Wie viel Solarstrom passt noch rein?

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Ein beliebtes Argument gegen den weiteren Ausbau der Photovoltaik ist, Solarstrom sei unberechenbar und sprunghaft. Mehr davon werde daher gar nicht benötigt. Bruno Burger hat ausgerechnet, dass das nicht stimmt.

Die Hochrechnungen mit Ertragsdaten von Mai 2012 auf die Ausbaustufe 70 Gigawatt Photovoltaik, 60 Gigawatt Wind zeigt, dass es selbst in dem ertragsstarken Monat Mai kaum Abregelungsverluste gibt.

Die Hochrechnungen mit Ertragsdaten von Mai 2012 auf die Ausbaustufe 70 Gigawatt Photovoltaik, 60 Gigawatt Wind zeigt, dass es selbst in dem ertragsstarken Monat Mai kaum Abregelungsverluste gibt. Grafik: Solarpraxis AG/Harald Schütt

In der Öffentlichkeit hat sich der Eindruck festgesetzt, dass schon heute mehr Solarstrom produziert als gebraucht wird. Betrachtet man nur einzelne Tage des Jahres, kann man durchaus zu diesem Schluss kommen. So haben etwa am Sonntag, dem 24. März, als der Stromverbrauch in Deutschland gering war, Solar- und Windkraftwerke mittags mit einer Leistung eingespeist, die über drei Viertel der Last deckte. Das führte dazu, dass an der Strombörse sogar noch Geld bekommen hat, wer Strom verbrauchte. Im Sommer wird diese Situation noch deutlich öfter eintreten. Weitet man jedoch die Perspektive und betrachtet alle 365 Tage eines Jahres, sieht die Situation ganz anders aus, zumindest wenn man die installierten und geplanten Kern- und Braunkohlekraftwerke nicht für gegeben nimmt.

Das ist eines der Lieblingsthemen von Bruno Burger. Der Professor leitet die Abteilung Leistungselektronik am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme und hat mit realen Erzeugungsdaten aus den Jahren 2011 und 2012 simuliert, wie sich Wind- und Sonnenkraft ergänzen und den Strombedarf decken können. Das Ergebnis hat er in einer bunten Grafik dargestellt. An ihr lässt sich sehen, bei welchen Ausbaustufen von Solar- und Windkraftanlagen das Netz voll ist. Dafür hat er für verschiedene Szenarien mit installierten Leistungen von jeweils 0 bis 100 Gigawatt ausgerechnet, welche Leistung Photovoltaik und Wind erzeugen und welcher Anteil davon direkt verbraucht werden kann, wenn der Strom nicht gespeichert wird.

Das Ergebnis: Selbst wenn gut 70 Gigawatt Photovoltaikleis­tung und gut 60 Gigawatt Windkraftleistung installiert sein werden, also zwei- bis dreimal so viel wie heute, muss im Prinzip nur ein Tausendstel der damit erzeugten Energie gespeichert oder weggeworfen werden. Beides können übrigens sinnvolle Lösungen sein, die die Kosten nicht maßgeblich erhöhen.

Bei dieser Ausbaustufe ist für Bruno Burger noch lange nicht Schluss. Wenn man Verluste von einem Prozent in Kauf nehmen würde, was immer noch vertretbar ist, sind sogar 85 Gigawatt Photovoltaik und 75 Gigawatt Windkraft (siehe Grafik) möglich. Diese lieferten dann 37 Prozent des benötigten Stroms in einem Jahr. Kommen dazu noch Wasserkraft und Bioenergie, würden erneuerbare Energien sogar die Hälfte des Stroms erzeugen. Mit einem Ausgleich über die Ländergrenzen hinweg, also Import und Export von Strom, sei so schon heute Platz für 100 Gigawatt Photovoltaik und 100 Gigawatt Windleistung. Dazu können dann noch Speicher und die Kopplung des Strom- und Wärmesektors kommen. Für Bruno Burger gibt es also kaum ein Halten, was den Ausbau der Erneuerbaren angeht. Doch wie realistisch ist das?

