Warum sich Netzbetreiber und Energieerzeuger „blind“ verstehen – und was die dena damit zu tun hat

Die Netzbetreiber stellen mithilfe von Blindleistung und anderen Systemdienstleistungen sicher, dass Spannung und Frequenz im Stromnetz stabil bleiben. Mit dem Ausbau der erneuerbaren Energien werden diese Leistungen immer wichtiger. Wie sollen sie künftig gestaltet sein? Wer erbringt sie? Unter welchen Bedingungen? Um Fragen wie diese zu klären, hat die dena die Plattform Systemdienstleistungen initiiert.

Der 16. März dieses Jahres war in weiten Teilen Deutschlands ein wunderschöner Frühlingstag mit viel Sonnenschein. Darüber freuten sich nicht nur Spaziergänger, sondern auch die Betreiber von Solaranlagen: Um 13 Uhr lieferten die Module zusammen eine Leistung von fast 24 Gigawatt, rechnerisch ungefähr so viel wie 18 große Kohlekraftwerksblöcke. Drei Stunden später allerdings, bei tiefer stehender Sonne, waren es nicht einmal mehr neun Gigawatt.

„Blindleistung funktioniert wie Schmiermittel für das Netz.“

Lutz Eckenroth, Westnetz

Mit dem Ausbau der vom Wetter abhängigen erneuerbaren Energien nehmen solche Schwankungen bei der Einspeisung von Strom in die Netze deutlich zu. Auch der internationale Stromhandel trägt dazu bei, dass die Lastflüsse in den Netzen mehr und mehr variieren. Für die Netzbetreiber bedeutet das viel Arbeit. Denn angesichts dessen wird es für sie immer aufwändiger, die Spannung im Netz stabil zu halten. Würden die definierten Grenzwerte über- oder unterschritten, drohen schwere Schäden an Elektrogeräten, Anlagen und Maschinen.

Für die Spannungshaltung stehen den Netzbetreibern mehrere  Instrumente zur Verfügung. Ein wichtiger Hebel ist dabei der Einsatz so genannter Blindleistung. „Schmiermittel für das Netz“ nennt sie Lutz Eckenroth vom Netzbetreiber Westnetz. Erzeugt wird die Blindleistung heute zu einem großen Teil von konventionellen Kraftwerken. Sie schafft die für die Erzeugung, den Transport und den Verbrauch des Stroms nötigen elektromagnetischen Felder. Und sie ist unentbehrliches Korrektiv für den Netzbetrieb: „Wir gleichen mit Hilfe der Blindleistung Spannungsabweichungen im Netz aus, wie sie zum Beispiel entstehen können, wenn Erneuerbare-Energien-Anlagen punktuell sehr viel Strom einspeisen“, erklärt Eckenroth.

Spannung halten: Erneuerbare Energien liefern Blindleistung für die Netzstabilität

„Windenergieanlagen liefern Blindleistung in sehr hoher Qualität – und zwar dynamischer und schneller als konventionelle Kraftwerke.“

Hanna Emanuel, Enercon

Je mehr Wind- und Solaranlagen installiert sind und je weiter der internationale Stromhandel wächst, desto stärker sind die Netzbetreiber auf Blindleistung angewiesen, um die Spannung stabil zu halten. Doch wo soll sie herkommen, wenn mehr und mehr konventionelle Kraftwerke vom Netz gehen?

Einen Teil des Bedarfs werden die Netzbetreiber mit eigenen Betriebsmitteln decken, vor allem mit so genannten Blindleistungskompensationsanlagen. Doch auch die Betreiber von Erneuerbare-Energien-Anlagen sind gefordert, ihren Beitrag zu leisten. „Technisch ist die Bereitstellung von Blindleistung kein Problem“, sagt Hanna Emanuel vom Windenergieanlagen-Hersteller Enercon. „Windenergieanlagen liefern Blindleistung in sehr hoher Qualität – und zwar dynamischer, schneller und in einem größeren Bereich als konventionelle Kraftwerke“, erklärt die Expertin.

Neu ist diese Rolle für die erneuerbaren Energien nicht. Denn schon seit einigen Jahren sind die Betreiber von Windrädern und größeren Solaranlagen verpflichtet, einen Teil ihrer Kapazität als Blindleistung vorzuhalten. In wie weit diese Leistung abgerufen wird, entscheiden die zuständigen Netzbetreiber.

Solar Panels und Windräder auf einem grünen Feld.
Technisch ist die Bereitstellung von Blindleistung durch Erneuerbare Energien kein Problem.

