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Stromnetz

Die neue Logik des Energiesystems: vom Kraftwerk zur virtuellen Maschine

Das Stromnetz wandelt sich zur hochkomplexen, digitalen Infrastruktur. Millionen dezentraler Anlagen ersetzen zentrale Kraftwerke und fordern neue Formen der Steuerung. Dieser Wandel schreitet voran, könnte beim Tempo und der konsequenten Umsetzung aber zulegen.
Von:  Jörg Staude
13.04.2026 | 7 Min.
Erschienen in: Ausgabe 04/2026
Hochkomplex: Das Stromnetz wird zur digitalen Infrsatruktur.
Hochkomplex: Das Stromnetz wird zur digitalen Infrsatruktur.
Foto: Amprion

Noch vor wenigen Jahren war die Netzwelt überschaubar. Meist thermische Kraftwerke standen dort, wo sich Brennstoffe und Kühlwasser gut heranschaffen ließen. Oder die Anlagen wurden dort gebaut, wo ein hoher Strombedarf durch Industrie und Städte bestand. Auch die Verläufe im Netz waren klar geregelt: Grundlastkraftwerke liefen durch. Dazu kamen die Mittel- und die Spitzenlastkraftwerke, um Schwankungen auszugleichen. Der Strom kam aus der Steckdose, und was dahinter ablief, interessierte die wenigsten Leute.

Diese Netzwelt ist Vergangenheit. In Deutschland stammen derzeit knapp 60 Prozent des Stroms aus nahezu 30.000 Windkraftanlagen, mehr als vier Millionen Photovoltaikanlagen sowie mehreren Tausend Biomassekraftwerken.

Die Netzarchitektur passt nicht mehr

Wind- und Solarstrom erzeugen wetterabhängig, also volatil. Zwar ergänzen sich beide Erzeugungsarten im tages- und jahreszeitlichen Verlauf, richtig ist aber auch: Sobald derzeit die Sonne scheint, kommt es im Stromsystem zu Mittagsspitzen und oft auch negativen Börsenstrompreisen. Zudem sammeln Windkraft- und Solaranlagen sowie Biomassekraftwerke Energie in der Fläche ein, oftmals fernab der Verbrauchszentren – ein weiterer Grund, warum die Netzarchitektur nicht mehr passt.

Erneuerbare Energien können das Netz gleichwohl auch entlasten. Voriges Jahr erzeugten Solaranlagen etwa 87 Terawattstunden (TWh) Strom. Davon wurden rund 70 TWh ins öffentliche Netz eingespeist und 17 TWh selbst verbraucht. Ein Fünftel des erzeugten Solarstroms läuft also de facto schon am Netz vorbei. Das ist besonders in den Zeiten wichtig, wenn es ausgelastet ist. Der Anteil des Eigenverbrauchs wird aufgrund des Booms solarer Prosumerhaushalte und durch gemeinschaftliche Versorgungsformen wie Energy SharingDie gemeinschaftliche Erzeugung und Nutzung erneuerbarer Energien durch einen lokalen oder regionalen Zusammenschluss, der dafür das öffentliche Netz verwenden kann.Die gemeinschaftliche Erzeugung und Nutzung erneuerbarer Energien durch einen lokalen oder regionalen Zusammenschluss, der dafür das öffentliche Netz verwenden kann., Gebäude- und Quartiersstrom weiter steigen. Der zuvor so wichtige Energieversorger darf den Reststrom liefern.

Das Stromnetz als riesige virtuelle Maschine

Im Netz tummeln sich um die 1200 Stromhändler. 2024 hatten sie an der Strombörse EEX am kurzfristigen SpotmarktBörsenhandel, bei dem das eingekaufte Produkt (z.B. Strom) kurzfristig geliefert wird. Gegenstück ist der Terminmarkt für Lieferungen in der Zukunft.Börsenhandel, bei dem das eingekaufte Produkt (z.B. Strom) kurzfristig geliefert wird. Gegenstück ist der Terminmarkt für Lieferungen in der Zukunft. ein Handelsvolumen von 880 TWh und am längerfristigen Terminmarkt rund 8400 TWh – ein Mehrfaches der real erzeugten Strommenge. Dabei ist Strom ein empfindliches Produkt: Im Netz müssen sich Erzeugung und Verbrauch stets die Waage halten, was mit der Standardnetzfrequenz von 50 Hertz einhergeht.

Um das zu garantieren, hat die Bundesnetzagentur inzwischen etliche Reserven geschaffen: von der Momentanreserve über diverse Regelenergien bis zu schnell aktivierbaren Backup-Kraftwerken. Das Stromnetz ist somit eine riesige virtuelle Maschine. Und mit ihrer Hilfe soll eine der wichtigsten Aufgaben der Zukunft bewältigt werden: die Dekarbonisierung von Wirtschaft und Gesellschaft.

