Die vier Übertragungsnetzbetreiber in Deutschland (TenneT, 50Hertz Transmission, Amprion und TransnetBW) sorgen für den sicheren Betrieb der Infrastruktur der Übertragungsnetze und deren Instandhaltung, bauen Stromleitungen aus und gewähren Stromhändlern/-lieferanten diskriminierungsfrei Zugang zu diesen Netzen. Kontrolliert werden sie von der Bundesnetzagentur, einer im Geschäftsbereich des BMWK angesiedelten Bundesbehörde, die zum Beispiel den Netzausbau und die Entgelte für die Nutzung der Netze genehmigt.

Über große Distanzen: Übertragungsnetze

Übertragungsnetze ermöglichen einen deutschlandweiten und grenzüberschreitenden Transport von Strom über große Entfernungen – möglichst verlustarm und direkt dorthin, wo der Strom verbraucht wird. Über sogenannte Kuppelleitungen ist das deutsche Höchstspannungsnetz an das europäische Verbundnetz angeschlossen. Die Stromkreislänge der Übertragungsnetze beträgt rund 37.000 Kilometer. Übertragen wird bei Drehstrom mit Höchstspannung von 220 Kilovolt (kV) oder 380 kV, bei den geplanten neuen Höchstspannungs-Gleichstrom-Übertragungsleitungen mit bis zu 525 kV.

Direkt zum Verbraucher: Verteilernetze

Auf der Ebene der Verteilernetze wird der Strom in Hoch-, Mittel- und Niederspannung übertragen. Die Netze mit niedrigeren Spannungsebenen dienen der Verteilung des Stroms an die Endverbraucher. In diesem Bereich ist eine Vielzahl von regionalen und kommunalen Netzbetreibern tätig.

• Hochspannung: 60 kV bis 220 kV (Stromkreislänge rund 94.000 km)
  Das Hochspannungsnetz ist die Verbindung zum Höchstspannungsnetz (Umspannwerke). Mit Hochspannungsnetzen wird der Strom grob zu Ballungszentren oder  auch direkt an große Industriebetriebe verteilt.

• Mittelspannung: 6 kV bis 60 kV (Stromkreislänge rund 520.000 km)
  Das Mittelspannungsnetz verteilt den Strom an regionale Transformatorenstationen oder direkt an größere Einrichtungen wie beispielsweise Krankenhäuser oder Fabriken.

• Niederspannung: 230 V oder 400 V (Stromkreislänge rund 1.190.000 km)
  Das Niederspannungsnetz dient der Feinverteilung. An das Niederspannungsnetz sind private Haushalte, kleinere Industriebetriebe, Gewerbe und Verwaltung angeschlossen.

Im Mai 2019 ist das Gesetz zur Beschleunigung des Energieleitungsausbaus in Kraft getreten. Damit wurden die behördlichen Verfahren schlanker gemacht und unnötige Bürokratie abgebaut. Jetzt geht es darum, die Netzausbauprojekte möglichst schnell umzusetzen.

Dazu hat sich das Bundeswirtschaftsministerium gemeinsam mit den Energieministern der Länder sowie den Geschäftsführern der Übertragungsnetzbetreiber bei der Energieministerkonferenz am 24. Mai 2019 auf konkrete Zeitpläne und Meilensteine für alle Netzausbauvorhaben geeinigt. Die Zeitpläne wurden auf www.netzausbau.de veröffentlicht. Sie können auch hier (PDF, 130 KB) abgerufen werden. Die Zeitpläne stellen die Soll-Größe für das Netzausbau-Controlling dar. Sie erlauben den Abgleich mit dem tatsächlichen Fortschritt der Netzausbauprojekte, den die BNetzA jedes Quartal auf ihrer Website veröffentlicht. So wird für die am Netzausbau Beteiligten schnell sichtbar, welche Projekte als gute Beispiele dienen können oder wo zusätzliches Engagement erforderlich ist. Lösungsansätze für eine Optimierung und Beschleunigung des Netzausbaus im bestehenden Rechtsrahmen lassen sich einem im Auftrag des BMWK erstellten Praxisleitfaden entnehmen.

