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Energie & Management > Stromnetz - Mehr Verantwortung für die Erneuerbaren
Quelle: E&M / Meyer-Tien
Stromnetz

Mehr Verantwortung für die Erneuerbaren

Das Forum Netztechnik/Netzbetrieb (VDE/FNN) im VDE erarbeitet die technischen Anforderungen für Leistungselektronik, die künftig Systemdienstleistungen sicherstellen soll.
Die „Roadmap Systemstabilität“ des Bundeswirtschaftsministeriums (BMWK) zeigt auf, wie die Transformation des Energiesystems angesichts der vielfältigen Herausforderungen in einem sicheren Rahmen ablaufen kann. Dass diese Systemstabilität in einem größeren Zusammenhang gedacht werden muss und Verbrauch, Erzeugung sowie das Netz als einzelne Komponenten des Gesamtsystems aufeinander abgestimmt sein müssen, machte das Forum Netztechnik/Netzbetrieb bei einem Gespräch mit Journalisten deutlich.

Deshalb sieht Joachim Kabs, Geschäftsführer der Bayernwerk Netz und Vorstandsvorsitzender des VDE/FNN, auch drei Aktionsschwerpunkte für das Forum. So dürfe der Systemumbau hin zur Klimaneutralität die Versorgungssicherheit nicht gefährden. Die Fähigkeiten von Großkraftwerken müssten auf die neuen Betriebsmittel übertragen werden, insbesondere Anlagen zur regenerativen Erzeugung von Strom. Er ließ keinen Zweifel daran, dass dies eine große Herausforderung ist, auch wenn der bisherige Zubau der erneuerbaren Energien in einem stabilen System erfolgt sei, wie er betonte.

Den zweiten Schwerpunkt verortete Kabs bei der nachhaltigen und klimaschonenden Organisation des Netzbetriebs. Hier habe sich die Branche bereits positioniert. Dafür seien allerdings zahlreiche Schnittstellen zu den anderen Sektoren zu beachten, denn schließlich gehe es um die Transformation des Gesamtsystems mit den Bereichen Elektrizität, Wärme und Mobilität.
 
Prosumer werden zu Flexsumern
 
Der dritte Schwerpunkt bezieht sich auf die Kunden. „Wir wollen die Energiewende zum Kunden bringen“, betonte Kabs. Die Verbraucher seien bereit, einen aktiven Beitrag zu leisten. Dies bedeute aber, dass unzählige Anlagen an das Netz angeschlossen werden. Entsprechend groß sei die Herausforderung, das Netz weiter stabil zu halten.

Im Hinblick auf die kürzlich veröffentlichten Festlegungen der Bundesnetzagentur zur Integration steuerbarer Verbrauchseinrichtungen ins Stromnetz betonte Kabs, wie wichtig es sei, ein Bewusstsein zu schaffen, dass die Energiewende nicht nur eine Erzeugungs- und Verbrauchswende ist, sondern ganz wesentlich auch vom Netz abhängt − und zwar von allen Spannungsebenen. Deshalb sei es auch so wichtig, dass Netzbetreiber aus Stabilitätsgründen eingreifen können. Niemand solle seiner Freiheit, Anlagen zu betreiben, beraubt werden, stellte er klar. Aber der FNN-Vorstandsvorsitzende machte auch deutlich, dass die Netzstabilität nicht verhandelbar sei.

Zur Partizipation der Kunden an der Energiewende gehört nicht nur die Stromerzeugung mit der heimischen Photovoltaikanlage. Auch die Bereitstellung von Flexibilität ist eine zunehmende Funktion, mit der die zu Prosumern gewordenen Verbraucher − Kabs nannte sie Flexsumer − an der Transformation des Energiesystems mitwirken können.