Unabhängigkeit von Fossilen durch Elektrifizierung

Der Auftrag ist nicht nur klimapolitisch bestimmt, sondern hat eine geopolitische Dimension. Darauf wies Bernard Gustin, Chef der Elia Group und des Aufsichtsrats von 50Hertz, Mitte März bei der Präsentation der Jahresbilanz des Übertragungsnetzbetreibers hin. Europa müsse so schnell wie möglich unabhängig sein von fossilen Brennstoffen – das hatte man in den vergangenen Tagen sehr hart gelernt, sagte Gustin mit Verweis auf den aktuellen Nahost-Krieg. Für ihn besteht die Lösung in der Elektrifizierung.

Deswegen werde 50Hertz mit einer zusätzlichen Finanzierung in die Lage versetzt, zentrale Infrastrukturprojekte umzusetzen und ein sicheres System zu gewährleisten, so der Aufsichtsratschef. Wie gewohnt verzeichnete 50Hertz in seinem ostdeutschen Netzgebiet 2025 mit 74 Prozent einen besonders hohen Anteil von Strom aus erneuerbaren Quellen. Vorstandschef Stefan Kapferer betonte anlässlich der Bilanz, dass ein stabiles Netz mit volatiler Erzeugung am Ende auch abhängig von der wirtschaftlichen Rentabilität sei.

Nachfrage nach Netzanschlüssen reißt nicht ab

Alles, was ein Netzbetreiber tue – Netzausbau, Zubau erneuerbarer Energien, gesicherte Leistung und Flexibilität –, stehe in Verbindung zum Stromverbrauch, sofern man keine Fehlinvestitionen schaffen wolle. Wie anderswo auch sieht sich 50Hertz einer kaum zu bewältigenden Zahl von Netzanschlussbegehren gegenüber. Voriges Jahr erteilte der Netzbetreiber nach eigenen Angaben mehr als 90 Anschlusszusagen, darunter 26 Batteriespeicher, 42 Photovoltaik-Freiflächenanlagen sowie elf Onshore-Windparks.

Und die Nachfrage reißt nicht ab: Aktuell lagen Anträge für 140 Batteriespeicher, 17 Rechenzentren sowie zwei Elektrolyseure vor. Beim Abarbeiten der Anschlussbegehren galt lange Zeit das sogenannte Windhundprinzip, das heißt die Vergabe nach Eingangsdatum. Das war allerdings für eine Zeit ausgelegt, als es im gesamten Jahr nur wenige Anträge gab.

Reifegradverfahren statt Windhundprinzip bei Netzanschlussbegehren

Seit 1. April sortieren 50Hertz und die anderen drei Übertragungsnetzbetreiber nun die Projekte nach dem sogenannten Reifegradverfahren, bei dem sie nach ihrem Realisierungsfortschritt bewertet werden. Diese Anpassung war dringend erforderlich, sagt Kapferer. Mit dem alten Verfahren waren innerhalb kürzester Zeit, auch über 2030 hinaus, alle verfügbaren Netzanschlüsse blockiert worden.

Auch mit dem neuen Verfahren seien aber nicht alle Fragen gelöst. Zwar könne damit bei Anschlussbegehren die Spreu vom Weizen getrennt werden, es ermögliche aber nicht zu entscheiden, ob für eine Region Batteriespeicher besser sind als neue Rechenzentren oder ein weiterer Windpark. Kapferer kündigte an, mit der Politik auszuloten, inwieweit diese den Mut habe, Kontingente für bestimmte Anschlussbegehren festzulegen, die dann im Netzentwicklungsplan als Bedarfe ausgewiesen werden.

Größere Reformen als im Netzpaket erforderlich

Bei dem bisherigen Problemfokus auf Überlandnetze gerät leicht aus dem Blick, dass mehr als 90 Prozent des Stroms aus erneuerbaren Energien heutzutage über die Verteilnetze fliest, Tendenz steigend. Damit erhalten auch die rund 860 Verteilnetzbetreiber eine neue, zentrale Rolle. Vor allem sie haben die Aufgabe, Erzeugung, Verbrauch, Speicher und Flexibilität zu einem Gesamtsystem zu vernetzen.

Anke Weidlich, Professorin für Technologien der Energieverteilung an der Universität Freiburg, sieht Deutschland mittlerweile in einer Phase der Energiewende, in der die fluktuierende Einspeisung erneuerbarer Energien den Ton angibt. Allerdings könne unser Stromsystem noch nicht gut genug damit umgehen. Zwar gehe der geleakte Entwurf des Netzpakets aus dem Wirtschaftsministerium drängende Probleme an, um aber wirklich voranzukommen, seien größere Reformen nötig, so Weidlich.

