Stromnetz: Kritik an der Bewirtschaftung an vielen Stellen
Stromnetz: Kritik an der Bewirtschaftung an vielen Stellen

Vor etwas mehr als einer Woche hatte blog.stromhaltig die Auswertung der Bundesnetzagentur zum Zustand der leistungsgebundenen Energieversorgung im Winter 2012/2013 noch als Geheimbericht bezeichnet, da lediglich über den Ticker der DPA eine Meldung verbreitet wurde. Der Bericht vom 20.06.2013 war auf der Agenturseite nicht abrufbar. Im Hintergrund wurde mit der BNetzA Kontakt aufgenommen und in Erfahrung gebracht, dass der Bericht im Laufe der vergangenen Woche dann auch öffentlich gemacht werden würde. Am 28.06.2013 war es dann soweit – offen bleibt die Frage, warum die Agentur diese Art der Veröffentlichung gewählt hat? Vielleicht, dass die offene Kritik in vielen Richtungen nicht zu stark durch die Medien verbreitet wird?

Nachrichten und ihre Verbreitung

Eigentlich müsste man annehmen, dass nach Fertigstellung des Berichtes eine Meldung auf der Webseite veröffentlicht wird. Geht zunächst eine Meldung an die DPA, so werden besonders die Online-Ableger der Print-Medien diese ungeprüft und unkommentiert übernehmen. Im Wortlaut erscheint die Meldung, die über den Ticker kam. Ist es dann nur wenige Tage tatsächlich soweit, dass der Bericht zugänglich ist, will kein Redakteur die Meldung noch einmal aufgreifen und seinem Publikum aufbereiten.

Aufgabe der Bundesnetzagentur bei der Stromwende

Die BNetzA ist eine Bundesbehörde des Wirtschaftsministeriums von Rösler (FDP)
Die BNetzA ist eine Bundesbehörde des Wirtschaftsministeriums von  Philipp Rösler (FDP)

Die Bundesnetzagentur für Elektrizität, Gas, Telekommunikation, Post und Eisenbahnen ist eine selbständige Bundesoberbehörde im Geschäftsbereich des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWi) mit Sitz in Bonn.

Seit dem Jahr 2011 übernimmt die Bundesnetzagentur zudem Aufgaben im Bereich des Netzentwicklungsplans. Zeigt dieser Ausbaubedarf im Höchstspannungsnetz auf, so sorgt die Bundesnetzagentur mit effizienten Planungs- und Genehmigungsverfahren für eine beschleunigte Umsetzung. Eine weitere Kompetenzübertragung erfolgte im Juni 2013 beim Stromnetzausbau. Der Bundesnetzagentur obliegt nunmehr die Durchführung von Planfeststellungsverfahren für länder- und grenzüberschreitende Netzausbauvorhaben. (Quelle: BNetzA)

Als Bundesbehörde ist die BNetzA kein weiterer Lobby-Verband der Energiewirtschaft, sondern ein Analyst im Auftrage des Volkes. Berichte der Bundesnetzagentur sind besonders bei der Stromwende eigentlich die Kontrolle des Aufgabenbereichs Daseinsvorsorge, welches durch die Politik mit rechtlichen Rahmenbedingungen gepackt bei Privatunternehmen beauftragt wird.

Im Auftrage der Bürger hat die BNetzA die Güte der Leistungen der Privatunternehmen zu prüfen und Rechenschaft an diese abzuliefern. Warum die Agentur, die dem Rösler (FDP) Ministerium für Wirtschaft und Technologie unterstellt ist, in diesem Falle eine Scheibchen-Taktik der Veröffentlichung durchgeführt hat, wird wahrscheinlich nie wirklich hinterfragt werden….

Verstecken muss sich der Bericht wenigstens nicht, der als 67 seitiges PDF downloadbar ist.

Bewirtschaftung von Netzen

Eigentlich sind die Stromnetze nichts anderes wie ein Acker. Sie werden bestellt und bewirtschaftet von Unternehmen, die wie Bauern zunächst wirtschaftlich unabhängig sind. Was für die Bauern die Pacht ist, ist für den Netzbetreiber die Konzession (=Recht zur Bewirtschaftung einer Fläche). Die Landwirte liefern Lebensmittel – die Netzbetreiber die elektrische Energie. Beide Aufgaben gehören zur Daseinsvorsorge, deren Sicherstellung für eine Zivilgesellschaft unverzichtbar ist.