Es müsse allerdings sichergestellt sein, dass nicht die falschen Anreize gesetzt werden, die dann beispielsweise zu einer erhöhten Gleichzeitigkeit des Verbrauchs führen. Die Grundvoraussetzung für die aktive Teilhabe der Flexsumer an der Systemtransformation brachte Kabs mit einem Satz auf den Punkt: „Es muss für uns als Netzbetreiber handhabbar sein.“ Angesichts der schieren Menge potenzieller Akteure sei dies eine enorme Herausforderung.

Die Flexibilisierung geht in der Roadmap des Bundeswirtschaftsministeriums Hand in Hand mit der Digitalisierung und der Sektorenkopplung. Im Zielbild der Autoren aus dem BMWK sind alle relevanten Erzeugungs- und regelbaren Verbrauchsanlagen, Speicher und Netzbetriebsmittel auf allen Spannungsebenen über eine sichere IKT-Infrastruktur angebunden und können netzdienlich eingesetzt werden. Damit die erforderliche Nutzung von Flexibilität, vor allem in den Verteilnetzen, auch erfolgen kann, müsse so viel flexible Leistung wie möglich steuerbar gemacht werden.

Voraussetzung dafür sei eine geeignete und sichere IT-Kommunikation. Den Verfassern der Roadmap ist dabei bewusst, dass der präventive und kurative Abruf von Flexibilität die Komplexität der Betriebsführung der Netze deutlich erhöht. Dies führe insbesondere in Störungssituationen zu einem erhöhten Kommunikationsbedarf zwischen den Netzebenen. Und wie Kabs geben auch die Beamten des Wirtschaftsministeriums zu bedenken, dass bei einer rein marktlichen Optimierung es statt zu einer Entlastung des Netzes zu hohen lokalen Lastspitzen kommen kann.

Ersatz von rotierenden Massen
 
Bei der von Kabs erwähnten Übertragung von Fähigkeiten der Großkraftwerke auf andere Betriebsmittel, um auch künftig unabdingbare Systemdienstleistungen wie die Momentanreserve verfügbar zu haben, spielen Wechselrichter eine wesentliche Rolle. Der stellvertretende FNN-Vorstandsvorsitzende Dirk Biermann, im Hauptberuf Geschäftsführer des Übertragungsnetzbetreibers 50 Hertz, wies darauf hin, dass PV-Anlagen, Speicher oder andere Elemente im Netz keine rotierenden Massen haben, die dafür sorgen, dass Strom mit der „richtigen“ Frequenz eingespeist wird. Künftig müssen beispielsweise „netzbildende Wechselrichter“ diese Aufgabe erfüllen.
„Das ist aber nicht trivial. Dieser Aufgabe stellen wir uns und dieser Aufgabe stellt sich die Industrie“, so Biermann. Aber hier sei noch Entwicklungsarbeit zu leisten. Dafür definiere VDE/FNN als Regelsetzer die technischen Anforderungen, betonte er. Am Ende müsse sichergestellt werden, dass nur Wechselrichter zum Einsatz kommen, die diesen Anforderungen auch entsprechen, ergänzte FNN-Geschäftsführerin Heike Kerber.

Die Industrie müsse befähigt werden, solche Wechselrichter zu liefern, sagte Biermann mit Blick auf die Hersteller in Deutschland und in der EU. Sich von außereuropäischen, etwa chinesischen Herstellern abhängig zu machen, sei keine Lösung. Diese gelte es zu vermeiden. Aber das sei in erster Linie ein politisches Thema.

