Die Abkürzung (AC) steht für „Alternating Current“ (engl.), siehe Wechselstrom.
Im Glossar erklären wir eine Auswahl von wichtigen Fachbegriffen zu den Themen Energiewende und Stromnetz.
Die Abkürzung (AC) steht für „Alternating Current“ (engl.), siehe Wechselstrom.
Eine Antragskonferenz ist eine öffentliche Veranstaltung, die im Rahmen des Planungsschrittes Bundesfachplanung durch die Bundesnetzagentur (BNetzA) durchgeführt wird.
Grundlage der Antragskonferenz ist der von den Vorhabenträger(n) gestellte Antrag auf Bundesfachplanung, der einen Vorschlagskorridor sowie Korridoralternativen enthält. Die Antragskonferenz dient insbesondere dazu, Informationen zur Umwelt- und Raumverträglichkeit der vorliegenden Korridorvorschläge zu sammeln. Es wird zudem darüber diskutiert, welche weiteren Untersuchungen noch erfolgen sollten. Zur Antragskonferenz werden die Vereinigungen und die Träger öffentlicher Belange eingeladen. Die Antragskonferenz ist öffentlich. Auch interessierte Bürgerinnen und Bürger können nach Anmeldung daran teilnehmen und dort ihre Einwendungen oder Anmerkungen zu Protokoll geben. Basierend auf den Ergebnissen der Antragskonferenz, legt die BNetzA anschließend den Untersuchungsrahmen für die Bundesfachplanung fest. Dieser enthält Vorgaben, welche Unterlagen und Gutachten der Vorhabenträger im weiteren Verfahren noch einreichen muss.
Batteriespeicher sind eine Form der chemischen Speicher. Sie finden sich überwiegend in Elektroautos und Einfamilienhäusern. Sie sind mit hohem Ressourcenverbrauch, begrenzter Lebensdauer und hohen Investitionskosten verbunden.
Batteriespeicher können einen sinnvollen Beitrag zur Umsetzung der Energiewende leisten. Tagsüber Photovoltaik-Strom zu speichern und nachts wieder abzugeben – das klappt für einzelne Einfamilienhäuser bereits recht zuverlässig. Über den gesamten Sommer hinweg Solarstrom zu speichern, um diesen dann in der dunklen Jahreszeit abrufen zu können, ist jedoch noch nicht möglich.
Um die von den ÜNB vorgeschlagenen Erdkabelkorridore zu optimieren, können Interessierte während der Planungsphase ihre Hinweise an die Vorhabenträger übermitteln. Das geht auch online. Beispielsweise mit einem kartenbasierten Online-Tool können sich interessierte Bürgerinnen und Bürger den aktuellen Planungsstand und relevante Kriterien von Erdkabelkorridoren anzeigen lassen. Dies ist ein zusätzliches Angebot der Vorhabenträger und ersetzt nicht die Beteiligung am formellen Genehmigungsverfahren der Bundesnetzagentur.
Über einen festgelegten Betrachtungszeitraum (meist ein Jahr) erzeugt eine Organisationseinheit, z. B. ein Haushalt genauso viel Energie selbst wie er verbraucht. Da Erzeugung und Verbrauch aber nicht zu jedem Zeitpunkt in Einklang stehen, werden überschüssige Energiemengen in die Netze der allgemeinen Energieversorgung eingespeist und fehlende Energiemengen aus dem Netz bezogen. Wenn ein Haushalt beispielsweise an Sommertagen viel mehr Solarenergie erzeugt, als er benötigt, speist er den Überschuss in das Stromnetz. Wenn er in Wintermonaten dann vermehrt Strom aus dem Stromnetz bezieht, um sich zu versorgen, könnte er rein rechnerisch über das gesamte Jahr genauso viel Strom erzeugt haben, wie er benötigt hat – jedoch nicht immer zu dem Zeitpunkt, an dem er den Strom verbraucht. Die Summe aus Einspeisung und Entnahme ergibt null. Eine echte Autarkie ist das allerdings nicht, denn es wird weiterhin der Bezug von Strom aus dem Stromnetz notwendig sein.
Erdkabeltrassen, insbesondere für Gleichstromleitungen, erfordern Bodenaushübe. Um Bodengefüge und Wasserhaushalte möglichst wenig zu verändern, setzen die Übertragungsnetzbetreiber etliche Schutzmaßnahmen um. Die bedeutsamste Maßnahme sind bodenkundliche Baubegleitungen: Unabhängige Sachverständige kontrollieren die Erdkabel-Verlegungen von Anfang an – bis zu den abschließenden Wiederbegrünungen der Böden. Die ÜNB legen auch Baustraßen an, um Schwertransport-bedingte Bodenverdichtungen zu minimieren. Außerdem isolieren sie Erdkabel so, dass sich das Erdreich möglichst wenig erwärmt. Und sie achten darauf, dass die Baufirmen eher bei trockenem Wetter arbeiten und Kabelgräben in derselben BodenschichtenReihenfolge auffüllen, wie sie die Schichten beim Aushub entnommen haben. All das schont die Böden wirksam.
Weitere Informationen finden Sie außerdem in unserem Flyer zum Thema Erdkabel beim Stromnetzausbau: https://www.buergerdialog-stromnetz.de/wp-content/uploads/2022/08/Flyer_BDS_Erdkabel-beim-Stromnetzausbau.pdf
Der Bodenschutz in Deutschland ist im Bundes-Bodenschutzgesetz (BBodSchG) geregelt. Es soll die Bodenfunktionen nachhaltig sichern oder helfen, diese wiederherzustellen. Gefahren für den Boden sollen so abgewehrt werden, und bei schädlichen Bodenveränderungen verpflichtet das Gesetz zur Sanierung. Darüber hinaus regeln die jeweiligen Landesbodenschutzgesetze die Vorgaben zum Bodenschutz aus der Bundesbodenschutzverordnung. Die zuständigen Landesämter haben dazu mehrere Leitfäden entwickelt, um den ÜNB neben den gesetzlichen Bestimmungen Orientierung zu bieten. Sie umfassen Empfehlungen zur Trassenplanung, zur bodenkundlichen Baubegleitung sowie zur Wiederherstellung der Bodenfunktion nach Abschluss der Bauarbeiten.
Weitere Informationen finden Sie außerdem in unserem Flyer zum Thema Erdkabel beim Stromnetzausbau: https://www.buergerdialog-stromnetz.de/wp-content/uploads/2022/08/Flyer_BDS_Erdkabel-beim-Stromnetzausbau.pdf
Die Bruttostromerzeugung umfasst die gesamte erzeugte Strommenge in einem Land. Nach Abzug des Eigenverbrauchs der Erzeugungsanlagen verbleibt die Nettostromerzeugung.
Das Bündelungsgebot ist im Bundesnaturschutz- und im Raumordnungsgesetz verankert und besagt, dass neue Stromleitungen möglichst entlang von bestehenden Linien-Infrastrukturen wie Bahntrassen, Kanälen, Autobahnen oder aber neben bereits bestehenden Stromtrassen gebaut werden sollen. Indem die Stromnetzinfrastruktur mit der bestehenden Infrastruktur „gebündelt“ wird, sollen Freiräume erhalten und neue Zerschneidungen der Landschaft vermieden werden. Das Bündelungsgebot ist angesichts der Vielzahl an verschiedenen Infrastrukturmaßnahmen nicht immer die beste Option: So werden bereits stark belastete Regionen und ihre Anwohner noch stärker belastet, obwohl eine neue Leitung mit deutlich weniger Raumwiderständen woanders verlegt werden könnte. Alte Leitungen könnten in diesem Zuge womöglich zurückgebaut werden. Ein ausführlicher Vergleich verschiedener Varianten ist deshalb immer Teil des Verfahrens.
Der Bundesbedarfsplan leitet sich ab aus dem bestätigten Netzentwicklungsplan (NEP) und dem Umweltbericht der Bundesnetzagentur (BNetzA). Die darin enthaltenen Vorhaben werden als energiewirtschaftlich notwendig festgestellt. Die Bundesregierung legt einen Entwurf für einen Bundesbedarfsplan zur Abstimmung dem Bundestag vor, der daraus das Bundesbedarfsplangesetz ableitet.
Das Bundesbedarfsplangesetz, legt fest, welche Vorhaben für die nächsten drei Jahre als energiewirtschaftlich vorrangig notwendig und dringlich eingestuft sind. Es dient der Gewährleistung eines sicheren und zuverlässigen Netzbetriebs. Das BBPlG wird vom Bundestag beschlossen. Eine Zustimmung des Bundesrates ist nicht erforderlich.
Die Bundesfachplanung ist ein neues, gesetzlich vorgeschriebenes Planungsinstrument zur Beschleunigung des Stromnetzausbaus für im Bundesbedarfsplangesetz als länder- oder grenzüberschreitend gekennzeichnete Vorhaben. Die Einzelheiten zur Bundesfachplanung sind im Netzausbaubeschleunigungsgesetz Übertragungsnetz (NABEG) geregelt.
