Elnätsinfrastrukturen som en flaskhals i energiomställningen: utmaningar och lösningar
Xpert pre-release
Röstval 📢
Publicerad den: 25 augusti 2025 / Uppdaterad den: 25 augusti 2025 – Författare: Konrad Wolfenstein
Elnätsinfrastrukturen som en flaskhals i energiomställningen: Utmaningar och lösningar – Bild: Xpert.Digital
Elnätet vid sin gräns: Varför Tysklands energiomställning stannar av och vilka smarta lösningar kan hjälpa till nu
### Trafikstockning på elvägen: Tusentals solsystem väntar på att bli anslutna – riskerar energiomställningen att bli avbruten? ### Det geniala knepet för elnätet: Hur "överbyggnad" sparar miljarder och omedelbart får solcellsparker igång ### Din elräkning 2025: Vem kommer att gynnas av de nya nätreglerna och vem kommer snart att betala priset ### Smarta nät istället för dyra kablar: Hur digital teknik revolutionerar nätutbyggnad och minskar kostnaderna ###
Från norr till söder: Varför vårt elnät håller på att bli en flaskhals och hur virtuella kraftverk kan förhindra kollaps
Energiomställningen i Tyskland fortskrider i en imponerande takt med utbyggnaden av sol- och vindkraftverk, men dess framgång hänger på en skör tråd: den föråldrade elnätsinfrastrukturen. Det som en gång fungerade som den pålitliga ryggraden i energiförsörjningen blir alltmer den största flaskhalsen i omställningen. Det grundläggande problemet ligger i systemförändringen: bort från ett fåtal, centraliserade storskaliga kraftverk till tusentals decentraliserade, väderberoende generatorer. Näten, som var utformade för en enkelriktad gata från kraftverket till konsumenten, är inte utrustade för denna volatila dubbelriktade trafik.
Konsekvenserna är redan dramatiska: Nätoperatörer som Bayernwerk rapporterar anslutningsförfrågningar för förnybar energi på över 60 gigawatt, men kan inte uppfylla dem. På många platser har näten nått sina kapacitetsgränser, vilket leder till väntetider på fem till femton år för att nya solcellsparker ska anslutas. Situationen förvärras av den välkända nord-syd-klyftan, där ett överskott av el skapas i den blåsiga norra delen som inte kan nå industricentrumen i söder. Hela gator förklaras redan "icke längre anslutningsbara", vilket bringar solcellsboomen till ett lokalt stillastående.
Denna enorma utmaning kräver dock mer än bara dyra och långdragna byggen av nya ledningar. Innovativa och intelligenta metoder behövs för att använda befintlig infrastruktur mer effektivt och forma framtidens energisystem. Dessa sträcker sig från smarta nät som koordinerar produktion och förbrukning i realtid, till virtuella kraftverk som kombinerar tusentals små system till en stor svärm, till smarta koncept som "överbyggnad" av nätanslutningar och proaktiva "matningsuttag". Dessa lösningar lovar inte bara att påskynda energiomställningen utan också att hålla de exploderande nätutbyggnadskostnaderna och därmed elpriserna för konsumenterna i schack. Följande text belyser de mest angelägna flaskhalsarna och presenterar de mest lovande lösningarna som kommer att avgöra den tyska energiomställningens framgång eller misslyckande.
Lämplig för detta:
Varför är nätinfrastruktur en avgörande faktor för utbyggnaden av förnybar energi?
Nätinfrastrukturen utgör ryggraden i en framgångsrik energiomställning och representerar samtidigt dess största flaskhals. Problemet ligger i den grundläggande förändringen i energisystemet: Medan stora, centraliserade kraftverk tidigare producerade el på ett förutsägbart sätt, som sedan transporterades till konsumenterna via nätet, dominerar idag decentraliserade och volatila förnybara energikällor.
Storskaliga solcellsprojekt kräver starka nät som kan hantera deras inmatade el. Många nät är dock redan i drift till sina gränser och kan inte hantera någon ytterligare kapacitet. Bayernwerk rapporterar till exempel förfrågningar om anslutningar för över 60 gigawatt, och många nätoperatörer rapporterar redan väntetider på 5–15 år för nya anslutningar.