Fahrplan zu einem stabilen System

Das Bundeswirtschaftsministerium hat am 6. Dezember 2023 die „Roadmap Systemstabilität“ veröffentlicht. Sie ist der „Fahrplan“, um ein sicheres und robustes Stromversorgungssystems zu erreichen, das sich vollständig auf erneuerbare Energien stützt. Angesichts einer sich massiv wandelnden Erzeugungslandschaft in Deutschland müssen künftig erneuerbare Energien die Systemdienstleistungen im Stromnetz ermöglichen, die bislang von konventionellen Kraftwerken erbracht wurden.
In ihrem 118-seitigen Papier haben die Beamten des BMWK alle für die Systemstabilität relevanten Prozesse und Prozessanpassungen identifiziert und für jeden Prozess auch die Verantwortlichen benannt. Als zentrale Frage haben die Autoren „Wer macht was wann?“ ihren Ausführungen vorangestellt. Insgesamt sind in der Roadmap 41 Stabilitätsprozesse aufgeführt. Diese beziehen sich auf die Themenfelder Frequenz, Spannung, Resonanzstabilität/Kurzschlussstrom/Winkelstabilität, Betriebsführung sowie Netz- und Versorgungswiederaufbau. Die Etablierung von netzbildenden Stromrichtern, die Deckung der Systembedarfe sowie die Definition des Sicherheitsniveaus mit der Bestimmung der Systembedarfe sind die drei Pfade, die über verschiedene Meilensteine schließlich zum Zielsystem führen sollen, das Systemstabilität gewährleistet.
Das Forum Netztechnik/Netzbetrieb im VDE (VDE FNN) begrüßte die Roadmap, an der neben dem FNN auch die Bundesnetzagentur, Übertragungs- und Verteilnetzbetreiber, Anlagenhersteller, Verbände und Vertreter aus der Wissenschaft mitgearbeitet haben.
Im August 2023 hatte die Bundesregierung die Pflicht zur Erstellung eines Systemstabilitätsberichts auf den Weg gebracht. Nach § 12 i EnWG müssen die Betreiber von Übertragungsnetzen mit Regelzonenverantwortung alle zwei Jahre einen solchen Report vorlegen, erstmalig zum 1. Januar 2025. Darin müssen sie Rechenschaft über die Sicherheit, Zuverlässigkeit, Stabilität und Leistungsfähigkeit ihres Netzes ablegen. Verteilnetzbetreiber sind verpflichtet, „auf Aufforderung eines Betreibers von Übertragungsnetzen“ an diesen Berichten „mitzuwirken“.
 
 
 

Freitag, 8.12.2023, 10:46 Uhr
Fritz Wilhelm
Energie & Management > Stromnetz - Mehr Verantwortung für die Erneuerbaren
Quelle: E&M / Meyer-Tien
Stromnetz
Mehr Verantwortung für die Erneuerbaren
Das Forum Netztechnik/Netzbetrieb (VDE/FNN) im VDE erarbeitet die technischen Anforderungen für Leistungselektronik, die künftig Systemdienstleistungen sicherstellen soll.
Die „Roadmap Systemstabilität“ des Bundeswirtschaftsministeriums (BMWK) zeigt auf, wie die Transformation des Energiesystems angesichts der vielfältigen Herausforderungen in einem sicheren Rahmen ablaufen kann. Dass diese Systemstabilität in einem größeren Zusammenhang gedacht werden muss und Verbrauch, Erzeugung sowie das Netz als einzelne Komponenten des Gesamtsystems aufeinander abgestimmt sein müssen, machte das Forum Netztechnik/Netzbetrieb bei einem Gespräch mit Journalisten deutlich.

Deshalb sieht Joachim Kabs, Geschäftsführer der Bayernwerk Netz und Vorstandsvorsitzender des VDE/FNN, auch drei Aktionsschwerpunkte für das Forum. So dürfe der Systemumbau hin zur Klimaneutralität die Versorgungssicherheit nicht gefährden. Die Fähigkeiten von Großkraftwerken müssten auf die neuen Betriebsmittel übertragen werden, insbesondere Anlagen zur regenerativen Erzeugung von Strom. Er ließ keinen Zweifel daran, dass dies eine große Herausforderung ist, auch wenn der bisherige Zubau der erneuerbaren Energien in einem stabilen System erfolgt sei, wie er betonte.

Den zweiten Schwerpunkt verortete Kabs bei der nachhaltigen und klimaschonenden Organisation des Netzbetriebs. Hier habe sich die Branche bereits positioniert. Dafür seien allerdings zahlreiche Schnittstellen zu den anderen Sektoren zu beachten, denn schließlich gehe es um die Transformation des Gesamtsystems mit den Bereichen Elektrizität, Wärme und Mobilität.
 