Als Bundesbehörde kontrolliert die Bundesnetzagentur (BNetzA) die Einhaltung des Telekommunikationsgesetzes (TKG), des Postgesetzes (PostG) und des Energiewirtschaftsgesetzes (EnWG). Im Bereich der Strom- und Gasnetze ist die Bundesnetzagentur als Regulierungsbehörde für alle großen Netzbetreiber sowie für alle bundeslandübergreifend tätigen Netzbetreiber zuständig. In diesem Rahmen ist sie auch für die Koordination aller großen Projekte zum Stromnetzausbaus zuständig und sorgt dafür, dass die Stromnetze nur soweit ausgebaut werden, wie es für die Versorgungssicherheit nötig ist. Für Projekte von lediglich regionaler Bedeutung sind zumeist die Landesregulierungsbehörden der einzelnen Bundesländer zuständig.
Das Prinzip ist beispielsweise von Daten bekannt: Wer persönliche Dokumente oder Fotos im Internet in einer Daten-Cloud ablegt, hat mehrere Vorteile. Er spart eigenen Speicherplatz, hält seine Festplatte leer und kann von überall und mit jedem Endgerät auf die Daten zugreifen. Eine Stromcloud funktioniert ähnlich. Ein Beispiel: An sonnigen Tagen produziert eine Photovoltaik-Anlage deutlich mehr Strom, als an einem Tag verbraucht werden kann. Damit die überschüssige Energie für den Eigenverbrauch nicht verloren geht, wird sie in den Energiespeicher weitergeleitet. Wenn dieser voll ist, geht die überschüssige Energie durch den Cloud Speicher nicht mehr ganz verloren, sondern landet als Geldbetrag in einem virtuellen Speicher z. B. beim Stromversorger. In der jährlichen Abrechnung werden Einspeisung und Bezug gegeneinander aufgerechnet und die Differenz entweder gutgeschrieben oder nachgezahlt. Kurz gesagt ermöglichen Cloud Speicher daher, dass überschüssige Energie im virtuellen Speicher gutgeschrieben wird.
So kann der Erzeuger große Mengen extern speichern und später nutzen, ohne zusätzlich Strom aus dem Netz kaufen zu müssen. Allerdings erhält er nicht genau den Strom, den er eingespeist hat, sondern Strom, der gerade produziert wird.
Elektrische Energie wird in Kraftwerken fast immer durch Synchron-Generatoren als Dreiphasenwechselstrom der Frequenz 50 Hz oder 60 Hz erzeugt. Daher wird in Deutschland hauptsächlich Wechselstrom für die Verteilung benutzt.
Um Verluste zu vermeiden, werden für den Stromtransport über weitere Entfernungen hohe Spannungen verwendet. Die Kopplung mit den Verteilnetzen erfolgt über regionale Umspannwerke, wodurch ein insgesamt vermaschtes Netz entsteht; ein Wechsel der Spannungsebenen, z. B. von 380 auf 110 Kilovolt, ist in einem Wechselstromnetz über Transformatoren vergleichsweise leicht möglich. Wechselstrom ändert innerhalb einer Sekunde einhundert Mal die Fließrichtung. Dies ergibt eine Frequenz von 50 Hertz. Hinsichtlich der konkreten Ausführung im „normalen“ Stromnetz spricht man umgangssprachlich auch von Drehstrom (technisch zumeist Dreiphasenwechselstrom). Die Übertragungsleitungen mit Wechselstrom werden deshalb als Hochspannungs-Drehstrom-Leitungen bezeichnet.
Siehe hierzu auch die Definition Wechselstrom.
Einspeise- und Entnahmepunkte sind die Netzanschlusspunkte im Stromnetz, an denen Strom eingespeist oder entnommen wird.
Unter Einspeisemanagement versteht man die vorübergehende Reduzierung oder Unterbrechung der Einspeiseleistung von Erneuerbare-Energien-Anlagen sowie Anlagen nach dem Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz (KWKG) in das Stromnetz. Dieser gezielte Eingriff erfolgt nur, wenn nicht ausreichend Netzkapazitäten verfügbar sind, um den erzeugten Strom abzutransportieren und der drohende Engpass nicht bereits durch andere geeignete Maßnahmen wie z. B. die Abregelung konventioneller Kraftwerke ausreichend entlastet werden konnte.
Die Kilowattstunde (häufig angegeben in kWh) ist eine Energiemenge und wird z.B. als Messangabe für haushaltsübliche Stromverbräuche über eine längere Zeit z.B. auf Stromrechnungen für ein Kalenderjahr ausgewiesen.
Die elektrische Leistung beschreibt den Energieumsatz pro Zeiteinheit (also den Verbrauch oder die Erzeugung einer Energiemenge in einem sehr kurzen bzw. gegen Null gehenden Zeitintervall). Dieser kurzfristige Energieumsatz, der von einem Verbraucher bezogen oder von einem Generator geliefert wird, wird als Grundeinheit in Watt (= Joule pro Sekunde) gemessen.
Die von Kraftwerken und Windkraftanlagen erzeugte energetische Leistung wird aufgrund der Dimensionierung dieser Anlagen entsprechend mit Megawatt (MW = 106 Watt) oder Gigawatt (GW = 109 Watt) angegeben.
Wasserstoff wird durch das Trennen von Wasser (H2O) in Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2) gewonnen. Das H2-Molekül abzuspalten, braucht viel Energie. Die Abspaltung heißt „Elektrolyse“. Durch Elektrolyse aus grünem Strom kann grüner Wasserstoff gewonnen und gespeichert oder transportiert werden. Er kann danach entweder stofflich, energetisch oder zur Rückverstromung eingesetzt werden. Grüner Wasserstoff als Speichertechnologie leistet in der Industrie einen wichtigen Beitrag zur Energiewende, um in industriellen Prozessen fossile Energieträger zu ersetzen. Allerdings benötigen wir trotz dieser Technologie den Stromnetzausbau, denn grüner Wasserstoff stößt an seine Grenzen, wenn die großen Verbraucherzentren mit Strom versorgt werden sollen. Da die Elektrolyse, die Stromspeicherung und die erneute Umwandlung in Strom auch Energie benötigt, ist dieses Verfahren ineffizient und unwirtschaftlich. Für eine sichere Stromversorgung in Deutschland bleibt der Anschluss ans Stromnetz daher unersetzlich.
Grundsätzlich unterscheidet man elektrische von magnetischen Feldern.
Elektrische Felder entstehen immer dann, wenn eine elektrische Spannung anliegt. Die Größe des elektrischen Feldes wird von dem Ladungsunterschied bestimmt, der in Volt/Meter angegeben wird.
Magnetische Felder entstehen immer dann, wenn sich elektrische Ladungen bewegen, also wenn Strom fließt. Und je größer der Stromfluss, desto höher ist auch die magnetische Flussdichte, die in Tesla bzw. Mikrotesla angegeben wird.
Emissionen sind die von einer Anlage, von einem Gebäude oder einem Verkehrsmittel in die Umwelt, also Boden, Wasser oder Luft, abgegebenen Stoffe. Sie können gasförmig, flüssig oder fest sein. Wärme, Strahlung, Geräusche und Gerüche werden ebenfalls als Emissionen bezeichnet.
Die physikalische Größe Energie beschreibt die Fähigkeit eines Systems, Arbeit zu verrichten. Physikalisch betrachtet, kann Energie weder erzeugt noch vernichtet werden, sondern lediglich von einer Form (z.B. Bewegungsenergie) in eine andere (z.B. Wärme) überführt werden. Sie kommt beispielsweise in Form von elektrischer, chemischer oder thermischer Energie vor und wird in der Maßeinheit Joule angegeben.
Die Energieeffizienz beschreibt das Verhältnis zwischen dem Energieverbrauch (z.B. Strom) und dem erzielten (energetischen) Nutzen (z.B. Beheizung eines Gebäudes einer bestimmten Fläche). Will man die Energieeffizienz erhöhen, gibt es zwei Möglichkeiten: Entweder es wird weniger Energie bei gleichem Nutzen verbraucht (z. B. durch Wärmedämmung) oder aber der Nutzen wird bei gleichem Energieverbrauch erhöht (z. B. durch Abwärmenutzung).
Darunter versteht man das Reduzieren des Energieverbrauchs verglichen mit einem Status quo. Häufig wird der Begriff genutzt, um zu zeigen, dass ein verbessertes Nutzerverhalten Energie einsparen kann. Im weiteren Sinne kann auch die Verbesserung der Energieeffizienz als Möglichkeit zur Energieeinsparung verstanden werden.