Utmaningen förvärras av klyftan mellan nord och syd i Tyskland: I norr genereras mer el genom vindkraft än vad som förbrukas, medan södern, med sina industricentra, kräver mer energi än vad som produceras lokalt. Detta problem kommer att bli ännu mer uttalat efter kärnkraften och den planerade utfasningen av kolkraft.
Vilka specifika flaskhalsar finns vid anslutning av solcellsparker till elnätet?
De praktiska problemen med att ansluta solcellsparker till elnätet är komplexa och påverkar alla spänningsnivåer. På mellanspänningsnivån, där de flesta markmonterade solcellssystem mellan 10 och 60 MW är anslutna, är näten redan hårt utnyttjade på många platser. Högspänningsnät erbjuder ännu större kapacitet, men kräver kostsam byggnation av dedikerade transformatorstationer.
Ett konkret exempel är situationen i Klettgau, Baden-Württemberg, där den lokala nätoperatören EVKR har publicerat en lista över gator där "det är högst osannolikt att några nya solcellssystem kommer att anslutas". Sådana flaskhalsar i nätet innebär att inte ens redan installerade solcellssystem kan anslutas till nätet.
Distributionsnätsoperatörernas nätutbyggnadsplaner visar att många områden i mellan- och högspänningsnäten är utsedda som "flaskhalsregioner". Detta leder till längre anslutningstider, där vissa projekt först kan anslutas till nätet efter 2030, eftersom den lokala nätinfrastrukturen först måste byggas ut.
Hur utvecklas nätavgifterna och vilken inverkan har detta?
Nätavgifterna, som står för ungefär en fjärdedel av elpriset, visar en blandad trend. De fyra stora överföringssystemoperatörerna har aviserat en genomsnittlig höjning på 3,4 procent till 6,65 cent per kilowattimme för 2025. Denna ökning beror främst på de enorma investeringarna i nätutbyggnad.
Samtidigt kommer den landsomfattande standardiseringen av nätavgifter år 2025 att leda till en rättvisare kostnadsfördelning. Regioner med höga nivåer av utbyggnad av förnybar energi kommer att gynnas: I Schleswig-Holstein kommer nätavgifterna att minska med 29 procent, i Mecklenburg-Vorpommern med 29 procent, i Brandenburg med 21 procent och i Bayern med 16 procent.
Denna omfördelning tar hänsyn till det faktum att regioner med många anläggningar för förnybar energi hittills har fått bära oproportionerligt höga kostnader för nätutbyggnad. Samtidigt stiger nätavgifterna i regioner med en lägre andel förnybar energi, särskilt i Baden-Württemberg, Rheinland-Pfalz och Nordrhein-Westfalen.
Vad är smarta elnät och hur kan de bidra till lösningen?
Smarta elnät, eller intelligenta elnät, använder digital teknik för att koordinera kraftproduktion, nätdrift, lagring och förbrukning. Till skillnad från det traditionella elnätet, som fungerade som en enkelriktad gata från kraftverket till konsumenten, måste moderna nät tillförlitligt hantera dubbelriktade energiflöden och oförutsägbara inmatningar.
Ett smart elnät kopplar samman alla komponenter i elsystemet – från solpaneler på taket till batterilagring i källaren och laddningsstationer för elbilar. Med hjälp av digitala elmätare och modern kommunikationsteknik kan dessa system reagera på förändringar i realtid och optimalt balansera utbud och efterfrågan.
Batterilagringssystem spelar en central roll som integrerade komponenter i modern nätinfrastruktur. De stabiliserar nätet genom att balansera kortsiktiga fluktuationer, möjliggör hantering av överbelastning och ökar flexibiliteten i det övergripande systemet. Riktad mellanliggande energilagring kan förhindra överbelastning i nätet och minska utbyggnaden av dyr nätinfrastruktur.
Lämplig för detta:
Vilken roll spelar virtuella kraftverk i framtidens energisystem?
