Betreiber halten sich beim Ausbau des Stromnetzes zurück

Mit dem Zubau an Solaranlagen steigt das Risiko für Stromausfälle. Unsichere Prognosen darüber, wo in Zukunft in Solarstrom investiert wird, erschweren die Netzplanung.

Wo in Zukunft Solarstrom gewonnen wird, weiss heute niemand so genau: Solartestanlage im alten Steinbruch am Walensee.

Wo in Zukunft Solarstrom gewonnen wird, weiss heute niemand so genau: Solartestanlage im alten Steinbruch am Walensee. Bild: Gian Ehrenzeller/Keystone

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Solaranlagen produzierten im letzten Jahr 840 Millionen Kilowattstunden Strom. Das sind 1,4 Prozent der gesamten Schweizer Stromproduktion. Bis 2050 sollen Fotovoltaikanlagen laut Bundesamt für Energie (BfE) 11 Milliarden Kilowattstunden liefern. 38'000 Projekte warten zurzeit auf eine Genehmigung für die kostendeckende Einspeisevergütung (KEV) des Bundes. Die Nachfrage für die Produktion von Solarstrom steigt. Der Zubau könnte die Netzbetreiber künftig aber vor Probleme stellen.

Die ETH Zürich hat für die Akademie der technischen Wissenschaften eine Netzstudie verfasst und hält darin fest, dass die Energiewende vor allem im Verteilnetz auf den untersten Spannungsebenen Folgen hat. Also dort, wo Fotovoltaikanlagen ans Stromnetz angeschlossen werden. Durch den Ausbau der Solaranlagen steigt auf dem Land das Risiko eines Stromausfalls. «Weicht die Spannung um mehr als zehn Prozent von der Norm ab, können empfindliche Elektrogeräte beeinträchtigt oder beschädigt werden», sagt Andreas Ulbig vom ETH-Institut für Elektrische Energieübertragung und Hochspannungstechnik.

Damit die Netzfrequenz stabil bleibt, müssen Stromproduktion und -verbrauch im Gleichgewicht bleiben. Solaranlagen verursachen Schwankungen, wenn sich zum Beispiel dunkle Wolken vor die Sonne schieben. In diesem Fall liefern sie abrupt weniger Strom. Ist die Netzstabilität in Gefahr, müssen die Netzbetreiber rasch handeln. Bei Überkapazitäten werden Kraftwerke vom Netz genommen und Verbraucher zugeschaltet. Kann das Ungleichgewicht nicht ausgeglichen werden, droht ein Totalausfall.

Ein anderes Problem der Fotovoltaik stellen die Einspeisespitzen bei sonnigem Wetter dar. Sie überlasten das Netz. Dadurch erwärmen sich Kabel und Transformatoren. Die Wärmeentwicklung verkürzt die Lebensdauer der Installationen, und ein Teil der produzierten Energie verpufft.

An der Kapazitätsgrenze

Das Schweizer Stromnetz ist darum vielerorts einem allzu schnellen Zubau an Fotovoltaikanlagen nicht gewachsen. In den Städten ist das Netz zwar stark genug, jedoch nicht auf dem Land. Der Stromanbieter Repower zum Beispiel errechnete für das bündnerische Dorf Ilanz einen Netzausbaubedarf. Falls das Fotovoltaikpotenzial ausgeschöpft wird, droht das Netz zu überlasten. «Derartige Probleme entstehen bei langen Netzleitungen mit geringem Leiterquerschnitt», sagt ETH-Forscher Ulbig. Stromnetze wie das in Ilanz sind zu klein dimensioniert. Leitungen und Transformatoren vermögen die Leistung aus den Solarpanels nicht aufzunehmen. Repower geht von Investition in die Netzinfrastruktur in der Höhe von 825'000 Franken aus.

Bisher stehen die 700 Verteilnetzbetreiber beim Netzausbau auf der Bremse. Manche Verteilnetze stossen aber heute schon an die Kapazitätsgrenze ihrer Kabelleitungen. «Je mehr die Grenzen ausgereizt werden, desto mehr steigt das Ausfallrisiko», sagt Andreas Beer, Leiter Netze von Repower. Um die Fotovoltaikenergie problemlos aufnehmen zu können, müssen die Verteilnetze ausgebaut werden.