Der Acker, der sich Stromnetz in Deutschland nennt, wird von 4 Übertragungsnetzbetreibern bewirtschaftet (Tennet, Amprion, 50 Hertz und Transnet BW). Die kleinen Parzellen, an die private Haushalte angeschlossen sind, werden von Verteilnetzbetreibern (zum Beispiel Stadtwerken) bewirtschaftet. Bilanzierungskreise grenzen die kleineren Parzellen zueinander ab.

Winter 2012/2013

Ebook: Kaltreserve

Der Winter 2012/13 war ein recht milder Winter. Leider findet sich im Bericht der BNetzA kein Hinweis über die Höchstlast im Netz, wie auch der Bund der Energieverbraucher feststellt. Die Kaltreserve, die eigentlich geplant war wurde zwar einmal aktiviert – aber eigentlich nicht benötigt. Im Vorfeld wurden hierfür zwei Szenarien entwickelt, die exemplarisch von einem Werktagabend im Winter bei Schwachwind und Starkwind ausgingen (Hohe Last bei vorhandener und nicht vorhandener PV-Einspeisung).  Im Bericht der BNetzA wird beruhigend festgestellt:

Im Ergebnis konnten für den Winter 2012/13 alle Szenarien ausreichend durch Kapazitä-
ten aus Reservekraftwerken abgesichert werden.

Es wird das Vorhandensein von Wind als ursächlich für Situationen zur Aktivierung der Kaltreserve untersucht. Schaut man sich die Passagen über Staudinger, das Großkraftwerk Mannheim oder auch das Kraftwerk Mainz-Wiesbaden an, dann scheint eher eine wirtschaftspolitisches Problem zu bestehen. Der Verdacht drängt sich auf, dass die Entflechtung von Zuständigkeiten für Netz und Erzeugung, sowie die Liberalisierung des Strommarktes zu einem Problem geworden ist.

Um den durch die Übertragungsnetzbetreiber ermittelten Bedarf zu decken, wurden noch mit weiteren Kraftwerken Verträge über die Vorhaltung von Reserveleistung getroffen.

Verträge abzuschließen, um eine Versorgungssicherheit, zu der man beauftragt wurde zu gewährleisten…. Da stellt sich eher die Frage, ob bei der Zwangstrennung ein wichtiger Punkt der Daseinsvorsorge im Bereich der elektrischen Energie übersehen wurde. Der Versuch eine Aufgabe auf zwei Schultern zu verteilen ist per Design nun auf zwei Schultern unterschiedlicher Personen. Wollen beide immer in die gleiche Richtung in der gleichen Geschwindigkeit? Aufgabe dies sicherzustellen hört sich eigentlich wie eine Aufgabe für die BNetzA an.

Stromhandel / Bilanzkreise

Ferner wurden die Anreize für die Bilanzkreisverantwortlichen zu Zeiten hohen Regelenergiebedarfs, die den Einsatz von  mehr als 80% der vorgehaltenen Regelleistung erfordern, durch einen Zuschlag von 50%, mindestens aber 100 Euro/MWh, auf den Ausgleichsenergiepreis erhöht, systemdestabilisierendes Handeln zu vermeiden.

Ursache für eine Unter bzw. Überdeckung der Bilanzkreise sind hauptsächlich Prognosefehler. Leider kann der Letztverbraucher bislang nicht erkennen, ob der eigene Lieferant / Bilanzkreisverantwortliche   diese Situationen verursacht hat oder nicht. Die Abrufmengen für Regelenergie sind zwar öffentlich zugänglich, allerdings existiert keine Transparenz über die Verursacher und somit auch keine Rechenschaftspflicht. Die Kosten für Regelenergie sind deutlich über den Spotmarktpreisen, aber noch immer deutlich unterhalb der Letzverbraucherpreise. Noch untersucht wird der Fall vom Heiligabend, bei dem eine Überdeckung von 8,5 GW vorgelegen hat.