Was geschieht mit Kohle- und Atomkraftwerken?

Diese Darstellung lässt außen vor, dass die rund 30 Gigawatt Leistung, die Kern- und Braunkohlekraftwerke zurzeit kontinuierlich ins Netz einspeisen, nicht gut abregelbar sind. Doch soll dies ein Argument gegen einen schnellen Ausbau der Erneuerbaren sein, wozu es in der gegenwärtigen politischen Diskussion oft gemacht wird? Im Gegenteil, es ist zu fragen, wie sinnvoll es ist, dass bis 2015 neue Steinkohlekraftwerke mit acht Gigawatt zusätzlicher Leistung ans Netz gehen sollen, ohne dass entsprechend Braunkohlekraftwerke abgeschaltetet werden. Schon jetzt scheint klar: Die Betreiber werden mit aller Kraft gegen einen starken Ausbau der Erneuerbaren kämpfen müssen. Jan Remund und Daniel Klauser von Meteotest in Bern haben abgeschätzt, dass bei einem Ausbau der Photovoltaik auf 80 Gigawatt den Betreibern der Grundlastkraftwerke rund vier Milliarden Euro pro Jahr verloren gehen.

Umgekehrt muss sich Bruno Burger fragen lassen, wie neben den Solar- und Windkraftanlagen die restlichen 50 bis 70 Prozent des Strombedarfs gedeckt werden sollen, unter anderem der Strombedarf nachts. Er hält dafür rund 70 Gigawatt an Kraftwerksleistung für erforderlich, oder eben Speicher. Das könne ein „bunter Blumenstrauß“ sein aus Pumpspeicherkraftwerken, regelbaren Biomassekraftwerken, Gaskraftwerken und einigen Steinkohlekraftwerken. Außerdem werde ein Teil über Stromimporte gedeckt und steuerbare Verbraucher könnten helfen, die Fluktuationen auszugleichen. Dass Gaskraftwerke heute kaum noch ökonomisch zu betreiben sind, zählt für ihn nicht als Argument. Laut Burger arbeiten sie wieder wirtschaftlicher, wenn sie in solch einem Energiesystem öfter benutzt würden als zurzeit.

Nur ein halber Widerspruch

Die öffentliche Diskussion darüber ist sehr polarisiert. Was ein Experte aus dem Bereich Netze, der es wissen muss, dazu sagt, liest sich wie der Aufgabenkatalog der Energiewende. Es gebe viele offene Fragen und Unwägbarkeiten bei der Argumentation von Bruno Burger. Schnell regelbare Kraftwerke, die für die Versorgung nötig sind, wenn die Sonne nicht scheint und der Wind nicht bläst, lohnten sich beim derzeitigen Strommarktdesign nicht. Es sei nicht abschätzbar, was die Umsetzung von Burgers Szenario kostet, da für die Leistungsbereithaltung durch schnell regelbare Kraftwerke gezahlt werden müsse. Auch die Abschätzung, wie viel der weitere Photovoltaikzubau die Betreiber von Grundlastkraftwerken kostet, setze viele Annahmen voraus. Da müsse etwa die Organisation des Strommarktes einfließen und die Entwicklung der CO2-Zertifikatspreise, so dass eigentlich kaum eine Aussage möglich sei. Genau das sei auch heute das Problem der Kraftwerksbetreiber. Zurzeit seien Chancen und Risiken nicht abschätzbar.

Aufhorchen lässt allerdings, dass die Rechnung nicht grundsätzlich in Frage gestellt wird. So lässt sich nur sagen: An die Arbeit! Es gibt viele Aufgaben, die gelöst werden müssen, und dazu gehört auch das Design des Strommarktes. Die vereinfachte Aussage, dass es zu viel Solarstrom gebe, sollte dabei keine Rolle mehr spielen. (Michael Fuhs)

Mehr zu den Ausbauzielen auf unserer Plattform 200 Gigawatt unter www.pv-magazine.de/themen/200gw


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