Solarstromzuwachs - Energieversorger und

Netzbetreiber gefordert

Die Schweiz verfügt über ein zuverlässiges und stabiles Stromnetz, dessen Rückgrat immer noch zentrale Kraftwerke, Stauseen und die Integration ins europäische Netz bilden. Die künftigen Energiegesetze können zur Herausforderung für die Verteilnetze werden, wenn sie einen beschleunigten Zuwachs von Photovoltaikanlagen auslösen. Dann steigt die Zahl der dezentralen Stromproduzenten, die Energie ins Netz einspeisen, zusätzlich.

Um den Bau energieeffizienter Gebäude voranzutreiben, haben die Schweizer Kantone gemeinsam die Mustervorschriften im Energiebereich (MuKEn) erarbeitet. Diese dienen als Richtlinien für die Revision kantonaler Energiegesetze. Bisher haben Basel-Stadt, Basel-Land, Obwalden, Waadt und Luzern die MuKEn 2014 umgesetzt. Eine entsprechende Vorlage zurückgewiesen hat Solothurn, im Kanton Uri hat der Landrat eine Gesetzesrevision aufgeschoben. Gemäss den Empfehlungen der Konferenz Kantonaler Energiedirektoren versorgen sich Neubauten ab 2020 ganzjährig möglichst selbst mit Wärmeenergie und zu einem angemessenen Anteil mit Elektrizität, so dass ihr Energiebedarf «nahe bei null liegt». Für Neubauten bildet die Eigenstromproduktion ein Basismodul der MuKEn 2014. Entsprechend ist eine Elektrizitätserzeugungsanlage von mindestens 10 W pro Quadratmeter Energiebezugsfläche im, auf oder am Gebäude zu installieren, wobei es sich in der Regel um Photovoltaik handeln dürfte.

Photovoltaik und Stabilität der Netze
Welche Bedeutung kommt einer Steigerung der Stromproduktion durch Photovoltaik vor allem in den Sommermonaten zu? Wie hoch ist der Zuwachs? Zum jährlichen Schweizer Stromverbrauch von rund 60 TWh trägt die Photovoltaik mit einer Produktion von 2 TWh bei. Sollten die Ziele von Swissolar für die kommenden Jahre erreicht werden, könnte dieser Wert bis 2025 auf 7 TWh ansteigen. Denn der Fachverband sieht ab 2020 eine Beschleunigung des Zubaus. Die Steigerung um rund 5 TWh entspricht einer neu installierten Leistung von ungefähr 5 GWp. Zum Vergleich: der Spitzenstrombedarf im Schweizer Stromnetz beträgt zirka 10 GW.

Das Stromangebot aus Photovoltaik ist somit nicht unbedeutend und kann die Netzstabilität beeinflussen. Sowohl der Betrieb als auch die Netzauslegung werden durch die dezentrale Einspeisung von Elektrizität erschwert. Stromversorger und Netzbetreiber sehen sich mit fluktuierender, schwer planbarer Einspeisung konfrontiert. Prinzipiell sollten die Energieproduktion und der Verbrauch planbar sein und sich die Waage halten. Probleme ergeben sich vor allem auf der untersten Spannungsebene, da die Einspeisung in der Regel in das Verteilnetz erfolgt. Durch Lastströme bedingte Spannungsabfälle in den Leitungen lassen sich zwar durch verbrauchernahe Einspeisungen kompensieren. Doch wenn die in ein Verteilnetz eingespeiste Leistung grösser ist als die im gleichen Netz verlangte, kehrt sich die Situation um. Es kommt zur Spannungserhöhung am Anschlusspunkt der dezentralen Erzeugungsanlage. Um solche Situationen zu meistern, muss das regionale und lokale Netz verstärkt werden.

