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Interview mit Kurt Vetten, SME Management

"Technische Innenansichten der Energiewende"

EUR ING Kurt Vetten berät in Köln mit seiner SME Management Stadtwerke und Regionalversorger sowie Industrie und Gewerbe in Energiefragen. Derzeit befasst er sich über konkrete Projektentwicklungen insbesondere damit, wie die »Erneuerbaren Energien« mit hohem Anteil in bestehende Energiesysteme eingebunden und dabei die Systemstabilität bzw. die Versorgungssicherheit gewährleistet werden können. Er kennt also die technischen Details der Stromversorgung und die Herausforderungen, die mit der »Energiewende« kommen.

Holger Douglas: Deutsche Politiker haben dem Land plötzlich eine Energiewende verordnet. Damit stehen die rund 900 Betreiber der Stromnetze in Deutschland vor bisher nicht gekannten Schwierigkeiten. Kein Stein bleibt dabei auf dem anderen, sagen Sie. Was wird anders, und wie sicher wird die Energieversorgung künftig sein?

Kurt Vetten: Die Netzbetreiber stehen grundsätzlich in einem Zielkonflikt zwischen Regulierungsvorgaben, Renditeerwartungen der Eigentümer und den Erfordernissen eines technisch verlässlichen Netzbetriebs. Die massive Integration dezentraler Einspeiseranlagen in die Stromnetze, übrigens zu 90 % in den regionalen Verteilnetzen, führt zudem zu einem fundamentalen Systemwandel, der über einen aufwendigen Transitionsprozess zu gestalten ist. Dieser Prozess wird von den technischen und zeitlichen "Rahmenbedingungen" der Energiewende beaufschlagt und erhöht somit zusätzlich den Druck auf die Netzbetreiber. Die größte Sorge aller Beteiligten im Netzbetrieb hierbei ist der Erhalt der Systemstabilität und der Versorgungssicherheit, insbesondere für die kritischen Infrastrukturen und für die produzierende Wirtschaft mit den teils umweltkritischen Prozessen. Wir sprechen über ein enorm komplexes Gesamtsystem, deshalb wäre es unseriös, Prognosen zur Sicherheit in der Energieversorgung, speziell der Stromversorgung, pauschal abzugeben ... oder gar Angst zu schüren. Tendenziell wird sie aber weiter abnehmen, wenn nicht systemisch unter Beachtung der Kritizität der Prozesse gegengesteuert wird. Dies betrifft im Übrigen nicht nur die Netze, sondern auch die anderen Systeme aus der Erzeugung (Kraftwerke) und der Lasten (Verbraucher) bzw. Speicher.
Auf die wachsende Gefahr von sogenannten Blackouts hat schon 2013 auch das Bundesamt für Bevölkerungsschutz und Katastrophenhilfe öffentlich hingewiesen.

»Kein Stein bleibt auf dem anderen«

Holger Douglas: Früher waren die Energieversorgungsunternehmen dafür verantwortlich, dass der Strom immer aus der Steckdose kam. Heute gilt das nicht mehr. Wohin haben sich heute Verantwortlichkeiten verlagert - und was bedeutet das für den Stromkunden?

Kurt Vetten: Seit der 2. Novelle des Energiewirtschaftsgesetzes im Jahre 2005 gibt es eine Trennung von Markt und den natürlichen monopolistischen Energienetzen. Diese - unter Gesichtspunkten des Verbraucherschutzes gut gemeinte - Entflechtung hatte aber auch zur Folge, dass sich die Verantwortung für die Versorgungssicherheit "aufgespalten" hat. Für die Systemstabilität in den Stromnetzen waren und sind derzeit die vier Übertragungsnetzbetreiber in Deutschland zuständig, insbesondere bei den Systemdienstleistungen auf der Höchstspannungsebene für die Frequenz- und Spannungsregelung. In den Regional- und Ortsnetzen sind die Verteilnetzbetreiber für einen sicheren Netzbetrieb zuständig. Die Betonung liegt aber auf Netzbetrieb, denn mit der Lieferung von Strom oder auch der Bereitstellung sogenannter Regelenergie und damit zum aktiven Beitrag zur Systemstabilität sind sie regulierungskonform und derzeit auch technisch nicht in der Lage. Die Stromlieferverträge liegen heute in Deutschland bei rund 200 Anbietern, die sich wiederum auf die sichere Lieferung über die Übertragungsnetze und die Funktionen des Netzbetriebes beziehen - oder besser gesagt - zurückziehen.
Dies ist schon schwer für den Stromkunden nachzuvollziehen – oder?