Ein Jahr später hat sich das Bundeswirtschaftsministerium gemeinsam mit der Bundesnetzagentur und dem Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie und den Energieministern der Küstenländer sowie den Geschäftsführern der beteiligten Übertragungsnetzbetreiber 50Hertz, Amprion und TenneT auf eine gemeinsame Offshore-Vereinbarung (PDF, 244 KB) geeinigt. Danach verpflichten sich alle Beteiligten auf die erforderlichen Maßnahmen und eine enge Zusammenarbeit, um den Windenergieausbau in der Nord- und Ostsee voranzubringen. Die Anhebung des Ausbauziels von 15 Gigawatt auf 20 Gigawatt bis zum Jahr 2030 erfordert, dass alle erforderlichen Anbindungsleitungen zeitgerecht in Betrieb gehen. Die konkreten Meilensteine und Zeitpläne (PDF, 92 KB) für alle Beteiligten stellen dabei sicher, dass die erforderlichen Planungs- und Genehmigungsschritte sowie der Bau der Anbindungsleitungen und der Offshore-Windparks Hand in Hand gehen. Die Zeitziele werden im Rahmen des Netzausbau-Controllings des BMWK regelmäßig überprüft, sodass bei Verzögerungen Gegenmaßnahmen schneller eingeleitet werden können.

Bisher kommt beim Stromtransport über große Distanzen auf Höchstspannungsebene Drehstrom (Wechselstrom) zum Einsatz. Die neuen großen Nord-Süd-Leitungen wie SuedLink werden aber als Höchstspannungs-Gleichstrom-Übertragungsleitungen (HGÜ-Leitungen) geplant und gebaut. Sowohl bei den Drehstrom- als auch bei den Gleichstromvorhaben kamen bisher vorrangig Freileitungen zum Einsatz.

Das Gesetz zur Änderung von Bestimmungen des Rechts des Energieleitungsbaus hat nicht nur die Liste der besonders dringlichen Vorhaben angepasst, sondern auch die Regelungen zur Erdverkabelung von Übertragungsleitungen auf eine neue Grundlage gestellt. Neue Gleichstromvorhaben sind jetzt vorrangig als Erdkabel zu planen. Diese sind zwar teurer, erhöhen aber die Akzeptanz, da der Eingriff in die Landschaft deutlich geringer ist.

Bei Wechselstromleitungen ist die Verkabelung ungleich schwieriger. Im Rahmen von Pilotvorhaben werden auf Teilabschnitten in den kommenden Jahren ebenfalls Erdkabel getestet. Mehr erfahren.

Die Energiewende ist ein Gemeinschaftsprojekt – umso wichtiger sind Transparenz und Dialog. Während eine große Mehrheit die Energiewende grundsätzlich befürwortet, haben sich viele Bürgerinnen und Bürger mit dem dafür notwendigen Ausbau von Infrastrukturen wie Stromleitungen noch nicht intensiv auseinandergesetzt beziehungsweise stehen diesem weniger befürwortend gegenüber.

Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz fördert deshalb die Initiative „Bürgerdialog Stromnetz“. Sie steht Betroffenen und der breiten Öffentlichkeit als neutrale Informations- und Dialogplattform zu allen Fragen rund um die Energiewende und den Netzausbau zur Verfügung und gestaltet einen breiten gesellschaftlichen Dialog. Deutschlandweit zehn regionale Ansprechpartnerinnen und -partner, ein mobiles Bürgerbüro, eine Bürger-Hotline, verschiedene Veranstaltungsformate vor Ort und auf Wunsch auch virtuell, ein umfassendes Online-Informationsangebot mit Online-Bürgerbüro sowie Presse- und Social-Media-Arbeit bieten Bürgerinnen und Bürgern vielfältige Möglichkeiten, sich über den Netzausbau und die Energiewende zu informieren und ihre Anliegen im Dialog zu erörtern.

Alle weiteren Informationen zum „Bürgerdialog Stromnetz“ finden Sie hier.

Für das weitere Gelingen der Energiewende auf dem Weg zu einem klimaneutralen Stromsystem ist neben dem zügigen Ausbau erneuerbarer Energien und der Stromnetze ein stabiler Netzbetrieb essenziell. Die Energiewende verändert die Stromversorgung in Deutschland grundlegend. Marktteilnehmer und Netzbetreiber müssen neuen Anforderungen gerecht werden, um einen stabilen Betrieb des Stromversorgungssystems und damit auch die Versorgungssicherheit zu gewährleisten. Damit geht auch ein Weiterentwicklungsbedarf für Netzbetriebskonzepte, technische Spezifikationen und Regelsetzungen der Stromnetze einher.

