Um die wachsenden Strommengen aus Erneuerbaren Energien ins Stromnetz zu integrieren und über weite Strecken von den Erzeugungs- in die Lastzentren zu transportieren, muss das Übertragungsnetz ausgebaut werden. Zu diesem Zweck wird der Aufbau eines Overlay-Netzes als zusätzliche Netzebene diskutiert zu dem bestehenden Nieder-, Mittel-, Hoch- und Höchstspannungsnetz. Hierbei soll auf vorhandenen Infrastrukturen wie zum Beispiel Verkehrstrassen ein vorgelagertes Stromnetz aufgesetzt, also Infrastrukturen gebündelt werden. Neben nationalen Overlay-Verbindungen geht es dabei auch um den Ausbau der europäischen Stromübertragungsnetze, so dass die geographisch unterschiedlichen Potenziale Erneuerbarer Energien und Speicherpotenziale möglichst optimal miteinander verknüpft werden können. Für den Ausbau der „Stromautobahnen“ in Form eines Overlay-Netzes sind die transeuropäischen Netzstrukturpläne (Trans-European Networks/TEN) von hoher Bedeutung.
Zwei technische Möglichkeiten sind für das Overlay-Netz in der Diskussion: Entweder erfolgt der Stromtransport über Wechselspannung oberhalb der bisherigen Höchstspannungsebene (z.B. 750 kV) oder über verlustarme Hochspannungsgleichstromübertragung (HGÜ). Im Energiekonzept der Bundesregierung vom September 2010 wird ein Overlay-Netz, das in einen europäischen Verbund integriert ist, als erforderlich angesehen.
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