Virtuella kraftverk representerar en innovativ lösning för bättre integration av förnybar energi. De kopplar samman hundratals eller tusentals decentraliserade kraftverk, lagringsanläggningar och kontrollerbara konsumenter till ett samordnat nätverk. Dessa svärmkraftverk kan tillsammans producera lika mycket el som stora konventionella kraftverk.
Det centrala styrsystemet i ett virtuellt kraftverk övervakar alla anslutna anläggningar i realtid och reagerar blixtsnabbt på förändringar i elnätet. Om produktionen är för låg kopplar det in ytterligare förnybara energigeneratorer som kan styras oberoende av vädret – såsom biogasanläggningar eller vattenkraftverk. Vid överproduktion stryper det inmatningen därefter.
Moderna virtuella kraftverk använder smarta mätargateways för kostnadseffektiv styrning av småskaliga anläggningar. De möjliggör inte bara bättre systemintegration av förnybar energi utan skapar också ekonomiskt mervärde för anläggningsoperatörer genom optimerad marknadsföring över flera marknader.
Vad är överbyggnad och hur kan det minska överbelastning i nätet?
Byggandet av nätanslutningspunkter representerar en lovande metod för effektivare nätanvändning. Detta innebär att kraftverk som tillsammans kan producera mer el än ledningarna teoretiskt kan transportera ansluts till nätet. Den viktigaste punkten är kombinationen av kraftverk, som sällan drivs med full kapacitet samtidigt.
Vind- och solsystem kompletterar varandra perfekt: Vindkraftverk genererar ofta sin huvudsakliga effekt på natten och på hösten eller vintern, medan solsystem genererar sin huvudsakliga effekt mitt på dagen och på sommaren. En studie från den tyska föreningen för förnybar energi visar att endast cirka 3,5 procent av solenergin och 1,5 procent av vindkraften behöver begränsas när de drivs gemensamt på ett enda nät.
Bayernwerk har redan visat hur denna utveckling fungerar: Ett nytt solcellssystem installerades bredvid ett befintligt vindkraftverk på samma nätanslutning. Båda systemen drivs gemensamt, vilket sparar alla inblandade parter och konsumenter kostnaderna för ytterligare nätutbyggnad. Potentialen är betydande: Bara i Bayernwerks nät skulle de planerade 1 000 nya vindkraftverken vara möjliga fram till 2030 genom att bygga över befintliga solcellsanslutningar.
Hur fungerar konceptet med inmatningsuttag?
Inmatningsuttaget representerar ett paradigmskifte i planeringen av nätanslutning. Istället för att infrastrukturen halkar efter förnybara energianläggningar tillhandahålls proaktivt ytterligare kapacitet som projektutvecklare kan ansöka om.
Med hjälp av denna metod installerade Bayernwerk en nätanslutning i Niederbayern, som utvecklare av förnybara energianläggningar kunde ansöka om. Inom 24 timmar var nästan all kapacitet allokerad, trots kravet på 30 procents toppkapacitet. Detta förbättrar ledningsutnyttjandet avsevärt och accelererar projekt dramatiskt: från spadtaget i mars till driftsättning i november samma år.
LEW Verteilnetz och Bayernwerk Netz har vidareutvecklat sitt gemensamma pilotprojekt "Feed-in Socket", där båda företagen oberoende av varandra skapar ytterligare anslutningskapacitet vid sina transformatorstationer. Bayernwerk planerar en ny transformatorstation i Niederviehbach, medan LVN utrustar den befintliga transformatorstationen i Balzhausen med en ytterligare transformator.
Nytt: Patent från USA – Installera solcellsparker upp till 30 % billigare och 40 % snabbare och enklare – med förklarande videor!
Nytt: Patent från USA – Installera solcellsparker upp till 30 % billigare och 40 % snabbare och enklare – med förklarande videor! - Bild: Xpert.Digital
Kärnan i denna tekniska utveckling är den avsiktliga avvikelsen från konventionell klämfäste, vilket har varit standard i årtionden. Det nya, mer tids- och kostnadseffektiva monteringssystemet åtgärdar detta med ett fundamentalt annorlunda, mer intelligent koncept. Istället för att klämma fast modulerna på specifika punkter sätts de in i en kontinuerlig, specialformad stödskena och hålls säkert på plats. Denna design säkerställer att alla uppkommande krafter – oavsett om det är statiska belastningar från snö eller dynamiska belastningar från vind – fördelas jämnt över hela modulramens längd.
