Energieinfrastruktur

Neue Netze für neue Energien

Von Jens Bartels · 2022

Ohne einen Ausbau der Infrastruktur wird der Umstieg auf erneuerbare Energien nicht möglich sein. Die Leitungssysteme für Strom und Wärme müssen besser verzahnt und ihre Weiterentwicklung aufeinander abgestimmt sein. In den Blickpunkt rücken dabei auch ein europäisches Energieübertragungssystem oder alternative Technologien für Wärmenetze.

Futuristische Darstellung einer Stromautobahn.
Foto: iStock / Petmal

Vor dem Hintergrund der Engpässe bei fossilen Energieträgern gewinnt der beschleunigte Ausbau der volatilen Energien noch einmal an Bedeutung. Dieser Systemwechsel erfordert den zügigen Ausbau des deutschen Übertragungsnetzes. Zu den Schlüsselelementen dieses Netzes gehören die Stromautobahnen. Sie transportieren die großen Strommengen aus den Windparks in Nord- und Ostdeutschland in die Lastzentren nach West- und Süddeutschland. Mittlerweile stehen die Korridore fest, in denen die Leitungen verlegt werden. Nun wird im Planfeststellungsverfahren der meterscharfe Verlauf festgelegt. Nach mehreren Terminverschiebungen sollen sie ab 2027 einsatzbereit sein.

Stromkosten durch neue Energieinfrastruktur europaweit senken

Ein Meilenstein beim Netzausbau ist dagegen bereits geschafft. Im Norden verbindet mittlerweile das rund zwei Milliarden Euro teure Projekt Nordlink die Strommärkte Deutschlands und Norwegens. Nordlink verläuft zwischen Wilster in Schleswig-Holstein und Tonstad in Norwegen und ist insgesamt 623 Kilometer lang, 516 Kilometer davon liegen auf dem Grund der Nordsee. Die Investition zeigt: Insgesamt geht es bei dem Ausbau nicht nur um den deutschlandweiten Transport von Strom, sondern letztendlich auch um die Perspektive eines vollständig vernetzten europäischen Energieübertragungssystems. Von so einem Supergrid könnten alle europäischen Verbraucherinnen und Verbraucher profitieren. Eine Studie des University College Dublin kommt zu dem Schluss, dass ein solches System die Stromkosten um fast ein Drittel reduzieren könnte. Unter anderem würde die Kostensenkung dadurch entstehen, dass man europaweit die optimalen Standorte für erneuerbare Energien wählen könnte. Der dezentrale Ausbau der erneuerbaren Energien bedingt zudem den Ausbau der Verteilnetze zu intelligenten Energienetzen. Diese Smart Grids müssen Stromerzeuger, Netzbetreiber, Speicher und Kunden mittels moderner Informations- und Kommunikationstechnologien intelligent vernetzen und verknüpfen. Sie können die Stromproduktion dezentraler Anlagen an den Anforderungen der Netz- und Systemstabilität ausrichten und stellen ebenfalls einen wichtigen Baustein für eine nachhaltige und effiziente Energieversorgung dar. 

Fernwärme dekarbonisieren

Neben den Stromnetzen gehören auch Wasserstoffnetze zum Rückgrat des Energiesystems der Zukunft. Der Energieträger Wasserstoff hat mehrere Vorteile. So lässt sich Windstrom mittels Elektrolyse in Wasserstoff umwandeln, anschließend speichern und über die Gasinfrastruktur transportieren. Dadurch lassen sich die typischen jahreszeitlichen Schwankungen bei der Stromproduktion besser ausgleichen und künftig etwa der Hochtemperatur-Bedarf der energieintensiven Grundstoffindustrie decken. Dagegen rückt für die Dekarbonisierung der Fernwärmenetze und der damit zusammenhängenden Versorgung des urbanen Gebäudebestands mit Heizwärme eine andere Technologie in den Fokus. Nach Überzeugung des Fraunhofer IEG stehen gerade für Niedertemperatur-Nutzungen unter 200 Grad Celsius solarthermische und geothermische Optionen zur Verfügung. Die Tiefe Geothermie kann hier für die Wärmewende einen großen Beitrag leisten, weil sie witterungsunabhängig lokale Energie liefert und wenig Fläche in Siedlungen belegt. Eine gemeinsame Roadmap von Forschenden aus der Fraunhofer-Gesellschaft und der Helmholtz-Gemeinschaft zeigt auf, dass Tiefe Geothermie, gegebenenfalls kombiniert mit Großwärmepumpen als Wärmequelle für Fernwärmenetze, mehr als ein Viertel des jährlichen deutschen Wärmebedarfs, also rund 300 Terawattstunden, abdecken könnte. Sie lassen sich unter anderem für die kommunale Wärmeversorgung, Fernwärme oder die Wohnungswirtschaft nutzen. Um dieses Ziel zu erreichen, bedarf es nach Überzeugung der Experten unter anderem klarer Ausbauziele, großflächiger geologischer Erkundung und eines Fachkräfteaufbaus.

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