Ausbau von Strom- und Wasserstoffnetzen 14.07.2023, 07:00 Uhr

Überraschende Erkenntnisse zum Energienetz der Zukunft

Um Strom aus erneuerbaren Energiequellen zu den Zentren des hohen Verbrauchs zu transportieren, ist der Ausbau der Netzinfrastruktur notwendig. Doch wie sieht das zukünftige Energienetz aus? Eine Studie liefert Antworten: Danach soll der parallele Ausbau von Wasserstoff- und Stromnetzen erhebliche Kosten einsparen.

Laut einer neuen Studie wäre die Energiewende auch ohne den Ausbau von Übertragungsnetzen in Europa machbar.
Foto: © PantherMedia /
Studio_East

Laut einer neuen Studie wäre die Energiewende auch ohne den Ausbau von Übertragungsnetzen in Europa machbar.

Foto: © PantherMedia / Studio_East

Statt Kraftwerke erzeugen immer mehr kleine Anlagen wie Photovoltaikanlagen oder Windräder Energie, die über lokale sowie regionale Netze verteilt werden. Doch scheint die Sonne nicht immer gleichmäßig. Und auch der Wind weht nicht immer regelmäßig. So können erneuerbare Energiequellen Netzschwankungen verursachen. Um auf die natürlichen Schwankungen im Stromnetz in Zukunft flexibel reagieren zu können und gleichzeitig die Energiewende voranzutreiben, ist der Ausbau der Netzinfrastruktur wichtig.

Doch wie sieht das Energienetz von morgen aus? Welche nachhaltigen Energiequellen stehen wo zur Verfügung und wie lässt sich die Energie möglichst effizient transportieren? Mit diesen Fragen haben sich Forschende der Technischen Universität (TU) Berlin und der Universität Aarhus in Dänemark beschäftigt. Mit ihrer Studie liefern sie nun überraschende Ergebnisse. Nach ihren Berechnungen ist die Energiewende in Europa auch ohne den Ausbau der Übertragungsnetze und ohne Energieimporte umsetzbar. Allerdings könnte Europa mit dem Ausbau von Strom- und Wasserstoffnetzen bis zu 70 Milliarden Euro pro Jahr einsparen.

Innovativer Bioreaktor könnte Erstaunliches für die Energiewende leisten

Software ermöglicht zielführende Planung von Energiesystemen

Für den Ausbau von nachhaltigen Energiequellen und der damit zusammenhängenden Netzinfrastruktur ist eine sorgfältige Planung entscheidend: In welchen Regionen scheint häufig die Sonne, wo gibt es mögliche Freiflächen für die Erzeugung von Windenergie, wo lassen sich Energiespeicher platzieren, wo herrscht ein hoher Bedarf und welche Netze sind vorhanden? An dieser Stelle setzen die Forschenden das digitale Planungstool „Python für Power System Analysis“ (PyPSA) ein, das über eine umfangreiche Datenbasis zur Simulation und Optimierung moderner Stromversorgungssysteme verfügt. Neben verschiedenen Wetterdaten kann das System auf Informationen zu Energienetzen in verschiedenen Ländern oder verfügbaren Flächen für den Ausbau von Photovoltaik- und Windenergie zugrückgreifen. Noch dazu liefert es Informationen darüber, wo beispielsweise CO₂ aus Industrieprozessen ausgeschieden wird. Auf Basis dieser komplexen Datengrundlage lassen sich verschiedene Netzausbauszenarien durchrechnen.