Das Energieleitungsausbaugesetz (EnLAG) nennt Vorhaben des Netzausbaus in den Bundesländern, die als vordringlich eingestuft wurden und gesetzlich festgeschrieben sind. Derzeit sind das 24 Vorhaben. Sechs davon können auf Teilabschnitten als Pilotprojekt für den Einsatz von Erdkabeln auf der Höchstspannungsebene realisiert werden. Unter bestimmten Voraussetzungen kann der Übertragungsnetzbetreiber auch zum Einsatz von Erdkabeln verpflichtet werden. Solche Voraussetzungen sind zum Beispiel Mindestabstände zur Wohnbebauung, Arten- und Gebietsschutz sowie die Querung großer Flüsse.
Zum Engpassmanagement gehören alle Maßnahmen, die ein Netzbetreiber einsetzen kann, um Leitungsüberlastungen durch Netzengpässe in seinem Netz zu vermeiden oder zu beheben. Solche Engpässe können entstehen durch Wartung, unvorhergesehene Ereignisse (abnormale Wetterkonstellation) oder verzögerten bzw. nicht erfolgten Netzausbau. Dem Netzbetreiber stehen hierfür verschiedene Werkzeuge zur Verfügung, die gesetzlich geregelt sind. Dazu zählen Maßnahmen wie Redispatch und Einspeisemanagement, die bspw. erforderlich werden, wenn erneuerbarer Strom aus Windkraftanlagen nicht in die Verbrauchszentren in Mittel- und Süddeutschland transportiert werden kann.
Ein Erdkabel ist ein im Erdboden verlegtes elektrisch genutztes Kabel mit einer besonders robusten Isolierung nach außen. Dabei kann der Strom sowohl über ein Kabel an Land, als auch auf dem Meeresgrund transportiert werden.
Beim Stromnetzausbau mit HGÜ-Leitungen bevorzugt der Gesetzgeber Erdkabel gegenüber Freileitungen. Dies hat er mit den Ende 2015 verabschiedeten Änderungen des Bundesbedarfsplans beschlossen. Der Erdkabelvorrang gilt insbesondere für große Trassen wie den SuedLink und den SuedOstLink. Der Erdkabeleinsatz soll die Akzeptanz der Bevölkerung für neue Stromleitungen steigern, weil im Boden verlegte Leitungen weniger sichtbar sind.
Weitere Informationen finden Sie außerdem in unserem Flyer zum Thema Erdkabel beim Stromnetzausbau: https://www.buergerdialog-stromnetz.de/wp-content/uploads/2022/08/Flyer_BDS_Erdkabel-beim-Stromnetzausbau.pdf
Die Erzeugungsadäquanz zählt zu den wesentlichen Faktoren der Versorgungssicherheit. Darunter versteht man die zuverlässige Erzeugung von Energiemengen, die im Stromsystem von Verbrauchern nachgefragt werden. Dazu wird zumeist untersucht, wie viel gesicherte Leistung benötigt wird, um die Strom-Nachfrage jederzeit decken zu können. Beim Ausbau der erneuerbaren Energien spielt die Erzeugungsadäquanz daher eine immer wichtigere Rolle für die Versorgungssicherheit, weil wechselnde Wetterbedingungen bei Wind- und Solarstromerzeugung einkalkuliert werden müssen. Daher ist der Begriff der Erzeugungsadäquanz auch häufig Gegenstand von Studien und öffentlichen Diskussionen.
Die EU-Mitgliedstaaten haben sich ein gemeinsames Klimaziel gesetzt, das alle Länder in der EU erreichen müssen: Eine Senkung der Treibhausgasemissionen um mindestens 55 Prozent unter den Wert von 1990. Um dieses Ziel zu erreichen, müssen aus Sicht der Europäischen Kommission in allen Wirtschaftssektoren Maßnahmen erfolgen – der Ausbau der erneuerbaren Energien spielt dabei eine entscheidende Rolle. Aktuell wird über das Erneuerbaren-Ausbau-Ziel und weitere verhandelt. Weitere Informationen dazu finden Sie hier.
Das deutsche Stromnetz ist im EU-Netzgebiet mit den Übertragungsnetzen anderer europäischer Staaten verbunden. Durch den großen europäischen Verbund können die benötigten Stromreserven kleiner und damit kostengünstiger gehalten werden, als wenn jeder europäische Mitgliedstaat eigene Reserven vorhalten müsste. Das Netzgebiet der EU umfasst fünf räumlich benachbarte und elektrisch verbundene Stromnetzgebiete: das kontinentaleuropäische Netzgebiet, die Netzgebiete Irlands und Großbritanniens, das Baltische Stromnetz sowie das Nordische Netz. Letzteres umfasst die Länder Norwegen, Schweden, Finnland, den Osten Dänemarks sowie Island. Das EU-weit synchronisierte Netzgebiet dient dem Austausch von elektrischer Energie zwischen den verschiedenen europäischen Netzbetreibern. So können die Betreiber Schwankungen im Verbrauch und in der Erzeugung besser ausgleichen.
Um die Sicherheit und Zuverlässigkeit des europäischen Übertagungsnetzes für Deutschland und Europa zu gewährleisten, sind die 43 europäischen Übertragungsnetzbetreiber für Elektrizität im Verband „European Transmission System Operators for Electricity (ENTSO-E)“ über 36 Länder hinweg organisiert. Zu ihren Aufgaben gehört außerdem eine abgestimmte Netzentwicklung, für die die ENTSO-E alle zwei Jahre einen Zehnjahresplan erarbeitet. Dieser gewährleistet den zukünftig notwendigen Ausbau des gesamten EU-Übertragungsnetzes.
Fossile Energieträger sind solche, die aus abgestorbenen Pflanzen und Tieren im Laufe von Jahrmillionen unter hohem Druck und hoher Temperatur entstanden sind. Es handelt sich um Energierohstoffe mit unterschiedlichen Kohlenstoffverbindungen, wie Öle, Kohlen und Gase. Alle fossilen Energieträger sind endlich.
Freileitungen sind Anlagen zum oberirdischen Stromtransport bestehend aus Masten, Isolatoren und Leitungsseilen. Die Leitungen sind im Gegensatz zum Kabel nur durch die dazwischen liegende Luft voneinander isoliert. Das Übertragungsnetz für Höchstspannung in Deutschland nutzt bisher v.a. aus Kostengründen fast ausschließlich Freileitungen.
Erdkabel können offen oder geschlossen verlegt werden. Welche Variante am besten geeignet ist, hängt vor allem von den örtlichen Gegebenheiten ab. Die deutlich aufwendigere geschlossene Bauweise wählen die Übertragungsnetzbetreiber, wenn örtliche Gegebenheiten die offene nicht zulassen – zum Beispiel, wenn Erdkabel Straßen oder Flüsse unterqueren müssen. Dann bohren Tiefbauer tunnelähnliche Kabelkanäle mit lediglich einer Start- und einer Zielgrube. Die geschlossene Bauweise verändert Bodengefüge weit weniger als die offene, geht jedoch neben deutlich höheren Baukosten mit Erschwernissen bei der Wartung aufgrund des schlechteren Zugangs einher.
Weitere Informationen finden Sie außerdem in unserem Flyer zum Thema Erdkabel beim Stromnetzausbau: https://www.buergerdialog-stromnetz.de/wp-content/uploads/2022/08/Flyer_BDS_Erdkabel-beim-Stromnetzausbau.pdf
Als Gleichstrom wird Strom bezeichnet, dessen Stärke und Richtung zeitlich konstant verläuft. Im Unterschied zum Wechselstrom findet hier keine rhythmische Veränderung von Spannung und Strom in Abhängigkeit von der Zeit statt. Unser Stromnetz ist auf Wechselstrom ausgelegt. Trotzdem gibt es Verbraucher und Erzeuger, die mit Gleichstrom agieren. Strom aus Photovoltaikanlagen liegt beispielsweise bauartbedingt originär als Gleichstrom vor. Ebenso wie der Strom aus Batterien. Hier wird mit Hilfe eines Wechselrichters Gleichstrom auf Wechselstrom umgewandelt.
Es gibt zwei Varianten des elektrischen Stromflusses: Gleichstrom und Wechselstrom. Elektrischer Stromfluss liegt vor, wenn Ladungsträger (Elektronen, Protonen, Ionen) eine gerichtete Bewegung ausführen. Bleibt die Bewegungsrichtung über die Zeit konstant, spricht man von Gleichstrom. Ändert sich die Bewegungsrichtung periodisch, handelt es sich um Wechselstrom.