Holger Douglas: Sie haben die »Regelbarkeit der Verteilnetze« am Beispiel der »Innovationsregion Rheinisches Revier« (IRR) westlich von Köln untersucht und für diese Region Chancen und Risiken für künftige Energieversorgungs-Strukturen aufgestellt. Zu welchem Ergebnis sind Sie gekommen?

Kurt Vetten: Die Studie wird erst im August im Rahmen einer Pressekonferenz veröffentlicht. Mit Rücksicht auf den Auftraggeber sei daher nur so viel verraten, dass über die Verlagerung der Erzeugungsstandorte in die Flächen der Regionen, neben den eben genannten technischen Herausforderungen, auch Chancen in einem regionalen Energiemanagement liegen werden. Hierin liegen mannigfaltige Aufgaben, auch ganz neue, die Geschäftsmodelle und hochwertige Arbeitsplätze schaffen können. Allerdings muss gerade in diesem von Ihnen genannten Gebiet auf die sichere Versorgung der ansässigen Produktions- und Gewerbeunternehmen geachtet werden, die im Vergleich zu anderen Gebieten in der Bundesrepublik, eine überdurchschnittliche wirtschaftliche Bedeutung in der Region haben. 

»Heutiger Sicherheits- und Qualitätslevel wird nicht selbstverständlich sein«

Holger Douglas: Die Industrie, sagen Sie, muss sich in Zukunft um die Versorgungssicherheit selbst kümmern. Wie soll das funktionieren und wofür bezahlt sie dann noch Stromkosten?

Kurt Vetten: Na ja, bisher haben sich die meisten Unternehmen im Wesentlichen auf die Optimierung der Energiebezugskosten konzentriert. Auch bei den Energieeffizienzmaßnahmen der letzten Jahre oder beim gerade angestoßenen Energieaudit geht es zunächst um "Papierform" und Einsparung von Abgaben und Steuern. Zunehmend wird es aber erforderlich sein, echte Effizienzverbesserungen sowie, und das ist neu: die Kosten und Risiken bei der Produktionskontinuität im Blick zu haben. Denn es wird in einer Welt mit überwiegend dezentralen Erzeugungsanlagen, gerade in einer Übergangszeit von rund 20 Jahren nicht selbstverständlich sein, von dem heute gewohnten Sicherheits- und Qualitätslevel auszugehen. Das bisherige Stromversorgungssystem hat uns alle im wahrsten Sinnen des Wortes vergessen lassen, dass Versorgungsunterbrechungen eigentlich systemimmanent sind. Nebenbei bemerkt: Dies gilt für mich persönlich genauso, man gewöhnt sich eben schnell an Angenehmes. Im Ergebnis müssen sich zukünftig die Unternehmen auch mit dem Thema Versorgungssicherheit, genauso wie mit Produktionsabläufen oder IT- Sicherheitsrisiken beschäftigen. Unsere Welt wird halt komplexer, dafür aber auch umweltschonender und nachhaltiger "behandelt".