Aufgrund des Rückgangs konventioneller Kraftwerke mit Synchrongeneratoren müssen deren Eigenschaften alternativ erbracht und Systemdienstleistungen sowie das Aufgabenspektrum der erneuerbaren Erzeugungsanlagen und weiterer Anlagen weiterentwickelt werden. Mit dem beschleunigten Ausbau der erneuerbaren Energien , insbesondere Wind und PV, als tragende Säule der Energieversorgung und einem möglichen vorgezogenen Kohleausstieg 2030, kommt dem Anpassungsprozess eine besondere Bedeutung zu. Die erneuerbaren Energien sind im Vergleich zu konventionellen Großkraftwerken i.d.R. im Verteilnetz und über leistungselektronische Stromrichter an das Stromnetz angeschlossen. Daraus ergeben sich neue und andere Anforderungen an die erneuerbaren Erzeugungsanlagen aber auch neue Möglichkeiten, um einen sicheren und robusten Netzbetrieb zu gewährleisten. Außerdem bedarf es deutlich engerer Kooperationen zwischen Netzbetreibern (VNB/ÜNB und VNB/VNB). Insgesamt macht dieser „elektrotechnische Wandel“ (vom Synchrongenerator zur Leistungselektronik) neue Lösungen für den Netzbetrieb und zur Sicherstellung der Systemstabilität möglich und gleichzeitig erforderlich.

Aufgrund der hohen Anzahl der am Netz angeschlossenen Anlagen und der zunehmend erforderlichen Digitalisierung steigen Komplexität und Risiken des Stromversorgungssystems, auch hinsichtlich der Systemstabilität. Es bedarf deshalb der Entwicklung eines robusten und fehlertoleranten Systems auch unter den sich verändernden Rahmenbedingungen. Das Ziel ist ein sicherer und robuster Betrieb der Stromnetze mit 100% erneuerbaren Energien.

Roadmap Systemstabilität

Das BMWK entwickelt deshalb mit breiter Branchenbeteiligung und enger Einbindung der Bundesnetzagentur die „Roadmap Systemstabilität“ . Übergeordnetes Ziel der Roadmap ist es, einen Fahrplan zur Erreichung eines sicheren und robusten Systembetriebs mit 100% erneuerbaren Energien zu entwickeln. In der Roadmap soll aufgezeigt werden, welche Prozesse und Funktionalitäten hierfür benötigt werden. Dafür ist es notwendig, vom Ziel her zu denken und einen robusten Transformationspfad für den Weg dorthin aufzuzeigen.

Der Prozess ist im Oktober 2022 gestartet. Unter Leitung des BMWK sowie der Begleitung eines Beirates erfolgt die Erarbeitung durch themenspezifische Arbeitsgruppen mit aktiver Beteiligung aller relevanten Akteure (Netzbetreiber, Hersteller, Wissenschaft, Verbände). Dabei werden für die einzelnen Themenfelder die konkreten Handlungsbedarfe („Was“), Verantwortlichkeiten/ Umsetzungsprozesse („Wer“) und die Zeitschiene („Wann“) erarbeitet und festgelegt. Die konkreten Maßnahmen und Umsetzungsschritte sollen durch die Roadmap eindeutigen Prozessen (z.B. im Rahmen der Weiterentwicklung der technischen Anschlussregeln oder der Einführung marktgestützter Beschaffungen von Systemdienstleistungen) und Akteuren (z.B. Netzbetreiber, Normungsgremien, Bundesnetzagentur) zugeordnet werden.

Die Veröffentlichung der Roadmap Systemstabilität ist für Herbst 2023 vorgesehen. Nach der Veröffentlichung erfolgen die Umsetzung und das Monitoring der Maßnahmen der Roadmap.

Systemdienstleistungen

Systemdienstleistungen (SDL) dienen dazu, dass das Stromnetz immer stabil und sicher betrieben werden kann. Hierzu zählen

• Frequenzhaltung, um Ungleichgewichte zwischen Ein- und Ausspeisungen auszugleichen und die Netzfrequenz auf ihrem Sollwert von 50 Hertz zu halten,
• Spannungshaltung, um die Spannung immer innerhalb eines vorgegebenen Bereichs zu halten,
• Betriebsführung, bei der die Netzbetreiber den korrekten Netzbetrieb überwachen und ggf. steuernd eingreifen, z.B. bei Leitungsüberlastungen, und
• Versorgungswiederaufbau, um nach dem unwahrscheinlichen Fall eines großflächigen Stromausfalls die Stromversorgung schnellstmöglich wieder hochzufahren, insbesondere mithilfe sogenannter schwarzstartfähiger Kraftwerke.

