Viele Studien kommen zum Ergebnis, dass die Klimaschutzziele für 2050 erreicht werden können, ohne dass die Versorgungssicherheit gefährdet wird. Die meisten Analysen betrachten dabei jedoch allein das Bereitstellen der benötigten Energiemengen durch gesicherte Leistung. Doch wie verhält es sich mit der Systemsicherheit? Lässt sich das Energiesystem der Zukunft auch sicher betreiben? Diesen Fragen geht die Deutsche Energie-Agentur (Dena) in ihrer neuen Studie „Systemsicherheit 2050“ nach. Die Experten geben darin grundsätzlich Entwarnung – halten jedoch technische und prozessuale Anpassungen für notwendig, um die Systemsicherheit auch langfristig zu gewährleisten.
Systemdienstleistungen sichern die Stromversorgung, indem sie Frequenz, Spannung und Leistungsbelastung im Netz regulieren. Sie werden derzeit im Wesentlichen durch Kohle- und Gaskraftwerke bereitgestellt. Doch auch dezentrale Erzeugungsanlagen sowie Verbraucher und Speicher sind technisch in der Lage, viele Aufgaben zur Gewährleistung der Systemsicherheit zu übernehmen.
Die neue Dena-Studie zeigt, dass die Koordinationsprozesse zwischen Netzbetreibern sowie zwischen Netz- und Anlagenbetreibern optimiert werden müssen, um das Potenzial erneuerbarer Energien und anderer Netznutzer zur Gewährleistung der Systemsicherheit erschließen zu können. Zugleich macht sie deutlich, dass dezentrale Anlagen in den Verteilnetzen das Potenzial haben, 2050 große Teile des stationären Blindleistungsbedarfs der Übertragungsnetze zu decken. Voraussetzung dafür ist, dass sie nötige technische Anforderungen erfüllen und dass entsprechende Koordinationsprozesse etabliert werden.
Darüber hinaus sieht die Dena-Studie zusätzlich Bedarf bei der technischen Weiterentwicklung. Um etwa System Splits – Extremereignisse, durch die das Energiesystem in den Notzustand gerät – beherrschen zu können, bedarf es künftig erheblich mehr Momentanreserve. Dezentrale Erzeuger, Speicher und Lasten könnten diese liefern, müssten dazu aber mit netzbildenden Umrichtern ausgestattet werden.
„Die Dena-Studie zeigt erforderliche technische Weiterentwicklungen von dezentralen Anlagen und Prozessen auf“, erklärt Andreas Kuhlmann, Vorsitzender der Dena-Geschäftsführung. „Eine besondere Herausforderung ergibt sich durch die lange Nutzungsdauer von Anlagen im Stromnetz. Damit sichergestellt ist, dass Anlagen, die in den kommenden Jahren ans Netz gehen, die Fähigkeiten für eine zukünftige Systemsicherheit mitbringen, müssen technische Vorgaben und regulatorische Rahmenbedingungen vorausschauend definiert werden.“
Bei vielen Systemdienstleistungen sind neue Netznutzer wie Photovoltaik- und andere Erneuerbare-Energien-Anlagen, Verbraucher und Speicher außen vor – sie sind nicht verpflichtet, diese zu erbringen. Ebensowenig gibt ihnen der aktuelle regulatorische Rahmen ausreichend wirtschaftliche Anreize, diese freiwillig bereit zu stellen. Die Strombinnenmarkt-Richtlinie des Clean Energy Package (CEP) verpflichtet die EU-Mitgliedsstaaten, bis Jahresende die Beschaffung so genannter nicht-frequenzgebundener Systemdienstleistungen auf den Prüfstand zu stellen. Der Fokus richtet sich dabei auf das heutige Stromsystem. Die Dena-Studie „Systemsicherheit 2050“ zeigt, dass die Weiterentwicklung von wirtschaftlichen Anreizen und Anschlussregelungen allerdings nicht nur aktuelle Herausforderungen, sondern auch den Bedarf im Jahr 2050 in den Blick nehmen muss.
Der Bundesverband Erneuerbare Energien (BEE) sieht die Studie als Bestätigung für die Bedeutung der Erneuerbare-Energien-Branchen. „Die gute Nachricht der dena-Studie ist: Vom Zieljahr 2050 aus betrachtet ist ein sicherer Systembetrieb technisch möglich. Damit wird bestätigt, was unsere Branchen seit langem unterstreichen: Die Erneuerbaren können mehr leisten – und wollen mehr leisten“, sagt BEE-Geschäftsführer Wolfram Axthelm. „Es gilt die Weichen zu stellen, damit die Erneuerbaren Energien die künftig erforderlichen technischen Eigenschaften auch bereitstellen können.“
Anmerkung der Redaktion: Wir haben den Artikel nachträglich um die BEE-Stellungnahme ergänzt.
Dieser Inhalt ist urheberrechtlich geschützt und darf nicht kopiert werden. Wenn Sie mit uns kooperieren und Inhalte von uns teilweise nutzen wollen, nehmen Sie bitte Kontakt auf: redaktion@pv-magazine.com.
Wenn wir eine große Systemsicherheit auch in Bezug auf Cyberangriffe erreichen wollten, müssten wir von einem hochkomplexen Stromsystem auf eine wesentlich einfachere „echte“ Wasserstoffwirtschaft umstellen. Die höheren Kosten der Elektrolyse (1,5-2 Cent/KWh ohne Stromkosten) würden mehr als egalisiert durch die niedrigen Energieverteilkosten. Derzeit kostet es 7-8 Cent/KWh erzeugten Strom zu verteilen. In einer echten Wasserstoffwirtschaft reduziert sich das auf 1-2 Cent/KWh. Ein Gasnetz ist nämlich deutlich günstiger und sicherer als ein Stromnetz.
Interessanter Ansatz. Leider ist der direkte Vergleich in ct/kWh so nicht ganz richtig. kWh(el) und kWh(th) hängen über den Wirkungs- bzw. Nutzungsgrad zusammen. Die genannten 1-2 ct/kWh sind mindestens doppelt so hoch in ct/kWh(el)…
Brennstoffzellen sind außer im PKW KWK-Anlagen, welche man wärmegeführt nutzen sollte.
In einer echten Wasserstoffwirtschaft sind Strom und Wärme gleichwertige Energien. Da sektorenübergreifend mehr Wärme- als Strombedarf gegeben ist, wird auch alle Energie genutzt werden. Deshalb bleibe ich bei 1-2 Cent/KWh.