Großbritannien installiert 40-Tonnen-Schwungräder zur Netzfrequenzregelung

40-Tonnen-Schwungräder: Großbritanniens Einsatz zur Stabilisierung des Stromnetzes und die Debatte über ihren Nutzen

Das Vereinigte Königreich hat begonnen, Schwungräder mit 40 Tonnen Gewicht und einem Wirkungsgrad von 90-95 % zu installieren, um die Frequenz des Stromnetzes zu regulieren. Jedes Schwungrad kann 0,5 % der in ganz Großbritannien erzeugten Energie aufnehmen. Die Kosten pro Einheit liegen bei rund 30 Millionen Euro, mit einer Million Euro jährlich für Wartung und einer geschätzten Lebensdauer von 25 Jahren. Die Debatte über ihre tatsächliche Wirksamkeit ließ jedoch nicht lange auf sich warten, insbesondere nach dem spanischen Stromausfall am 28. April, der nicht auf Frequenzprobleme, sondern auf eine nicht beherrschte Überspannung zurückzuführen war.

Lösung oder Notbehelf?

Befürworter der Technologie weisen darauf hin, dass Schwungräder eine einfache, wirksame und skalierbare Lösung zur Integration erneuerbarer Energien sind und eine dezentrale Frequenzregelung ermöglichen. Zudem lägen die Kosten pro Verbraucher bei nur Centbeträgen pro Monat, so grobe Berechnungen: Mit 7.000 Schwungrädern zur Versorgung von 21 Millionen Haushalten läge der monatliche Mehrkosten bei etwa 70 Euro pro Haushalt, wobei diese Zahlen umstritten sind. Andere argumentieren, das eigentliche Problem in Spanien sei nicht die Trägheit, sondern das fehlende Management der Blindleistung, und dass synchrone Kondensatoren oder netzbildende Wechselrichter (grid-forming) besser geeignet wären. Der Bericht von ENTSO-E stellte bereits fest, dass selbst mehr Trägheit den Kollaps nicht verhindert hätte.

Trägheit gibt es schon: Thermal-, Kern- und Wasserkraft

Ein Teil der Analyse vertritt die Auffassung, dass Thermal-, Kern- und Wasserkraftwerke bereits auf natürliche Weise Trägheit liefern, dank ihrer synchronen Generatoren, die wie mechanische Schwungräder wirken. Deutschland hat Turbinen-Generatoren von stillgelegten Thermikkraftwerken im Leerlauf weiterdrehen lassen, um den Synchronismus zu gewährleisten – zu minimalen Kosten. In Spanien wurden hingegen viele Kraftwerke bis auf die Grundmauern abgerissen und damit diese Kapazität beseitigt. Schwungräder wären somit eine Lösung für ein künstlich geschaffenes Problem, das durch die Beseitigung der traditionellen Trägheit entstanden ist.

Die Zukunft: Batterien und grid-forming

In der Diskussion wird auch darauf hingewiesen, dass Batterien mit netzbildenden Wechselrichtern einen ähnlichen Schutz bieten können, mit größerer Speicherkapazität und zu wettbewerbsfähigen Kosten. Zudem sind Schwungräder auf die Frequenzregelung (Sekunden bis Minuten) spezialisiert, während Batterien Dienste von Minuten bis Stunden anbieten können. Die offene Frage ist, ob Schwungräder in einem ohnehin voller Batterien steckenden System nicht irgendwann überflüssig werden.

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Die Technologie ist vielversprechend, muss aber im richtigen Kontext eingesetzt werden. Während Großbritannien auf diesen Weg setzt, sollte Spanien zunächst seine Spannungsmanagement-Probleme lösen und künftige Stromausfälle verhindern. Die Frage, die niemand so recht beantwortet: Warum hätten 20 Schwungräder den Stromausfall nicht verhindert, ein korrektes Blindleistungsmanagement aber schon?

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