Prosumer werden zu Flexsumern
 
Der dritte Schwerpunkt bezieht sich auf die Kunden. „Wir wollen die Energiewende zum Kunden bringen“, betonte Kabs. Die Verbraucher seien bereit, einen aktiven Beitrag zu leisten. Dies bedeute aber, dass unzählige Anlagen an das Netz angeschlossen werden. Entsprechend groß sei die Herausforderung, das Netz weiter stabil zu halten.

Im Hinblick auf die kürzlich veröffentlichten Festlegungen der Bundesnetzagentur zur Integration steuerbarer Verbrauchseinrichtungen ins Stromnetz betonte Kabs, wie wichtig es sei, ein Bewusstsein zu schaffen, dass die Energiewende nicht nur eine Erzeugungs- und Verbrauchswende ist, sondern ganz wesentlich auch vom Netz abhängt − und zwar von allen Spannungsebenen. Deshalb sei es auch so wichtig, dass Netzbetreiber aus Stabilitätsgründen eingreifen können. Niemand solle seiner Freiheit, Anlagen zu betreiben, beraubt werden, stellte er klar. Aber der FNN-Vorstandsvorsitzende machte auch deutlich, dass die Netzstabilität nicht verhandelbar sei.

Zur Partizipation der Kunden an der Energiewende gehört nicht nur die Stromerzeugung mit der heimischen Photovoltaikanlage. Auch die Bereitstellung von Flexibilität ist eine zunehmende Funktion, mit der die zu Prosumern gewordenen Verbraucher − Kabs nannte sie Flexsumer − an der Transformation des Energiesystems mitwirken können.

Es müsse allerdings sichergestellt sein, dass nicht die falschen Anreize gesetzt werden, die dann beispielsweise zu einer erhöhten Gleichzeitigkeit des Verbrauchs führen. Die Grundvoraussetzung für die aktive Teilhabe der Flexsumer an der Systemtransformation brachte Kabs mit einem Satz auf den Punkt: „Es muss für uns als Netzbetreiber handhabbar sein.“ Angesichts der schieren Menge potenzieller Akteure sei dies eine enorme Herausforderung.

Die Flexibilisierung geht in der Roadmap des Bundeswirtschaftsministeriums Hand in Hand mit der Digitalisierung und der Sektorenkopplung. Im Zielbild der Autoren aus dem BMWK sind alle relevanten Erzeugungs- und regelbaren Verbrauchsanlagen, Speicher und Netzbetriebsmittel auf allen Spannungsebenen über eine sichere IKT-Infrastruktur angebunden und können netzdienlich eingesetzt werden. Damit die erforderliche Nutzung von Flexibilität, vor allem in den Verteilnetzen, auch erfolgen kann, müsse so viel flexible Leistung wie möglich steuerbar gemacht werden.

Voraussetzung dafür sei eine geeignete und sichere IT-Kommunikation. Den Verfassern der Roadmap ist dabei bewusst, dass der präventive und kurative Abruf von Flexibilität die Komplexität der Betriebsführung der Netze deutlich erhöht. Dies führe insbesondere in Störungssituationen zu einem erhöhten Kommunikationsbedarf zwischen den Netzebenen. Und wie Kabs geben auch die Beamten des Wirtschaftsministeriums zu bedenken, dass bei einer rein marktlichen Optimierung es statt zu einer Entlastung des Netzes zu hohen lokalen Lastspitzen kommen kann.

