Ende 2024 waren in Deutschland 30 Offshore-Windparks mit einer Leistung von insgesamt rund 9,2 Gigawatt (GW) angeschlossen. Das ist aber erst der Anfang: Die Ausbauziele des novellierten Windenergie-auf-See-Gesetzes sehen bis 2045 mindestens 70 GW installierte Leistung vor.
In Nord- und Ostsee wird in Zukunft ein Vielfaches an Offshore-Strom erzeugt im Vergleich zu heute – diese Mengen gilt es dahin zu verteilen, wo sie gebraucht werden. Ein Teil der dafür notwendigen Infrastruktur entsteht gerade nahe der Nordseeküste. Der Bayreuther Übertragungsnetzbetreiber Tennet baut dort drei Stromdrehkreuze.
Strom wird auch im Norden verteilt
Zwei Drehkreuze befinden sich im westlichen Schleswig-Holstein: der "HeideHub" im Kreis Dithmarschen und der "NordHub" im Nachbarkreis Steinburg. Mit dem Bau des "HeideHub" ist im Januar begonnen worden. Das dritte Drehkreuz ("NordWestHub") entsteht in Nordwestniedersachsen, im Landkreis Wesermarsch.
Über diese drei Anlagen sollen künftig große Mengen Offshore-Strom via Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsleitungen (HGÜ) nach Süden transportiert werden. Die direkte Weiterleitung des von der Nordsee kommenden Gleichstroms – der auf dem Meer erzeugte Wechselstrom wird dort vorher zwecks Transport an Land in Gleichstrom umgewandelt – übernimmt eine Gleichstromschaltanlage (DC-Schaltanlage).
Den Offshore-Strom in die "Stromautobahnen" hineinzulenken ist aber nicht die einzige Aufgabe der Drehkreuze. Sie sind auch Sammelpunkte für den in der jeweiligen Region erzeugten Onshore-Strom, zudem sorgen sie für die Verteilung des Stroms im regionalen Wechselstromnetz. Deswegen haben sie neben der Gleichstromschaltanlage einen Konverter und ein Umspannwerk.
Größere Verbraucher in Bayern
Funktion Nr. 1, Aufnahme und Weitertransport von Offshore-Strom über große Entfernungen, geht so: Am HeideHub werden die Offshore-Netzanbindungen LanWin2 und LanWin3 – Übertragungskapazität je 2 GW mit der Gleichstromleitung DC31 verknüpft, am NordHub die Offshore-Netzanbindungen LanWin6 und LanWin7 (auch je 2 GW) mit DC32.
DC31 und DC32 leiten den Strom dann als Teil der HGÜ-Leitung NordOstLink nach Mecklenburg-Vorpommern zum Netzverknüpfungspunkt (NVP) Mühlenbeck. Er ist Endpunkt des NordOstLink und Startpunkt für den SuedOstLink+, der den Strom weiter bis Bayern zum NVP Isar bei Landshut transportiert.
In der Nähe gibt es einige größere Verbraucher: Wacker Chemie in Burghausen, BMW in Dingolfing und Regensburg, Audi in Ingolstadt. Am NordWestHub endet erstmal nur eine Landanbindung, LanWin 5. Später soll eine weitere Leitung angeschlossen werden, Nor-x-10. Der Offshore-Strom wird von dort über die HGÜ-Leitung Rhein-Main-Link (Amprion) nach Hessen zu den Netzverknüpfungspunkten Marxheim und Bürstadt transportiert.
Ein Teil ist reserviert
Funktion Nr. 2, die Verteilung vor Ort, ist so geplant: Nicht der gesamte an den Stromdrehkreuzen ankommende Offshore-Windstrom macht sich auf die lange Reise in den Süden, ein Teil ist für den Verbrauch an der Westküste Schleswig-Holsteins beziehungsweise in Nordwestniedersachsen reserviert. Bei HeideHub und NordHub sind es jeweils bis zu 2 von insgesamt 4 GW, beim NordWestHub ist es bis zu 1 GW der insgesamt 2 GW.
Für die Verteilung ins regionale Wechselstromnetz wandelt ein Konverter den Gleichstrom zu Wechselstrom um, der dann via Umspannwerk von der Höchstspannungs- auf die Hochspannungsebene transformiert wird. Bei Funktion Nr. 3, Einsammeln von Onshore-Windstrom aus der Region, ist es so geregelt: Wird er vor Ort nicht benötigt, geht es via HGÜ in den Süden. In diesem Fall wandelt der Konverter den in den Windparks an Land produzierten Wechselstrom vorab in Gleichstrom um.