Elektrische Energie wird in Kraftwerken fast immer durch Synchron-Generatoren als Dreiphasenwechselstrom der Frequenz 50 Hz oder 60 Hz erzeugt. Daher ist das deutsche Stromnetz hauptsächlich ein Wechselstromnetz auch bekannt als Drehstromnetz. Die Übertragung großer Leistung (ab etwa 1 GW) über größere Entfernungen (über 100 km) unter Nutzung ökonomischer und technisch handhabbarer Leitungsdurchmesser erzwingt hohe elektrische Spannungen. Die Hochspannung wird hierzu mit sehr gutem Wirkungsgrad durch Leistungstransformatoren erzeugt und am Ende der Stromleitungen in Umspannwerken auf niedrigere Spannungen (z. B. 110 kV bis 20 kV) heruntertransformiert.
Eine der Voraussetzungen für diese Übertragung mit Wechselströmen ist jedoch, dass die Kapazität sowohl zwischen den Leitungen als auch zum Erdpotential ausreichend klein bleibt, um die Blindleistung gering zu halten. Bei Freileitungen wird dies durch entsprechende Abstände erreicht, bei Erd- oder Seekabeln erlaubt deren kapazitiver Belag jedoch keinen wirtschaftlichen Betrieb mit Wechselspannung bei Längen von mehr als einigen 10 Kilometern. In diesem Fall bringt die Übertragung mit Gleichstrom Vorteile, weil sich hierbei der Leitungsverlust allein auf den Ohmschen Widerstand des Wirkstroms beschränkt.
In Form von Wasserstoff lässt sich Strom speichern und transportieren. Grün ist Wasserstoff dann, wenn der zur Elektrolyse verwendete Strom aus erneuerbaren Energien wie Wind und Sonne stammt. Grüner Wasserstoff ersetzt in industriellen Prozessen fossile Energieträger. Mit seiner Hilfe lassen sich die Klimaziele erreichen. Nachteil: Die Elektrolyse sowie das Speichern und erneute Umwandeln in Strom sind nicht effizient und benötigen selbst viel Energie. Es wäre also ineffizient und unwirtschaftlich, grünen Strom in Wasserstoff umzuwandeln, diesen dann zu transportieren und schließlich wieder in Strom zu verwandeln, statt ihn direkt zu nutzen.
Schon eine Spannung über 1 Kilovolt (= 1.000 Volt) wird üblicherweise als Hochspannung bezeichnet. Bei der Stromübertragung sind allerdings weitere begriffliche Unterteilungen der Hochspannung gebräuchlich: Man spricht von Netzen mit Mittelspannung (1 bis 60 kV), Hochspannung (60 bis 110 kV) und Höchstspannung (220 bis 380 kV), wobei die genauen Grenzwerte nicht einheitlich festgelegt sind.
Möglichst hohe Spannungen werden ausgewählt, um die Übertragungsverluste bei langen Transportwegen so gering wie möglich zu halten.
Die HGÜ ist ein Verfahren der Energieübertragung durch Gleichstrom mit hoher Spannung.
Da die die neuen Übertragungsleitungen von Nord- nach Süd- und Westdeutschland erstmals sehr lange Strecken überwinden müssen, planen die ÜNB diese als HGÜ. Denn die Stromverluste bei der Übertragung auf langen Distanzen sind geringer als bei Hochspannungs-Drehstrom-Übertragungs-(HDÜ)-Leitungen, die in Deutschland bislang überwiegend für den Stromtransport eingesetzt wurden. Zudem bringen die HGÜ-Leitungen Vorteile für die Netzführung und die Versorgungssicherheit. Gleichstromleitungen lassen sich verglichen mit Wechselstromleitungen besser steuern und regeln. Denn hier kann die Netzführung die Richtung des Stromflusses steuern, um Netzengpässe zu vermeiden. Im Wechselstromnetz ist oft die physikalische Eigenschaft des Wechselstroms, sich immer den Weg des geringsten Widerstands zu suchen, für Netzüberlastungen verantwortlich. Beim Gleichstrom hingegen können die Leistungsflüsse gesteuert werden.
Zur Einbindung der HGÜ-Technik ins deutsche Stromnetz werden allerdings am Anfangs- und Endpunkt der Trasse sogenannte Konverter benötigt, um den Gleichstrom wieder in Wechselstrom umzuwandeln. Diese sind teuer und haben ebenfalls Verluste. Deshalb ist die HGÜ-Technik nur dann am wirtschaftlichsten, wenn Strom über weite Entfernungen transportiert wird. Deshalb wird sie bislang nur auf langen Strecken eingesetzt.
Als Immissionen werden mit Blick auf die Umweltgesetzgebung Einwirkungen von Störfaktoren aus der Umwelt auf Mensch und Natur bezeichnet. Das können ebenso Schadstoffe in der Luft als auch elektrische und magnetische Felder oder Geräusche sein. Weitere Informationen finden Sie im Bundesimmisionsschutzgesetz.
Interkonnektoren (vgl. BBPlG-Vorhaben Nr. 29 und Nr. 33, EnLAG-Vorhaben Nr. 12) verbinden Stromnetze über Landesgrenzen hinaus. So können z.B. Leistungsüberschüsse zu Speicherkapazitäten im Ausland abgeführt und Engpässe im deutschen Übertragungsnetz verhindert werden. Auf diese Weise kann das Gleichgewicht zwischen Stromnachfrage und -angebot international ausbalanciert und die Versorgungssicherheit hierzulande gewährleistet werden.
Ab 2020 / 2021 werden außerhalb des Strommarktes Leistungskapazitäten in Höhe von 2 Gigawatt (GW) vorgehalten. Sie werden durch Ausschreibungsverfahren bestimmt, an denen Erzeugungsanlagen, Speicher sowie regelbare Lasten teilnehmen können, die dann ein Rückkehrverbot in den Markt erhalten. Wenn auf dem Markt nicht ausreichend Leistung verfügbar ist, dürfen diese auf Signal der Übertragungsnetzbetreiber ihre Leistung erhöhen.
Kurz nach der nuklearen Katastrophe im März 2011 in Japan beschloss der Deutsche Bundestag am 30. Juni 2011 den Kernenergieausstieg Deutschlands bis zum Ende des Jahres 2022. Seitdem ist in Deutschland gesetzlich verankert, perspektivisch auf die Erzeugung von Strom mithilfe von Kernenergie zu verzichten.
Mit Inkrafttreten der Novellierung des Atomgesetzes am 8. August 2011 verloren die sieben ältesten Kernkraftwerke sowie das Kernkraftwerk Krümmel unmittelbar ihre Betriebsgenehmigung. Die weiteren neun Kernkraftwerke werden sukzessive bis Ende 2022 abgeschaltet.
Ein Konverter wandelt Wechselstrom (bzw. großtechnisch Dreiphasenwechselstrom) in Gleichstrom um, damit elektrische Energie in Gleichstromtechnik in einer Punkt-zu-Punkt-Verbindung an einen anderen Standort übertragen werden kann. Dort wird der Gleichstrom dann wieder durch einen weiteren Konverter in Wechselstrom umgewandelt.
Weil die Möglichkeiten zur Speicherung von Energie in Deutschland noch gering sind, wird im Stromversorgungssystem hierzulande zu jedem Zeitpunkt genau so viel Strom produziert, wie zu diesem Zeitpunkt auch verbraucht wird. Die Feinabstimmung wird über speziell dafür vorgesehene Kraftwerke erreicht. Die Steuerungsgröße ist die Netzfrequenz von 50 Hertz – wenn diese konstant gehalten wird, entspricht die Summe der Einspeisungen der Summe der Ausspeisungen im Stromnetz. Die flexible Steuerung der Stromerzeugung garantiert, dass Verbrauch und Erzeugung zu jedem Zeitpunkt übereinstimmen, das System gewährleistet, dass jeder Verbraucher ohne Berücksichtigung der Gesamtsituation seinen Energieverbrauch frei wählen kann.
Da der aus Wind und Sonne gewonnene Strom natürlicherweise Schwankungen unterliegt, muss mit einem stetig wachsenden Anteil der erneuerbaren Energien am deutschen Strommix in Zukunft auch der Verbrauch aktiv gesteuert werden, um die Kosten für den Ausgleich von Erzeugung und Verbrauch auf einem vertretbaren Niveau zu halten. Dies wird als Lastmanagement bezeichnet. Dies kann zum Beispiel durch das vertraglich vereinbarte Zu- oder Abschalten von Energieverbrauchern und -erzeugern durch einen Netzbetreiber geschehen, der damit den stabilen Netzbetrieb sicherstellt. Flexible Verbraucher können ihren Strom dann beziehen, wenn dieser im Überfluss vorhanden ist und somit auch der Strompreis niedriger ausfällt.