Wofür noch zahlen? Im deutschen Strommarkt zahlt man für Energieverbräuche, also für Kilowattstunden. Bei größeren und redundant angeschlossenen Anlagen auch für abrufbare Leistungen. Jedes Unternehmen muss prüfen, inwieweit eine Eigenerzeugungsanlage, beispielsweise ein Blockheizkraftwerk oder eine Gasturbine oder auch je nach Lage eine erneuerbare Energieanlage bzw. ein Speicher sowohl kosten- als auch sicherheitsseitig unabhängiger werden lässt. Dies wäre im Einzelfall zu prüfen.

Holger Douglas: Die großen Unternehmen haben diese Fragen überwiegend im Griff, schwieriger wird es bei den kleineren und mittleren. Was müssen die tun?

Kurt Vetten: Das stimmt. Haben die großen Unternehmen meist schon einen Energiebeauftragten oder sogar spezialisiertes Personal im Bereich der Technik, besitzen die KMU´s diese Möglichkeiten überwiegend nicht. Grundsätzlich können die Unternehmen hinsichtlich der Hebung von Effizienzpotenzialen solche Leistungen vom Markt einkaufen und als permanente Begleitung im Outsourcing sichern. Hier gibt es Angebote von Energieberatern oder auch Ing.-Büros. Die produzierenden bzw. bearbeitenden Unternehmen sollten sich die Referenzen der Berater anschauen und darauf achten, dass die Anbieter industrielle bzw. gewerbliche Prozesse kennen. Es gibt zudem bei der BAFA oder ähnlichen Institutionen auch finanzielle Unterstützung für Beratung und Umsetzung von Maßnahmen. Prüfen sollten die Unternehmen auch, ob nicht mit den Nachbarn gemeinsame Projekte mehr Sinn machen. Grundsätzlich sehen wir bei diesen Unternehmen große Lücken bei der Beachtung der IT-Sicherheit, sowohl bei der Funktionalität als auch bei kurzfristigen Versorgungsunterbrechungen. Dabei hängt nicht selten die gesamte Wertschöpfungskette inklusive der Haftungsrisiken an diesen Einrichtungen. Wie eben gesagt: Wir haben uns alle an diesen hohen Versorgungsstandard gewöhnt und entwickeln derzeit zu wenig Sensibilität für das Thema Energiesicherheit.

»Geldquelle ‚Stadtwerke' sprudelt nicht mehr«

Holger Douglas: Extrem kritisch wird die Lage für die vielen Stadtwerke. Mit dem Verkauf von Energie verdienen sie nichts mehr, können also weder Renditen an die Städte abwerfen und auch nichts mehr investieren. Was bleibt ihnen?

Kurt Vetten: Dies ist eine sehr pauschale Aussage. Richtig ist, dass der Verkauf von Energieprodukten wie Strom oder Gas in einem harten Wettbewerb steht, die Wechselbereitschaft der Kunden zunehmend hoch ist und das Beschaffungsrisiko beim Energieeinkauf, bedingt durch die steigende Kurzfristigkeit des Handels zunimmt. Das ist aber eben Wettbewerb. Insbesondere die Stadtwerke haben Möglichkeiten, sich über Kundenbindungsangebote und zukünftig verstärkt über Energiedienstleistungen lokal und regional Vorteile zu verschaffen. Gerade bei der Umstellung auf die Erneuerbaren, Speicher, Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen oder Smart Metern ist lokal verfügbares Knowhow und Vertrauen in den Versorger ein wichtiger Baustein. Die Eigentümer und Betreiber der Netze haben grundsätzlich über die Anreizregulierung entsprechend gute Renditeaussichten, sofern sie in Zukunft systemisch optimiert investieren. Im Betrieb werden die Netzbetreiber über kurz oder lang in Kooperationen weitere Optimierungspotenziale finden. Dies insbesondere mit Blick auf die kommenden, erweiterten Aufgaben bei den Systemdienstleistungen. Die Städte und Gemeinden werden sich im steuerlichen Querverbund etwas einfallen lassen müssen, da die Geldquellen aus dem Energiegeschäft des eigenen Stadtwerkes nicht mehr so sprudeln werden, wie es über viele Jahrzehnte der Fall war.