Derzeit geht die Erzeugung von Blindleistung noch mit der Produktion so genannter Wirkleistung einher – die Energie, die landläufig (und physikalisch nicht ganz korrekt) Strom genannt wird. Windräder und Solarsysteme könnten jedoch auch bei Flaute und Dunkelheit Blindleistung liefern. Das zeigen Testläufe, die Westnetz mit Windrädern von Enercon und anderen Herstellern durchgeführt hat. Möglich machen dies bei Windenergieanlagen die Frequenzumrichter zur Regelung von Drehzahl und Blindleistung sowie bei Solaranlagen die Wechselrichter, die den Gleichstrom der Solarzellen in Wechselstrom umwandeln. Diese Komponenten sind jedoch auch in der Lage, aus dem Netz Wirkleistung zu schöpfen und diese als Blindleistung zurückspeisen – rund um die Uhr. „Das funktioniert ganz hervorragend“, berichtet Westnetz-Projektleiter Thomas Christ.

Plattform Systemdienstleistungen: Alle Akteure an einem Tisch

Plattform Systemdienstleistungen: Die dena hat die Plattform Systemdienstleistungen 2014 initiiert, um die Weiterentwicklung von Systemdienstleistungen aktiv zu gestalten. Zudem soll die Plattform die Roadmap Systemdienstleistungen 2030 vorantreiben. Die Roadmap basiert auf einer dena-Studie, die untersucht, welche Systemdienstleistungen für eine stabile Stromversorgung bis 2030 notwendig sind. An der Plattform nehmen u.a. Stromnetzbetreiber, Projektentwickler, Anlagenbetreiber und Technologiehersteller sowie das BMWi teil.

Um das ganze Potenzial der Windräder und Solaranlagen für die Spannungshaltung nutzen zu können, haben Netzbetreiber und Erneuerbare-Energien-Branche jedoch noch eine Reihe technischer, wirtschaftlicher und organisatorischer Fragen zu klären. Wie viel Blindleistung müssen die Anlagenbetreiber künftig bereit stellen? Soll sie vergütet werden? Wenn ja wie? Und wie könnte die Abrechnung aussehen? Das sind nur einige der Punkte, über die die Akteure Einigkeit erzielen müssen.

Geführt werden diese Diskussionen unter anderem auf der von der Deutschen Energie-Agentur dena initiierten Plattform Systemdienstleistungen. Mit diesem Forum bringt die dena Netzbetreiber, Unternehmen der Erneuerbare-Energien-Branche, Verbände und Vertreter aus der Politik an einen Tisch, um gemeinsam die für das Gelingen der Energiewende so wichtigen Systemdienstleistungen – zu denen sämtliche Instrumente zählen, mit denen Netzbetreiber Frequenz, Spannung und Leitungsbelastungen innerhalb der zulässigen Grenzwerte halten und sie nach Störungen wieder in den Normalbereich führen – weiterzuentwickeln. Blindleistung ist also nur eines von vielen Themen, die die Plattform bearbeitet. Das Spektrum reicht von der Frequenz- und Spannungshaltung bis hin zu Betriebsführung und Versorgungswiederaufbau. Die dena fungiert in diesem Prozess als Moderator, Lotse und Impulsgeber.

Gerechte Finanzierung der Systemdienstleistungen

„Die Akteure haben unterschiedliche Interessen. Die Plattform bietet eine gute Basis, um hier zusammen zu kommen.“

Hanna Emanuel, Enercon

Besonderen Raum nimmt zurzeit die Frage ein, ob und wenn ja wie die Blindleistung sowie andere Systemdienstleistungen finanziert und vergütet werden sollen. Denn die Bereitstellung größerer Mengen an Blindleistung bedeutet für die Anlagenbetreiber eine spürbare Ertragsminderung: Sie können dann entsprechend weniger Wirkleistung produzieren, für die sie eine Vergütung erhalten würden. Derzeit werden sie, ebenso wie viele Betreiber konventioneller Kraftwerke, für das Bereitstellen von Blindleistung im Rahmen des technischen Regelwerks nicht entschädigt. Ziel der Plattform Systemdienstleistungen ist es, Optionen zur Lösung dieses Konflikts zu erarbeiten, die für alle Beteiligten wirtschaftlich tragbar sind. „Die Akteure haben unterschiedliche Interessen. Die Plattform bietet aber eine gute Basis, um in dieser Frage zusammen zu kommen“, erklärt Emanuel. Anschließend ist die Politik am Zug. Sie muss einen rechtlichen Rahmen schaffen, der nicht nur die technischen Standards adressiert, sondern auch die Finanzierung und Vergütung dieser für die Energiewende elementaren Leistungen.

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