Erneuerbare + x = Stabile Stromversorgung

Die Modellrechnungen von ESYS zeigen: Es gibt viele Möglichkeiten, die Schwankungen von Wind- und Photovoltaikstrom so auszugleichen, dass die Stromversorgung stabil bleibt.  (Foto: dpa)
Die Modellrechnungen von ESYS zeigen: Es gibt viele Möglichkeiten, die Schwankungen von Wind- und Photovoltaikstrom so auszugleichen, dass die Stromversorgung stabil bleibt. (Foto: dpa)
18.12.2015

Die Initiative „Energiesysteme der Zukunft“ (ESYS) kommt in einer Stellungnahme zu dem Ergebnis, dass es zahlreiche Kombinationsmöglichkeiten von unterschiedlichen Erzeugungs- und Speichertechnologien gibt, mit denen eine ansonsten auf erneuerbarer Energien fußende Stromversorgung stabilisiert werden kann. Nur eine Technologie sei unverzichtbar und deshalb Bestandteil aller durchgespielten Varianten: Flexibel befeuerbare Gaskraftwerke. ESYS ist ein Akademienprojekt, das von  acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften, der Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina und der Union der deutschen Akademien der Wissenschaften getragen wird und sich mit den Rahmenbedingungen der Energiewende in Deutschland beschäftigt.

Die Stellungnahme „Flexibilitätskonzepte für die Stromversorgung 2050“ ist das Ergebnis eines mithilfe eines eigens entwickelten Modells vorgenommenen Vergleichs, bei dem eine Arbeitsgruppe von ESYS 130 unterschiedliche Konstellationen von flexibel regelbaren Kraftwerken, Speichern und Demand-Side-Management im Verbund mit dem schwankendem Angebot von Wind- und Photovoltaik-Strom betrachtet haben. Die Berechnungen zeigen: Es gibt zahlreiche Gestaltungsmöglichkeiten mit vergleichbaren Stromerzeugungskosten. An flexiblen Gaskraftwerken führe langfristig aber kaum ein Weg vorbei. „Sie werden künftig zunehmend mit Biogas, Wasserstoff oder synthetischem Methan betrieben“, erläutert Prof. Dirk Uwe Sauer (RWTH Aachen, Co-Leiter der Akademien- Arbeitsgruppe). „Neue Kraftwerke sollten deshalb mit variabler Feuerung ausgelegt werden, damit die Gaswirtschaft sukzessive von Erdgas auf CO2-ärmere Brennstoffe umgestellt werden kann.“ Damit lassen sich auch bis zu drei Wochen lange wind- und sonnenarme Perioden sicher überbrücken.

Die Arbeitsgruppe kommt zu dem Schluss, dass selbst mit 100 Prozent erneuerbaren Energien eine stabile und bezahlbare Stromversorgung möglich ist. Wind- und Photovoltaikanlagen könnten beispielsweise durch Biogas-, Solarthermie- oder Geothermie-Kraftwerke ergänzt werden. Diese sind flexibel regelbar und können auch mehrwöchige Windflauten überbrücken. Die jeweiligen Vor- und Nachteile müssten jedoch sorgfältig abgewogen werden. Fast ohne zusätzliche Kraftwerke kommt ein System aus, in dem so viele Windkraft- und Photovoltaikanlagen installiert sind, dass sie über das Jahr mehr Strom produzieren, als unmittelbar gebraucht wird (Überinstallation). Hier können Langzeitspeicher längere Windflauten überbrücken.

Kurzfristige Schwankungen beim Stromangebot ließen sich am kostengünstigsten mit Demand-Side-Management ausgleichen. Langzeitspeicher lohnten erst in einem System mit einer CO2-Einsparung über 80 Prozent. Bis dahin wäre es kostengünstiger, so die Forscher, überschüssigen Wind- und Photovoltaikstrom in den Wärmemarkt zu geben oder nach dessen Sättigung abzuregeln.

Bodo Höche / acatech