Klimareporter°: Herr Sauer, "Angst vor dem Strom-Blackout grassiert in Deutschland", titelte eine Nachrichtenagentur schon im Jahr 2011. Da lag der Anteil des erneuerbaren Stroms erst bei knapp 20 Prozent. Inzwischen gibt es die Blackout-Schlagzeile vor nahezu jedem Feiertag, egal ob die Sonne scheint oder nicht ...

Dirk Uwe-Sauer: ... um nach den Feiertagen dann jeweils überrascht festzustellen, dass der Blackout mal wieder ausgefallen ist.

Um den Wandel des Stromsystems zu verstehen, darf nicht vergessen werden: Wir kommen aus einer Zeit, in der galt: Jeder Stromverbraucher bekommt das, was er will und wann immer er es will. Entsprechend passten wir die Kraftwerksleistung und das Netz an.

 

Dahinter steht die Annahme der perfekten Kupferplatte, also einer Netzstruktur, die jeden Verbraucher zu jeder Zeit mit ausreichend Leistung versorgen kann. Auf diese Vorstellung geht auch die immer noch geltende einheitliche Strompreiszone für ganz Deutschland zurück.

Wir wissen jetzt: So funktioniert das künftig nicht mehr. Auch bei den Stromverbrauchern müssen wir eine höhere Flexibilität erreichen.

Im Moment setzt zum Beispiel die einheitliche Preiszone Fehlanreize bei den Verbrauchern. Ist im Norden viel Windkraft verfügbar, geht der Strompreis an der Börse gegen null. Das nimmt der Süden des Landes als Preissignal wahr, Kraftwerke herunterzufahren, Speicher zu füllen, und die energieintensive Industrie fährt ihren Verbrauch hoch.

Tatsächlich aber herrscht im Süden Strommangel. Dieser wird dann durch Redispatch ausgeglichen. Zwangsweise werden Kraftwerke im Süden hochgefahren. Das ist teuer.

Die Wirtschaftsministerin will deswegen eine Südquote für die neuen Gaskraftwerke festlegen. Zwei Drittel der geplanten 20.000 Megawatt sollen südlich der Mainlinie errichtet werden.

Um das Stromnetz stabil und vernünftig zu betreiben, benötigten wir eher die richtigen Preissignale bei den Verbrauchern – und ich will nicht ausschließen, dass das zu der genannten Verteilung von Kraftwerken führt.

Nehmen wir die E‑Autos. Wer weit fahren will, soll natürlich seinen Strom jederzeit bekommen. Real legt ein E‑Auto in Deutschland im Schnitt weniger als 40 Kilometer pro Tag zurück. Dafür braucht man sechs bis sieben Kilowattstunden Strom.

Die E‑Autos haben aber Batterien von 60 und mehr Kilowattstunden Kapazität. Den Strombedarf zum Fahren hier im Mittel um zwei Tage zu verschieben, wäre gar kein großes Ding. Dafür braucht es die Technik – und eben auch die Preissignale, um Anreize zu schaffen.

Aber ganz so einfach ist es auch hier nicht. Orientieren sich alle Fahrzeuge nur nach einem Strompreissignal von der Strombörse, besteht die Gefahr, dass alle E‑Autos gleichzeitig laden, wenn es billig wird.

Bild: privat

Dirk Uwe Sauer

ist Professor für Elektro­chemische Energie­wandlung und Speicher­system­technik der RWTH Aachen. Er ist außerdem Forschungs­leiter am Helmholtz-Institut Münster, Direktor der Sektion Energie der Jülich-Aachen Research Alliance (Jara), stell­vertretender Vorsitzender des Projekts "Energie­systeme der Zukunft" (Esys) der Wissen­schafts­akademien und Mitglied der nationalen Plattform "Zukunft der Mobilität".

Bis dato ist das die Waschmaschinen-Erzählung: Würden alle Waschmaschinen in Deutschland gleichzeitig eingeschaltet, bräche das Netz vermutlich zusammen ...

... und das wohl nicht, weil eine Waschmaschine nur so ein Kilowatt Abnahmeleistung hat, aber E‑Autos haben ein Mehrfaches davon. Würden die wirklich alle zugleich laden, entstünde schon bei der heutigen Zahl der E‑Fahrzeuge in Deutschland ein Problem.

Deswegen bräuchte es zum Beispiel ein zusätzliches Preissignal, das die Auslastung des Netzes in der Umgebung der E‑Fahrzeuge widerspiegelt. Wir müssen schauen, mit welchen Mechanismen wir den Verbrauch steuern. Auch da streiten sich die Geister nach wie vor. 

Was für Fragen werden da diskutiert?

Um ein Beispiel zu nennen: Soll im Niederspannungsbereich eine zentrale künstliche Intelligenz, die alle Verbraucher und Erzeuger und deren Energiebedarf oder Erzeugungsleistung kennt, quasi zuteilen, wer jetzt wie viel Strom dem Netz zusätzlich entnehmen darf?

Oder soll das eher dezentral und selbstorganisiert geschehen? Zum Beispiel, indem regionale Verbraucher in einem Straßenzug oder einem Quartier quasi "aushandeln", wer wann wie viel Strom verbrauchen kann – bei voller Versorgungssicherheit, versteht sich.

Das alles muss gut überlegt sein. Nur zu sagen, wir setzen auf den Strompreis und auf Flexibilität – das kann nach hinten losgehen. Auch deswegen ist die Umbaugeschwindigkeit des Stromsystems von vornherein nicht sehr schnell.