Gegen strukturelle Engpässe
Für unsere Energieversorgung ist ein gut funktionierendes Stromnetz von zentraler Bedeutung. Eine kostenintensive Infrastruktur und eine hohe Komplexität machen einen Ausbau anspruchsvoll. Denn das Schweizer Stromnetz hat einen Wert von 170 Mrd. Franken. Es gliedert sich in das Übertragungsnetz für 220 kV und 380 kV mit einer Länge von 6700 km und das 200 000 km lange Verteilnetz, in dem die Spannung schrittweise auf 230 V gesenkt wird. Das Verteilnetz ist zu 85 Prozent im Boden verlegt. Bloss ein Drittel des Übertragungsnetzes stammt aus der Zeit nach 1980.
Die Bedürfnisse an das Stromnetz haben sich gerade in den letzten Jahren stark gewandelt. Die stetig steigenden Anforderungen führen bereits heute zu strukturellen Engpässen im Übertragungsnetz. Die Kosten für den Netzausbau auf allen Netzebenen bis zum Jahr 2035 werden je nach Szenario auf etwa 39 Mrd. Franken beziffert. Davon sind rund 10 Mrd. Franken nötig, um die Anforderungen der Energiestrategie 2050 zu erfüllen.

Alternativen zum Netzausbau
Um Netze rechtzeitig und laufend neuen Anforderungen anzupassen, bestehen verschiedene Möglichkeiten. In vielen Fällen lösen Netzbetreiber auftretende Probleme durch konventionellen Netzausbau mit Investitionen in neue oder leistungsfähigere Leitungen und Transformatoren. Doch Alternativen dazu wie die Eigenstromnutzung, Eigenverbrauchsgemeinschaften, Speicher und Smart-Grid-Lösungen werden zunehmend bedeutender. Eigentümer von Mehrfamilienhäusern und Besitzer von mehreren aneinander grenzenden Grundstücken können sich zusammenschliessen. Neu gilt dies ab April 2019 auch für Parzellen, die durch Strassen, Eisenbahntrassen oder Flüsse voneinander getrennt sind. Ein solcher Zusammenschluss zum Eigenverbrauch (ZEV) tritt gegenüber dem Energieversorger als ein Kunde auf. Eine Strommessung durch den Energieversorger innerhalb der Eigenverbrauchsgemeinschaft entfällt.
Unter Smart Grid versteht man ein Stromnetz, das verschiedene Stromerzeuger, Energiespeicher und Verbraucher miteinander vernetzt und dezentral steuert. Die Netzlast passt sich automatisch an verschiedene Systemanforderungen an. Die Verfügbarkeit und die Sicherheit des Systems bleiben gewährleistet. Damit ein solches System funktionieren kann, braucht es eine starke Vernetzung aller Akteure und einen umfassenden Einsatz von Informations-, Überwachungs- und Steuerungstechnologien.

Energieversorger handeln
Die Stromproduzenten zu koordinieren und die Netzstabilität sicherzustellen, wird immer anspruchsvoller. Das Bedürfnis der Stromkonsumenten, ihr Energiemanagement mitzubestimmen, steigt und wird mit der weiteren Marktöffnung noch zunehmen. Das historisch gewachsene Energieversorgungssystem mit seiner hohen Komplexität verändert sich damit rasch und grundlegend.
Viele Energieversorgungsunternehmen bieten bereits heute Lösungen an, die den neuen Anforderungen gerecht werden. Sie tragen damit dazu bei, dass sich bestehende Netze auch unter erhöhten und künftig steigenden Lasten zuverlässig betrieben lassen. Trotzdem ist ein Netzausbau unumgänglich, um die Integration aller dezentralen Produzenten und deren Zusammenspiel zu gewährleisten.

Über den Autor

Gerhard Bräuer

Gerhard Bräuer

Leiter Asset Management Netz und Grundversorgung

Gerhard Bräuer arbeitet seit 2009 bei Repower und ist seit April 2019 Leiter des Bereichs Asset Management Netz und Grundversorgung. In den letzten 10 Jahren war er verantwortlich für den Auf- und Ausbau des Asset Managements und für diverse Themen im Bereich Standardisierung, Budgetsteuerung, Digitalisierung und Regulierungsmanagement. Daneben ist Gerhard Bräuer im Verwaltungsrat der Swibi und im Vorstand des VSGS aktiv.

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