Das Mikrotunnelbauverfahren ist ein Verfahren zur geschlossenen Verlegung von Erdkabeln, das für längere Kabelabschnitte und Querungen in technisch schwierigem Terrain angewendet wird. Dabei erfolgt der Bodenabbau unter Verwendung einer Vortriebsmaschine, die in einer Startgrube platziert und anschließend durch eine hydraulische Schubvorrichtung durch den Untergrund gesteuert wird. Die Förderung des Abraumes erfolgt durch Zugabe von Wasser mittels Pumpen und Schlauchleitungen. Anschließend werden die Rohrsegmente eingeführt, indem sie mit hydraulischen Pressen durch den Bohrkanal geschoben werden. In diese wird dann das Erdkabel eingezogen.
Das (n-1)-Prinzip (sprich: N-minus-eins-Prinzip) oder die (n-1)-Sicherheit bezeichnet den Grundsatz, dass die Netzsicherheit auch dann gewährleistet bleibt, wenn eine Komponente, etwa ein Transformator oder ein Stromkreis, ausfällt oder abgeschaltet wird. Das heißt, es darf in diesem Fall nicht zu unzulässigen Versorgungsunterbrechungen oder einer Ausweitung der Störung kommen. Außerdem muss die Spannung innerhalb der zulässigen Grenzen bleiben und die verbleibenden Betriebsmittel dürfen nicht überlastet werden. Das (n-1)-Kriterium ist Grundbestandteil der deutschen Netzplanung und sorgt für die hohe Netzsicherheit in Deutschland. Fällt eine Leitung oder ein Transformator aufgrund eines Fehlers plötzlich aus, muss ein anderes Betriebsmittel übernehmen. Dabei darf nicht mehr Strom über das Betriebsmittel fließen als erlaubt. Sonst wird es überlastet und das Stromnetz kann zusammenbrechen. Daher werden die Betriebsmittel eines Stromnetzes nur mit etwa der Hälfte des maximal erlaubten Stromes betrieben, damit beim Ausfall einer Systemkomponente die andere Hälfte als Reserve zur Verfügung steht.
Eine weitere Voraussetzung für eine zuverlässige Versorgung des Strombedarfs ist die Netzadäquanz. Sie beschreibt das Vorhalten der erforderlichen Transportkapazität zwischen gesicherter Erzeugung und Verbrauchern. Die Netzadäquanz ist ein wichtiger Bestandteil bei der Planung von Stromnetzen und gewinnt im Rahmen der Energiewende zunehmend an Bedeutung. Denn der Großteil des Windstroms wird in Norddeutschland erzeugt – Strom, der dann vor allem in den großen Industriezentren in Mittel- und Süddeutschland verbraucht wird. Netzadäquanz und Erzeugungsadäquanz zählen zu den planerischen bzw. langfristigen Elementen der Versorgungssicherheit und werden unter dem Begriff Systemadäquanz zusammengefasst.
Das 2011 verabschiedete Netzausbaubeschleunigungsgesetz Übertragungsnetz (NABEG) hat die Projektvorhaben neu strukturiert und die für die Energieversorgung als notwendig eingestuften Projekte von der Länder- auf die Bundesebene verlagert. Außerdem sollen die großen für die Energiewende notwendigen Projekte transparenter und mit mehr stetiger Bürgerbeteiligung durchgeführt werden, um den Ausbau langfristig schneller und mit einer größeren regionalen Akzeptanz zu erreichen.
Normalerweise lasten die Netzbetreiber die Stromleitungen nicht komplett aus, um die Versorgung zu sichern. Wenn eine Leitung ausfällt, können die verbleibenden Leitungen deren Leistung übernehmen und so den Ausfall kompensieren, ohne zu überlasten.
Netzbooster sind Stromspeicher an strategisch günstigen Netzknoten. Sie gehören zu einem innovativen Netzschutzkonzept. Mit Netzboostern lassen sich Leitungen höher auslasten, ohne die Versorgungssicherheit zu gefährden. Wenn eine höher ausgelastete Leitung mit Netzbooster ausfallen sollte, kann dieser kurzfristig die Leitung entlasten.
Netzbooster überbrücken so die meist kurze Zeit, bis die Netzbetreiber den Netzengpass behoben haben, indem sie die Kraftwerke wieder hochgefahren oder Offshore-Windparks abgeregelt haben. Die Netzbetreiber können so bestehende Leitungen besser auslasten und vermeiden viele präventive Eingriffe ins Stromnetz.
Netzentgelte sind Bestandteil des Strompreises. Das Netzentgelt kann als eine Gebühr verstanden werden, die jeder, der Strom über das Versorgungsnetz bezieht, an den jeweiligen Netzbetreiber zahlen muss. Die Systematik ist ähnlich wie bspw. bei der Nutzung des Öffentlichen Nahverkehrs, bei der die Nutzer/innen ein Beförderungsentgelt zahlen müssen. Bei Verbraucherinnen und Verbrauchern kümmert sich der jeweilige Stromlieferant der Netznutzer um die Entrichtung dieser Gebühr und preist diese in sein Angebot ein. (Insbesondere deshalb werden wir Haushaltskunden beim Abschluss eines Stromliefervertrages bzw. bei Vergleichsportalen nach unserer Postleitzahl gefragt.) Dieser sammelt die Netzentgelte bei seinen Kunden ein und leitet sie an die entsprechenden Netzbetreiber weiter. Die Netzentgelte werden von den für den jeweiligen Netzbetreiber zuständigen Regulierungsbehörden (vgl. Ausführungen zur Bundesnetzagentur) reguliert, weil sich deren jeweilige Höhe nicht im freien Wettbewerb bildet. Der Hintergrund ist, dass Stromnetze natürliche Monopole sind (genauso wie beim Festnetztelefonanschluss, rentiert es sich wirtschaftlich nicht, einem Kunden mehrere Leitungen ins Haus zu legen, damit dieser aus unterschiedlichen Angeboten wählen kann), deren Bewirtschaftung extern überwacht wird. Strom-Netzentgelte sind aktuell nicht abhängig von der Länge der genutzten Leitung – sie orientieren sich bislang v.a. danach, in welcher Spannungsebene der Netzkunde angeschlossen ist. Je höher die Spannungsebene des Netzanschlusses, desto günstiger ist grundsätzlich das Netzentgelt.
Mithilfe des Netzentwicklungsplans (NEP) wird der Ausbaubedarf des Stromnetzes für die nächsten zehn Jahre dargestellt. Grundlage ist der von den Übertragungsnetzbetreibern erstellte Szenariorahmen, in welchem eingeschätzt wird, wie sich Stromerzeugung und -verbrauch in den nächsten Jahren entwickeln werden. Außerdem erstellt die Bundesnetzagentur einen Umweltbericht, in dem die möglichen Auswirkungen auf Mensch und Natur dargestellt werden – dieser fließt ebenfalls in den NEP ein. Anschließend wird der NEP unter Beteiligung der Öffentlichkeit abgestimmt.
Für das deutsche Stromnetz werden die Netzentwicklungspläne in zwei Bereiche aufgeteilt: in den Netzentwicklungsplan Land und See. Sie sind als „Netzentwicklungsplan Strom“ und „Netzentwicklungsplan Strom Offshore“ (O-NEP) benannt.
Wie der Netzentwicklungsplan zustande kommt, erklärt die Bundesnetzagentur in einem kurzen Animationsfilm.
Damit der Stromhandel in Europa länderübergreifend technisch reibungslos erfolgen kann, müssen die Mitgliedsländer ihre grenzüberschreitenden Stromverbindungen, die Netzknoten oder Interkonnektoren, weiter für den Stromhandel öffnen. Je nachdem, ob die Netzknoten über Land oder unter Wasser verlaufen, sind sie als Freileitung, Erd- oder Seekabel ausgelegt. Die länderübergreifenden Stromverbindungen unterstützen zudem die Stabilität unseres Energieversorgungssystems. Sie helfen, die Versorgungssicherheit zu erhöhen, und leisten somit einen wichtigen Beitrag dazu, dass der Strom verlässlich aus der Steckdose kommt.
Ziel der europäischen Strombinnenmarktverordnung ist die weitere Verstärkung und der Ausbau der Netzknoten. Um die EU-Vorgaben zu erfüllen, müssen sie im europäischen Stromversorgungssystem bis spätestens 2030 eine Gesamtkapazität von 50 Gigawatt (GW) erreichen. Bis 2040 steigt der Bedarf sogar auf insgesamt 93 GW. Beispiel für einen Netzknoten ist der 2020 in Betrieb genommene „NordLink“, eine rund 623 Kilometer lange Gleichstromleitung zwischen Deutschland und Norwegen mit 516 Kilometern als Seekabeltrasse. Die Leitung nutzt Deutschland, um überschüssigen Windstrom aus Norddeutschland in norwegischen Pumpspeicherkraftwerken zwischenzuspeichern.