Ersatz von rotierenden Massen
 
Bei der von Kabs erwähnten Übertragung von Fähigkeiten der Großkraftwerke auf andere Betriebsmittel, um auch künftig unabdingbare Systemdienstleistungen wie die Momentanreserve verfügbar zu haben, spielen Wechselrichter eine wesentliche Rolle. Der stellvertretende FNN-Vorstandsvorsitzende Dirk Biermann, im Hauptberuf Geschäftsführer des Übertragungsnetzbetreibers 50 Hertz, wies darauf hin, dass PV-Anlagen, Speicher oder andere Elemente im Netz keine rotierenden Massen haben, die dafür sorgen, dass Strom mit der „richtigen“ Frequenz eingespeist wird. Künftig müssen beispielsweise „netzbildende Wechselrichter“ diese Aufgabe erfüllen.
„Das ist aber nicht trivial. Dieser Aufgabe stellen wir uns und dieser Aufgabe stellt sich die Industrie“, so Biermann. Aber hier sei noch Entwicklungsarbeit zu leisten. Dafür definiere VDE/FNN als Regelsetzer die technischen Anforderungen, betonte er. Am Ende müsse sichergestellt werden, dass nur Wechselrichter zum Einsatz kommen, die diesen Anforderungen auch entsprechen, ergänzte FNN-Geschäftsführerin Heike Kerber.

Die Industrie müsse befähigt werden, solche Wechselrichter zu liefern, sagte Biermann mit Blick auf die Hersteller in Deutschland und in der EU. Sich von außereuropäischen, etwa chinesischen Herstellern abhängig zu machen, sei keine Lösung. Diese gelte es zu vermeiden. Aber das sei in erster Linie ein politisches Thema.

Fahrplan zu einem stabilen System

Das Bundeswirtschaftsministerium hat am 6. Dezember 2023 die „Roadmap Systemstabilität“ veröffentlicht. Sie ist der „Fahrplan“, um ein sicheres und robustes Stromversorgungssystems zu erreichen, das sich vollständig auf erneuerbare Energien stützt. Angesichts einer sich massiv wandelnden Erzeugungslandschaft in Deutschland müssen künftig erneuerbare Energien die Systemdienstleistungen im Stromnetz ermöglichen, die bislang von konventionellen Kraftwerken erbracht wurden.
In ihrem 118-seitigen Papier haben die Beamten des BMWK alle für die Systemstabilität relevanten Prozesse und Prozessanpassungen identifiziert und für jeden Prozess auch die Verantwortlichen benannt. Als zentrale Frage haben die Autoren „Wer macht was wann?“ ihren Ausführungen vorangestellt. Insgesamt sind in der Roadmap 41 Stabilitätsprozesse aufgeführt. Diese beziehen sich auf die Themenfelder Frequenz, Spannung, Resonanzstabilität/Kurzschlussstrom/Winkelstabilität, Betriebsführung sowie Netz- und Versorgungswiederaufbau. Die Etablierung von netzbildenden Stromrichtern, die Deckung der Systembedarfe sowie die Definition des Sicherheitsniveaus mit der Bestimmung der Systembedarfe sind die drei Pfade, die über verschiedene Meilensteine schließlich zum Zielsystem führen sollen, das Systemstabilität gewährleistet.
Das Forum Netztechnik/Netzbetrieb im VDE (VDE FNN) begrüßte die Roadmap, an der neben dem FNN auch die Bundesnetzagentur, Übertragungs- und Verteilnetzbetreiber, Anlagenhersteller, Verbände und Vertreter aus der Wissenschaft mitgearbeitet haben.
Im August 2023 hatte die Bundesregierung die Pflicht zur Erstellung eines Systemstabilitätsberichts auf den Weg gebracht. Nach § 12 i EnWG müssen die Betreiber von Übertragungsnetzen mit Regelzonenverantwortung alle zwei Jahre einen solchen Report vorlegen, erstmalig zum 1. Januar 2025. Darin müssen sie Rechenschaft über die Sicherheit, Zuverlässigkeit, Stabilität und Leistungsfähigkeit ihres Netzes ablegen. Verteilnetzbetreiber sind verpflichtet, „auf Aufforderung eines Betreibers von Übertragungsnetzen“ an diesen Berichten „mitzuwirken“.
 
 
 

Freitag, 8.12.2023, 10:46 Uhr
Fritz Wilhelm

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