Deutschland könnte für ein klimaneutrales Stromsystem bis 2045 rund 53 Gigawatt wasserstofffähige Gaskraftwerksleistung benötigen. Das ergibt eine Modellstudie von Forschenden der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg. Die Zahl beschreibt die Gesamtkapazität notwendiger steuerbarer Gaskraftwerke im zukünftigen Stromsystem. Zusammen mit dem bestehenden Gaskraftwerkspark läge der Bedarf für Neubau laut den Autoren in etwa in der gleichen Größenordnung wie Schätzungen der Bundesnetzagentur, die bis 2035 einen zusätzlichen Bedarf an steuerbarer Leistung von bis zu 22,4 Gigawatt sieht. Die Bundesregierung plant im Rahmen ihrer Kraftwerksstrategie bislang zunächst 12 Gigawatt neue Gaskraftwerke.
Die Studie, die in dem wissenschaftlichen Journal „Applied Energy“ erschienen ist, basiert auf einem Kapazitätsausbaumodell für das deutsche Energiesystem. Das Modell berechnet, welche Investitionen in Kraftwerke, erneuerbare Energien, Speicher und Netze erforderlich wären, um die Stromversorgung bis 2045 klimaneutral zu gestalten und gleichzeitig die Versorgungssicherheit zu gewährleisten.
„Ein System mit sehr hohen Anteilen an Wind- und Solarenergie braucht flexible Backup-Kapazitäten“, sagt Studienautor Mario Liebensteiner von der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg. „Während sogenannter Dunkelflauten, wenn weder Wind weht noch die Sonne scheint, muss die Versorgung dennoch jederzeit gesichert sein.“
Wasserstofffähige Gaskraftwerke könnten in solchen Szenarien eine wichtige Rolle spielen. Die Anlagen würden nur selten laufen, hätten aber einen hohen Systemwert, weil sie die Versorgung in Zeiten geringer erneuerbarer Stromproduktion absichern. „Es zeigt sich, dass sie einen Versicherungswert für das Energiesystem haben“, sagt Liebensteiner. „Gäbe es die Kraftwerke nicht und käme es zu einer Dunkelflaute, könnte es sein, dass bei uns die Versorgungssicherheit leiden würde, was ökonomisch extrem kostspielig wäre.“
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Den Modellrechnungen zufolge sinkt in solchen Szenarien auch die Abregelung von Wind- und Solarstrom um 35 Prozent, um Vergleich zu Szenarien, in denen keine zusätzlichen Gaskraftwerke gebaut werden. Dies ergibt sich im Modell vor allem daraus, dass flexible Kraftwerke den Bedarf an zusätzlicher Wind- und Solarkapazität sowie an Speichern reduzieren.
„Ein Ergebnis unserer Studie ist, dass bei mindestens 53 Gigawatt an wasserstofffähiger Gaskapazität die Versorgungssicherheit durch erneuerbare Energien gewährleistet bleibt, ohne in extreme Überkapazitäten bei Wind, Photovoltaik und Speichern investieren zu müssen“, sagt Liebensteiner.
Allerdings weisen die Autoren darauf hin, dass der Betrieb solcher Anlagen mit Wasserstoff wirtschaftlich anspruchsvoll bleibt. Grüner Wasserstoff sei auf absehbare Zeit deutlich teurer als Erdgas. Deshalb seien politische Rahmenbedingungen erforderlich, um entsprechende Investitionen anzureizen.
„Unser Modell zeigt, was aus Systemsicht sinnvoll wäre, ist nicht automatisch, was tatsächlich passiert“, sagt Liebensteiner. Ein hoher CO₂-Preis sei aus ökonomischer Sicht der effizienteste Weg, um fossile Energieträger zu verdrängen und Investitionen in flexible Kraftwerke anzureizen.
Den Berechnungen zufolge belaufen sich die kumulierten Kosten der Transformation des Stromsystems bis 2050 auf mindestens 324 Milliarden Euro.
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Energiesicherheit mit Erdgas oder Wasserstoff ist ein Widerspruch in sich , wie angesichts des Kriegs im Nahen- und Mittleren Osten zweifellos zu sehen ist.
Energiesicherheit für Deutschland gibt es nur mit Erneuerbaren, Speichern sowie für den Notfall die bestehenden Steinkohle- und Braunkohlekraftwerke. Steinkohle kann man gut als Bedarf mehrerer Jahre hier unter freiem Himmel lagern und Braunkohle haben wir selbst.
Herkömmliche Gaskraftwerke, bei denen die Hälfte der Energie ungenutzt über Kühltürme verschwendet wird, sind nicht zeitgemäß.
Auch in den Jahren ab 2045 wird es hierzulande Dunkelflauten im Winter bzw. in der Heizsaison geben, in denen noch Brennstoffe als Energieträger gebraucht werden. Der Bedarf an teuren grünen Brennstoffen wie Wasserstroff, Methan oder eFuel beschränkt sich dann zeitlich auf die Dunkelflauten. Für diese wenigen Tage oder Wochen braucht es Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen, die einerseits zur Deckung des hohen (Heizungs-)Strombedarfs beitragen, und die andererseits auch die (Ab-)Wärme zu Heizungszwecken nutzen. Bei der Heizungsplanung ist wichtig, dass die Heizwärme auch von Wärmepumpen erzeugt werden kann, wenn genügend erneuerbarer Strom verfügbar ist. Die brennstoffbetriebenen Stromerzeuger (Motor oder Brennstoffzelle) sollten hingegen nur dann (= Dunkelflaute) laufen, wenn der Einsatz der teuren Brennstoffe unverzichtbar ist (und temporär billiger als die Wärmepumpe). Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen könnten schon über eingesparte Heizkosten wirtschaftlich sein. Miliarden-Investitionen in neue Erdgas-Kraftwerke, die über zusätzliche Abgaben „Kapazitätsmarkt-Umlage“ finanziert werden sollen und den Strompreis noch weiter in die Höhe treiben würden, sollten hingegen vermieden werden.
Schade, dass in der Studie noch von Batteriekosten von 1.500 €/kWh in 2025 ausgegangen wird – und auch 2050 noch bei 500 €/kWh liegen soll… tatsächlich liegt man vermutlich bei 1/10 des Wertes für große Systeme. Kein Wunder, dass man entsprechend ohne Batteriespeicher mehr flexible Karftwerke braucht…
Oder hab ich was übersehen?
Akkus reichen nicht für ein Dunkelflaute?
Nein!? – Doch!! – Ohh!!!
Wichtig ist jedenfalls diese Dinger in Ballungszentren zu bauen um damit auch Fernwärme-Peaks zu bedienen.