Eine Netzreserve wird immer im Winterhalbjahr gebildet, um Kraftwerkskapazitäten für Netzeingriffe vorzuhalten. Kraftwerke für die Netzreserve laufen nicht im Regelbetrieb, sondern werden erst zugeschaltet, wenn die Bundesnetzagentur dies fordert. Für den Winter 2019/2020 betrug der Bedarf aus Netzreservekraftwerken insgesamt 5.126 Megawatt (MW). Im Winter 2022/2023 wird voraussichtlich eine knapp doppelt so große Netzreserve mit insgesamt 10.647 MW Leistung benötigt.
NOVA steht für: Netz-Optimierung vor Verstärkung vor Ausbau, d.h. zunächst sind bestehende Stromleitungen optimal auszunutzen und bei Bedarf zu verstärken. Erst wenn ihre Kapazitäten ausgeschöpft sind, werden neue Leitungen geplant. Das kann auch bedeuten, dass alte Trassen abgebaut und neue Stromtrassen naturverträglicher in die Landschaft und das Siedlungsgefüge eingepasst werden. Betroffene Anwohner sollten daher die Chance nutzen, sich in die Planungen einzubringen, um den Trassenverlauf auch bei geringen Handlungsspielräumen zu optimieren.
Erdkabel können offen oder geschlossen verlegt werden. Welche Variante am besten geeignet ist, hängt vor allem von den örtlichen Gegebenheiten ab. Die Übertragungsnetzbetreiber verlegen Erdkabel meist „offen“, weniger „geschlossen“. Bei der offenen Bauweise müssen sie circa zwei Meter tiefe Kabelgräben ausbaggern lassen. Die damit beauftragten Tiefbaufirmen lagern die verschiedenen Bodenschichten separat, um die Leitungsgräben später wieder in der ursprünglichen Bodenschicht-Reihenfolge befüllen zu können. So stellen sie den natürlichen Bodenzustand wieder her.
Weitere Informationen finden Sie außerdem in unserem Flyer zum Thema Erdkabel beim Stromnetzausbau: https://www.buergerdialog-stromnetz.de/wp-content/uploads/2022/08/Flyer_BDS_Erdkabel-beim-Stromnetzausbau.pdf
So werden die Windkraftanlagen zur Stromerzeugung auf See genannt (Offshore, engl. vor der Küste, auf See).
Das Pflugverfahren ist eine neuartige Technik zur Verlegung von Erdkabeln, die zurzeit durch die Übertragungsnetzbetreiber geprüft wird. Hierbei wird eine ca. vier Meter lange Grube ausgehoben, in die ein Pflug hineingelegt und mit einem Pflugfahrzeug verbunden wird. Der Pflug wird entlang der Trasse gezogen und verdrängt dabei das umgebende Material. Im Anschluss wird das Kabel direkt in die Erde verlegt. Durch Bagger wird der Boden wieder verfüllt und der Ursprungszustand wiederhergestellt.
Unmittelbare Umwandlung von Sonnenstrahlung in elektrische Energie mithilfe von Solarzellen.
Physische Autarkie bedeutet, dass eine Organisationseinheit, bspw. ein Haushalt, eine Kommune oder ein Landkreis, den gesamten eigenen Strombedarf jederzeit selbst produziert und decken kann. Verbrauch und Erzeugung würde die Organisationseinheit eigenständig koordinieren, etwa indem sie Stromspeicher nutzt. In diesem Fall würde der Haushalt oder die die Kommune keine Anbindung an das Stromnetz benötigen. Das Problem: Physische Autarkie ist nicht wirtschaftlich und insbesondere für kleine Organisationseinheiten extrem aufwendig.
Das Planfeststellungsverfahren beginnt mit der Einreichung der Planunterlagen mit dem konkreten Streckenverlauf bei der zuständigen Planfeststellungsbehörde und endet mit einem Planfeststellungsbeschluss. Wichtiger Bestandteil des Verfahrens ist die Beteiligung von Bürgern durch die öffentliche Auslegung der Pläne.
Das Pressbohrverfahren ist ein Verfahren zur geschlossenen Verlegung von Erdkabeln über kurze Strecken das beispielsweise zur Querung von Bahnstrecken oder Schnellstraßen eingesetzt werden kann. Dabei wird in einer Startbaugrube ein Stahlrohr hydraulisch zur Zielgrube hindurchgepresst. In diesem Rohr befindet sich eine Förderschnecke, mit der die gepresste Erde zurück in die Startbaugrube befördert wird. Das Verfahren stößt bei maximal 50 bis 60 Metern Länge an seine Grenzen.
Eine gängige und bereits großflächig eingesetzte Technologie sind Pumpspeicherkraftwerke. Sie können viel Energie kostengünstig speichern. Pumpspeicherkraftwerke sind Wasserkraftwerke mit Wasserbecken auf unterschiedlichen Höhen. Durch Hochpumpen des Wassers in ein höher gelegenes Becken lässt sich Energie speichern. Die Betreiber der Speicheranlagen gewinnen sie wieder, indem sie das Wasser in ein tiefer gelegenes Becken ablassen. Dabei treibt das Wasser Turbinen an, die so wieder elektrische Energie produzieren. Allerdings sind Pumpspeicherkraftwerke sehr groß und benötigen große Flächen und insbesondere Gefälle. Das Ausbaupotenzial für Pumpspeicherkraftwerke in Deutschland ist bereits weitgehend ausgeschöpft.
Im Raumordnungsverfahren (ROV) wird geprüft, ob konkrete Vorhaben (z. B. Trassenführungen von Stromleitungen oder Straßen, aber auch neu ausgewiesene Wohngebiete) mit den Zielen und Grundsätzen der Raumordnung und der Landesplanung übereinstimmen. Dabei werden ökologische, kulturelle, soziale und ökonomische Belange herangezogen.
„Raumwiderstand“ ist eine Bezeichnung für die Umsetzbarkeit einer Infrastrukturmaßnahme in einem gegebenen Raum. Für die Erstellung der Raumwiderstandskarte werden Hindernisse wie Siedlungen, Schutzgebiete oder Militärgebiete mit ihren Sensibilitäten eingetragen und aufsummiert. Ein hoher Raumwiderstand heißt jedoch nicht, dass ein Trassenbau hier grundsätzlich unmöglich ist.
Redispatch bezeichnet den Eingriff in die Einspeiseleistung von Kraftwerken, um Leitungsabschnitte vor einer Überlastung zu schützen. Zeichnet sich an einer bestimmten Stelle im Netz ein Engpass ab, werden Kraftwerke vor dem Engpass angewiesen, ihre Einspeisung herunterzufahren, während Anlagen nach dem Engpass ihre Einspeiseleistung in gleicher Höhe hochfahren müssen. Durch dieses Verfahren kann ein Lastfluss erzeugt werden, der dem Engpass entgegenwirkt.
Als Regelenergie – auch “Regelleistung“ genannt – bezeichnet man die Energie, die ein Netzbetreiber benötigt, um unvorhergesehene Leistungsschwankungen zur Stabilisierung der Frequenz im Stromnetz auszugleichen. Unterschieden wird zwischen positiver und negativer Regelenergie. Wenn die ins Netz eingespeiste Energie die zugleich entnommene Energie übersteigt, liegt ein Leistungsüberschuss und damit eine erhöhte Frequenz im Netz vor.
Um die Frequenz zu senken, benötigt der Netzbetreiber negative Regelenergie durch Stromabnehmer, die dem Netz kurzfristig Strom entziehen, oder durch Erzeugungsanlagen, die ihre Einspeisung verringern. Positive Regelenergie ist hingegen erforderlich bei unvorhergesehen erhöhtem Strombedarf. Der Netzbetreiber braucht dann kurzfristig zusätzliche Energieeinspeisung ins Netz. Abweichungen zwischen Stromerzeugung- und Entnahme muss der Übertragungsnetzbetreiber durch den Einsatz von Regelenergie ausgleichen, damit es zu keiner Gefährdung der Systemstabilität kommt. Dafür stehen den Betreibern drei Möglichkeiten zur Verfügung:
Primärregelenergie – sie wird zur schnellen Netzstabilisierung innerhalb von 30 Sekunden benötigt
Sekundärregelenergie –diese muss innerhalb von fünf Minuten in voller Höhe zur Verfügung stehen
Minutenreserve – sie wird zur Ablösung der Sekundärregelenergie eingesetzt. Die Minutenreserve muss mit einer Vorlaufzeit von mindestens 7,5 Minuten erbracht werden und wird mindestens 15 Minuten lang in konstanter Höhe abgerufen.
Damit die Energiewende auf lange Sicht ein Erfolg wird, müssen sowohl der Stromsektor, aber auch der Wärme- und der Verkehrsbereich auf erneuerbare Energien umgestellt werden. Sektorkopplung bedeutet, dass sauberer Strom im Verkehrssektor oder in der Wärmeversorgung dazu genutzt wird, um auch hier den Einsatz von fossilen Energien zu reduzieren. Im Bereich Wärme und Mobilität bzw. Verkehr werden im Vergleich zur Strombranche nach wie vor vorallem fossile Energieträger verwendet. Die Vernetzung aller Sektoren ist eine Voraussetzung für ein flächendeckendes, intelligentes Energiesystem. Siehe dazu auch in den Eintrag über Smart Grids.
