Ode an den europäischen Stromhandel

Autor: Bernhard Suter, Jörg Hofstetter –

Der Europäische Stromverbund ist eines der grössten synchronen Stromnetze der Welt und umfasst 35 Länder von Marokko bis Dänemark oder von Portugal bis Ukraine. Entstanden ist dieses Netz aus dem ersten Zusammenschaltung der nationalen Stromnetzte von Deutschland, Frankreich und der Schweiz 1958 als Stern von Laufenburg beim Unterwerk Laufenburg im Kanton Aargau.

Der anhaltende Erfolg dieses “Internet der Stromversorgung” beruht vor allem darauf, dass sich durch immer weitere Vernetzung Netzstabilität und Versorgungssicherheit am effektivsten und kostengünstigsten steigern lässt.

Durch die Kombination und Vernetzung von Anlagen entsteht ein System mit einer viel höheren Zuverlässigkeit zu einem viel tieferen Preis, als dies mit einer einzelnen Anlage je erreichbar wäre.

Wie wir hier besprochen haben, beruht die Zuverlässigkeit der Stromversorgung einerseits darauf, dass jederzeit genügend Strom produziert werden kann und andererseits dass das Netz ständig genau ausbalanciert ist, damit dieser Strom auch ausgeliefert werden kann.

Je unabhängiger und verschiedener das Verhalten verschiedener Anlagen ist desto grösser der Gewinn an Zuverlässigkeit durch die Vernetzung.

Die Energieproduktion aus Wind und PV ist in der Regel sehr unabhängig, wenn nicht sogar komplementär: PV Produktion ist häufiger im Sommer und um die Mittagszeit, während Windproduktion eher nachts und im Winter anfällt.

Die Produktion von benachbarten Wind beziehungsweise PV Anlagen ist jedoch recht ähnlich, da diese von denselben lokalen Wetterbedingungen abhängen.

Anderseits ist es aber möglich, dass zur gleichen Zeit an verschiedenen Orten die Wind oder PV Produktion sehr unterschiedlich ist. Der Wind weht nicht überall zur gleichen Zeit und es ist nicht überall zur gleichen Zeit gleich sonnig.

Diese kurzfristigen, lokalen Ungleichgewichte können durch einen Austausch über ausreichend grosse Distanzen ausgeglichen werden. Dies ist zum Beispiel möglich zwischen Zonen mit verschiedenen Verbrauchsprofilen, verschiedenen Klimazonen (z.B. nördlich oder südlich der Alpen, kontinental oder maritimes Klima) oder über Distanzen die grösser sind als typische Wettersysteme (Synoptische Distanzen von über 1000km) oder Zeitzonen.

Zur Illustration zeigen wir hier die Windproduktion in den Niederlanden und Griechenland während der von einem Omega-Hoch verursachten “Dunkelflaute” in Nordeuropa im November 2024:

Wir sehen dass während einigen der Tagen wo die Windproduktion in den Niederlanden weit unter dem Jahresdurschnitt lag, die Windproduktion z.B. ein Griechenland über dem Durchschnitt lag.

Oder vergleichen wir z.B. die windreichsten 1000 Stunden im Winterhalbjahr zwischen einigen Region wie z.B. an der Nordsee (DK), im Alpenraum (CH) oder im Mittelmeerraum (IT). Dabei können wir sehen, dass für diese Spitzenstunden zwischen je zwei Regionen jeweils nur etwa 300 Stunden Überlappung bestehen (Quelle: ENTSO-E).

Die räumlich-zeitliche Verteilung der Windproduktion in Europa und die Korrelation zwischen Regionen ist auch ein Thema in der Forschung. Diese Studie zeigt zum Beispiel die Korrelation in der Windproduktion zwischen einzelnen Ländern in Europa oder diese vereinfachte Grafik mit der Beziehung einzelner Länder zu Europa als Ganzes:

Je kleiner der Korrelationsfaktor (grün) desto unterschiedlicher sind die Windverhältnisse im Vergleich zum europäischen Durchschnitt zu einem gewissen Zeitpunkt.

Für die örtlichen Unterschiede in der momentanen PV Produktion sind vor allem Unterschiede in der Bewölkung und die Ost-West Lage auf der Erde verantwortlich. Die maximale Ost-West Ausdehnung des europäischen Netzverbundes entspricht ca. 3 Stunden in wahrer Sonnenzeit.

Wir können also sehen, dass die Zeiten der Über- und Unterproduktion von Erneuerbaren Energiequellen zwischen verschiedenen Regionen oft verschieden sind, was durch interregionalen Stromhandel gegenseitig ausgeglichen werden kann. Das heisst wenn an einem Ort gerade ein Mangel an erneuerbare Produktion herrscht kann es sein, dass an einem anderen Ort gerade ein Überschuss herrscht.

Für den effizienten Austausch von grossen Mengen elektrischer Energie über längere Distanzen eignen sich wegen den kleineren Verlusten vor allem Gleichstrom Hochspannungsleitung (HVDC).

Der 1.4 GW Viking Link zwischen Dänemark und England ist zur Zeit die längste HVDC Leitung in Europa. In Deutschland befinden sich mit dem 4GW SuedLink und dem 2GW Südostlink neue interregionale HVDC Leitungen im Bau, die ab 2027 Nord- und Süddeutschland verbinden sollen.

Dies sind nur einige Anfänge für ein zukünftiges trans-europäischen HVDC-Supernetz, das helfen könnte, Angebot und Nachfrage bis über kontinentale Distanzen hinweg auszugleichen.

Wenn es um die Verwendung von Überschussstrom geht, ist der Transport an einen anderen Ort, wo gerade Bedarf vorhanden ist, oft kostengünstiger als die Speicherung.

Mit wachsender Produktion aus Wind und PV dürfte interregionaler Stromhandel im zukünftigen Stromnetz von Europa eine noch grössere Rolle spielen als heute. Und vielleicht wir der Stern von Laufenburg eines Tages Teil eines neuen trans-europäischen HVDC-Supernetzes, das helfen könnte, zeitweilige Über- und Unterproduktionen bis über kontinentale Distanzen hinweg miteinander auszugleichen.

Fazit: Mit grossräumiger Vernetzung können Importe einen grösseren Beitrag zu Versorgungssicherheit beitragen als allgemein erwartet, da wegen geographischer und zeitlicher Diversität von Wind & PV Produktion, Mangel und Überschuss nicht überall zeitgleich auftreten müssen.