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Netze und Speicher

Stromnetz über Land. Foto: Rüdiger Rebmann/ Panthermedia.net

Nordrhein-Westfalen verfügt über ein besonders engmaschiges Stromnetz, begleitet von vielfältigen Wärme- und Gasnetzen. Es bestehen daneben mehrere Pumpspeicher-Anlagen für Strom und Kavernenspeicher für Gas und Öl. Nordrhein-Westfalen leistet mit seiner Energieinfrastruktur einen entscheidenden Beitrag zur Energiesicherheit in Deutschland.


Energie-Infrastruktur in NRW

Die Landesregierung misst dem Thema "Energieinfrastruktur" so große Bedeutung zu, dass sie eine Vielzahl von aufeinander abgestimmten und ineinander greifenden Maßnahmen zu Netzen und Speichern ergreift. Dabei steht die Systemintegration der erneuerbarer Energien im Vordergrund.

Für den Ausbau der erneuerbaren Energien ist das kurz- und langfristige Ungleichgewicht zwischen dem Stromverbrauch und der Erzeugung aus Wind- und Solarenergie zu überbrücken, das von der Wetterlage abhängt. Stromspeicher sorgen für hier Flexibilität, um eine zuverlässige Energieversorgung zu gewährleisten.


Stromnetz in Nordrhein-Westfalen

Nordrhein-Westfalen verfügt als zentrales Energie-und Industrieland über ein besonders engmaschiges Stromnetz. Der größte Übertragungsnetzbetreiber Amprion und der größte Verteilnetzbetreiber Westnetz haben hier ihren Sitz. NRW ist zentraler Gestalter der Energiewende durch seine geografische Lage zwischen dem Windenergie-Erzeugungsschwerpunkt an der Küste im Norden und dem Verbrauchsschwerpunkt in den südlichen Bundesländern.

Die Energiewende und das Zusammenwachsen des europäischen Energiemarktes erfordern den Ausbau der Übertragungsnetze. Dabei kommt Nordrhein-Westfalen eine wichtige Rolle zu. Hier sind neben den Nord-Süd-Leitungen auch neue Verbindungen in die Nachbarländer Belgien und Niederlande unbedingt notwendig.

Je stärker Deutschland seine Energieversorgung auf erneuerbare Energien umstellt, umso mehr muss das Energieland Nordrhein-Westfalen seine Energieinfrastruktur daran anpassen. Dazu verfolgt die Landesregierung eine Vielzahl aufeinander abgestimmter und ineinander greifender Maßnahmen.

Ausbau der Netze

Für den Ausbau des Übertragungsnetzes gelten Bedarfskataloge, die Teile zweier Bundesgesetze sind. Dies sind das Energieleitungsausbaugesetz (EnLAG aus dem Jahr 2009) und das Bundesbedarfsplangesetz (BBPlG aus dem Jahr 2013).

Der Ausbau des Übertragungsnetzes nach EnLAG liegt in NRW in der Verantwortung der fünf Bezirksregierungen (Dezernate 25). Aufsichtsbehörde ist das NRW-Wirtschaftsministerium. Der Übertragungsnetzausbau nach BBPlG liegt nur zum Teil bei den Bezirksregierungen. Für die länderübergreifenden Leitungen liegt die Zuständigkeit bei der Bundesnetzagentur unter Aufsicht des Bundeswirtschaftsministeriums. Die Bundesnetzagentur führt auch  fortlaufend ein Monitoring zum Fortschritt des Netzausbaus durch.

Die Landesregierung NRW hat die Möglichkeit, Stellung zur Fortschreibung der Bedarfsplanung zu nehmen - gegenüber Netzbetreibern und Bundesnetzagentur. Daran beteiligt sind neben den Experten der Landesplanung in der NRW-Staatskanzlei die beiden Energieabteilungen von Wirtschafts- und Umweltministerium. Darüber hinaus ist die Landesregierung NRW beteiligt über den Bundesfachplanungsbeirat bei der Bundesnetzagentur und projektbezogen durch die Vorhabenträger.