Holger Douglas: Neue Leistungselektronik in den Energiewandlungsketten, die die heftig schwankenden gewaltigen Energiemengen steuern sollen, verändert die Energieversorgungssysteme von Grund auf. Welche Folgen hat das?

Kurt Vetten:Die enorme Wirkung der Summe aller rotierenden Maschinensätze (Turbinen/Generatoren) in den konventionellen Kraftwerken sorgt bisher für eine stabile Netz­frequenz von 50 Hz. Diese Netzgröße ist die sensibelste, da bereits geringe Ab­weichungen hiervon zu Störungen oder Netzausfällen führen können. Durch den Rückbau von konventionellen Kraftwerken im Bereich Kernkraft und Kohle schwinden auch diese stabilisierenden Systeme im Stromnetz. Im Bereich der Verteilnetze steigt dagegen der Einsatz von Leistungselektronik in Erzeugungsanlagen und Lasten und bilden eine wachsende Gefahr hinsichtlich der Spannungsqualität und ungewollter Versorgungsunterbrechungen. Sorry, jetzt muss ich einmal eine Stufe tiefer in die Technik gehen: Im Prinzip wäre dieser Wechsel auch vollkommen in Ordnung, wenn die Wechselrichterapplikationen ein Netz vorfinden würden, dass in der Lage ist, mit hinreichender Steifigkeit und genügend Kurzschlussleistung die Emissionsspektren der Wechselrichter wechselwirkungsarm zu kompensieren. Das Netz verändert sich aber strukturell und qualitativ und kann diese Aufgabe bereits heute nicht mehr immer zuverlässig erfüllen. Diese Entwicklung ist bei zukünftigen Lösungskonzepten zur Systemstabilisierung zu berücksichtigen.

Holger Douglas: Eine sichere Stromversorgung, sagen Sie, kann nicht mehr selbstverständlich sein. Stromausfälle häufen sich in Deutschland. Ist das nicht das »KO-Kriterium« für ein Industrieland wie Deutschland?

Kurt Vetten: Eine sichere Stromversorgung war nie selbstverständlich, es war bisher bei uns nur "gefühlt" so, weil das bisherige System so weit optimiert werden konnte. Nun greifen aber mehrere Effekte in unsere Sicherheit ein: zum einen wird die kritischste aller kritischen Infrastrukturen, nämlich unser Stromnetz seit Jahren überwiegend kostenorientiert betrieben, was Leistungsreserven aufgezehrt hat und das System bereits heute nicht mehr durchgehend alle Betriebsfälle durchfahren kann. Zum anderen stellen zunehmend der Energiemix oder auch beispielsweise die Gefahr von Angriffen auf die IT-Systeme der Energieversorger  die Wahrscheinlichkeit einer Versorgungsunterbrechung, ob lang oder kurz, ob lokal oder großflächig, dar. Das ökonomische Schadenspotenzial ist enorm. Nach einer Studie des Hamburger Weltwirtschafts-Instituts tragen vor allem die Industriezentren das höchste finanzielle Risiko bei einem Blackout. Demnach würden bereits einstündige Ausfälle der Stromversorgung in der Region Köln/Düsseldorf je nach Tageszeit mit bis zu 10 Mio. EURO zu Buche schlagen. Weitere Folgen in anderen Infrastruktur- und Lebensbereichen wie Trinkwasserversorgung, Gesundheitswesen, Lebensmittel etc. sind je nach Dauer und regionaler Ausweitung ebenfalls sehr schnell kritisch. Wenn dies dauerhaft der Fall sein würde, wäre dies in der Tat ein KO für unser Land. Aber ich bin sicher, dass unsere Ingenieure die technischen Möglichkeiten zur Erhaltung der Systemstabilität entwickelt haben oder werden. Bleibt zu hoffen, dass die Politik rechtzeitig hierzu die richtigen Rahmenbedingungen mit entsprechenden Anreizen schafft.