„Intelligentes Stromnetz“, das Stromerzeuger und Verbraucher sowie mögliche Energiespeicher miteinander vernetzt. Es überträgt nicht mehr nur Energie, sondern auch Daten, um den zur Verfügung stehenden Strom und den tatsächlichen Strombedarf zeitlich und räumlich aufeinander abzustimmen.
Im Stromnetz werden vier Spannungsebenen unterschieden: Höchst-, Hoch-, Mittel- und Niederspannung. Das Höchstspannungsnetz hat eine Spannungsebene von 220 Kilovolt (kV), 380 kV und 525 kV und dient dem Stromtransport über weite Entfernungen, etwa von Nord- nach Süddeutschland. Das Hochspannungsnetz (110 kV) ist für den regionalen Stromtransport bestimmt. Große Energieerzeuger können ihren Strom direkt in dieses einspeisen und große Verbraucher, wie die Industrie, Strom direkt abnehmen. Das Mittelspannungsnetz (6-30 kV) verbindet hauptsächlich Kommunen überregional miteinander, während das Niederspannungsnetz (400 oder 230 Volt) Privathaushalte versorgt.
Das Spülbohrverfahren ist ein Verfahren zur geschlossenen Verlegung von Erdkabeln, das sich für längere Abschnitte eignet. Hier wird zunächst eine Pilotbohrung durchgeführt, wobei ein steuerbarer Bohrkopf über ein Horizontalbohrgerät vorangetrieben wird bis der unterirdische Kanal die notwendige Länge am Austrittspunkt erreicht hat. Anschließend wird der Bohrkanal mittels eines Räumwerkzeugs aufgeweitet, bis er den erforderlichen Durchmesser aufweist. Zuletzt wird das zu verlegende Kabelschutzrohr in den Kanal eingeführt, bevor das Stromkabel in den Leerrohrabschnitt eingezogen wird.
Die großen Höchstspannungsleitungen werden umgangssprachlich als „Stromautobahnen“ bezeichnet. Sie übernehmen den Transport großer Strommengen über weite Strecken. Dabei wird eine möglichst hohe Spannung gewählt, um die Übertragungsverluste gering zu halten. Neben den klassischen 380 Kilovolt-Dreiphasenwechselstromverbindungen werden jetzt für den Nord-Süd-Transport zusätzlich Hochspannungs-Gleichstromverbindungen (vgl. Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung) geplant.
Strom wird auf dem Großhandelsmarkt gekauft oder verkauft. Dieser Verkauf kann innerhalb eines Landes, aber auch über Grenzen hinweg erfolgen. Grundlage des grenzüberschreitenden Stromhandels ist das europäische Verbundnetz. Aus Angebot und Nachfrage ergibt sich am Großhandelsmarkt ein Strompreis. Je größer der Strommarkt ist (also je mehr Mitgliedstaaten der EU er umfasst), umso mehr Angebot steht zur Verfügung und umso günstiger sind die Strompreise für alle Verbraucher im Markt. Die Schaffung eines gemeinsamen europäischen Binnenmarktes für Strom führt langfristig zu einer sicheren, emissionsarmen und kostengünstigen Stromversorgung für die Verbraucher in der ganzen EU.Nationale Strommärkte profitieren vom grenzüberschreitenden Stromhandel, da Unterschiede beim Verbrauch und der Erzeugung besser ausgeglichen werden können: z. B. weht der Wind in Europa nicht überall gleich. Durch überregionalen Ausgleich müssen weniger Kapazitäten vorgehalten werden. Die Wahrscheinlichkeit für Stromausfälle sinkt weiter, weil Angebot und Nachfrage in einem größeren Markt besser zusammenkommen können und der Ausfall einzelner Leitungen leichter ausgeglichen werden kann. Die Versorgungssicherheit wird gestärkt und die Stromerzeugungskosten in Europa sinken. Davon profitieren alle Verbraucher in der EU.
Unter dem Begriff Stromnetzausbau wird die Verstärkung und Erweiterung der bestehenden Strominfrastruktur zusammengefasst, um beispielsweise neue Anlagen der Energieerzeugung wie auch neue Verbraucher an das Stromnetz anzuschließen. Außerdem soll einer Überlastung des Stromnetzes, beispielsweise infolge der steigenden Einspeisung dezentraler Energieanlagen, entgegengewirkt werden.
Der Strompreis impliziert den Preis, der für die Belieferung mit Strom veranschlagt wird. In die Kalkulation des Strompreises für Haushaltskunden fließen drei wesentliche Bestandteile ein:
Die Netzentgelte auf Verteilnetzebene sind bundesweit nicht einheitlich, denn sie hängen von den Kosten und der Größe des jeweiligen Netzgebiets, der Anzahl der Netznutzer und dem Stromverbrauch in diesem Gebiet ab. Regionale Unterschiede bei den Übertragungsnetzentgelten werden aktuell durch das Gesetz zur Modernisierung der Netzentgeltstruktur (NEMoG) und eine darauf beruhende Rechtsverordnung bis zum Jahr 2023 abgebaut. Auch die EEG-Umlage soll spätestens ab 2023 vollständig über den Bundeshaushalt finanziert werden.
Stromspeicher speichern überschüssigen Strom, um ihn später nutzen zu können. So kann bei der nachhaltigen Stromgewinnung, beispielsweise aus PV-Anlagen, auch dann Solarstrom genutzt werden, wenn keine Sonne scheint. Im Rahmen der Energiewende leisten Stromspeicher einen wichtigen Beitrag zur Einführung intelligenter Netze. Dennoch brauchen wir trotz Stromspeichern den Netzausbau. Es ist günstiger und ökologisch sinnvoll, Strom mit dem Stromnetz dahin zu transportieren, wo er gerade gebraucht wird. Heutige Speicher sind keine Langzeitspeicher. Sie können die Stromerzeugung und den Verbrauch nur für kurze Zeit, nicht aber von Sommer bis Winter entkoppeln. Auch wenn Erneuerbare Erzeugungsanlagen und Speicher regional stark ausgebaut werden, könnte das den Bedarf in den Verbrauchszentren in West- und Süddeutschland nicht decken.
Systemdienstleistungen dienen dazu das Stromnetz sicher und stabil zu betreiben. Dabei sind die Netzbetreiber verantwortlich dafür, dass Frequenz, Spannung und Leistungsbelastung innerhalb bestimmter Grenzwerte bleiben. Dies geschieht nicht automatisch, sondern durch regelmäßige Korrekturen. Zu den Systemdienstleistungen zählen die Frequenzhaltung, die Ungleichgewichte zwischen Ein- und Ausspeisungen ausgleicht, sowie die Netzfrequenz auf ihrem Sollwert von 50 Hertz hält. Daneben muss auch die Spannung innerhalb eines bestimmten Bereichs gehalten werden. Das geschieht über die Spannungshaltung zum Schutz von Personen, Betriebsmitteln oder Verbrauchergeräten. Eine der bekanntesten Systemdienstleistungen ist beispielsweise die Regelenergie. Zur Überwachung des Netzbetriebs dient die Betriebsführung, bei der die Netzbetreiber ggf. steuernd eingreifen, etwa bei Leitungsüberlastungen. Um schließlich die Stromversorgung nach einem großflächigen Stromausfall schnellstmöglich herzustellen, gibt es den Versorgungswiederaufbau. Eine zentrale Rolle spielen dabei Kraftwerke, die ohne externe Stromversorgung anfahren können. Sie werden als „schwarzstartfähig“ bezeichnet.
Szenario A beschreibt eine Transformation des Stromsektors. Darin spielen die Sektorenkopplung (stromgetriebene Anwendungen wie Elektroautos, Wärmepumpen und Power-to-Gas-Anlagen) und das stromnetzorientierte Einsatzverhalten von ErzeugerInnen und VerbraucherInnen nur eine untergeordnete Rolle. Der Stromsektor trägt in diesem Szenario mäßig zur Dekarbonisierung der anderen Sektoren bei. Dennoch liegt der Bruttostromverbrauch über dem heutigen Niveau. In diesem Szenario ist der Kohleausstieg im Jahr 2035 noch nicht vollständig abgeschlossen, sodass noch knapp 8 GW Energie aus Braunkohlekraftwerken im Erzeugungsmix enthalten sind.
Szenario B beschreibt eine Transformation des Stromsektors, in der die Sektorenkopplung und das stromnetzorientierte Einsatzverhalten von ErzeugerInnen und VerbraucherInnen eine relevante Rolle spielen. Auch die zunehmende Elektrifizierung von Industrieprozessen führt zu einem gegenüber heute deutlich steigenden Stromverbrauch. Der Kohleausstieg wird im Szenario B bereits bis 2035 als vollzogen angenommen.