Mer om detta här:
Digital infrastruktur: Hur AI och smarta elnät transformerar elnätet
Vilken potential erbjuder ett mer flexibelt energisystem?
Flexibilitet i energisystemet beskriver förmågan att balansera fluktuationer mellan produktion och förbrukning och säkerställa stabiliteten i elförsörjningen. Med målet om 80 procent förnybar elproduktion år 2030 måste energisystemet bli tillräckligt flexibelt för att säkra försörjningen även med låg elproduktion nattetid.
Denna flexibilitet kan tillhandahållas genom olika komponenter: ellagring, kontrollerbara laster och flexibla kraftverk. Potentialen hos småskaliga system som decentraliserade solsystem, batterilagring, elbilar och värmepumpar är särskilt lovande. Om Tyskland har miljontals elbilar under de närmaste åren kommer 8 000 megawatt flexibilitet snabbt att finnas tillgänglig.
Rumslig flexibilitet möjliggör balansering av geografiska fluktuationer, till exempel i Tysklands välkända nord-sydliga flaskhals. Temporär flexibilitet kompenserar för säsongs- och dagliga fluktuationer. Smarta energihanteringslösningar håller på att bli den digitala infrastrukturen för framtidens energisektor och kan fatta beslut i realtid.
Lämplig för detta:
Vad innebär sektorkoppling för nätbelastning?
Sektorkoppling beskriver sammankopplingen av de tidigare separata sektorerna el, värme, transport och industri genom ökad användning av förnybar el. Denna utveckling leder till en betydande ökning av elförbrukningen och förändrar samtidigt lastprofilerna i elnätet.
Den tyska föreningen för förnybar energi (BER) förutspår en ytterligare elefterfrågan från sektorkoppling på mellan 69 och 150 TWh för 2030. De ser den högsta efterfrågan på elektromobilitet på upp till 48 TWh, följt av värmepumpar på 41 TWh, vätgasproduktion på 37 TWh och industriella elpannor på 21 TWh.
Denna utveckling innebär nya utmaningar för elnätet: När många hushåll samtidigt laddar sina elbilar efter jobbet uppstår nya toppbelastningar. Värmepumpar kan ersätta olje- och gaspannor, men de kräver en tillförlitlig strömförsörjning. Intelligent styrning av dessa nya konsumenter kommer att vara avgörande för nätstabiliteten.
Hur kan framåtblickande nätutbyggnad lösa problemen?
Proaktiv nätutbyggnad representerar ett grundläggande paradigmskifte inom nätplanering. Istället för att reagera först när konkreta anläggningar planeras, bör nätinfrastrukturen proaktivt byggas ut för att möta framtida behov.
Problemet med det nuvarande systemet ligger i de olika implementeringstiderna: Förnybara energianläggningar kan implementeras på fem månader, medan nätutbyggnad tar sju till tio år. Denna tidsskillnad leder till betydande problem vid anslutning och överföring av förnybar energi.
Föreningen för kommunala energibolag efterlyser ett regelverk som möjliggör framåtblickande nätutbyggnad. Sex viktiga villkor måste ändras: den bakåtblickande karaktären hos regleringspraxis måste övervinnas, framåtblickande budgetplanering måste införas och de regulatoriska hindren för proaktiva investeringar måste minskas.
Den första publiceringen av nätutbyggnadsplaner från cirka 80 stora tyska eldistributionsnätsoperatörer i maj 2024 var ett viktigt steg. Dessa planer beskriver konkreta planerade utbyggnadsåtgärder för 2028 och 2033, samt uppskattningar av utbyggnadsbehov fram till 2045.
Vilken roll spelar digitalisering och automatisering?
Digitalisering och automatisering av elnätet är avgörande för en framgångsrik integration av förnybar energi. Moderna automationssystem möjliggör realtidsövervakning och optimering av energiflöden. Behovsbaserad automatisering är särskilt nödvändig i låg- och mellanspänningsnät, där över 90 procent av förnybar energi är ansluten.