Holger Douglas: Sie sehen dennoch auch Chancen in der Energiewende. Welche könnten das sein?

Kurt Vetten: Zunächst bleibt festzuhalten, dass der Schutz unserer Natur, auch in Verantwortung für nachkommende Generationen, oberstes Gebot haben sollte. Die Politik hat bei der Energiewende hierfür erste Ziele und Rahmenbedingungen gesetzt. Die Nutzung regenerativer Energien ist aus vielerlei Gründen richtig. Bei der Umsetzung der Energiewende wünsche ich mir aber, dass die Politik hier mit Augenmaß, besonnen und verantwortlich handelt, dabei das Verhältnis von Umweltschutz und Wirtschaftlichkeit in Balance hält und die Versorgungssicherheit des Landes nicht gefährdet. Der Weg kann hier nur das Ziel sein. Sichere Rahmenbedingungen für die Wirtschaft auf diesem Weg bilden ein wichtiges Fundament für sozialen Frieden.

Nun zu den Chancen: Deutsche Ingenieurskunst hat schon immer für innovative Lösungen gestanden. Warum soll das dieses Mal nicht der Fall sein? Über unsere Arbeit wissen wir, dass in den mittelständischen Unternehmen und Marktführern mit Hochdruck an Lösungen zur Bewältigung der Aufgaben im Bereich der Energiesicherheit gearbeitet wird. Zahlreiche Hochschulen kombiniert mit den F&E-Abteilungen von Systemhäusern entwickeln und testen entsprechende Applikationen. Wir müssen uns da nicht bange machen. Allein der integrierte Großeinsatz in den dezentralen Erzeugungsanlagen, Netzen und Lasten steht noch aus. Wir werden in den nächsten Jahren wieder einmal neue Produkte "Made in Germany" für den Weltmarkt haben, denn alle benötigen solche Technologien, wollen sie ebenfalls eine umweltschonende und gleichzeitig sichere Versorgungslandschaft.

Holger Douglas: Welche neuen Wertschöpfungspotentiale können Sie sich vorstellen?

Kurt Vetten: Der sich abzeichnende Transitionsprozess zum Umbau der Netz- und Energieinfrastrukturen bringt ein erhebliches Potenzial an Innovations- und Geschäftsmöglichkeiten sowie Projektansätzen mit sich. Alleine schon die naturbedingte Volatilität der Erneuerbaren Energieanlagen bedingt weitere ergänzende Lösungen wie Speicher oder intelligente Regelungen.
Die produzierende Industrie ist gerade auf dem Weg in das Zeitalter der "Industrie 4.0". Hierbei wird eine intelligente Vernetzung von Produkten und Prozessen in der industriellen Wertschöpfung verstanden. Alleine schon an diesem Punkt ist zu erkennen, dass auch die entsprechenden Versorgungssicherheits- und Qualitätsstandards hoch zu halten sind, was wiederum entsprechende unternehmensübergreifende Prozesse und Angebote mit sich bringt. Beispielhaft seien hier das Lastmanagement, der IT-Einsatz gekoppelt mit dem Breitbandausbau oder neue Systemdienstleistungen in der Region genannt sein.

Es besteht zudem die Chance, in den Regionen Netzgebiete zu schaffen, die auch im Katastrophenfall beherrschbar bleiben und sich den Anforderungen der industriellen Prozesse zum Beispiel im "Herunterfahren" anpassen. Für Unternehmen wären diese "neuen" Eigen­schaften von großem Vorteil, da auch der Fehler- oder gar der Krisenfall planbar beherrscht werden könnte. Zudem würden so eine neue Qualität der dezentralen "Zuverlässigkeit" sowie eine inhärente Stabilität entstehen, die heute so lokal nicht vorhanden ist.

Das Interview führte Holger Douglas,
Vorstand des DAV, Bereich Wissenschaft und Technik

03. August 2015