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Stromnetze und Speicher für die Energiewende

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DIW kompakt: Kemfert, Gerbaulet, Hirschhausen, Stromnetze und Speichertechnologien für die Energiewende - Eine Analyse mit Bezug zur Diskussion des EEG 2016 Gutachten im Auftrag der Hermann-Scheer-Stiftung, Juni 2016

DIW Berlin:

DIW Berlin: Politikberatung kompakt 112 Fazit: Weder Netzausbau noch Speicher stellen Engpässe dar Netzausbau und Speichertechnologien. Im vorliegenden Gutachten werden einige Argumente in dieser Diskussion geprüft; neben aktuellen Forschungsarbeiten wird dabei auch auf Beiträge zum Netzausbau zurückgegriffen, welche in den letzten 10 Jahren regelmäßig im Rahmen von Forschungsprojekten und Konsultationsverfahren erstellt wurden (s. Referenzen). Die Kostendegression der erneuerbaren Energien in den vergangenen zwei Jahrzehnten hat dazu geführt, dass diese inzwischen weltweit als tragende Säule zukünftiger Stromsysteme betrachtet werden. Aus gesamtwirtschaftlicher Perspektive stellen erneuerbare Energien im Vergleich zu fossilen oder atomaren Technologien die mit Abstand günstigste Stromquelle dar, da ihre Produktionskosten weiterhin drastisch sinken werden und sie verhältnismäßig geringe externe Umweltkosten haben. Die Umgestaltung des Stromsystems auf 80- 100% erneuerbare Quellen ist daher wohlfahrtssteigernd. Auch die deutschen und andere europäische Energieversorger haben inzwischen diese Entwicklung erkannt und orientieren ihre Unternehmensstrategien weg von fossilem und Atomstrom in Richtung erneuerbarer Energien. Der Anteil erneuerbarer Energien im deutschen Stromsystem ist im vergangenen Jahrzehnt von ca. 10% auf ein Drittel gewachsen, ohne dass dadurch die Versorgungssicherheit oder Netzstabilität reduziert worden wäre. Laut Aussagen der Bundesnetzagentur ist die Zuverlässigkeit der Stromversorgung in den vergangenen Jahren sogar noch gesteigert worden. Im Jahr 2014 lag die durchschnittliche Unterbrechungsdauer der angeschlossenen Letztverbraucher bei 12,28 Minuten (BNetzA, 2015, S. 7); die Zuverlässigkeit der Stromversorgung liegt mit 99,998% weltweit mit an der Spitze. Die Entwicklung der Übertragungsnetze schreitet in Deutschland kontinuierlich voran und hat bisher zu keinen nennenswerten Einschränkungen des Stromsystems geführt. Jährlich werden ca. 60-100 km Netzausbau an Land fertiggestellt; hierzu kommt die Anbindung von Offshore Windparks. Trotz einer leichten Steigerung sind die Engpässe im Stromnetz und der dadurch verursachte Redispatch vernachlässigbar (2015: 489 GWh): er lag in den vergangenen Jahren stets unterhalb von 1% der insgesamt transportierten Menge und im Jahr 2015 bei 1,1%. Insgesamt sind die Kosten für Systemdienstleistungen (wie z.B. Regelleistung) in den vergangenen Jahren rückläufig. Es gibt in Deutschland derzeit keine Netzengpassgebiete, in denen eine Verzögerung des Ausbaus erneuerbarer Energien gerechtfertigt wäre, so wie es im Entwurf des EEG 2016 vorgeschlagen wird. Der 29

DIW Berlin: Politikberatung kompakt 112 Fazit: Weder Netzausbau noch Speicher stellen Engpässe dar einzige strukturelle Engpass im deutschen Stromnetz, zwischen den neuen Bundesländern und Bayern, wird durch die Fertigstellung der EnLAG-Leitung Altenfeld (Thüringen) – Redwitz (Bayern, 2 x 380 kV AC Leitung, ca. 3,4 GW Kapazität) aufgelöst; weitere längerfristige und strukturelle Engpässe sind im Netz nicht erkennbar. Der von den Übertragungsnetzbetreibern ermittelte umfangreiche Netzausbaubedarf ist vor allem darauf zurückzuführen, dass das gegenwärtige Marktdesign eine Einspeisegarantie für fossilen Strom auch in Zeiten hoher Überkapazitäten vorsieht, welche dann vor allem für Stromexporte genutzt wird; selbst dieses erfolgt nur in wenigen Stunden des Jahres. Insbesondere die drei geplanten Höchstspannungs-Gleichstrom-Übertragungsleitungen (HGÜ- Leitungen) sind darauf angelegt in wenigen Stunden mit viel Wind gleichzeitig auch viel Kohlestrom zu transportieren. Die Tatsache, dass in einem CO 2 -intensiven Stromsystem groß angelegter Leitungsausbau zu einer Steigerung der CO 2 -Emissionen führt, wird inzwischen auch von der internationalen Literatur bestätigt (vgl. Abrell/Rausch, 2015; Brancucci Martínez-Anido, 2013). Der überhöhte Netzausbau kann dank einer Vielzahl von Maßnahmen auf ein technisch-ökonomisch angemessenes Niveau reduziert werden, wie z.B. Einspeisemanagement für fossilen und erneuerbaren Strom, Redispatchmaßnahmen oder eine Umstellung des Marktdesigns auf netzknotenspezifische Preise („Nodalpreise“); hierzu gehört auch eine drastische Reduktion der den ÜNBs zugestandenen, garantierten Eigenkaptalrendite von derzeit über 9%, welche ein Vielfaches vergleichbarer, risikoarmer Anlagemöglichkeiten des aktuellen Kapitalmarktes darstellt. Analog zu den erneuerbaren Energieträgern haben sich auch die Stromspeichertechnologien in den vergangenen Jahren rasch weiterentwickelt und stellen in absehbarer Zeit die Möglichkeit einer 100%-igen erneuerbaren Stromerzeugung sicher. Hierfür steht eine Vielzahl von Speichertechnologien zur Verfügung, wie elektrochemische Batteriespeicher (u.a. Blei- Säure, Lithium-Ionen), Pumpspeicher im In- und Ausland sowie „Power-to-Gas“- Technologien. Sowohl Modellrechnungen als auch Einschätzungen von Praktikern legen nahe, dass allein mit derzeit verfügbaren Speichertechnologien 60-80% Erneuerbare im deutschen Stromsystem machbar sind (Schill et al., 2015; Zerrahn/Schill, 2015; Schucht, 2016); Speichertechnologien stellen für die Stromwende keinen Engpass dar. 30

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