Die Netzbetreiber greifen dabei auf Produkte für Systemdienstleistungen (SDL-Produkte) zurück, die entweder durch Netzbetriebsmittel der Netzbetreiber oder Netznutzer (Erzeuger, Verbraucher, Speicher) bereitgestellt werden können.

Marktgestützte Beschaffung von Systemdienstleistungen

Zukünftig sollen Systemdienstleistungen grundsätzlich transparent, diskriminierungsfrei und marktgestützt beschafft werden, sofern sie nicht durch die Netzbetreiber selbst aus Netzbetriebsmitteln erbracht werden. Die konkreten Beschaffungssysteme werden von der Bundesnetzagentur festgelegt werden. Ausnahmen wird es nur geben, wenn eine marktgestützte Beschaffung wirtschaftlich nicht effizient wäre. Hierfür hat der Bundestag am 08. Oktober 2020 ein Gesetz zur marktgestützten Beschaffung von Systemdienstleistungen beschlossen. Ziel der Regelung ist es, das Erbringen der Systemdienstleistungen durch die Einführung von transparenten und diskriminierungsfreien und marktgestützten Verfahren für alle Marktteilnehmer zu öffnen, egal ob Erzeuger, Speicher oder Verbraucher. Mit den Änderungen wird Wettbewerb angereizt. Dadurch können technische Potenziale zur Erbringung von Systemdienstleistungen gehoben werden und die Effizienz des Netzbetriebs wird verbessert.

Zur Unterstützung der Einführung marktgestützter Beschaffungssysteme und zur Entwicklung von konkreten mögliche Lösungsbeiträge für den zukünftigen Netzbetrieb hat das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz das Projekt SDL-Zukunft durchgeführt („Zukünftiger Bedarf und Beschaffung von Systemdienstleistungen“). Das Ministerium arbeitete im Rahmen dieses Projektes eng mit der Bundesnetzagentur zusammen und hat relevante Beteiligte wie Netzbetreiber, Branchenverbände und Wissenschaft einbezogen. In diesem Rahmen wurde auch untersucht, für welche Systemdienstleistungen eine marktgestützte Beschaffung zum damaligen Zeitpunkt nicht wirtschaftlich effizient erschien. Dazu hat das Projekt Beinen Ergebnisbericht veröffentlicht (PDF, 1.014 KB). Die Bundesnetzagentur hat am 18.12.2020 Festlegungen hierzu erlassen und folgende vier Systemdienstleistungen derzeit von einer marktgestützten Beschaffung ausgenommen:

1. Trägheit der lokalen Netzstabilität (Momentanreserve)
2. Inselbetriebsfähigkeit
3. Kurzschlussstrom
4. dynamische Blindstromstützung

Aktuell wird ein marktliches Beschaffungssystem für die Systemdienstleistungen Spannungsregelung/Blindleistung sowie erarbeitet. Für Schwarzstartfähigkeit hat die Bundesnetzagentur bereits ein marktgestütztes Beschaffungssystem per Festlegung erlassen. Im Rahmen des Projektes SDL-Zukunft wurden hierfür Vorschlag für ein Beschaffungssystem für Schwarzstartfähigkeit (PDF, 720 KB) sowie Spannungsregelung/Blindleistung erarbeitet.

Im Projekt wurde auch ein Ergebnispapier zur Mittel- und langfristigen Entwicklung des Netz- und Versorgungswiederaufbaus erstellt.

Den Endbericht des Projektes SDL-Zukunft finden Sie hier.

Der Begriff „intelligentes Stromnetz“ (englisch „smart grid“) beschreibt die kommunikative Anbindung der Akteure des Energiesystems von der Erzeugung über den Transport, die Speicherung und die Verteilung bis hin zum Verbrauch. So entsteht ein integriertes Daten- und Energienetz mit völlig neuen Strukturen und Funktionalitäten. Intelligente Netze sollen die Energieversorgung von morgen auf Basis eines effizienten und zuverlässigen Systembetriebs sicherstellen. Präzise Informationen über das Verhalten Millionen dezentraler Erzeugungsanlagen sind für einen energiewendetauglichen Netzbetrieb unerlässlich. Ähnliches gilt auf Verbraucherseite zum Beispiel für die Integration der Elektromobilität.

