Wie die Schweiz 40 Gigawatt Photovoltaik-Leistung bis 2050 ins Netz integrieren will

Der Schweizer Übertragungsnetzbetreiber Swissgrid hat kürzlich ein Whitepaper „Systemverträgliche Integration Photovoltaik“ veröffentlicht. Es geht darum,  wie das Land seine angestrebten 40 Gigawatt installierter Photovoltaik-Leistung bis 2050 integrieren könnte. Ausgangspunkt sind bei die rund 9,62 Gigawatt, die bis Ende vergangenen Jahres bereits installiert waren.

In der Schweiz speisen mehr als 300.000 Photovoltaik-Anlagen Solarstrom ein, die meisten davon sind kleinere Dachanlagen. Zwar ist derzeit keine dieser Anlagen direkt an das Übertragungsnetz von Swissgrid angeschlossen, doch betont der Netzbetreiber, dass der künftige Photovoltaik-Ausbau in der Schweiz auf allen Netzebenen systemverträglich erfolgen müsse, um jederzeit einen sicheren und zuverlässigen Betrieb des Übertragungsnetzes zu gewährleisten.

Das Whitepaper, das in Zusammenarbeit mit Experten aus dem Schweizer Energiesektor entstanden ist, kommt zu dem Schluss, dass die Integration von bis zu 40 Gigawatt Photovoltaik-Leistung mit den heutigen Prozessen und Rahmenbedingungen „kaum vorstellbar“ ist. Nur ein konsequentes Zusammenspiel von Regulierung, Marktsignalen, Anreizen und Prozessen könne die angestrebte Integration ermöglichen.

Christof Bucher, Professor für Photovoltaik-Systeme an der Berner Fachhochschule und einer der am Whitepaper beteiligten Experten, erklärte auf Anfrage von pv magazine, dass die Integration von Solarstrom weitreichende Reformen des Schweizer Energiesystems erfordere. „Es wird nicht ausreichen, einfach zwei oder drei neue Marktprodukte für Regelenergie zu entwickeln“, sagte er. „Das gesamte System muss überarbeitet werden.“

Zu den zentralen Maßnahmen, die im Papier genannt werden, gehört die Schaffung von Rahmenbedingungen für neue Technologien und dezentrale Systeme sowie einheitliche Vorgaben für Photovoltaik-Anlagen hinsichtlich ihres Verhaltens bei Kommunikationsunterbrüchen, Netzausfällen und im Bereich der Cybersicherheit.

Zudem fordert das Whitepaper eine Reduzierung der Netzanschlussleistung von Solaranlagen. Ein Netz, das auf 100 Prozent der installierten Photovoltaik-Leistung ausgelegt ist, sei „weder technisch noch wirtschaftlich sinnvoll“. Stattdessen wird vorgeschlagen, die Anschlussleistung um bis zu 50 Prozent zu reduzieren. Swissgrid berechnet, dass dadurch über das Jahr hinweg rund 15 Prozent der Energie nicht ins Netz eingespeist würden. Anlagenbetreiber könnten diesen Strom jedoch selbst verbrauchen oder speichern. Damit würden bestehende Prioritäten bei der maximalen Einspeisung ersetzt.

Bucher erklärte, dass Solarstrom derzeit eine Einspeisepriorität genieße, was den Markt verzerrt und zu Instabilitäten führe – von hoher Volatilität bis hin zu Marktsättigung. „Die Schwierigkeit für den Gesetzgeber wird darin bestehen, diesen Einspeisevorrang abzuschaffen, ohne die Wirtschaftlichkeit und damit den Ausbau der Photovoltaik zu gefährden“, so Bucher.

Weitere Vorschläge des Whitepapers sind der Verzicht auf finanzielle Anreize für die Einspeisung von Strom bei negativen Preisen, eine stärkere Ausrichtung auf den Ausbau von Kapazitäten statt auf die Maximierung des Jahresertrags – um insbesondere in den kalten und winterlichen Monaten einen relevanten Beitrag zur Versorgung zu leisten – sowie eine verpflichtende Nutzung von Flexibilitätsdienstleistungen. Diese sollen durch die Integration von Speichern, flexiblem Verbrauch und intelligentem Energie- und Lastmanagement die Wirtschaftlichkeit von Photovoltaik-Anlagen sichern.

Bucher betonte, dass Batteriespeicher eine Schlüsselrolle dabei spielen werden, die Auswirkungen der Solarenergie auf das Energiesystem abzufedern, und dass diese in großem Maßstab dezentral installiert würden.

„Einmal gebaut, können sie flexibel für viele andere Zwecke genutzt werden. Ich gehe davon aus, dass viele vermeintliche Goldgruben wie etwa die Regelenergiemärkte an Bedeutung verlieren werden, weil Batteriespeicher sich dort gegenseitig unterbieten“, erklärte Bucher. „Das ist aber in Ordnung und wird langfristig zu stabilen, gut funktionierenden Märkten mit geringerer Volatilität führen als heute.“ Zudem erläuterte Bucher, dass Speicher das Produktionsprofil der Photovoltaik direkt beeinflussen werden. Derzeit liege der Anteil bei etwa 15 bis 20 Prozent im Energiesystem, müsse jedoch eher in Richtung 50 Prozent steigen.

Das Whitepaper weist außerdem darauf hin, wie wichtig es sei, Maßnahmen mit langfristigen Auswirkungen zu priorisieren, die nur schwer oder mit hohen Kosten korrigiert werden können – etwa die Festlegung von Standards und Systemanforderungen.

„Einmal installierte Photovoltaik-Anlagen lassen sich nachträglich nur mit hohem Aufwand anpassen – einschließlich schwieriger Diskussionen über Kostenaufteilung und Übergangsfristen“, heißt es im Papier. „Da heute installierte Systeme zwanzig Jahre oder länger am Netz bleiben, darf keine Zeit bei der Definition der notwendigen Anschlussbedingungen und Anforderungen verloren gehen.“

Nach Aussage von Bucher wird an fast allen im Whitepaper genannten Punkten bereits gearbeitet. „Allerdings werden Arbeiten an sehr unterschiedlichen Themen wie Förderinstrumenten und Regelenergiemärkten selten aufeinander abgestimmt. Das Whitepaper soll hier als koordinierende Kraft wirken“, erklärte er. „Es sagt zum Beispiel einer Arbeitsgruppe von Verteilnetzbetreibern: ‚Was ihr macht, ist hervorragend und wichtig, aber bitte bedenkt, dass es diese und jene Nebenwirkungen hat. Diese müsst ihr abfedern.‘“

Auf die Frage von pv magazine, ob das regulatorische Umfeld in der Schweiz angepasst werden müsse, um die vorgeschlagenen Maßnahmen umzusetzen, antwortete Bucher, dass Verteilnetzbetreiber viele der notwendigen Schritte bereits heute einführen könnten – ihnen dafür aber die Anreize fehlten.

„Gesetzliche Änderungen könnten sie dazu verpflichten“, so Bucher. „Zudem sehe ich Änderungsbedarf in den Regelenergiemärkten, die heute noch auf große, wetterunabhängige Kraftwerke optimiert sind. Die Markteintrittsbarrieren für Prosumer sind zu hoch. Diese Änderungen erfordern jedoch nicht zwingend regulatorische Anpassungen.“

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