Durch den Ausbau Erneuerbarer Energien in Deutschland wird es zukünftig zu einer geografischen Trennung von Stromerzeugung und –verbrauch kommen. Der daraus resultierende Ausbaubedarf von Übertragungsnetzten wird in der vorliegenden Arbeit kritisch auf ihre technische und planungsrechtliche Umsetzbarkeit geprüft.
Der Analyse liegt ein Szenario des Sachverständigenrats für Umweltfragen (SRU) zugrunde, welches eine Stromvollversorgung Deutschlands aus Erneuerbaren Energien für das Jahr 2050 vorsieht. Im Mittelpunkt der Arbeit steht die Entwicklung eines Netzausbaumodells bis 2050, welches dem Stand der Technik sowie technischen Neuerungen gerecht wird. Die aktuellen Gesetzesänderungen im Planungsrecht lassen letztendlich einen Schluss über die planungsrechtliche Umsetzbarkeit des Netzausbaumodells zu.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
1.1. Problemstellung und Zielsetzung
1.2. Gang der Untersuchung
2. Bestandsaufnahme der Netze
2.1. Netzstruktur
2.2. Veränderung der Lastflüsse
2.3. Übertragungsnetzbetreiber
2.4. Technologien im Übertragungsnetz
2.4.1. Freileitungen
2.4.2. Erdkabel
2.4.3. Hochspannungsgleichstromübertragung (HGÜ)
2.4.4. Gasisolierte Leitungen (GIL)
2.5. Netzzustand
2.6. Investitionen und Entgelte
2.7. Aktueller Netzausbau
3. Planung und Genehmigung von Übertragungsnetzen in Deutschland
3.1. Einführung in die Raumplanung
3.2. Rechtliche Rahmenbedingungen
3.2.1. Rechtliche Rahmenbedingungen der Raumordnung
3.2.2. Rechtliche Rahmenbedingungen der Fachplanung
3.3. Instrumente und Träger der Raumordnung
3.3.1. Europäische Ebene
3.3.2. Ebene des Bundes
3.3.3. Ebene der Länder
3.3.4. Ebene der Regionen
3.4. Umweltschutz beim Planen von Übertragungsnetzen
3.5. Verfahren der Planung und Genehmigung von Übertragungsnetzen
3.5.1. Das Raumordnungsverfahren
3.5.2. Das Planfeststellungsverfahren
3.6. Zwischenfazit
4. Auswahl eines Energieszenarios für das Jahr 2050
4.1. Vorstellung der gewählten Studie
4.2. Zusammensetzung der Energieszenarien
4.3. Untersuchung der Randbedingungen der SRU-Studie
4.3.1. Windkraft
4.3.2. Sonnenenergie
4.3.3. Wasserkraft
4.3.4. Biomasse
4.3.5. Energiespeicher
4.4. Bewertung der Szenarien
4.4.1. Industrie
4.4.2. Haushalte
4.4.3. GHD
4.4.4. Verkehr
4.4.5. Gründe für eine grenzüberschreitende Kooperation
4.4.6. Auswahl des Zielszenarios
5. Ausbaubedarf des deutschen Stromnetzes
5.1. Entwicklung gemäß des Zielszenario 2.1.a bis 2050
5.2. Modell der Stromerzeugung für das Jahr 2050
5.2.1. Windkraft
5.2.2. Photovoltaik, Biogas, Biomasse, Wasserkraft
5.3. Modell des Stromverbauchs für das Jahr 2050
5.3.1. Haushalte
5.3.2. Verkehr
5.3.3. Industrie und GHD
5.4. Zwischenfazit
5.5. Netzausbaumodell
5.5.1. Ausbauphase I (bis 2022)
5.5.2. Ausbauphase II (bis 2030)
5.5.3. Ausbauphase III (bis 2040)
5.5.4. Zusammenfassung
6. Planungsrechtliche Umsetzbarkeit des Zielszenarios
6.1. Realisierungsmöglichkeit mit den derzeitigen Verfahren
6.2. Defizite der Planung und Genehmigung von Übertragungsnetzen
6.2.1. Bedarfsplanung zum Gemeinwohlzweck
6.2.2. Akzeptanzprobleme
6.2.3. Defizite der Verfahren
6.3. Gesetzliche Regelungen zur Einleitung der Energiewende
6.4. Beschlossene Gesetzesentwürfe zum Netzausbau und zur Netzplanung
6.4.1. Gesetzesentwurf zur Änderung des EnWG
6.4.2. Entwurf des Netzausbaubeschleunigungsgesetzes (NABEG)
6.4.3. Erwartete Auswirkungen der Gesetzesänderungen
6.5. Realisierungsmöglichkeit mit den verabschiedeten Beschleunigungsgesetzen
7. Fazit
Zielsetzung & Themen
Die Arbeit analysiert die technische und planungsrechtliche Umsetzbarkeit einer rein regenerativen Stromversorgung in Deutschland bis zum Jahr 2050, um den erforderlichen Netzausbau sowie notwendige verfahrensrechtliche Reformen aufzuzeigen.
- Analyse der bestehenden Netzinfrastruktur und ihrer Eignung für regenerative Energien
- Bestimmung des Netzausbaubedarfs basierend auf einem ausgewählten Energieszenario für 2050
- Untersuchung der aktuellen Planungs- und Genehmigungsverfahren für Übertragungsnetze
- Kritische Bewertung der planungsrechtlichen Hürden und Defizite
- Entwicklung von Empfehlungen für eine beschleunigte Umsetzung der Energiewende
Auszug aus dem Buch
2.4.1. Freileitungen
Durch ihr auffälliges Erscheinungsbild stellen Freileitungen wohl die bekannteste Übertragungstechnik dar. Für gewöhnlich besteht eine Freileitung aus mehreren Masten mit Fundamenten sowie den Freileitungsstromkreisen und den dazugehörigen Isolatoren. Die Bauform, Bauart und Dimensionierung der Masten ist abhängig von unterschiedlichen Faktoren, wie z. B. die Anzahl der Stromkreise, deren Spannungsebene sowie mögliche Mastabstände. Auch einzuhaltende Begrenzungen, wie die Breite des Schutzstreifens und die Masthöhe, spielen eine wichtige Rolle.