Szenario C beschreibt eine Transformation des Stromsektors, in der die Sektorenkopplung und das stromnetzorientierte Einsatzverhalten von ErzeugerInnen und VerbraucherInnen eine entscheidende Rolle spielen. Der Stromverbrauch steigt hier auf Basis aller Annahmen deutlich an.
Da durch den Zubau von Offshore-Windenergieanlagen in der Nordsee zusätzliche Netzbelastungen im Übertragungsnetz zu erwarten sind, wird der Zubau von Onshore-Windenergieanlagen im Nordwesten verlangsamt. Dies vermehrt das Flächenpotenzial im Süden und Nordosten. Auch in diesem Szenario gehen die ÜNB von einem Kohleausstieg bis spätestens 2035 aus.
Der Szenariorahmen wird im Zweijahresrhythmus von den Übertragungsnetzbetreibern (50 Hertz, Tennet, TransnetBW und Amprion) erarbeitet. Dieser beschreibt mindestens drei unterschiedliche Szenarien, wie sich die deutsche Energielandschaft in den nächsten 10 bis 15 Jahren entwickeln wird.
Durch den Szenariorahmen können Aussagen über die in der Zukunft benötigte Infrastruktur – zum Beispiel Stromleitungen, Konverter und Umspannwerke – getroffen werden. Wird der Szenariorahmen von der Bundesnetzagentur genehmigt, bildet er die Grundlage für die Erstellung des Netzentwicklungsplans. Hat die Bundesnetzagentur den Szenariorahmen geprüft und genehmigt, bildet dieser die Grundlage für die Netzentwicklungspläne der Übertragungsnetzbetreiber.
Transformatoren können eine Wechsel-Spannung von einer höheren in eine niedrigere Spannung und umgekehrt umwandeln. Je höher die Spannung, desto geringer ist die Stromstärke bei gleicher übertragener elektrischer Leistung. Da insbesondere die Höhe der Stromstärke maßgeblich für Übertragungsverluste ist, wird für die Stromübertragung über weitere Entfernungen eine möglichst hohe Spannung bei geringer Stromstärke gewählt. Um den Strom letztendlich im Haushalt wieder nutzbar zu machen, enthält fast jedes elektrische Gerät einen Transformator. Auch an den Übergangspunkten zwischen den verschiedenen Netzspannungsebenen im Stromnetz und meistens auch an den Punkten, an denen Strom in das Netz eingespeist wird, werden Transformatoren benötigt.
Gebietsstreifen, in welchem die Stromtrasse verlaufen soll. Über ihren Verlauf wird bei länder- und grenzüberschreitenden Leitungen in der Bundesfachplanung entschieden. Nach der Gesetzesbegründung soll der Trassenkorridor in der Bundesfachplanung 500 bis 1000 Meter breit sein.
Das Übertragungsnetz transportiert Strom über weite Strecken. Nur etwa zwei Prozent der vorhandenen Leitungen entfallen auf das Übertragungsnetz. In den festgelegten Regelzonen ist es Eigentum der vier Übertragungsnetzbetreiber.
Die Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB) 50Hertz, Amprion, TenneT und TransnetBW betreiben die Übertragungs- und Transportnetze für den Strom. Sie organisieren ausschließlich den Stromtransport und sind in diesem Zusammenhang für die Systemsicherheit verantwortlich. Die ÜNB sind gesetzlich dazu verpflichtet, den Netzausbau im Rahmen der Energiewende vorzunehmen. Staatlich werden sie dabei von der Bundesnetzagentur reguliert. Diese überprüft auch, ob die ÜNB effizient wirtschaften – nicht nur beim Stromnetzausbau. Zu den weiteren Aufgaben der ÜNB gehören u.a. die Sicherung der Netzstabilität und die Vermarktung des Stroms aus Erneuerbaren Energien.
Als Teil der Strominfrastruktur dienen Umspannwerke als Schnittstellen zwischen Übertragungsleitungen unterschiedlicher Spannungsebenen. In Umspannwerken in der Nähe der Verbrauchszentren wird die Spannung von einer höheren auf eine geringere umgespannt. Man sagt dazu auch „herunter transformieren“. Das geschieht mithilfe der Transformatoren.
Zweck der Umweltverträglichkeitsprüfung (UVP) ist es, Umweltauswirkungen von Planungsvorhaben zu ermitteln, zu beschreiben und zu bewerten, so dass diese bei Entscheidungen berücksichtigt werden können.
Der Verbundbetrieb bzw. ein Verbundsystem bezeichnet den Zusammenschluss von Übertragungsnetzbetreibern, die auf nationaler und internationaler Ebene in Verbundnetzen zusammenarbeiten. So ermöglicht das engmaschige Stromnetz des europäischen Verbundbetriebs über HDÜ- und HGÜ-Leitungen den Stromtransport und -austausch innerhalb Europas und sorgt damit für eine gesicherte und wirtschaftliche Stromversorgung. Besteht in einem der angeschlossenen Länder plötzlich ein Ungleichgewicht zwischen Stromverbrauch und -produktion, können Schwankungen innerhalb des Verbundbetriebes einfach aufgefangen werden.
Wenn jederzeit und dauerhaft an jedem Ort in Deutschland Strom zur Verfügung steht, spricht man von Versorgungssicherheit. Dafür nötig ist ausreichend produzierter Strom, der in einem stabilen Stromnetz bis zum Verbraucher transportiert werden kann.
Im bauordnungsrechtlichen Sinn handelt es sich hierbei um die Planung einer baulichen Anlage bzw. einer bestimmten Nutzung, wobei die Vorgaben eines festgelegten Genehmigungsverfahren zu beachten sind.
Das Verteilernetz in Deutschland wird von ca. 900 regionalen Verteilernetzbetreibern organisiert. Sie verteilen regional den Strom aus Hoch- und Höchstspannungsnetzen über die Umspannwerke der Ballungsräume zu den Verbrauchern in Mittel- und Niederspannung. Außerdem spielen sie bei der Integration des Stroms aus erneuerbaren Energiequellen und kleinen bis mittelgroßen KWK-Anlagen eine entscheidende Rolle, da dieser direkt in das Verteilernetz eingespeist wird.
wird nur mit ÜNB definiert. Hier sollte man noch etwas deutlicher machen, dass das immer das für die Baumaßnahme per Gesetz zuständige unternehmen ist. Beim Übertragungsnetzausbau der ÜNB, beim Verteilnetzausbau der VNB etc.
Von Vorzugs-/Vorschlagskorridor wird gesprochen, wenn der zuständige Übertragungsnetzbetreiber aus mehreren möglichen Trassenkorridoren einen als beste Variante vorgeschlagen hat
Die Wärmewende bezeichnet die Energiewende im Wärmesektor, also das Nachhaltiger und Effizienterwerden der Wärmeversorgung. Bisher wird Wärme weit überwiegend mit fossilen Brennstoffen erzeugt, diese müssen bis 2050 ganz verschwinden. An ihre Stelle treten für Temperaturen bis etwa 150°C vor allem elektrisch betriebene Wärmepumpen, die zusätzlich Umweltwärme nutzen und – wo möglich – Wärmenetze mit Erneuerbaren Energien (EE). Wärme nimmt einen bedeutenden Teil der Energiewende ein, da mehr als die Hälfte der gesamten Energie in Deutschland in Wärme fließt. Bis dato stammt die Energie dafür vor allem aus Erdgas, Mineralöl und Kohle.
Elektrische Energie wird in Kraftwerken fast immer durch Synchron-Generatoren als Dreiphasenwechselstrom der Frequenz 50 Hz oder 60 Hz erzeugt. Daher wird in Deutschland hauptsächlich Wechselstrom für die Verteilung benutzt.
Um Verluste zu vermeiden, werden für den Stromtransport über weitere Entfernungen hohe Spannungen verwendet. Die Kopplung mit den Verteilnetzen erfolgt über regionale Umspannwerke, wodurch ein insgesamt vermaschtes Netz entsteht; ein Wechsel der Spannungsebenen, z. B. von 380 auf 110 Kilovolt, ist in einem Wechselstromnetz über Transformatoren vergleichsweise leicht möglich. Wechselstrom ändert innerhalb einer Sekunde einhundert Mal die Fließrichtung. Dies ergibt eine Frequenz von 50 Hertz. Hinsichtlich der konkreten Ausführung im „normalen“ Stromnetz spricht man umgangssprachlich auch von Drehstrom (technisch zumeist Dreiphasenwechselstrom). Die Übertragungsleitungen mit Wechselstrom werden deshalb als Hochspannungs-Drehstrom-Leitungen bezeichnet.
Siehe hierzu auch die Definition Drehstrom.