Digitala tvillingar av distributionsnät skapar en enda, pålitlig informationskälla för nätoperatörer genom att kombinera olika datakällor som smarta mätare, GIS, ERP och SCADA-system. Dessa beräkningsmodeller för nät kan reagera dynamiskt på händelser som förändrade väderförhållanden eller belastningar.
I framtiden kommer mjukvarulösningar för prognoser av elnätets tillstånd med hjälp av artificiell intelligens att fungera baserat på realtidsdatamatade nätmodeller med anpassade lastprofiler. Beslutsstödjande program kan rekommendera åtgärder baserat på identifierade flaskhalsar och deras tidshorisonter.
VDE-studien om hög automatisering visar att aktiv nätdrift gör det möjligt att integrera fler solcellssystem och elfordon i nätet snabbare, eftersom elflödet kan påverkas efter behov. Automatisering möjliggör också automatisk återställning av strömmen vid avbrott och bättre utnyttjande av befintlig nätkapacitet.
Vilka ekonomiska konsekvenser har dessa lösningar?
De olika lösningarnas ekonomiska effekter är betydande och påverkar både kostnaderna och effektiviteten i det övergripande systemet. Enligt en studie från Energy Economics Institute kan en överlappning av nätanslutningar med solceller och vindkraft minska kostnaderna för nätutbyggnad med upp till 1,8 miljarder euro årligen.
Även om fler anläggningar skulle behöva stängas ner under utvecklingen, skulle besparingarna i nätutbyggnadskostnaderna överstiga kostnaderna för begränsad elproduktion med 800 miljoner euro. Denna nettoeffektivitetsvinst genereras av betydligt minskade investeringar i ny nätinfrastruktur med endast något högre kostnader för begränsad elproduktion.
De investeringar som krävs för utbyggnaden av det europeiska elnätet fram till 2050 uppskattas till mellan 1994 och 2294 miljarder euro. Enligt olika studier kommer det att krävas i genomsnitt 350 miljarder euro för utbyggnad av distributionsnätet enbart i Tyskland fram till 2045. Dessa enorma summor understryker behovet av effektiva lösningar.
Samtidigt leder förbättrat nätutnyttjande till lägre specifika kostnader: Ju mer el som transporteras genom näten, desto jämnare fördelas nätkostnaderna per kilowattimme. Kombinationen av stadsutveckling, smarta nät och nätvänlig lagring kan göra systemet mer effektivt och minska de totala kostnaderna för energiomställningen.
Hur kan policy och reglering stödja omvandlingen?
Det politiska och regelverket är avgörande för en framgångsrik utbyggnad av nätinfrastrukturen. "Lagen om ändring av energiindustrilagen", som antogs i januari 2025, har redan lagt viktiga grunder genom att skapa den rättsliga grunden för nätutbyggnad.
Genom ändringen av paragraf 8 i lagen om förnybara energikällor kan EEG-anläggningar nu anslutas till en nätanslutningspunkt som redan används av en annan EEG-anläggning. Den nya paragraf 8a i EEG möjliggör också flexibla nätanslutningsavtal, vilket är nödvändigt för det praktiska genomförandet av kabelpoolning.
Att påskynda planerings- och godkännandeförfaranden är en annan avgörande faktor. Nätoperatörer kräver fler administrativa beslut på kortare tid, eftersom 12 vindkraftverk skulle behöva byggas och integreras i nätet varje dag för att uppnå klimatmålen. För att uppnå detta måste planerings- och godkännandemyndigheter, såväl som domstolar, få bättre personal och resurser.
Den rättsliga prioritet som ges till förnybar energi i lagen om förnybara energikällor från 2023 innebär också prioritet för utbyggnad av distributionsnät. Synergier i naturvårdsbedömningar måste utnyttjas, parallellism i godkännandeprocessen måste möjliggöras och statusen för befintliga lagar måste frysas i början av förfarandena.
Lämplig för detta:
Vilka tekniska innovationer kommer att forma framtiden?
Flera tekniska innovationer kommer att avsevärt forma framtiden för nätinfrastrukturen. Högspänningslikströmsledningar möjliggör transport av stora mängder el med låga förluster över långa avstånd och är särskilt relevanta för Tysklands nord-sydliga klyfta.