Die Landesregierung NRW hat das Personal bei den Bezirksregierungen verstärkt, um die zahlreichen Planfeststellungsverfahren ordentlich bearbeiten zu können. Gleichzeitig hat das NRW-Umweltministerium mit der Energieagentur.NRW ein Expertengremium "Gesprächskreis Netze und Speicher" eingerichtet, um die aktuellen Entwicklungen aus Sicht der Wissenschaft, Wirtschaft und Verwaltung zu diskutieren und neue Entwicklungen rechtzeitig aufzugreifen. Die EnergieAgentur.NRW hat zudem ein Netzwerk eingerichtet.  

Wichtig ist die öffentliche Akzeptanz des notwendigen Ausbaus der Energieinfrastruktur. Die Landesregierung NRW sucht dazu den direkten Dialog mit den Bürgerinitiativen vor Ort und sie macht sich gegenüber dem Bund für ein größeres Angebot für Erdverkabelung stark.

Zum Ausbau des Energie-Verteilnetzes hat eine Verteilnetzstudie der Deutschen Energieagentur einen hohen Bedarf ermittelt. Die Landesregierung lässt derzeit diesen Bedarf für Nordrhein-Westfalen in einer eigenen Verteilnetzstudie untersuchen.

Oberbecken des Pumpspeicherwerks Finnentrop-Rönkhausen. Foto: Mark-E

Oberbecken des Pumpspeicherwerks Finnentrop-Rönkhausen. Foto: Mark-E

Stromspeicher in Nordrhein-Westfalen

Eine der größten Herausforderungen beim Ausbau der erneuerbaren Energien ist die Überbrückung von kurz- und langfristigen Ungleichgewichten zwischen dem Stromverbrauch und der Erzeugung aus Wind- und Solarenergie, die von der Wetterlage abhängt. Stromspeicher sorgen für hier Flexibilität, um eine zuverlässige Energieversorgung zu gewährleisten, die zunehmend von erneuerbaren Energien geprägt ist.

 



Angebot und Nachfrage flexibel ausgleichen

Eine solche Flexibilisierung kann durch den Einsatz von großen und zentral angeordneten Speichersystemen gewährleistet werden. Daneben gibt es verschiedene Speicherformen, die im Zusammenhang mit dezentralen Lösungen genutzt werden können, zum Beispiel in Kombination mit einer Photovoltaik-Anlage. Hier gewinnen beispielsweise Batteriesysteme stetig an Bedeutung. In NRW sind derzeit zwei großtechnische Speicheranlagen in Betrieb – die Pumpspeicherwerke Koepchenwerk (Witten-Herdecke) und Rönkhausen (Finnentrop). Ein kleineres Pumpspeicherwerk ist in der Sorpetalsperre installiert. In einem Pumpspeicherwerk wird die Lageenergie von Wasser gespeichert. Diese entsteht beim Hinaufpumpen von Wasser in einen höher gelegenen Speichersee/Speicherbecken, das später wieder hinabgelassen wird und mittels Turbinen und Generatoren elektrischen Strom erzeugt. 



Leitwarte eines Pumpspeicherwerks. Foto: Mark-E

Leitwarte eines Pumpspeicherwerks. Foto: Mark-E

Rahmenbedingungen und Anreize für Speicheranlagen

Für die erfolgreiche Integration von Speichertechnologien in das bestehende Energiesystem sind geeignete Rahmenbedingungen notwendig. Die Landesregierung setzt sich dafür ein, dass Speicher in der Diskussion um ein neues Strommarktdesign entsprechende Berücksichtigung finden.

Besonderes Augenmerk liegt in NRW auf der Absicherung von Planungsrisiken im Rahmen von großen Speichervorhaben. Da bei Pumpspeicherkraftwerken mit einer sehr langen Planungs- und Bauphase zu rechnen ist, bedarf es bereits jetzt erster Schritte, um den zukünftigen Speicherbedarf decken zu können. Die Landesregierung hat aus diesem Grund entschieden, für die Planungsphase von Pumpspeicherprojekten 50 Millionen Euro in Form von Ausfallgarantien zur Verfügung zur stellen.



Pumpspeicher-Potenzialstudie

Für die erfolgreiche Umstellung der Stromversorgung auf regenerative Energie ist die Feststellung des Speicherbedarfs von wesentlicher Bedeutung. Im Auftrag des Umweltministeriums hat das Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz NRW (LANUV) eine entsprechende Potenzialstudie erstellen lassen und veröffentlicht, die geeignete Flächen für Pumpspeicherkraftwerke identifiziert und entsprechenden Potenziale angibt. In der Potenzialstudie wurden 23 Vorzugsstandorte (davon vier an bestehenden Talsperren) und vier derzeit im Planungsprozess befindliche Standorte identifiziert. Daraus ergibt sich ein technisch-machbares Speicherpotenzial von 56 Gigawattstunden (GWh) beziehungsweise neun Gigawatt (GW) installierbare Leistung.

