Netzausbau: So wird unser Stromnetz fit für die Zukunft
Was ist mit dem Begriff Netzausbau gemeint?
Mehr erneuerbare Energien, ein perspektivisch steigender Stromverbrauch und ein reger europäischer Binnenmarkt: Das deutsche Stromnetz muss heute und künftig neuen Anforderungen gerecht werden. Die dafür notwendigen Ausbaumaßnahmen und Netzverstärkungen werden unter dem Begriff „Netzausbau“ zusammengefasst.
Der Grundstein für den Netzausbau wurde im Jahr 2009 mit der Verabschiedung des Energieleitungsausbaugesetzes (kurz EnLAG) gelegt. In diesem Gesetz wurden erstmals die in Deutschland notwendigen Leitungsbaumaßnahmen auf Höchstspannungsebene gesetzlich festgestellt. Seit 2011 sind auch die vier Übertragungsnetzbetreiber
- Amprion
- 50Hertz
- TenneT
- TransnetBW
mit im Boot. Sie wurden im Rahmen des novellierten Energiewirtschaftsgesetzes (kurz EnWG) mit der alle zwei Jahre notwendigen Ausarbeitung eines Netzentwicklungsplans (NEP) für den Ausbau der Übertragungsnetze beauftragt. Dieser definiert alle Maßnahmen, die in den nächsten zehn bis 15 Jahren erforderlich sind, um das Stromnetz bedarfsgerecht zu verstärken, zu optimieren und auszubauen, und bildet die inhaltliche Grundlage für das Bundesbedarfsplangesetz. Der aktuelle NEP blickt erstmals auf das Zieljahr 2045.
Zum Weiterlesen: So beschleunigt grüner Strom die Energiewende – neues Energiesofortmaßnahmenpaket der Bundesregierung.
Darum macht die Energiewende den Netzausbau notwendig
Wie jede Infrastruktur muss auch das deutsche Stromübertragungsnetz regelmäßig an den gesellschaftspolitischen und technischen Wandel angepasst werden. Seit einigen Jahren wachsen die Anforderungen an das Stromnetz jedoch so stark, dass die bisherigen Anpassungen nicht mehr ausreichen. Die vorhandene Infrastruktur muss daher systematisch stärker ausgebaut werden.
Der Hauptgrund für den bedarfsgerechten Netzausbau liegt vor allem in den Klimazielen, die sich die Bundesrepublik gesetzt hat. Vor allem der sukzessive Umstieg auf erneuerbare Energien und die damit verbundene räumliche Verlagerung der Energieerzeugung verlangen ein leistungsstarkes Netz. Bislang wurde der Strom vorrangig in zentralen Großkraftwerken erzeugt. Sie standen meist dort, wo auch viel Energie benötigt wurde – etwa in den süddeutschen Ballungsräumen. Entsprechend kurz war der Weg vom Erzeuger zu den Verbrauchenden. Im Rahmen der Energiewende nimmt jedoch der Anteil an kleinen, dezentralen Anlagen stetig zu, beispielsweise Windkraft- oder Photovoltaikanlagen. Deren Integration in das Stromnetz erfordert zusätzliche Übertragungs- und Verteilungskapazitäten, für welche die aktuelle Infrastruktur ausgebaut werden muss.
Auch der Stromverbrauch selbst macht einen Netzausbau erforderlich. Expert:innen gehen davon aus, dass sich der Stromverbrauch in Deutschland bis 2045 verdoppelt. Auch dies ist auf die Energiewende zurückzuführen. Millionen neuer E-Autos und Wärmepumpen sollen dazu beitragen, die CO2-Emissionen zu reduzieren und die Klimaziele zu erreichen. Für diesen Zuwachs an Energieverbrauchern und die damit verbundenen Lastspitzen sind die deutschen Stromnetze – insbesondere die Niederspannungsnetze – noch nicht ausgelegt.
Was wird beim Netzausbau in Deutschland konkret ausgebaut?
Um die Ziele und Herausforderungen der Energiewende bewältigen zu können, ist eine Steigerung der quantitativen Übertragungskapazität erforderlich. Dazu zählt neben dem Aus- und Neubau auch eine effizientere Nutzung der bereits vorhandenen Infrastruktur. Auch neue Betriebsführungskonzepte unter Nutzung großer Batteriespeicher werden aktuell erprobt, um die Übertragungskapazität zu steigern.