Power-to-X-tekniker öppnar upp nya möjligheter för sektorkoppling: Power-to-Heat kan använda elektricitet för att generera värme, medan Power-to-Gas möjliggör omvandling av elektricitet till vätgas. Dessa tekniker kan fungera både som flexibilitetsalternativ och som långsiktiga lagringslösningar.
Intelligent mät- och styrteknik kommer att bli grunden för alla andra innovationer. Smarta mätargateways möjliggör kostnadseffektiv styrning av små system och integration av privata hushåll i virtuella kraftverk. En bred introduktion av denna teknik är en förutsättning för en fullständig digitalisering av energisystemet.
Artificiell intelligens och maskininlärning används i allt större utsträckning för prognoser av elnätets tillstånd, lastprognoser och automatiserat beslutsfattande. Dessa tekniker gör det möjligt att hantera komplexiteten i framtidens energisystem och optimalt kontrollera det.
Vilka utmaningar återstår?
Trots lovande lösningar kvarstår betydande utmaningar. Den höga hastigheten i den nödvändiga nätutbyggnaden innebär enorma utmaningar för alla inblandade: planerade nätinvesteringar måste ökas från den nuvarande årliga nivån på cirka 36 miljarder euro till över 70 miljarder euro.
Bristen på kvalificerad arbetskraft inom energisektorn förvärrar situationen ytterligare. Samtidigt leder flaskhalsar i leveranskedjan för transformatorer, kablar och andra elnätskomponenter till ytterligare förseningar. Dessa flaskhalsar i leveranskedjan kan bromsa hela elnätsutbyggnaden, oavsett tillgängliga ekonomiska resurser.
Samordningen mellan de olika aktörerna – överföringssystemoperatörer, distributionssystemoperatörer, generatorer och konsumenter – är fortfarande komplex. Varje försening i en komponent i systemet kan påverka hela systemet.
Regelverket måste kontinuerligt anpassas i takt med att teknik och marknadsförhållanden utvecklas snabbt. Det som anses optimalt idag kan vara föråldrat om bara några år. Att balansera nödvändig reglering med tillräcklig flexibilitet för innovation är fortfarande en utmaning.
Allmänhetens acceptans för den massiva utbyggnaden av elnätsinfrastrukturen måste fortsätta att säkerställas. Medborgarnas deltagande och transparent kommunikation är avgörande för att elnätsutbyggnadsprojekt ska kunna slutföras framgångsrikt.
Elnätsinfrastrukturen är kärnan i energiomställningen och avgör i hög grad dess framgång. Innovativa metoder som överbyggnation, smarta nät, virtuella kraftverk och framåtblickande planering kan övervinna befintliga flaskhalsar. En kombination av tekniska innovationer, regulatoriska anpassningar och betydande investeringar kommer att vara nödvändiga för att göra nätet redo för framtiden. Endast på detta sätt kan den förnybara energins fulla potential frigöras och klimatmålen uppnås.
Titta, den här lilla detaljen sparar upp till 40 % installationstid och kostar upp till 30 % mindre. Den är från USA och patenterad.
NYTT: Installationsklara solcellssystem! Denna patenterade innovation accelererar kraftigt ditt solcellsbyggande
Kärnan i ModuRack innovation är dess avvikelse från konventionella klämfästen. Istället för klämmor sätts modulerna in och hålls på plats av en kontinuerlig stödskena.
Mer om detta här:
Din partner för affärsutveckling inom fotovoltaik och konstruktion
Från industriellt tak PV till solparker till större solparkeringsplatser
☑ Vårt affärsspråk är engelska eller tyska
☑ Nytt: korrespondens på ditt nationella språk!
Konrad Wolfenstein
Jag är glad att vara tillgänglig för dig och mitt team som personlig konsult.
Du kan kontakta mig genom att fylla i kontaktformuläret eller helt enkelt ringa mig på +49 89 674 804 (München) . Min e -postadress är: Wolfenstein ∂ xpert.digital
Jag ser fram emot vårt gemensamma projekt.
