Eaton: Anstieg erneuerbarer Energien in Deutschland stellt die Flexibilität von Energiesystemen vor große Herausforderungen

14.11.2017

Bis Mitte der 2020er Jahre wird in Deutschland und Großbritannien mehr als die Hälfte der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien stammen. Gleichzeitig werden sich die Kosten für die Erzeugung von Wind- und Solarenergie bis 2040 voraussichtlich mehr als halbieren. Die größte Herausforderung dieser Entwicklung liegt in den damit verbundenen Anforderungen an die Energieinfrastruktur, die sehr viel besser mit Schwankungen zurechtkommen werden muss. Unter anderem werden Lösungen zur Energiespeicherung in kleinem wie großen Maßstab eine Rolle spielen. Dies sind Ergebnisse der Studie „Der Wendepunkt: Flexibilitätslücken in zukünftigen erneuerbaren Energiesystemen in Großbritannien, Deutschland und Skandinavien“* des Energiemanagement-Experten Eaton, die in Partnerschaft mit der Renewable Energy Association (REA) veröffentlicht und bei Bloomberg New Energy Finance (BNEF) in Auftrag gegeben wurde.

Schwankende Energieproduktion aus Wind und Solar kann tage- oder wochenlang den benötigten Strom in Deutschland erzeugen – und sogar Überschüsse bilden. Ändern sich allerdings die Wetterbedingungen, müssen weitere Energiequellen zugeschaltet werden, um die Nachfrage zu decken. Das rasante Wachstum der erneuerbaren Energien wird also zu deutlichen Schwankungen im Energiesystem führen, die unflexible Baseload-Generatoren herausfordern und Möglichkeiten für neue flexible Energiequellen schaffen. Zukünftige Energiesysteme in Deutschland und Großbritannien, die von variabler erneuerbarer Energieerzeugung dominiert werden, müssen daher durch flexible Technologien, einschließlich Energiespeicherung, ergänzt werden.

Wichtige Erkenntnisse der Studie sind unter anderem:

  • Die Untersuchungen zeigen, dass der Anteil der unterschiedlichen erneuerbaren Energien zwar deutlich steigen wird, dass aber die bis 2040 in Deutschland und Großbritannien insgesamt benötigte Backup-Kapazität etwa die gleiche sein wird wie 2017.
  • Bereits ab 2030 wird es ganze Wochen geben, in denen die erzeugte Wind- und Solarenergie zu einem bestimmten Zeitpunkt des Tages die Nachfrage in beiden Ländern übersteigt.
  • Das steigende Angebot führt zu keinen signifikanten Verschwendungen: 2030 beträgt das Überangebot an Wind- und Solarenergie in Deutschland lediglich drei Prozent, in Großbritannien weniger als ein Prozent. Bis 2040 werden die Werte bei 16 beziehungsweise drei Prozent liegen.
  • Durch flexible Nachfragesteuerung können überschüssige erneuerbare Energien zum Beispiel für die Ladung von Elektrofahrzeugen genutzt werden.
  • Die zunehmende Wind- und Solarenergieerzeugung führt zu einem schwankenden Bedarf an traditionellen Energiequellen. Diese sind aber weiterhin notwendig, um Versorgungslücken zu schließen, wenn erneuerbare Energien den Bedarf nicht decken können. Flexible Energietechnologien wie Energiespeicher und Gasgeneratoren werden daher in Zukunft an Bedeutung gewinnen. Auch in den Szenarien für 2040 gibt es einige Wochen und Monate, in denen andere Energiequellen als Wind und Sonne benötigt werden, um den größten Teil der Nachfrage zu decken.
  • Dies schafft ein äußerst herausforderndes Umfeld für Baseload-Technologien, die auf eine konstante und stabile Leistung ausgerichtet sind, wie sie von Atomkraft, Kohle und Braunkohle geliefert werden.
  • Die durch eine flexiblere Energiegewinnung entstehenden Schwankungen lassen sich durch flexible und kurzfristige zuschaltbare Energiequellen wie zum Beispiel Energiespeicher oder Gasgeneratoren ausgleichen. Zusätzlich muss eine entsprechende Infrastruktur geschaffen werden, einschließlich neuer Verbindungsleitungen. Zukünftig könnten langfristige Energiespeichertechnologien wie etwa Wasserstoff zum Einsatz kommen.

„Die Studie zeigt, dass Wind- und Solarenergie heute in vielen Fällen die billigste Variante sind und die Kosten weiter dramatisch sinken werden. Angesichts des massiven Anstiegs der zukünftigen Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien müssen Industrie und Regierungen bereits jetzt damit beginnen, CO2 und kosteneffiziente Wege zu finden, um Nachfrage und Angebot in Einklang zu bringen,“ kommentiert Dr Nina Skorupska, Geschäftsführerin der Renewable Energy Association.„Weiter demonstriert die Studie, dass die Batteriespeicherung gut geeignet ist, um kurzfristige Angebots- und Nachfrageschwierigkeiten zu bedienen.“

„Eaton hat diese Wirtschaftsstudie in Auftrag gegeben, um die Herausforderung durch den Anstieg erneuerbarer Energien zu verstehen. In dem zweiten Teil der Studie, den wir Anfang 2018 veröffentlichen, untersuchen wir im nächsten Schritt mögliche politische und technologische Reaktionen", ergänzt Louis Shaffer, Leiter Distributed Energy bei Eaton EMEA. „Mögliche Lösungen könnten die weitere Förderung von Smart Metering, Reformen zur Verbesserung der Marktöffnung und Transparenz für alle Netznebendienstleistungen sowie langfristige Netzdienstleistungsverträge und Entgeltsysteme sein. Wir werden auch die Vorteile verschiedener politischer Optionen für die Zukunft des Energiemarktes analysieren, zu denen auch die Batteriespeicherung gehört."

„Die Studie zeigt eine seismische Verschiebung der zukünftigen Funktionsweise von Energieversorgungssystemen auf. Da Wind und Sonne zu den billigsten Optionen für die Stromerzeugung werden, läuft ein Rennen um die Entwicklung und Bereitstellung flexibler Ressourcen, die sie ergänzen ", sagt Albert Cheung, Head of Global Analysis bei Bloomberg New Energy Finance.

Die komplette Studie kann unter www.eaton.de/tippingpoints heruntergeladen werden.

Quelle: BNEF

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