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Auf diesen Seiten finden Sie Informationen zu 33 aktuellen Forschungsprojekten. Sie werden vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Programms "Umwelt- und gesellschaftsverträgliche Transformation des Energiesystems" gefördert. Die Projekte sind fünf thematischen Clustern zugeordnet:

Die Karte auf der Startseite zeigt die Cluster durch jeweils eine Illustration und die 33 Projekte durch eine rote Markierung. Durch Klicken auf eine dieser Markierungen öffnet sich ein kleines Fenster mit Kurzinformationen zu einem Projekt. Klicken Sie in diesem Fenster auf den Projektnamen, um ausführliche Informationen zu erhalten.

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Schließlich finden Sie auf diesen Seiten auch Informationen zur Wissenschaftlichen Koordination des Forschungsprogramms.

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Transparenz Stromnetze

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03.10.2016
Netzausbau: mehr Transparenz für eine komplexe Sache

Hinweis: Der folgende Ergebnisbericht wurde von den Forscherinnen und Forschern des Projekts Transparenz Stromnetze erstellt.

Eine Stromversorgung, die ohne Kernenergie auskommt und so rasch wie möglich auf erneuerbare Energien umgestellt wird, stellt den Kern der Energiewende im Stromsektor dar. Um diese Transformation leisten zu können, müssen die Übertragungs- und Verteilnetze für Strom zügig den veränderten Anforderungen angepasst sowie zusätzliche Flexibilitäten in der Stromversorgung erschlossen werden. Der Netzentwicklungsplan (NEP) Strom sieht eine Reihe von Projekten zum Aus- und Neubau von Trassen im Übertragungsnetz vor. Er bietet im Rahmen des Planungsverfahrens umfassende Beteiligungsmöglichkeiten. Dennoch sind viele Akteure mit der Transparenz der Netzplanungen und den Beteiligungsmöglichkeiten unzufrieden und zweifeln die Notwendigkeit der geplanten Projekte an. Wesentliche Kritikpunkte sind hierbei die Komplexität und die für Externe ungenügende Transparenz der eingesetzten Planungsmodelle und Daten sowie die Ausgestaltung der Szenarien, die der Netzplanung zugrunde liegen.

Diskussionsplattform mit unabhängiger Expertise etabliert

Das Forschungsprojekt Transparenz Stromnetze setzt an dieser Stelle an und stellt eine durch unabhängige Experten unterstützte Plattform für fachliche Diskussionen zu den Annahmen, zur Methodik und zu den Ergebnissen des Netzentwicklungsplans bereit. Hierzu führen die Forscherinnen und Forscher eine Workshopreihe durch, in der ausgewählte Vertreterinnen und Vertreter aus Umwelt- und Verbraucherverbänden sowie einzelnen Bürgerinitiativen den Netzentwicklungsplan und alternative Szenarien analysieren.

Vereinfachtes Strommarktmodell entwickelt

Als Grundlage hierzu hat das Öko-Institut ein Strommarktmodell entwickelt, das die technischen Eigenschaften des Übertragungsnetzes in vereinfachter Form abbildet. Dieses Modell erlaubt es, wesentliche Aussagen des Netzentwicklungsplans nachzuvollziehen und zu hinterfragen. Außerdem können eigene, von den Teilnehmern der Plattform definierte Szenarien der Energiewende und der sich hieraus ergebende Bedarf für die Entwicklung des Übertragungsnetzes modelliert werden. Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer der Plattform können die gewonnenen Erkenntnisse in ihrer Organisation kommunizieren und in Stellungnahmen im Rahmen des Beteiligungsverfahrens zum Netzentwicklungsplan einbringen. Hiermit möchte das Vorhaben einen Beitrag leisten, das gesellschaftliche Verständnis für den Stromnetzausbau zu verbessern und zugleich Vorschläge für eine verbesserte Strategie zum Umbau der Übertragungsnetze für die Energiewende entwickeln.

Alternative Szenarien durchgespielt

In bisher sieben Workshops der Plattform haben die Teilnehmerinnen und Teilnehmer die Netzentwicklungspläne 2024 und 2025 analysiert und als Referenzentwicklung für alternative Szenarien aufbereitet. Darüber hinaus analysierten sie drei Netzszenarien, bei denen die Rahmenannahmen des NEP zwar beibehalten, gegenüber dem Zielnetz aber bestimmte Veränderungen vorgenommen wurden. So untersuchten sie in zwei Netzszenarien den Verzicht auf jeweils einen der insgesamt drei geplanten Korridore für Hochspannungs-Gleichstromübertragung (HGÜ) zwischen Nord- und Süddeutschland. Weiter wurden fünf verschiedene Strommarkt-Szenarien geprüft. Hierbei haben die Teilnehmerinnen und Teilnehmer Alternativen zu den im Szenariorahmen des jeweiligen Netzentwicklungsplans festgelegten Szenarien definiert und die Auslastung des Zielnetzes des Netzentwicklungsplans unter diesen geänderten Annahmen analysiert.