Da am 24. Dezember 2012 sowohl negative Strompreise als auch  Überspeisungen der Bilanzkreise auftraten, muss ein erhebliches Überangebot an Erzeugung vorgelegen haben.

Angenommen man bekommt Geld dafür, dass man Strom abnimmt – und man hat die Möglichkeit eine Prognose abzugeben, wie viel Strom man benötigt. Wie wird diese Prognose ausfallen? Konservativ oder vielleicht etwas höher (in der Hoffnung, dass es das Gänsebraten-Spitze 2012 ein Tag früher kommt). Physikalische Systemstabilität wird durch Bilanzkreismanagement und Regelenergie auf wirtschaftliche Märkte mit Handel projiziert.

Eigenstrom: Seite 30-40 / Analyse der Netzstabilität
Eigenstrom: Seite 30-40 / Analyse der Netzstabilität

Bereits bei der Betrachtung der Netzfrequenz im Buch Eigenstrom (ISBN:9783844243895 bei EPubli, 11,95€) wurde an den Stundenflanken ein Sprung festgestellt. Nachforschungen hatten ergeben, dass ursächlich der Handel mit Strom dafür verantwortlich war. Als Problem wurde identifiziert, dass Erzeugungskapazitäten aus thermischen Kraftwerken mit einer Auflösung von vollen Stunden gehandelt werden. Das An bzw. Abschalten führt kurzzeitig zu einem Frequenzsprung im Netz. Das Stromnetz tickt nun mal mit einer Auflösung von 0,02 Sekunden und nicht im Stundentakt wie der Handel. Im Bericht der BNetzA zeigen sich Indizien, die das Problem zwischen Markt und Physik ebenfalls bestätigen. Für den 24.12.2012 wird berichtet:

Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass das Problem der hohen Leistungssprünge zum Stundenwechsel die Situation an diesem Tag erheblich verschärft hat. Diese Stundensprünge treten typischerweise in den Stunden mit hohem Lastanstieg oder -abfall auf (typischerweise je in den Stunden zwischen 7 Uhr und 9 Uhr sowie 17 Uhr bis 21 Uhr). Grund hierfür ist, dass die Energiebeschaffung den steilen Flanken des Lastverlaufs nicht ausreichend nachgefahren wird, sondern lediglich Stundenmittelwerte eingestellt werden.

Prognosen und ihre Qualitäten

Zu einer fehlerhaften Einschätzung am 10. Februar 2013 schreibt die BNetzA:

Während die Prognoseanbieter eine Schneebedeckung der Module angenommen und bei der Einspeiseprognose berücksichtigt hatten, lag tatsächlich auf den Anlagen selbst größtenteils kein Schnee mehr. Die Übertragungsnetzbetreiber als die größten Vermarkter der PV-Mengen halten hier eine deutliche Verbesserung der Solarprognosegüte für dringend erforderlich und schlagen hierfür z.B. den Aufbau eines Referenzmessanlagensystems vor, um in Situationen wie Nebel oder Schneefall verlässlichere Prognosen zu erhalten.

Die Übertragungsnetzbetreiber sind die größten Vermarkter der PV-Mengen. Angeschlossen sind die Solaranlagen allerdings an die Verteilnetze. Hier stellt sich die berechtigte Frage, ob die lokal anwesenden Verteilnetzbetreiber durch einfachen Blick aus dem Fenster nicht in der Lage sein würden bessere Prognosen abzugeben?

Leider zahlt sich hier ein Problem des Marktdesigns der vergangenen Jahre negativ aus. Gerade die Stadtwerke haben dezentrale Erzeugungseinrichtungen auf den Dächern der Privatkunden, eher etwas Stiefmütterlich behandelt. Dies ändert sich gerade und könnte durch die lokale Direktvermarktung auch das Problem langfristig lösen.