Mehr als nur Stromleitungen
Die Notwendigkeit des Netzausbaus betrifft zunächst die Stromleitungen, also das Übertragungs- sowie das Verteilernetz und deren gesamte Infrastruktur. Hierzu zählen neben den Stromleitungen selbst auch die sogenannten Netz-Assets wie Umspannwerke, Trafos und Konverter. Sie müssen – meist unabhängig von ihrer Restnutzungsdauer – angepasst oder ersetzt werden.
Die Aufgabe der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ)
Aufgrund des steigenden Strombedarfs und der zunehmenden Dezentralisierung der Erzeuger müssen in Deutschland zukünftig noch größere Strommengen über noch weitere Strecken transportiert werden. Bisher wird diese Aufgabe zum Großteil von Wechselstromleitungen übernommen. Das Problem: Wechselstrom ändert in kurzen Abständen die Richtung, und bei jeder Richtungsänderung geht Energie verloren. Das führt vor allem bei Distanzen von mehreren Hundert Kilometern zu Übertragungsverlusten. Diese sollen durch ein zentrales Element des Netzausbaus minimiert werden: Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsleitungen, kurz HGÜ. Hierbei handelt es sich um besonders leistungsstarke „Stromautobahnen“, deren Übertragungsverlust um bis zu 50 Prozent geringer ausfällt als bei Wechselstromleitungen.
Ein weiterer Vorteil der HGÜ-Technik: Mit ihr lassen sich Lastflüsse innerhalb des Netzes besser steuern und Schwankungen in der Energieerzeugung besser in das Stromnetz integrieren.
Smart Grid – das intelligente Stromnetz
Ein weiteres Ziel des Netzausbaus ist es, alle Teile des Energiesystems digital zu vernetzen und den Netzbetrieb durch smarte Technik zu steuern. Das Smart Grid soll alle Abläufe koordinieren – von der Erzeugung über den Transport und die Zwischenspeicherung bis zu den Verbrauchsstellen. Wird beispielsweise vorübergehend mehr grüner Strom produziert als benötigt, leitet das Smart Grid die Energie an Stromspeicher weiter und ruft sie von dort wieder ab, sobald die Nachfrage das Stromangebot übersteigt. So gleicht es die schwankende Einspeisung erneuerbaren Stroms ebenso wie Nachfragespitzen aus und sorgt für eine stabile und sichere Stromversorgung.
Weiterführende Informationen zu diesem Thema liefert unser Artikel „Dezentrale Energieverteilung durch virtuelle Kraftwerke“.
Wer ist für den Netzausbau zuständig?
Für den Betrieb und die bedarfsgerechte Entwicklung der Stromnetze sind in erster Linie die vier Übertragungsnetzbetreiber verantwortlich. Sie müssen in ihrer Regelzone sicherstellen, dass die Nachfrage nach Strom gedeckt wird, und die hierfür notwendigen Auf- und Ausbaumaßnahmen durchführen. Darüber hinaus tritt die Bundesnetzagentur bei Vorhaben, die sich über mehrere Bundesländer oder bis ins Ausland erstrecken, als verfahrensführende Behörde auf. Soll beispielsweise eine Stromtrasse verlegt werden, plant die Bundesnetzagentur zunächst einen möglichen Korridor und legt später den genauen Trassenverlauf fest.
Wie wird der Bedarf an Stromleitungen ermittelt?
Für die Bedarfsermittlung schreibt das Energiewirtschaftsgesetz ein mehrstufiges Verfahren vor:
- Szenariorahmen
- Netzentwicklungsplan
- Bundesbedarfsplan
- Bundesfachplanung/Raumordnungsverfahren
- Planfeststellung
Alle zwei Jahre erstellen die vier Übertragungsnetzbetreiber einen Szenariorahmen anhand der Ausbauziele der erneuerbaren Energien. Dieser bildet die Bandbreite zukünftiger Entwicklungen der deutschen Energielandschaft ab.
Auf dieser Basis entwickeln die Übertragungsnetzbetreiber dann in einem zweijährigen Turnus den Netzentwicklungsplan (kurz NEP). Dieser beschreibt, wo das deutsche Höchstspannungsnetz in den kommenden zehn bis 15 Jahren ausgebaut beziehungsweise verstärkt werden muss, um die Ausbauziele zu erreichen, und legt notwendige Projekte an Land, an der Küste sowie im Küstenmeer fest. Parallel analysiert die Bundesnetzagentur im Rahmen eines Umweltberichts, welche möglichen Auswirkungen die geplanten Vorhaben auf Menschen, Tiere und Umwelt haben.
