Die TU Wien leitete eine Studie über die Zukunft des europäischen Stromnetzes. In den nächsten Jahren sollen neue Netztechnologien implementiert werden. Langfristig ist ein Ausbau nötig.
Sonne und Wind werden die europäische Stromerzeugung immer stärker bestimmen. In den nächsten Jahren und Jahrzehnten soll der Anteil der alternativen Energie europaweit steigen. Das stellt auch die Stromnetze vor neue Herausforderungen. Eine internationale Studie, geleitet von der TU Wien, untersuchte nun, welche Änderungen notwendig sein werden. In den nächsten Jahren wird es genügen, die bestehenden Stromnetze besser zu nutzen, indem man die Stromflüsse besser plant und Steuerungselemente implementiert. Längerfristig (ab 2025) werden allerdings große Netzausbauten notwendig sein.
Europas Stromnetz muss zukunftsfit werden
An der Nordsee werden Windkraftanlagen gebaut, die in Zukunft Industrieanlagen in Süddeutschland mit Strom versorgen sollen. In Mittelmeerländern setzt man auf Photovoltaik und konzentrierende Solarthermie – diesen Strom wird man nach Norden transportieren. „Das europäische Stromnetz wird sich in den nächsten Jahrzehnten jedenfalls deutlich verändern müssen“, sagt Bettina Burgholzer von der Energy Economics Group der TU Wien. Drei Jahre lang untersuchten 14 Forschungsteams aus acht Ländern im EU-Projekt „GridTech“, welche Maßnahmen nötig sind, um das europäische Stromnetz zukunftsfit zu machen. Einerseits wurden die großen pan-europäischen Verbindungen analysiert, andererseits nahm man einige ausgewählte Länder speziell unter die Lupe.
Unser Stromnetz hat eine ganz andere Struktur als der Kabelsalat im Wohnzimmer. Die Elektrizität breitet sich in unseren Leitungen nicht einfach ungeplant aus, die Stromflüsse können mit Hilfe von verschiedenen Technologien gesteuert werden. „Wenn einer bestimmten Leitung die Überlastung droht, dann kann man damit Strom ganz gezielt auf andere Leitungen umschichten, die zum selben Ziel führen“, erklärt Bettina Burgholzer. So kann man Kapazitäten optimal nutzen und beispielsweise verhindern, dass Strom quer durch Europa im Kreis geschickt wird und dabei unnötige Verluste entstehen.
Kapazitätseinschätzung und Steuerung
Die Kapazitäten der einzelnen Stromleitungen einzuschätzen ist eine schwierige Aufgabe. Unbedingt vermeiden muss man ein Überhitzen der Leitung. Im Winter lässt sich deutlich mehr Strom durch eine Leitung schicken als an einem heißen Sommertag. Sogar die Windstärke hat einen Einfluss auf die Leitungskapazität – bei einer frischen, kühlenden Brise kann man der Stromleitung um einige Prozent mehr Leistung zumuten als sonst.
Diese zeitlich veränderlichen Kapazitätsabschätzungen bezeichnet man als „Dynamic Line Rating“ – mit solchen Techniken kann man das bestehende Stromnetz in Europa in den nächsten Jahren noch deutlich besser nutzen als bisher und damit den steigenden Anforderungen an das Netz gerecht werden.
Ausbau ab 2025
Irgendwann wird clevere Kapazitätsberechnung und kluge, dynamische Verwendung unterschiedlicher Stromleitungen allerdings nicht mehr ausreichen. „Ab 2025 brauchen wir in Europa jedenfalls einen Ausbau an Stromleitungen“, sagt Bettina Burgholzer. In Deutschland ist eine leistungsstarke Nord-Süd-Verbindung geplant, wenn Spanien immer mehr Elektrizität aus Sonnenenergie erzeugt, wird man das Land besser an den Rest Europas anbinden müssen. Auch Skandinavien wird neue Leitungen nach Süden brauchen, und Großbritannien ist noch nicht ausreichend gut mit dem kontinentalen Stromnetz verbunden.
Wenn quer durch Europa viel Energie transportiert werden soll, dann werden Gleichstrom-Leitungen zum interessanten Thema. Bisher ist unser gesamtes Stromnetz auf Wechselstrom ausgerichtet, doch bei sehr langen Strecken wäre die Energieübertragung in Form von Gleichstrom effizienter. Solche Pläne werden aber wohl erst nach 2030 eine Rolle spielen.
Nicht in meinem Hinterhof!
Schließlich weist die Studie auch darauf hin, dass es sehr wichtig sein wird, die lokale Bevölkerung bei Stromleitungs-Bauprojekten möglichst früh einzubeziehen. Wir alle wollen eine zuverlässige Versorgung mit Strom haben, doch niemand will hinter seinem Haus eine Hochspannungsleitung. Dieser „Not in My Back Yard“-Effekt hält große Bauvorhaben oft jahrelang auf, deshalb ist eine Zusammenarbeit mit Lokalpolitik und NGOs ganz entscheidend.
Kooperationspartner:
Energy Economics Group – TU Wien, Österreich
Ricerca sul Sistema Energetico - RSE S.p.A, Italien
Comillas Pontificial University, Spanien
Wirtschaft und Infrastruktur GmbH & Co Planungs KG, Deutschland
EnBW Energie Baden-Württemberg AG, Deutschland
EirGrid Plc, Irland
Organic Power Limited, Irland
Black Sea Energy Research Centre, Bulgarien
Electricity System Operator EAD, Bulgarien
JRC -Joint Research Centre - European Commission, Belgien
European Renewable Energy Centres Agency, Belgien
TenneT TSO B.V., Niederlande
Terna Rete Elettrica S.p.A, Italien
VERBUND AG, Österreich
Mehr dazu: www.gridtech.eu/downloads/project-results
Rückfragehinweise:
Dipl.-Ing. Bettina Burgholzer
Institut für Energiesysteme und Elektrische Antriebe
Technische Universität Wien
Gusshausstr. 25, 1040 Wien
T: +43-1-58801-370366
burgholzer@eeg.tuwien.ac.at
Dr. Johann Auer
Institut für Energiesysteme und Elektrische Antriebe
Technische Universität Wien
Gusshausstr. 25, 1040 Wien
T: +43-1-58801-370357
johann.auer@tuwien.ac.at
Aussender:
Dr. Florian Aigner
Büro für Öffentlichkeitsarbeit
Technische Universität Wien
Operngasse 11, 1040 Wien
T: +43-1-58801-41027
florian.aigner@tuwien.ac.at
 | Energy & Environment ist – neben Computational Science & Engineering, Quantum Physics & Quantum Technologies, Materials & Matter sowie Information & Communication Technology – einer von fünf Forschungsschwerpunkten der Technischen Universität Wien. Geforscht wird an der Erschließung neuer Energiequellen, der Versorgung mit Energie sowie deren Speicherung und effiziente Nutzung. Das technische Know how wird durch Expertise in den Bereichen Klima, Umwelt, Wirtschaft und Rohstoffe erweitert. |
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