Sichere Stromversorgung nur mit Erneuerbaren möglich

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Langfristig wird kein Strom aus Kohle oder Kernkraft mehr benötigt. Das sagen die Wissenschaftler, die sich im Rahmen des Forschungsprojekts "Kombikraftwerk 2" drei Jahre lang mit Fragen der Netzstabilität und der Versorgungssicherheit beschäftigt haben: Auch wenn der Strom fast ausschließlich aus regenerativen Quellen stamme, könne das Energiesystem die heute gewohnte Versorgungssicherheit erbringen. Das geht aus dem jetzt veröffentlichten Forschungsbericht des Projekts hervor.

Dass erneuerbare Energien wie Photovoltaik, Wind und Wasser den deutschen Strombedarf komplett decken können, war bereits 2007 Thema des Vorgängerprojekts "Kombikraftwerk 1". „Nun wollten wir uns nun einer neuen Herausforderung stellen und detailliert die Versorgungssicherheit einer rein auf erneuerbaren Energiequellen basierenden Stromerzeugung untersuchen“, erläutert Kurt Rohrig, stellvertretender Leiter des Fraunhofer IWES, den Ansatz des Projekts. Denn zu einer sicheren Stromversorgung gehöre neben der ausreichenden Erzeugung auch die bedarfsgerechte Verteilung der Energie. Dabei müssten im Netz bestimmte Parameter hinsichtlich Spannung und Frequenz eingehalten werden, um Schäden an elektrischen Geräten oder sogar Stromausfälle zu vermeiden.

In einem räumlich hoch aufgelösten Zukunftsszenario haben die Forscher den notwendigen Bedarf an Systemdienstleistungen sowie deren Bereitstellung mit einem intelligenten System aus regenerativen Erzeugern, Energiespeichern und Backup-Kraftwerken untersucht. Sie haben dieses Szenario mit realen Wetterdaten gespeist und mit Verbrauchswerten gekoppelt, um ein detailliertes Bild von Stromerzeugung und -transport zu jeder Stunde des Jahres erzeugen zu können. Auf dieser Grundlage konnten die Forscher zu jedem Zeitpunkt Zustand und Optimierungsmöglichkeiten der Stromnetze untersuchen. Energieträger dieses Szenarios waren Wind und Sonne, die mit 53 und 20 Prozent gemeinsam knapp drei Viertel der gesamten Energieerzeugung beisteuerten. Weitere Erzeuger waren Bioenergie mit etwa zehn Prozent, Wasser- und Geothermiekraftwerke sowie Batterien als Speicher, außerdem Gaskraftwerke, die aus mittels überschüssigem Wind- oder Solarstrom hergestelltem Methan sowie Biomethan gespeist werden.

„Die Untersuchungen zeigen, dass die heutige Versorgungsqualität auch mit einer intelligenten Kombination aus erneuerbaren Energien, Speichern und Backup-Kraftwerken mit erneuerbarem Gas erreichbar ist und dass wir langfristig auf fossile und nukleare Energiequellen in der Stromerzeugung gut verzichten können“, bewertet Kaspar Knorr, Projektleiter beim IWES, die Ergebnisse. Dazu müsse das System aber technisch und regulatorisch weiterentwickelt und konsequent auf die erneuerbaren Energien ausgerichtet werden. Parallele Laborversuche und Feldtests mit realen Anlagen hätten gezeigt, dass Erneuerbare-Energien-Anlagen schon heute mit ihren technischen Fähigkeiten zur Gewährleistung der Systemstabilität beitragen, etwa durch Erbringung von Regelleistung. Allerdings seien die Rahmenbedingungen des Regelleistungsmarktes – beispielsweise was Größe und der Fristen der Ausschreibungen, erforderliche Kommunikationstechnik oder Zertifizierungsverfahren angehe – noch auf konventionelle Kraftwerke ausgerichtet und verhindere eine konstruktive Teilnahme regenerativer Energien. Knorr: „Eine sinnvolle Anpassung der Rahmenbedingungen zur Markt- und Systemintegration ist notwendig, damit die Erneuerbaren Verantwortung für die Stabilität der Versorgung übernehmen können – immerhin steuern sie inzwischen schon mehr als ein Viertel zur Erzeugung bei.“ (Petra Hannen)

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