Noch acht Jahre Bauzeit
Soweit die Verteilinfrastruktur, die aber erst noch aufgebaut werden muss. Der HeideHub startet voraussichtlich 2030, der NordWestHub 2031, der NordHub 2034. Ähnlich der Zeitplan bei den involvierten Offshore-Netzanbindungen: Die von Tennet gehen zwischen 2030 und 2034 in Betrieb, LanWin3 von 50Hertz voraussichtlich Ende 2032. Der Bau der HGÜ-Leitung NordOstLink soll 2028 beginnen, Inbetriebnahme voraussichtlich 2032. Der Teil des SuedOstLink, der den von den Stromdrehkreuzen kommenden Offshore-Strom aufnimmt, soll 2030 fertig sein.
Es dauert acht Jahre, bis die geplante Stromverteilungsstruktur komplett steht. Was da Gestalt annehme, ist der erste Schritt in Richtung eines Gleichstromnetzes, ohne welches die Energiewende nicht gelingen kann, erklärt Benjamin Hühnerbein, Leiter des "DC-MultiHub"-Programms von Tennet.
Bislang waren alle Gleichstromsysteme auf See und an Land Punkt-zu-Punkt-Verbindungen – der Strom wird also von Punkt A zu Punkt B geleitet. Für eine dekarbonisierte Stromversorgung braucht es aber eine stärkere Verknüpfung der Gleichstromverbindungen miteinander, sodass der Strom immer verschiedene Wege nehmen kann.
Das habe mehrere Vorteile, erläutert Hühnerbein. So sind Einsparungen bei Investitions- und Betriebskosten möglich, ohne Abstriche bei der Versorgungssicherheit. Gerade bei der starken Volatilität von Wind- und Photovoltaikerzeugung erhöht eine engere Verknüpfung auch die Netzstabilität: Je stärker die Vernetzung, desto besser gleichen sich unterschiedliche Wind- und PV-Einspeiseprofile räumlich und zeitlich aus. "Das reduziert Engpässe, senkt den Bedarf an Eingriffen und wirkt langfristig stabilisierend auf die Strompreise." Das künftig verknüpfte Gleichstromnetz entlaste zudem das regionale Wechselstromnetz.
Ohne ein Gleichstromnetz kann die Energiewende nicht gelingen.
Die Kosten sind enorm
Beim Projekt kommt ein neuartiger DC-Leistungsschalter zum Einsatz, eine gemeinschaftliche Entwicklung von Tennet, 50Hertz, Transnet BW und Amprion sowie den Industriepartnern Siemens Energy, Hitachi Energy und GE Vernova. "Er ermöglicht erstmals das sichere Schalten von Gleichstrom auf 525 Kilovolt", so Hühnerbein.
Da Gleichstrom keinen Nulldurchgang habe, wie es bei Wechselstrom der Fall ist, erzeuge der Schalter diesen künstlich und könne einen Fehler in Millisekunden isolieren. "Das ist von entscheidender Bedeutung, um mögliche Folgeschäden oder Störungen im Stromnetz zu verhindern. Die Sicherheit des Systems ist damit gewährleistet."
Das geplante verknüpfte Gleichstromnetz benötigt gewaltige Investitionen. Tennet steckt im Zeitraum 2026 bis Ende 2030 jährlich rund 13 Milliarden Euro in den Netzausbau, finanziert über die Netzentgelte. In diesen Milliarden enthalten sind die beiden HGÜ NordOstLink und SuedOstLink, die Offshore-Netzanbindungen und die drei Drehkreuze. Die Gesamtinvestitionen aller vier Übertragungsnetzbetreiber liegen gemäß Netzentwicklungsplan zwischen 365 und 392 Milliarden Euro bis 2045.
"Die Investitionen, die wir heute tätigen, vermeiden künftig hohe Kosten durch Engpässe, Redispatch-Maßnahmen oder eine ausgebremste Energiewende", so Hühnerbein. Der Ausbau der Infrastruktur sei trotz der dafür notwendigen enormen Investitionen die günstigste Maßnahme, um die Kosten des Energiesystems zu drücken.