Der Bundesbedarfsplan überführt schließlich die bestätigten Leitungsbauprojekte aus dem Netzentwicklungsplan in ein Gesetz und stellt somit deren energiewirtschaftliche Notwendigkeit fest. Der Bundesbedarfsplan wird vom Bundestag und Bundesrat verabschiedet. Die Netzbetreiber sind dann verpflichtet, diese Projekte umzusetzen.
Im nächsten Schritt muss ein Trassenkorridor gefunden werden. Länder- oder grenzüberschreitende Leitungsbauprojekte durchlaufen dabei die Bundesfachplanung. Das Genehmigungsverfahren beginnt mit einem Antrag eines oder mehrerer Übertragungsnetzbetreiber. Darin wird ein Korridor vorgeschlagen, durch den später die Stromleitung laufen soll. Innerhalb der Bundesfachplanung wird der Trassenkorridor auf seine Umsetzbarkeit geprüft und anschließend festgelegt.
Im folgenden Planfeststellungsverfahren werden der exakte Trassenverlauf, die Mastenaufstellpunkte sowie alle technischen Details verbindlich geklärt. Nach dem Planfeststellungsbeschluss darf mit dem Bau der Trasse begonnen werden.
Was kostet der Netzausbau?
Das Investitionsvolumen für den Netzausbau beläuft sich nach dem NEP 2037/2045 (2023) derzeit auf rund 210 Milliarden Euro. Davon entfallen rund 103 Milliarden Euro auf Offshore-Investitionen (Energiegewinnung auf dem Meer) und etwa 106 Milliarden Euro auf Onshore-Projekte (Energiegewinnung auf dem Festland) – jeweils inklusive Vernetzung.
Bis 2045 sind weitere Investitionen erforderlich. Ihr Gesamtvolumen liegt bei etwas über 250 Milliarden Euro, aufgeteilt in Offshore- (145 Milliarden Euro) und Onshore-Projekte (106 Milliarden Euro).
Finanziert wird das Vorhaben über die Netzentgelte. Sie sind neben Erzeugungskosten und Steuern Teil des Strompreises, den Verbraucher:innen zahlen.
Wo wird in Deutschland zukünftig welche Energie erzeugt?
Die Basis für eine erfolgreiche Energiewende sind, wie oben bereits erwähnt, leistungsfähige Übertragungsnetze. Die vorhandenen Wechselstromleitungen müssen laut dem Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz in den kommenden Jahren um mehr als 14.000 Kilometer erweitert und verstärkt werden, damit die Versorgungssicherheit in Zukunft gewährleistet ist.
Die Herausforderung dabei: den überwiegend im Norden und Osten erzeugten Windstrom zu den industriellen und wirtschaftlichen Ballungszentren im Westen und Süden des Landes zu leiten. Für diese Aufgabe braucht es besonders leistungsstarke Übertragungsleitungen, welche die Stromversorgung der deutschen Großunternehmen sichern und Deutschland mit dem Stromnetz europäischer Nachbarländer verbinden.
Die folgende Grafik veranschaulicht den Stellenwert von HGÜ-Leitungen in der künftigen Stromnetzinfrastruktur. Die HGÜ-Leitungen sammeln den Windstrom im Norden sowie den im Süden produzierten Sonnenstrom ein. Dieser wird über Gleichstromverbindungen von Norden nach Süden beziehungsweise von Süden nach Norden transportiert. Gleichzeitig werden die Offshore-Netzanbindungen aus der Nordsee ins Landesinnere gezogen – und damit näher an die Ballungszentren.
Fünf der zukünftig wichtigsten Stromtrassen auf HGÜ-Basis in Deutschland sind in Planung:
- SuedLink
- SuedOstLink
- NordOstLink
- SuedWestLink
- OstWestLink
Die Stromtrasse „SuedLink“ besteht aus zwei HGÜ-Leitungen mit einer Länge von rund 700 Kilometern. Die streckenweise parallel verlaufenden Leitungen führen von Brunsbüttel (Schleswig-Holstein) über Niedersachsen und Hessen bis nach Baden-Württemberg beziehungsweise vom schleswig-holsteinischen Wilster nach Bergrheinfeld/West (Bayern). SuedLink soll den Süden mit klimaneutralem Strom aus den leistungsstarken Windparks in und an der östlichen Nordsee versorgen.
Mit einer Länge von rund 540 Kilometern stellt die Trasse „SuedOstLink“ die zweite bedeutende HGÜ-Leitung dar. Sie soll den im Nordosten Deutschlands erzeugten Strom nach Süddeutschland transportieren. Dabei werden zwei Gleichstromverbindungen mit einer Leistung von jeweils 2000 Megawatt realisiert: eine von Wolmirstedt (Sachsen-Anhalt) nach Isar (Bayern) und eine von Klein Rogahn (Mecklenburg-Vorpommern) nach Isar.