Regional ist das Potenzial für Pumpspeicherkraftwerke in Nordrhein-Westfalen unterschiedlich verteilt. Die Topographie ist besonders im Regierungsbezirk Arnsberg für eine Nutzung entsprechender Fallhöhen geeignet, so dass dort etwa drei Viertel der Vorzugsstandorte sowie der im Planungsprozess befindlichen Standorte liegen. Es ist jedoch in der Praxis davon auszugehen, dass nur eine Auswahl einzelner Potenzialstandorte realisiert wird. Aktuell sind die Rahmenbedingungen als Investitionsgrundlage für neue Pumpspeicherkraftwerke unzureichend und die Landesregierung setzt sich auf Bundesebene für Anpassungen in der Ausgestaltung eines neuen Strommarktes ein. Auch das Potenzial einer Nutzung der bestehenden Bergbauinfrastruktur in NRW wurde untersucht. Als aussichtsreiche Standorte für untertägige Pumpspeicherstandorte wurden der noch aktive Steinkohlebergbau des Ruhrgebiets, der Eisenerzbergbau im Siegerland und im Mindener Land und Weserbergland sowie der Steinsalzbergbau identifiziert.

Die Ergebnisse wurden von einem Konsortium der Firmen Lahmeyer Hydroprojekt GmbH, BET Büro für Energiewirtschaft und technische Planung GmbH und DMT GmbH & Co. KG erarbeitet und von einer Facharbeitsgruppe begleitet. Auf Anfrage stehen der staatlichen und kommunalen Planungsebene und interessierten Standortsuchenden mit den Auswertungen der Potenzialstudie detaillierte Datengrundlagen zur weiteren Ausweisung von Flächen und zur Planung von Anlagen zur Verfügung.

Außerdem liegt eine weitere Studie zur Ermittlung der Pumpspeicherpotenziale vor. Sie wurde vom Aggerverband beauftragt und stellt dar, welche der in NRW bestehenden Talsperren als Teil eines Pumpspeicherwerks genutzt werden können.

Wissenschaft und Forschung

Am Technologiestandort NRW beschäftigt man sich bereits intensiv mit der Forschung und Entwicklung von Stromspeichersystemen. Die Landesregierung hat das Cluster EnergieForschung.NRW (CEF.NRW) eingerichtet, das sich mit der Umsetzung von energiewirtschaftlichen und klimapolitischen Zielvorgaben in NRW im Bereich der Energieforschung befasst. Darüber hinaus forschen und lehren zahlreiche Universitäten, Hochschulen und außeruniversitäre Einrichtungen zu diesem Thema. Besonders der Bereich Batteriespeicher hat in den letzten Jahren eine enorme Entwicklung vollzogen.

Bei Großspeicheranwendungen wird neben der Erforschung neuer Technologien geprüft, ob alternative Standorte in Verbindung mit bekannter Technologie einsetzbar sind. Im Blick sind dabei zum Beispiel die (Unter-)Tagebaue der Stein- und Braunkohlenreviere, die ein mögliches Potenzial zur Speichernutzung darstellen. Im Zuge des Strukturwandels der letzten Dekaden tritt der klassische Bergbau immer weiter in den Hintergrund. Das Fachwissen des Bergbaus und entsprechende Kapazitäten in Forschung und Industrie bleiben jedoch erhalten, wenn sie in einem neuen Kontext genutzt werden können.



Vernetzung und Austausch von Informationen

Die EnergieAgentur.NRW übernimmt im Auftrag der Landesregierung eine zentrale Vernetzungsfunktion. Sie ist Mittlerin zwischen Wirtschaft, Wissenschaft und Politik. In ihrem Netzwerk "Netze und Speicher" bündelt sie Kompetenzen auf dem Gebiet der Stromspeicherung sowie der Elektrizitätsnetze, stellt Informationen bereit und richtet Veranstaltungen zu diesem Thema aus. Das Netzwerk ist auch zuständig für die Begleitung der technischen Einschätzung von Speichertechnologien sowie deren Marktintegration.