Eine wichtige Rolle spielen hierbei intelligente Messsysteme, sogenannte „Smart Meter“. Als fernkommunizierende digitale Stromzähler ermöglichen sie direkte Übertragungen von Messwerten an Verbraucher, Netzbetreiber, Energielieferanten und Energiedienstleister. Der Verbraucher erhält eine präzise Visualisierung seines Verbrauchsverhaltens und sieht so jede „vergeudete“ Kilowattstunde. Dies kann ihn zu energiesparendem Verhalten motivieren. Zum anderen ermöglichen intelligente Messsysteme die Umsetzung variabler Tarife, in denen der Verbraucher wirtschaftliche Anreize erhält, Strom dann zu nutzen, wenn er am günstigsten ist. Intelligente Messsysteme ermöglichen den Netzbetreibern zudem einen präzisen Blick in ihr Stromnetz, - so können über sie Erzeugungs- und Verbrauchsanlagen angesteuert werden.

Das Gesetz zur Digitalisierung der Energiewende

Das Gesetz zur Digitalisierung der Energiewende schafft die rechtlichen Voraussetzungen für „Smart Grid“, „Smart Meter“ und „Smart Home“ in Deutschland und ermöglicht so die digitale Infrastruktur für eine erfolgreiche Verbindung von über 1,5 Millionen Stromerzeugern und großen Verbrauchern. Im Zentrum steht die Einführung intelligenter Messsysteme. Sie dienen als sichere Kommunikationsplattform, um das Stromversorgungssystem energiewendetauglich zu machen. Datenschutz und Datensicherheit werden dabei besonders groß geschrieben - das Gesetz enthält höchste technische Mindestanforderungen. Das beschlossene und verkündete Gesetz finden Sie hier (PDF: 264 KB).

Mehr dazu erfahren Sie hier.

SINTEG: Sichere Netze auch bei hohen Anteilen fluktuierender Stromerzeugung

Mit dem Förderprogramm „Schaufenster intelligente Energie - Digitale Agenda für die Energiewende“ (SINTEG) werden in fünf Modellregionen neue Ansätze für einen sicheren Netzbetrieb bei hohen Anteilen fluktuierender Stromerzeugung aus Wind- und Sonnenenergie entwickelt und demonstriert. Das Förderprogramm thematisiert damit zentrale Herausforderungen der Energiewende wie Systemintegration, Flexibilität, Digitalisierung, Systemsicherheit und Energieeffizienz sowie den Aufbau intelligenter Energienetze und Marktstrukturen.

Dazu wurden fünf großflächige „Schaufenster“ aufgebaut, um Wissen, Erfahrungen und Aktivitäten systemübergreifend zu bündeln. Die Schaufenster gehen die technischen, wirtschaftlichen und regulatorischen Herausforderungen der Energiewende der nächsten Jahrzehnte an und sollen in der Praxis getestete Musterlösungen liefern. Diese können als „Blaupause“ für die Weiterentwicklung der Energiewende dienen. Mehr erfahren

Um Wettbewerb im Monopolbereich der Strom-und Gasversorgung, den Netzen und Leitungen, zu schaffen, gibt es die Anreizregulierungsverordnung (ARegV). Sie sorgt für einen gleichberechtigten Zugang und wettbewerbliche Nutzungsentgelte. Darüber hinaus setzt sie Anreize für Netzbetreiber, effizient zu wirtschaften und ihre Kosten zu senken.

Mit der Novellierung der Anreizregulierungsverordnung 2016 hat die Bundesregierung den Regulierungsrahmen an die Herausforderungen der Energiewende angepasst. Ziel ist weiterhin, die Verteilernetze zügig und kostengünstig auszubauen. Kernstück der Verordnung: Der Investitionsrahmen für Verteilnetzbetreiber wurde modernisiert. Individuelle Investitionskosten werden nun besser berücksichtigt und besonders effiziente Netzbetreiber mit einem zusätzlichen Bonus belohnt. Mehr erfahren Sie hier.

Zurzeit prüft das Bundeswirtschaftsministerium, ob die sonstigen Maßnahmen zur Beschleunigung des Netzausbaus durch sinnvolle ökonomische Anreize flankiert werden können. Dazu fand zwischen Mai 2019 und März 2020 im Bundeswirtschaftsministerium ein Branchendialog statt. Näheres dazu finden Sie hier.

Der Ausbau der Stromnetze hat für die Bundesregierung höchste Priorität. Der Stromleitungsbau ist eine der zentralen Voraussetzungen für den Ausbau der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien und entscheidender Wegbereiter des europäischen Wettbewerbs im Strommarkt.

Ein wesentliches Ziel der Plattform Energienetze ist es daher, die Modernisierung und den Ausbau des Stromnetzes voranzubringen. Mehr zur Arbeitsweise, Themen und Ergebnissen der Plattform erfahren Sie hier.