Die Trasse „NordOstLink“ startet im Raum Heide (Schleswig-Holstein) und führt bis nach Klein Rogahn. Sie erstreckt sich über eine Länge von rund 165 Kilometern und ermöglicht einen Transport des Nordseestroms über die Trasse „SuedOstLink“ – ein wichtiger Baustein für die Versorgungssicherheit und Netzstabilität.
Als Verstärkung zwischen Schleswig-Holstein und Baden-Württemberg soll zukünftig die Stromtrasse „SuedWestLink“ dienen. Sie führt auf einer Länge von etwa 740 Kilometern aus dem Raum Büchen (Schleswig-Holstein) nach Böblingen (Baden-Württemberg).
Zwischen Nüttermoor (Niedersachsen) und Streumen (Sachsen) verläuft auf 600 Kilometern Länge die Stromtrasse „OstWestLink“. Die HGÜ-Leitung soll den Austausch zwischen Niedersachsen und Sachsen ermöglichen und gleichzeitig die Übertragungskapazität in nordöstliche Richtung erhöhen.
Der notwendige Netzausbau betrifft jedoch nicht nur die Übertragungsnetze. Auch die Verteilernetze müssen zukünftig mehr leisten. Musste früher lediglich Strom von den Umspannwerken weiter in die Fläche transportiert werden, sollen die Verteilernetze zukünftig als Sammelnetze dienen. Durch die wachsende Zahl an dezentralen Erzeugungsanlagen – beispielsweise kleinere Wind- und Solaranlagen – und neuartigen Verbrauchern (E-Autos, Wärmepumpen) werden neue Anforderungen an das Verteilernetz gestellt. Dieses muss an die neue Erzeugungs- und Verbrauchsstruktur angepasst werden, um zum gewünschten Zeitpunkt Energie genau dorthin zu transportieren, wo sie gerade benötigt wird.
Netzausbau unter Berücksichtigung von Umweltbelangen
Ein zukunftsfähiges Stromnetz ebnet den Weg für einen weiterhin steigenden Anteil an erneuerbaren Energien. Die damit einhergehenden baulichen Maßnahmen stellen jedoch Eingriffe in die Natur dar. So kann beispielsweise die Installation einer Freileitung ein Hindernis für Zugvögel darstellen. Die Verlegung eines Erdkabels beeinflusst lokale, bodennahe Lebensräume. Derartige Eingriffe in die Natur gilt es, wenn möglich, zu vermeiden
Sowohl die Bundesnetzagentur als auch die Netzbetreiber sind daher angehalten, ihre Projekte anhand des sogenannten NOVA-Prinzips zu planen:
- NO = Netz-Optimierung
- V = Verstärkung
- A = Ausbau
Die Nutzung des bestehenden Stromnetzes bestmöglich zu optimieren steht an erster Stelle – beispielsweise durch eine höhere Belastung bei niedrigen Außentemperaturen. Reicht dies nicht aus, werden zunächst einzelne Komponenten bestehender Leitungen verstärkt oder durch leistungsfähigere Teile ersetzt. Erst wenn diese Möglichkeiten ausgeschöpft sind, kommt der Neubau von Leitungen in Betracht.
Stromspeicher ermöglichen Flexibilität
Aktuell existieren in Deutschland noch nicht ausreichend Stromspeicher, um überschüssige Wind- oder Sonnenenergie „zwischenlagern“ zu können. Abhilfe schaffen Projekte wie das gut 620 Kilometer lange Nordseekabel NordLink. Es verbindet das deutsche mit dem norwegischen Stromnetz. Hauptaufgabe von NordLink ist es, überschüssigen deutschen Windstrom nach Norwegen zu leiten. Dort kann er bei Bedarf sofort verbraucht oder aber dazu genutzt werden, Pumpspeicherkraftwerke zu betreiben.
Übersteigt die Stromnachfrage das aktuelle Angebot, wird von diesen zunächst hochgepumptes und gestautes Wasser wieder talwärts durch Strom erzeugende Turbinen geleitet. Aus dem grünen Windstrom aus Deutschland wird dadurch grüner Wasserstrom aus Norwegen, der über NordLink zu uns zurückfließt. So wird Norwegen zu einer Art externem Stromspeicher und schützt unsere Infrastruktur vor Überlastungen. Das Stromnetz der Zukunft braucht aber noch weitere solcher Speicherprojekte.
