damit die Akzeptanz der Energiewende. Sobald die Öffentlichkeit dieses Doppelspiel zu ihren Lasten durchschaut hat, ist die derzeit breite gesellschaftliche Akzeptanz der Energiewende in Frage gestellt. Seite 9 von 11
Was ist zu tun? Vor dem Bau weiterer Leitungen muss zwingend das Energiewirtschaftsgesetz reformiert werden. Bei ausreichender Erneuerbarer Stromerzeugung sollten zukünftig konventionelle Kraftwerke kein gesichertes Einspeiserecht mehr haben, insbesondere sollte hierfür kein Netzausbau mehr erfolgen. Parallel dazu muss der Netzentwicklungsplan neu erarbeitet und dann das Energieleitungsausbaugesetz und das Bundesbedarfsplangesetz entsprechend angepasst werden. Und erst dann wissen wir, ob und in welchem Umfang tatsächlich neue Leitungen für eine versorgungssichere Energiewende erforderlich sind. Seite 10 von 11
Weitere Informationen zur Energiewende und zum Netzausbau sind unter www.jarass.com abrufbar. MV-Verlag, Münster, 21. Seite 11 von 11