Abbildung 5 zeigt anhand einer Mehrfachleitung mit Doppelsystemen und drei Spannungsebenen die typischen Bestandteile eines Freileitungssystems. Die eigentlichen Leiterseile bzw. –bündel sind über Isolatoren an den Traversen aufgehängt. Der Leiterseilkern besteht heute aus Stahldrähten und ist mit mehreren Lagen Aluminium ummantelt. Der Mast selbst wird über ein Erdungsseil geerdet. Ohne großen Aufwand lassen sich mehrere Drehstromsysteme unterschiedlicher Spannungen über solche Masten führen.
Je nach Ausführung erreichen 380-kV-Freileitungsmasten eine Höhe von 40 bis 60 m und eine Traversenausladung von 2 x 10-15 m. Die mittlere Spannweite zwischen zwei Masten beträgt in der 380-kV-Ebene etwa 375 m. Der Schutzstreifen, in dem Bewuchs und Bauhöhen beschränkt sind, ist ca. 2 x 40 m breit. Solch ein System kann Leistungen von 1.500 MVA bis 2.400 MVA übertragen.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Vorstellung der Problemstellung, insbesondere der Energiewende, und Erläuterung des Untersuchungsziels sowie des methodischen Vorgehens.
2. Bestandsaufnahme der Netze: Detaillierte Analyse der bestehenden Netzstruktur, der Übertragungstechnologien sowie des Netzzustands und der Investitionstätigkeit.
3. Planung und Genehmigung von Übertragungsnetzen in Deutschland: Darstellung der komplexen rechtlichen und raumplanerischen Rahmenbedingungen sowie der Verfahren für den Netzausbau.
4. Auswahl eines Energieszenarios für das Jahr 2050: Begründete Auswahl eines Zielszenarios auf Basis wissenschaftlicher Studien zur regenerativen Stromversorgung.
5. Ausbaubedarf des deutschen Stromnetzes: Entwicklung eines Modells zur räumlichen und quantitativen Verteilung der Stromerzeugung und des Stromverbrauchs im Jahr 2050 sowie Ableitung des Netzausbaubedarfs.
6. Planungsrechtliche Umsetzbarkeit des Zielszenarios: Prüfung der Realisierbarkeit des Netzausbaumodells unter Berücksichtigung geltender Gesetze und Analyse des Reformbedarfs.
7. Fazit: Zusammenfassende Darstellung der wichtigsten Ergebnisse und abschließende Bewertung der Gesamtsituation.
Schlüsselwörter
Energiewende, Stromnetze, Übertragungsnetzbetreiber, Netzausbau, Raumordnung, Fachplanung, Erneuerbare Energien, Planfeststellungsverfahren, Energieszenario, Offshore-Windkraft, Netzentwicklungsplan, Bundesbedarfsplan, Netzausbaubeschleunigungsgesetz, Versorgungssicherheit, Netzzustand
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit?
Die Arbeit befasst sich mit der technischen und rechtlichen Machbarkeit des deutschen Netzausbaus im Kontext einer zu 100 % regenerativen Stromversorgung bis zum Jahr 2050.
Welche zentralen Themenfelder werden bearbeitet?
Die Themenfelder umfassen die Netztechnik, die regulatorischen Rahmenbedingungen, die Zukunftsmodellierung der Stromnachfrage und die Analyse von Planungs- und Genehmigungsverfahren.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das Hauptziel ist die Prüfung, ob der notwendige Netzausbau für eine rein regenerative Stromversorgung in Deutschland unter den bestehenden und neuen rechtlichen Rahmenbedingungen zeitgerecht realisiert werden kann.
Welche wissenschaftliche Methode wird angewandt?
Die Arbeit nutzt eine interdisziplinäre Analyse aus technischer Bestandsaufnahme, Szenarienentwicklung und einer kritischen Prüfung des Planungs- und Genehmigungsrechts.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil behandelt die technische Analyse der Netze, die Auswahl eines geeigneten Zielszenarios für 2050, die Entwicklung eines konkreten Netzausbaumodells und die kritische Auseinandersetzung mit den Planungs- und Genehmigungsprozessen.
Welche Keywords charakterisieren die Arbeit am besten?
Energiewende, Stromnetze, Netzausbau, Planungsrecht, Erneuerbare Energien und 100 % regenerative Vollversorgung sind zentrale Begriffe.
Welche Rolle spielen Offshore-Windparks im Modell?
Offshore-Windparks sind laut der gewählten Szenarien eine der wichtigsten Säulen der Stromerzeugung im Jahr 2050 und erfordern daher einen massiven Ausbau der Übertragungsnetze vom Norden in den Süden.
Warum wird eine Kooperation mit Norwegen als notwendig erachtet?
Aufgrund der begrenzten deutschen Speicherkapazitäten ist die Kooperation mit Norwegen essentiell, um mittels Pumpspeicherkraftwerken Ausgleichsleistungen für die wetterabhängige regenerative Stromerzeugung zu nutzen.
- Arbeit zitieren
- Johannes Kraft (Autor:in), Johannes Beers (Autor:in), Sebastian Ruths Sion (Autor:in), Stefanie Tonn (Autor:in), 2011, Ausbau der deutschen Stromnetze bis 2050, München, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/179767