Verzicht auf den Südostlink untersucht

Eines der Netzszenarien untersucht auf Grundlage des Netzentwicklungsplans 2024, wie sich ein Verzicht auf den HGÜ-Korridor D, den „Südostlink“, auswirken würde. Dabei wurden die Zieljahre 2024 und 2034 betrachtet. In dem Szenario zeigt sich, dass das verbleibende Zielnetz in der Lage wäre, die Stromversorgung sicherzustellen. Allerdings würde der Stromtransport von Nord- nach Süddeutschland aufgrund von Netzengpässen um etwa 10 Prozent reduziert und es käme zu einer zusätzlichen Belastung der Stromnetze ins Ausland.

Vereinfachende Typisierungen von Leitungen zurückgewiesen

Ein weiteres relevantes Ergebnis ist, dass die in der gesellschaftlichen Diskussion teilweise verwendete Bezeichnung dieses HGÜ-Korridors als „Braunkohleleitung“ nicht zutreffend ist. Bei Verzicht auf den „Südostlink“ würde sich die Stromerzeugung aus Braunkohle nur um wenige Prozentpunkte verringern. Allerdings kann auch die von den Netzbetreibern reklamierte Bedeutung der Leitung für den Transport von Strom aus erneuerbaren Energien in dem betrachteten Zeithorizont nur teilweise bestätigt werden: Ohne den Südostlink würde die Abregelung der inländischen erneuerbaren Stromerzeugung im Jahr 2034 nur um zwei Terawattstunden (TWh) ansteigen, das entspricht etwa zehn Prozent der im NEP-Szenario über diese Leitung transportierten Stroms.

Als Fazit kann festgehalten werden, dass die Auswirkungen großer Leitungsprojekte des Netzentwicklungsplans auf den Strommarkt so komplex sind, dass vereinfachende Typisierungen dieser Leitungen mit Bezug auf einen einzelnen Energieträger in den meisten Fällen nicht gerechtfertigt sind. Dies gilt solange bis die Stromversorgung in Deutschland und Europa tatsächlich weitgehend auf erneuerbare Energien umgestellt ist.

Stärker dezentralisierte Energiewende analysiert

In einem anderen wichtigen Szenario wurden die Auswirkungen einer stärker dezentralisierten Energiewende auf die Auslastung des Zielnetzes des NEP untersucht. Wesentliche Eckpunkte dieses Szenarios sind neben einem regional optimierten Einsatz der Kraftwerke ein um 23 Prozent erhöhter Ausbau der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien und ein um fünf Prozent reduzierter Strombedarf im Jahr 2025. Zudem nahmen die Forscherinnen und Forscher an, dass die Kapazität der inländischen Kohlekraftwerke um 13 Gigawatt (GW) reduziert wird und der Betrieb der verbleibenden Kohlekraftwerke auf die regionale Stromversorgung begrenzt ist.

Diese Annahmen zu Kohlekraftwerken wurden getroffen, weil der hohe Ausbau der erneuerbaren Energien und die dezentrale Optimierung andernfalls zu einem deutlichen Anstieg der Stromexporte geführt hätten. Dies könnte ein ungewollter Nebeneffekt einer dezentral optimierten Energiewende sein, würde aber nicht zum Leitbild der Dezentralität passen.

Wesentliches Ergebnis dieses Szenarios ist, dass unter den getroffenen Annahmen zwei Drittel der Stromnachfrage durch regionale Erzeugung abgedeckt werden können und dennoch alle Neubau-Leitungen im angenommenen NEP-Zielnetz so weit ausgelastet werden, dass sie nach den Kriterien des NEP als erforderlich angesehen werden können. Im weiteren Verlauf des Vorhabens sind weitere Szenarioanalysen geplant.

Hinweis: Die hier aufgeführten Aussagen werden nicht notwendigerweise von allen Teilnehmerinnen und Teilnehmern der Workshopreihe mitgetragen. Sie sind daher als Schlussfolgerungen des Öko-Instituts anzusehen.

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