Verletzung der (n-1) Sicherheit

Grundlagenbeitrag: Blindleistung
Grundlagenbeitrag: Blindleistung

Im Bericht zur Netzsituation im Winter 2012/13 wird ein Fall am 25. März 2013 beschrieben, bei dem die Systemsicherheit über einige Stunden in Gefahr gewesen ist. Durch eine starke Einspeisung im Norden der Republik musste die elektrische Energie über weite Strecken transportiert werden. Dies führt zu einer Verstärkung des Blindleistungs-Problems (s.h. auch Followup: Kaltreserve bei zu viel Strom), welches nur durch sogenannten Redispatch gelöst werden kann. Beim Redispatch werden Kraftwerke angewiesen ihre Leistung zu erhöhen oder zu senken. Im Norden wurden bereits einige Kraftwerke gesenkt – allerdings hätten zur Kompenation der Blindleistung einige Kraftwerke im Süden hochgefahren werden müssen.

Aufgrund unvorhergesehener Nichtverfügbarkeiten von vier Kraftwerken in Süddeutschland, zwei aus technischen Gründen (Irsching 5 und Staudinger 5), eines wegen unzureichender Gaskapazitätsbuchungen und einem Anfahrverbot des Kraftwerks Ingolstadt wegen hoher Belastung des Anschlussnetzes, konnte das erforderliche Redispatchpotential in Süddeutschland nicht mobilisiert werden.

Europäischer Stromfluss 25.03.2013 (Quelle: Entsoe)
Europäischer Stromfluss 25.03.2013 (Quelle: Entso-e)

Am 25.05.2013 war nach EcoWetter die Windgeschwindigkeit in Süddeutschland durchaus hoch. In der Landeshauptstadt München gab es selbst am Boden einen durchschnittlichen Wind von 15 Meter/Sekunde. Allerdings ist die Dichte von Windkraftanlagen im Süden von Deutschland relativ gering. PV-Anlagen in unmittelbarer Nähe zum Übertragungsnetz existieren auch keine. Dies führt dazu, dass ein Gleichgewicht nur durch Aktivierung von zusätzlichen Kraftwerken hergestellt werden kann. Das Ergebnis ist dann ein Überschuss an elektrischer Energie, der über den Export in Nachbarländer abgeführt werden kann.

In dieser Situation wirkten sich hohe Exporte insbesondere nach Österreich zusätzlich
negativ auf die ohnehin hoch belasteten Leitungen aus.

Drei Möglichkeiten bestehen, um dieses Szenario für die Zukunft zu vermeiden.

  1. Zubau von Speicherkapazitäten im Norden (Nahe an der Erzeugung)
  2. Ausbau der Netzinfrastruktur
  3. Verstärkter Zubau der erneuerbaren (besonders Windkraft) im Süden der Republik

Einspeisemanagementmaßnahmen

Ein Länderkampf Nord vs. Süd zeigt sich bereits im Falle des 25. März 2013. Im Kapitel 8 des Berichtes wird allerdings ein weiteres Phänomen sichtbar.

In der Winterperiode 2012/13 waren die Übertragungsnetzbetreiber 50Hertz und TenneT
aufgrund der hohen Einspeisung aus EEG-Anlagen gezwungen, an insgesamt 42 Tagen
Anpassungsmaßnahmen nach § 13 Absatz 2 in Verbindung mit § 11 EEG (Einspeisemanagement) vorzunehmen.

Betroffen von den Anpassungsmaßnahmen waren die Länder Brandenburg, Niedersachsen und Schleswig-Holstein. Erzeugungsanlagen in diesen Bundesländern mussten in diesem Falle ihre Einspeisung drosseln und somit Potential aus nicht fossiler Erzeugung ungenutzt lassen. Ohne einer zügigen Umsetzung der 3 voran genannten Punkte dürfte dies sich irgendwann auch wirtschaftlich auswirken.

Fazit

Natürlich nehmen in Analysen die Herausforderungen immer mehr Platz ein, als Zeiten bei denen Business-As-Usual praktiziert wurde. Die Netzintegration der Erneuerbaren Energie läuft allerdings besser als noch vor einem Jahr. Daher kann vielleicht nun etwas Zeit in die Planung der nächsten Schritte geworfen werden, um auch die Probleme auf der Marktseite gelöst zu werden.

Für die Vergangenheit sieht es allerdings so aus, als ob Regularien in der Energiewirtschaft vor ihrer Einführung nicht auf Risiken und Nebenwirkungen untersucht wurden. Nach Markteinführung ein Medikament aus dem Handel zu nehmen verlangt Mut. Mut zur Daseinsvorsorge und offene Kommunikation

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