All das wissen wir aber seit wenigstens 20 Jahren. Wir haben sehr viel Zeit verloren. Das ist extremst ärgerlich.

Das E‑Auto-Problem zeigt doch auch: Die Zukunft unseres Stromsystems hängt nicht nur von der Erzeugung und den Netzen ab, sondern auch davon, wie wir die berühmte Sektorkopplung mit Wärme, Verkehr und Industrie gestalten. Massenhaft grüner Strom soll das Land defossilisieren – die Frage ist aber, wie und wo und wann geschieht das konkret?

Absolut. Wir müssen mit dem Ausbau der Erneuerbaren weiter vorangehen, aber wir brauchen gleichzeitig eine klare Strategie, was damit versorgt werden soll. Dann können die Netze nachziehen.

Bei der Sektorkopplung haben wir politische Entscheidungen schon zu lange verschleppt. Ein Beispiel: Womit wird der Lkw der Zukunft fahren – mit Wasserstoff, mit Batterien oder unter einer Oberleitung?

Wir können hier nicht gleichzeitig Oberleitungen, Wasserstoff und eine schnelle Ladeinfrastruktur aufbauen und dann schauen, was sich durchsetzt. Und hinterher sterben dann zwei von drei Infrastrukturen? Das kann und will niemand bezahlen.

Dass Batterien auch für Lkw der beste Antrieb sind, zeigen Studien schon lange, trotzdem ließen die politischen Entscheidungen auf sich warten. (Bild: Daimler Truck)

Der Aufbau der Infrastrukturen muss zumindest unter Garantien des Staats erfolgen. Der Markt allein macht es eben nicht, wenn nicht ganz klar ist, welche Technologie zum Einsatz kommen soll.

Aktuell werden aber diese Entscheidungen nicht getroffen, und dies wird dann mit dem Unwort von der "Technologieoffenheit" begründet. Das funktioniert im Stromsystem nicht.

Das Berufen auf Technologieoffenheit stellt für mich eher eine Art von Politikversagen dar oder eine Weigerung von Politik, Entscheidungen zu treffen.

Beim Wasserstoff stellt sich die politische Frage so: Größtenteils importieren oder selbst erzeugen?

Öffentlich ist zu hören: Wasserstoff werden wir weitgehend importieren. Für viele in der Politik ist die Idee attraktiv, weil wir damit das Erzeugungs-Problem aus unserem backyard weg verlagern können.

Es gibt aber gute Gründe dafür, hierzulande wesentliche Anteile des Wasserstoffbedarfs zu erzeugen. Denn wenn wir das gesamte Energiesystem im Deutschland defossilisieren wollen, werden wir in vielen Stunden Überkapazitäten bei Windkraft und Photovoltaik haben.

Diese in Wasserstoff umzuwandeln, macht viel Sinn. Dann reden wir aber nicht wie jetzt über 10.000 Megawatt Elektrolyseure, sondern vielleicht über 50.000 Megawatt und mehr.

Die TU München legte jetzt auch eine Studie vor, die sagt: Die Idee mit dem angeblich günstigen Wasserstoff aus Afrika ist eine Illusion. Die Kapitalkosten dort sind aufgrund der politischen Instabilitäten viel höher als bei uns und machen den Wasserstoff sehr teuer.

Zudem sollte auch aus klimapolitischen Gründen kein Wasserstoff aus Ländern importiert werden, in denen Strom noch aus Kohle oder Gas hergestellt wird.

 

Das künftige Stromsystem erfordert also nicht mehr Markt, sondern mehr Politik?

Das heutige Stromsystem funktioniert so lange gut, wie es von Zeiten profitiert, in denen große Überkapazitäten an Kraftwerken geschaffen wurden.

Die Debatte um den Kapazitätsmarkt ist schon ein Eingeständnis, dass sich nicht alles durch den freien Markt regeln lässt. Da lohnt sich auch ein Blick in die USA. Dort zeigt sich: Märkte, die zu sehr liberalisiert sind, liefern kaum Anreize zum Bau neuer Kraftwerke.

Aber es braucht auch einen funktionierenden Markt. Der Staat soll Rahmenbedingungen definieren, auf die sich alle verlassen können und mit denen sie dann rechnen dürfen.

Der Markt kann dann eben beispielsweise regeln, wie viele Batteriespeicher gebaut werden oder welche Kraftwerke wann betrieben werden. Energiewirtschaftliche Investitionen werden typischerweise über 20 bis 50 Jahre abgeschrieben. Der Markt kann da nur investieren, wenn eben die Rahmenbedingungen langfristig klar sind.

Energiepolitik eignet sich überhaupt nicht für politisches Klein-Klein mit Änderungen nach jeder Wahl.

Teil 1: "Mit negativen Strompreisen werden wir für eine Übergangszeit leben" – Beim Stromerzeugen mit Sonne und Wind wird es auch künftig Zeiten mit hohen Spitzen geben, die abzuregeln sind, sagt Dirk Uwe Sauer. Speicher und Netze so weit auszubauen, um auch die letzte Kilowattstunde zu nutzen, lohne sich nicht.

Teil 3: "Heimspeicher dienen derzeit nicht wirklich dem Netz und dem Strommarkt" – Eigene Solaranlagen mit Speicher helfen den Verteilnetzen erst, wenn dadurch der Ausbau des Stromnetzes vermieden wird, so der Energieexperte. Um diesen Nutzen zu erschließen, fehle es an flächendeckender Steuerung und Preissignalen.