Die Zahlen variieren. Doch nahezu alle Experten gehen davon aus, dass wir in Deutschland im Jahr 2050 Solar- und Windkraftanlagen mit einer Erzeugungskapazität von mehr als 400 Gigawatt haben werden. Zum Vergleich: 2015 betrug die installierte Leistung der Windkraft- und Photovoltaikanlagen rund 85 Gigawatt (bei einer installierten Gesamtleistung aller Energieerzeuger in Deutschland von rund 204 GW im Mai 2016). Allerdings handelt es sich hier nicht um eine gesicherte Leistung, wie sie konventionelle Kraftwerke rund um die Uhr zur Verfügung stellen, sondern um eine volatile Leistung, die stark von der Witterung und der Tageszeit abhängig ist.
Zur besseren Einordnung: Zur Deckung des täglichen Strombedarfs ist in Deutschland eine gesicherte Leistung von etwa 80 Gigawatt notwendig. Wenn Atom- und Kohlekraftwerke künftig vom Netz gehen, führt daher an einer entsprechenden Überkapazität bei den Erneuerbaren kein Weg vorbei, um auch bei starken Erzeugungsschwankungen stets eine hohe Versorgungssicherheit zu gewährleisten. Aber was bedeutet das für die Energiewirtschaft, wenn an wind- und sonnenreichen Tagen Anlagen mit einer Gesamtleistung von 400 Gigawatt deutlich über den tatsächlichen Bedarf hinaus Strom produzieren?
Schnelle Reaktion gefragt
Künftig kommt es mehr denn je darauf an, flexibel und schnell auf die Einspeisung von Strom aus Erneuerbaren Energien zu reagieren. Der erste Schritt ist, konventionelle Kraftwerke hoch- und runterzufahren, um das Über- beziehungsweise Unterangebot an Ökostrom im Netz auszutarieren. Hierfür sind derzeit Gaskraftwerke und gasbetriebene Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen erste Wahl, da Sie deutlich weniger CO2 als etwa Kohlekraftwerke ausstoßen. Mit dem weiter steigenden Ausbau von Solar- und Windkraftanlagen entstehen aber immer öfter Situationen eines Stromüberangebotes, in denen das Herunterfahren nicht mehr ausreicht und die Erzeugung abgeregelt werden muss. Gefragt sind daher intelligente Optionen, um den Strom zu nutzen und gleichzeitig neue Geschäftsmodelle zu entwickeln.
Power-2-Gas-Technologie
Im Mittelpunkt stehen innovative Speichermöglichkeiten wie die Power-2-Gas-Technologie. Mittels der Elektrolyse lässt sich zu viel produzierter Ökostrom in Wasserstoff und Methan umwandeln und anschließend ins Gasnetz einspeisen. Ist dann in sonnen- und windarmen Zeiten Strom für die Netzstabilität erforderlich, kann das zuvor gewonnene erneuerbare Methan beispielsweise über Gaskraftwerke wieder in elektrische Energie umgewandelt werden. Aber auch andere Sektoren, wie etwa der Wärmemarkt oder die Mobilität können über das rund 500.000 Kilometer lange bestehende Gasnetz in Deutschland bedient werden. Gute Eckdaten, allerdings besteht noch weiterer Handlungsbedarf, bis die Technologie auch wirtschaftlich wettbewerbsfähig ist. Aktuell gibt es in der Bunderepublik mehr als 20 verschiedene Projekte, die die Power-2-Gas-Technologie weiterentwickeln und auf ihre Alltagstauglichkeit prüfen. Acht davon speisen bereits Wasserstoff beziehungsweise Methan in das bestehende Leitungsnetz ein.
Speichernutzung
Darüber hinaus sollten andere Sektoren wie der Wärmemarkt und die Mobilität ebenfalls berücksichtigt werden. Denn Speicher sind ein zentraler Baustein, um in der zukünftigen Energiewelt erneuerbaren Strom und das Gassystem über die so genannte Sektorkopplung komplementär zusammenzubringen. Insgesamt dürften Speichertechnologien auch kommunalen Versorgungsunternehmen interessante Perspektiven eröffnen. Das Problem ist nur, dass der damit verbundene Aufwand für die meisten Gesellschaften alleine nicht zu stemmen ist. Wie in anderen Bereichen könnten auch hier Kooperationen der richtige Weg sein, um über eine Bündelung von Know-how und Synergien gemeinsam größere Projekte zu realisieren.
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