Stellenangebote im Bereich Energie & Umwelt

Energie & Umwelt Jobs
Iqony Solutions GmbH-Firmenlogo
Projektleiter:in Energietechnik (m/w/d) - FTE 1 Iqony Solutions GmbH
Stuttgart Netze GmbH-Firmenlogo
Cluster Lead Betrieb Stromnetz (w/m/d) Stuttgart Netze GmbH
Stuttgart Zum Job 
3U ENERGY PE GmbH-Firmenlogo
Projektleiter Windenergie (Junior oder Senior) (m/w/d) 3U ENERGY PE GmbH
Marburg Zum Job 
ONTRAS Gastransport GmbH-Firmenlogo
Projektmanager für Wasserstoff (m/w/d) ONTRAS Gastransport GmbH
Leipzig Zum Job 
Bau- und Liegenschaftsbetrieb NRW-Firmenlogo
Ingenieurin / Ingenieur (w/m/d) Versorgungstechnik TGA Bundesbau Bau- und Liegenschaftsbetrieb NRW
Duisburg Zum Job 
VIVAVIS AG-Firmenlogo
Sales Manager (m/w/d) Metering VIVAVIS AG
Ettlingen / Homeoffice Zum Job 
VIVAVIS AG-Firmenlogo
Sales Manager (m/w/d) im Bereich der Energie- und Wasserversorgung VIVAVIS AG
Vertriebsregion Mitte (Hessen, Rheinland-Pfalz, Saarland) Zum Job 
THOST Projektmanagement GmbH-Firmenlogo
Projektsteuerer*in (m/w/d) für Projekte in Energie, Anlagenbau und prozesstechnischer Industrie THOST Projektmanagement GmbH
verschiedene Standorte Zum Job 
BIONORICA SE-Firmenlogo
Projektingenieur Gebäudetechnik / TGA (m/w/d) BIONORICA SE
Neumarkt Zum Job 
VTG GmbH Ingenieurbüro-Firmenlogo
Projektleitung Spezialtiefbau und Rohrvortrieb (m/w/d) VTG GmbH Ingenieurbüro
Haar bei München Zum Job 
VTG GmbH Ingenieurbüro-Firmenlogo
Projektleitung Kanalbau / Wasserwirtschaft (m/w/d) VTG GmbH Ingenieurbüro
Haar bei München Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes, Niederlassung Südbayern-Firmenlogo
Sachbearbeiter Wassertechnik - Gewässerschutzbeauftragter (w/m/d) Die Autobahn GmbH des Bundes, Niederlassung Südbayern
Kempten Zum Job 
ILF CONSULTING ENGINEERS GERMANY GMBH-Firmenlogo
Lead Ingenieur für Thermische Systeme (m/w/d) ILF CONSULTING ENGINEERS GERMANY GMBH
München Zum Job 
Netzgesellschaft Potsdam GmbH-Firmenlogo
Projektingenieur (m/w/d) für Automatisierung und Netzführung Netzgesellschaft Potsdam GmbH
Potsdam Zum Job 
Stuttgart Netze GmbH-Firmenlogo
Ingenieur Stationsplanung (w/m/d) Stuttgart Netze GmbH
Stuttgart Zum Job 
Stuttgart Netze GmbH-Firmenlogo
(Junior) Ingenieur Betriebsmitteltechnik (w/m/d) Stuttgart Netze GmbH
Stuttgart Zum Job 
Infraserv GmbH & Co. Höchst KG-Firmenlogo
Ingenieur als Betriebsleiter für die Wassergewinnung (w/m/d) Infraserv GmbH & Co. Höchst KG
Frankfurt am Main Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieur für Straßenplanung und -entwurf / Immissionsschutz (m/w/d) Die Autobahn GmbH des Bundes
Regensburg Zum Job 
Hochschule Reutlingen-Firmenlogo
W2-Professur Ingenieurwissenschaften, insb. Nachhaltigkeit technischer Systeme (m/w/x) Hochschule Reutlingen
Reutlingen Zum Job 
Würmtal Zweckverband-Firmenlogo
Technische Leitung (m/w/d) der Wasserversorgung Würmtal Zweckverband
Planegg Zum Job 

„Das Besondere an PyPSA ist, dass das Tool so entwickelt wurde, dass viele verschiedene Regionen und Wetterbedingungen gleichzeitig berücksichtigt werden können. Genau das, was man für die Modellierung der gesamteuropäischen Energiewende mit hohen Anteilen von Wind- und Solarstrom braucht“, sagt Fabian Neumann vom Fachgebiet „Digitaler Wandel in Energiesystemen“ der TU Berlin. Das digitale Tool, das Neumann selbst begleitet hat, liefert somit wichtige Lösungsansätze, um die Energiewende möglichste kosteneffizient umzusetzen.

NRW liefert wichtige Datengrundlage für die kommunale Wärmeplanung

Der Ausbau von Wasserstoff- und Stromnetzen würde jährlich 70 Milliarden Euro einsparen

Bei ihren Untersuchungen zum Gelingen der Energiewende haben die Forschenden insgesamt vier verschiedene Netzausbauszenarien berücksichtigt: Den ausschließlichen Netzausbau eines Stromnetzes, den alleinigen Ausbau eines Wasserstoffnetzes, den Ausbau beider Netze in Kombination und keinen Netzausbau. Das Ergebnis: Auch ohne den Ausbau der Netzinfrastruktur und Energieimporte wäre eine ausschließliche Versorgung mithilfe von nachhaltigen Energien möglich. Der Ausbau der Netzinfrastruktur wäre jedoch in allen drei Szenarien mit deutlichen Kosteneinsparungen verbunden. Bei dem ausschließlichen Ausbau des Stromnetzes ließen sich den Berechnungen zufolge sechs bis acht Prozent der gesamten Kosten für die Energieversorgung in Europa einsparen. Bei dem alleinigen Ausbau eines Wasserstoffnetzes wären immer noch Einsparungen von zwei bis drei Prozent der Gesamtkosten für das Energiesystem in Europa möglich. Am effektivsten ist laut der Studie der Ausbau von Wasserstoff- und Stromnetzen in Kombination. Hier wären Kosteneinsparungen von bis zu zehn Prozent möglich. Das entspricht etwa 70 Milliarden Euro pro Jahr in Europa.

Wasserstoff: Bosch baut jetzt Anlagen zur Wasseraufbereitung

Europäische Energiewende erfordert eine länder- und sektorenübergreifende Infrastruktur

Auch wenn der Ausbau der Netzinfrastruktur, laut Studie, keine Voraussetzung für das Erreichen der Energiewende ist, so lassen sich doch durch eine kluge Planung der Energienetze erhebliche Kosten einsparen. Dafür sind jedoch eine länder- und sektorenübergreifende Planung, Koordination und Umsetzung notwendig. „Um Klimaneutralität kosteneffizient erreichen zu können, müssen die Standorte von Energieerzeugung, -transport, -umwandlung und -speicherung verstärkt integriert geplant werden, da sie stark voneinander abhängen“, sagt Neumann.

Mehr Informationen zur Energiewende und Stromversorgung:

Ein Beitrag von:

  • Ines Klawonn

    Ines Klawonn

    Ines Klawonn hat als Redakteurin bei einem auf Energiekommunikation spezialisierten Medienunternehmen gearbeitet. Mittlerweile ist sie selbstständige Journalistin und gehört zum Team von Content Qualitäten. Ihre Themenschwerpunkte sind Gesundheit, Energie und Technik.

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.