Zu wenig Daten

Trotzdem sind die Energieunternehmen zurückhaltend. Die Krux: Für die Netzbetreiber ist es schwierig, abzuschätzen, wo und vor allem wie viel Leistung zugebaut werden soll. Die KEV-Stiftung hat nur Informationen von Projekten, die einen Antrag für die kostendeckende Einspeisevergütung eingereicht haben. Mit der KEV werden nachhaltige Projekte gefördert. Doch nur 20 Prozent aller Fotovoltaikanlagen erhalten KEV-Zuschüsse. Die restlichen 80 Prozent der Anlagenbetreiber verzichten auf die Zuschüsse oder lassen sich anderweitig subventionieren. Es kann darum davon ausgegangen werden, dass es auch in Zukunft Tausende neuere Solaranlagen ohne KEV geben wird. Auf diese Daten haben die Netzbetreiber aber keinen Zugang. Die Informationen der Nationalen Netzgesellschaft Swissgrid sind aus Datenschutzgründen nur eingeschränkt zugänglich. Die Netzbetreiber sind darum auf Anschlussgesuche der Bauherren angewiesen. Denn: Wo in Zukunft die Anlagen stehen werden, weiss niemand so genau. Das erschwert die Netzplanung. Um dem entgegenzuwirken, hat Repower mithilfe von Drohnen einen Solarkataster seines Netzgebiets erstellt, um das Solarpotenzial zu berechnen.

Intelligentes Lastmanagement

Ziel der Netzbetreiber ist es, möglichst wirtschaftlich zu bauen. «Der Netzausbau ist nicht immer die wirtschaftlichste Lösung, aber in den meisten Fällen», sagt Michael Koller, Fachspezialist Energiespeicher bei den Elektrizitätswerken des Kantons Zürich (EKZ). Ein Netzausbau ohne genaue Informationen ist nicht immer sinnvoll – er bindet Kapital. Wenn im Nachhinein die Kapazitäten nicht ausgeschöpft werden, war der Ausbau wirtschaftlich ineffizient. Darum entscheidet der Netzbetreiber von Fall zu Fall. Auch die EKZ sind wegen des Fotovoltaikausbaus immer wieder gefordert. So bauen sie in Pfungen nahe Winterthur wegen einer geplanten Solaranlage mit 900 Kilowatt Leistung eine neue Transformatorenstation. Die Kosten trägt die Anlagenbetreiberin EKZ zu 80 Prozent selber. Die restlichen 20 Prozent bezahlen die Netzkunden.

Neben dem Ausbau der Netzinfrastruktur gelten dezentrale Energiespeicher und intelligentes Lastmanagement als Zukunftslösungen. In Dietikon nutzen die EKZ eine Batterieanlage, um das Netz zu regulieren. Mit intelligentem Lastmanagement werden Energieerzeuger und -verbraucher, die am Netz angeschlossen sind, gesteuert. Bereits heute werden Boiler, Elektrospeicherheizungen und Wärmepumpen bei Bedarf per Rundsteuerung zu- oder abgeschaltet. Die Technologie für flexiblere Zu- und Abschaltung wird aber nur zaghaft genutzt. Viele Projekte stecken noch in den Kinderschuhen.

Solarstrom für Pumpspeicher?

Für ETH-Forscher Ulbig wird die Fotovoltaik in den nächsten fünf Jahren kein grossflächiges Problem darstellen, da der gute Netzausbaustandard neue Fotovoltaikanlagen noch aufzunehmen vermag. Der Solarausbau findet ausserdem nur langsam statt. Trotzdem: Bereits heute wird wegen der Fotovoltaik das Verteilnetz verstärkt. Für Andreas Beer von Repower muss der Netzausbau nicht nur in dünn besiedeltem Gebiet vorangetrieben werden: «In Zukunft sind auch regionale und überregionale Verteilnetze betroffen.» Will die Schweiz mit Solarkraft zudem ihre Pumpspeicherseen füllen, muss das Mittel- und Hochspannungsnetz ebenfalls verstärkt werden. Dadurch steigen die Netzkosten und somit die Strompreise. Lieber wollen sie deshalb die Fotovoltaikenergie im lokalen Verteilnetz halten. «Da die Netzbetreiber aber wenig Informationen haben, wie stark der Zubau sein wird, zögern viele, den kostenintensiven Netzausbau in Angriff zu nehmen», sagt Beer. «Irgendwann könnte es jedoch zu spät sein.»

Erstellt: 16.09.2015, 21:19 Uhr

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