Verbundkraftwerke

Verbundkraftwerke sind direkt (ohne öffentliches Netz) miteinander verbunden Energieanlagen, umfassend
– Erzeugungsanlagen (Wind, Solar, Biogas u.a.)
– eigenes (nicht redundantes) Kraftwerksnetz bestehend aus Stromleitungen (20-kV, 110-kV) und Steuerleitungen (Glasfaser), welches extrem kostengünstig ist
– direkt an das Kraftwerksnetz angeschlossene Großverbraucher als zuschaltbare Lasten (Power-to-Gas, Power-to-Heat)
– eigene Umspannstationen zwischen den Spannungsebenen
– Speicher zur Netzstabilisierung (Akkumulatoren)
– eine Warte zur Steuerung und Überwachung des Verbundkraftwerkes, direkt an die Steuerleitungen angebunden
– eigene Notstromversorgung für Warte und Steuersysteme
– im erforderlichen Umfang Energiespeicher und entsprechende Stromerzeuger für gesicherte Leistung zur Überbrückung von Engpässen im Solar- bzw. Windangebot

Verbundkraftwerke haben eine Leistung im Gigawattbereich und erstrecken sich über Dutzende Kilometer. Siehe auch Vortrag Verbundkraftwerk.

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Verbundkraftwerke zeichnen sich im Unterschied zu einfachen erneuerbaren Energieanlagen durch folgende Eigenschaften aus:
– die Einspeisung in die öffentlichen Netze ist im Vergleich zu Einzelanlagen oder einzelnen Windfeldern aufgrund der räumlichen Ausdehnung viel stabiler, der größte Teil der Fluktuationen wird innerhalb des Verbundkraftwerkes ausgeglichen bzw. in Wasserstoff- und Wärmespeicher eingespeichert.
– es kann auf mehrere Tage voraus geplant fahrplangerecht Energie erzeugt werden, indem ausreichend hohe Abschläge von den Wetterprognosen bezüglich der Erzeugung gemacht und daraus folgende Überschüsse an die Großverbraucher innerhalb des Verbundkraftwerkes abgegeben werden
– der Netzausbau zwischen den Energieanlagen ist im Vergleich zum redundanten Ausbau des öffentlichen Netzes deutlich kostengünstiger, allzumal alle Betriebsmittel durch Temperaturmonitoring bis zur Grenze ihrer Belastbarkeit ausgelastet werden können, was ebenfalls Kosten spart.
– sie erbringen sämtliche Netzdienstleistungen (Frequenzhaltung, Spannungshaltung, Blindleistungsbereitstellung)
– sie sind schwarzstartfähig
– die Steuerung eines Verbundkraftwerkes ist nicht mit dem Internet verbunden sondern erfolgt über ein eigenes Glasfasernetz, um keinerlei Angriffsmöglichkeiten aus dem Netz zu bieten

Es sind etwa 700 GW installierte erneuerbare Leistung erforderlich, um Deutschland vollständig mit Energie zuversorgen. Das heutige Lastband schwankt zwischen 30 und 80 GW. Daraus folgt, daß etwa 10% der installierten erneuerbaren Erzeugungsleistung als gesicherte Leistung benötigt werden.

Verbundkraftwerke benötigen 10% ihrer installierten Leistung als gesicherte Leistung aus Biogas-KWK oder Brennstoffzellen. Die erforderlichen Gasmengen wären dem Gasnetz oder Wasserstoffspeichern zu entnehmen.
Damit können Verbundkraftwerke herkömmliche Kraftwerke ersetzen.

Warum kann es sinnvoller sein, die Erzeugung gesicherter Leistung in Verbundkraftwerken bereitzustellen, anstelle in Großkraftwerke (Gaskraftwerke), welche nur in Bereitschaft sind? Dafür spricht einiges:

1. Erdgasbefeuerte Gaskraftwerke brauchen CH4 und stoßen CO2 aus. Verbundkraftwerke nicht.

2. In Verbundkraftwerke lässt sich leicht Wasserstoffmobilität zwecks Rückspeisung integrieren, da sie sich über eine sehr grosse Fläche erstrecken und also viele Fahrzeuge schnell herbeirufen können. Da damit sowieso vorhandene Einspeiser genutzt werden, entstehen keine zusätzlichen Kosten.

3. Verbundkraftwerke verfügen über permanent verfügbare Primärregelenergie (Akku), während ein Gaskraftwerk erst gestartet werden muss.

4. Verbundkraftwerke können ebenso wie Gaskraftwerke als KWK betrieben werden und die Abwärme in die umliegenden Ortschaften abgeben.

5. Auf Gaskraftwerke setzen, bedeutet, auf eine einzige Technologie zu setzen. Verbundkraftwerke im Wettbewerb untereinander könnten verschiedene Technologien (H2, Biogas, Akkus, Pumpspeicher) einsetzen, so dass man im Laufe der Zeit die beste finden kann.

Warum ist das Netz von Verbundkraftwerken bis zu 90% günstiger, als der öffentliche Netzausbau?

Das hat mehrere Gründe: Weil diese Netze nicht auf Versorgungssicherheit, sondern auf Wirtschaftlichkeit ausgelegt sind. So benötigen sie keine Doppelsysteme gegen Ausfälle. Weiterhin verfügen sie über ein Temperaturmonitoring, so dass die Kabel bis an die Grenze ihrer Belastbarkeit gefahren werden können. Durch eine vollständige unterirdische Verlegung gibt es praktisch keine Störungen oder Wartungsaufwendungen. Und schliesslich verzinst sich das Eigenkapital der Betreiber von Verbundkraftwerken mit nur 3-4% pro Jahr statt mit den staatlich garantierten Zinsen von 7-9% für öffentliche Netzbetreiber, was immensen Einfluß auf die Kosten hat.  Netzbetreiber haben schlicht ein Interesse, die Kosten in die Höhe zu treiben, weil damit mehr Eigenkapital und also mehr Garantiezinsen verbunden sind.

Warum werden dann aber sowenige Verbundkraftwerke gebaut?

Ganz einfach: während die öffentlichen Netzbetreiber ihre Kosten an die Stromkosten zu 100% weiterreichen, bleiben die Betreiber von Windkraft- und Solaranlagen auf den Kosten ihrer selbst errichteten Netz sitzen. Daher beschliessen fast alle Betreiber, sich lieber an das öffentliche Netz anschliessen zu lassen, womit die Netzausbaukosten explodieren. Die Politiker, welche immer über steigende Netzkosten jammern, wären gut beraten, dies zu ändern und damit endlich für sinkende Kosten zu sorgen.