Wie weit ist der Netzausbau?
Den aktuellen Stand des Netzausbaus in Deutschland zeigt folgende Karte der Bundesnetzagentur. Sie stellt alle Netzausbau-Projekte dar, die im Bundesbedarfsplan (BBPIG) beziehungsweise im Energieleitungsausbaugesetz (EnLAG) enthalten sind. Hinweis: Netzausbau-Vorhaben im Verteilernetz sind nicht dargestellt.
Stand September 2023 lag die Gesamtlänge aller EnLAG- und BBPIG-Vorhaben bei einer Länge von rund 14.000 Kilometern. Davon befanden sich:
- 1606 Kilometer vor dem Genehmigungsverfahren
- 1516 Kilometer im Raumordnungs- beziehungsweise Bundesfachplanungsverfahren
- 6723 Kilometer vor dem oder im Planfeststellungsverfahren
1444 Kilometer waren genehmigt oder befanden sich vor dem oder im Bau, knapp 2700 Kilometer waren am 30. September 2023 bereits fertiggestellt.
Werden auch die Bürger:innen am Netzausbau beteiligt?
Der Netzausbau betrifft unsere gesamte Gesellschaft. Entsprechend hat der Gesetzgeber bei allen Entscheidungen Beteiligungsmöglichkeiten für Bürger:innen vorgesehen:
- Beteiligung während der Bedarfsermittlung: Sowohl der Szenariorahmen als auch der Netzentwicklungsplan werden von der Bundesnetzagentur öffentlich zur Konsultation gestellt und können von Interessierten eingesehen werden.
- Beteiligung in der Bundesfachplanung: Im Rahmen der Bundesfachplanung finden öffentliche Antragskonferenzen statt, in denen die jeweiligen Projekte räumlich konkretisiert werden. Zwar richtet sich die Antragskonferenz vorrangig an Vertreter:innen der Länder, Behörden und Umweltverbände, grundsätzlich steht die Teilnahme jedoch allen Interessierten offen. Im Anschluss werden die Planungsunterlagen im Internet oder vor Ort veröffentlicht. Bestehen Einwände, werden diese gemeinsam mit den Betroffenen bei einem anschließenden Erörterungstermin besprochen.
- Beteiligung in der Planfeststellung: Auch bei der Planfeststellung haben Bürger:innen eine Beteiligungsmöglichkeit. Hier finden ebenfalls öffentliche Antragskonferenzen statt. Geht es in deren Verlauf um die Rechte Einzelner (zum Beispiel beim Bau einer Stromleitung auf einem Privatgrundstück), werden diese direkt miteinbezogen. Dazu richtet die Bundesnetzagentur ein Anhörungsverfahren aus, in dem Betroffene ihr Anliegen ausführlich darlegen können. Wann und wo zu den jeweiligen Projekten eine öffentliche Antragskonferenz stattfindet, ist der Homepage der Bundesnetzagentur zu entnehmen.
Was passiert, wenn das eigene Grundstück betroffen ist?
Die Netzbetreiber erwerben in der Regel keine Grundstücke, um darauf Projekte des Netzausbaus zu realisieren. Allerdings ist es häufig erforderlich, fremdes Eigentum in Anspruch zu nehmen.
Damit ein Netzausbau-Vorhaben durchgeführt werden kann, wird für den jeweiligen Netzbetreiber im Grundbuch eine sogenannte „beschränkte persönliche Dienstbarkeit“ eingetragen. Dabei handelt es sich um das Recht, das Grundstück in einer bestimmten, eingeschränkten Weise zu nutzen. Darüber hinaus kann sie auch Pflichten für Grundstückseigentümer:innen enthalten – etwa, kein tief wurzelndes Gewächs oder keine Bäume anzupflanzen, die eine bestimmte Höhe überschreiten.
Ein solcher Grundbucheintrag setzt eine Einigung – sprich einen Vertrag – mit dem oder der Grundstücksinhaber:in voraus. Darin kann ein Entschädigungsanspruch vereinbart werden. Die Höhe der Entschädigung ist zwischen den Vertragsparteien frei verhandelbar. Sie richtet sich unter anderem nach:
- der beanspruchten Fläche
- dem Verkehrswert des Grundstücks
- der Minderung des Verkehrswerts durch die geplante Maßnahme
Besonderheit: Bei land- und forstwirtschaftlich genutzten Flächen gibt es bereits Rahmenvereinbarungen zwischen den Übertragungsnetzbetreibern und einigen Landwirtschaftsverbänden. Sie stellen Richtwerte für etwaige Verhandlungen dar.
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