Am besten ließen sich Anreize über regional differenzierte Preise erreichen, und zwar für alle Netznutzer." Anke Weidlich, Universität Freiburg
Sie plädiert dafür, Marktregeln einzuführen, die auch in einer Zukunft mit deutlich mehr Wind- und Solarstrom Bestand haben. Aus ihrer Sicht werde dabei immer offensichtlicher, dass lokal unterschiedliche Anreize für Ausbau und Betrieb der Erzeugung, aber auch der Lasten und Speicher erforderlich sind. „Am besten ließe sich das über regional differenzierte Preise erreichen, und zwar für alle Netznutzer, nicht nur für Neuanlagen“, sagt die Wirtschaftsingenieurin. Die im Netzpaket-Entwurf vorgeschlagenen Maßnahmen hatten vor allem das Ziel, Probleme kurzfristig zu reduzieren, ohne nötige größere Reformen anzustoßen: „Es werden eigene Regeln für neue Anlagen geschaffen, um Druck aus dem Kessel zu nehmen, während der Rest des Systems weiterbetrieben wird wie bisher.“

Lokal differenzierte Baukostenzuschüsse als gut planbares Instrument

Dieses Vorgehen verschenke Effizienzpotenziale, zudem bestehe die Gefahr, dass der Erneuerbare-Energien-Ausbau abgebremst wird, obwohl mehr Tempo zum Erreichen der Klimaziele nötig wäre. „Hierfür müsste man vor allem sicherstellen, dass der Netzausbau beschleunigt wird, statt den Netzbetreibern durch die Ausweisung kapazitätslimitierter Gebiete lediglich eine Atempause zu verschaffen“, so Weidlich.

Positiv bewertet die Netzexpertin hingegen die Vorschläge des Pakets zu den Anschlusskosten. Lokal differenzierte Baukostenzuschüsse für neue Anlagen hält sie für ein transparentes und gut planbares Instrument, um den Ausbau sinnvoll zu lenken. Diese einmaligen Kosten zu Beginn eines Bauvorhabens schaffen nach ihrer Einschätzung keine neuen Unsicherheiten, womit auch die Finanzierungskosten nicht steigen wurden.

Weidlich begrüßt zudem das Aufräumen bei der Vergabe neuer Netzanschlüsse. Ein klares Verfahren zur Priorisierung der Anschlussbegehren und die Digitalisierung der Prozesse seien längst überfällig. Skeptisch sieht sie derzeit hingegen die Bewältigung der Netzengpässe im Übertragungsnetz. Solange der Strommarkt in Deutschland als einheitliche Kupferplatte betrachtet werde, seien Redispatch-Kosten für Eingriffe in die Erzeugung unvermeidbar. Zwar lindere der Netzausbau das Problem, komplett verschwinden würden die Engpässe aber nicht. In einem gewissen Umfang sei das auch günstiger, als in noch mehr neue Netze zu investieren.

Gebotszonen in Deutschland: Expertin wirbt für Knotenpreise

Um die Kosten zu optimieren, rät Weidlich dazu, Engpässe direkt im Strommarkt zu berücksichtigen. Dazu könne die einheitliche Gebotszone in Deutschland aufgeteilt und an jedem Netzknoten ein eigener Preis bestimmt werden. „An diesen Preisen würden dann alle Marktteilnehmer ihren Betrieb ausrichten, nicht nur Neuanlagen“, erläutert die Forscherin.

Wir laufen Gefahr, ein Geflecht an Regeln zu erschaffen." Anke Weidlich, Universität Freiburg
Da derzeit beide Varianten – mehrere Gebotszonen wie Knotenpreise – politisch ausgeschlossen seien, werde nach Ersatzlösungen gesucht, sagt Weidlich. „Wir laufen hierbei jedoch Gefahr, ein Geflecht an Regeln zu erschaffen, das in der Summe komplizierter und aufwendiger ist als die Einführung von Knotenpreisen und das trotzdem schlechtere Anreize setzt.“

Wenn Netzbetreiber beispielsweise künftig – wie im Entwurf des Netzpakets vorgeschlagen – den Handel einschränken könnten, beschneide das die Marktfreiheit, warnt Weidlich. All das zeigt: Die Netzwelt der erneuerbaren Energien ist gerade im Entstehen. Altes und Neues vermischen sich – wie lang die Übergangsphase dauern wird, ist derzeit offen.

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