Die Energiewende

Die Umsetzung der Energiewende ist eine der zentralen gesellschaftlichen Herausforderungen der kommenden Jahrzehnte. Energiewende bedeutet: weg von nuklearen und fossilen Brennstoffen, hin zu einer nachhaltigen Energieversorgung durch die Nutzung erneuerbarer Energien. Dabei geht es in Zukunft nicht nur um die Stromerzeugung, sondern um ein ganzheitliches „grünes“ ressourcen- und umweltschonendes Versorgungssystem ohne konventionelle Kraftwerke.

Der Ausbau der Erneuerbaren schreitet unaufhaltsam voran.

Die Stromerzeugung aus Wind und Sonne in Deutschland erreichte zuletzt die Marke von 35 Prozent – Tendenz weiter steigend. Doch die stark steigenden Anteile schwankender erneuerbarer Energieerzeugung und die zunehmende Dezentralisierung der Energieversorgung sind eine große Herausforderung für an das gesamte Energiesystem.

Wie viel Energie zu welchem Zeitpunkt eingespeist wird, hängt künftig noch mehr von der Natur ab, also von Wind und Sonne. Dabei soll trotzdem jederzeit eine stabile und verlässliche Energieversorgung gewährleistet sein.

„100 Prozent Strom aus erneuerbaren Energien ist möglich und nötig. Hierzu ist ein Systemwechsel weg von Kohle und Atom hin zu Energieeffizienz und Erneuerbaren erforderlich. Eine Umstellung weg von Kohle und Atom zu einer vollständigen Versorgung durch erneuerbare Energien ist machbar.“ ¹

¹Stellungnahme BUND 2010. BUND, 27. August 2010: „Stellungnahme zur Frage der Stromspeicherung im Rahmen der Netzintegration von Strom aus erneuerbaren Energien“

Erzeugung – Verbrauch. Quelle: Bundesverband Energiespeicher e.V. (BVES)

Der rasche Anstieg von Wind- und Sonnenstrom sind zwar ermutigend, doch mehren sich technische Probleme und Kosten in Zusammenhang mit den schwankenden Einspeise-Mengen. Denn: Strom wird grundsätzlich in dem Moment verbraucht, in dem er hergestellt wird. Generieren wir also zu viel oder zu wenig Wind- oder Sonnenstrom, entstehen beachtliche Energie-Überschüsse oder -Engpässe.

Die Flexibilisierung des Energiesystems und der zunehmende Einsatz von Energiespeichern helfen die Erzeugung vom Verbrauch zeitlich entkoppeln zu können. Um die Klimaschutzziele zu erreichen, können Energiespeicher ein maßgeblicher Faktor sein. Weltweit wird die strategische Bedeutung von Energiespeichern gesehen. Im Europäischen Strategieplan Energietechnologie (SET) gelten sie als langfristig unentbehrliche Technologie, um die für 2050 gesteckten Ziele der EU hinsichtlich Versorgungssicherheit und Klimaschutz zu erreichen.

Ohne Energiespeicher ist die Energiewende nicht möglich – da sind sich die Experten einig. Energie steht nicht jederzeit in gleichem Umfang zur Verfügung: Daher stehen den Speichertechnologien zwei Hauptaufgaben bevor, wenn sie in einem Stromnetz mit viel erneuerbaren Energien betrieben werden können.

Sie müssen Stromschwankungen schnell ausgleichen können, um die Netzstabilität zu gewährleisten,
sie sollen Strom so speichern, dass er auch über längere Zeit verfügbar gemacht werden kann.

Warum ist das so?

DAS STROMNETZ BRAUCHT AUCH EINE STÄNDIG GLEICHMÄSSIGE SPANNUNG VON 50 HERTZ. DA ERNEUERBARE JE NACH WETTERLAGE MEHR ODER WENIGER STROM ERZEUGEN, ENTSTEHEN, GESEHEN AUF DAS GESAMTE STROMNETZ, SPANNUNGSSCHWANKUNGEN: KURZZEITIG STEIGT ODER SINKT DIE SPANNUNG IM STROMNETZ. DIESE SPANNUNGSSCHWANKUNGEN MÜSSEN IN SEKUNDENBRUCHTEILEN AUSGEGLICHEN WERDEN, DAMIT IMMER GENAU 50 HERTZ SPANNUNG GEHALTEN WERDEN KÖNNEN.

Die Möglichkeiten einen Speicherbedarf von mehr als 1.000 MWh zu decken, sind laut deutscher Bundesnetzagentur begrenzt.

Die am meisten ausgereifte Technologie sind Pumpspeicherkraftwerke. Sie werden schon seit vielen Jahren erfolgreich eingesetzt. Die Nachteile sind die geringe Gesamtkapazität und die eingeschränkte Ausbaumöglichkeit: Schließlich brauchen Pumpspeicherkraftwerke besondere Voraussetzungen: Einen natürlichen Höhenunterschied mit der Möglichkeit, zwei ausreichend große Becken zu vertretbaren Kosten zu schaffen. Diese Gegebenheiten sind selten. Mit Pumpspeicherkraftwerken allein wird die Energiewende deshalb nicht machbar sein.

Batteriespeicher sind über kurze Zeit gesehen wirtschaftlich. Die Kosten je Megawattstunde (MWh) installierter Kapazität sind niedrig und sinken ständig. Dennoch macht ihnen die sehr begrenzte Lebensdauer und der Leistungsverlust auch einer begrenzten Anzahl von Ladezyklen zu schaffen. Demnach muss über Jahrzehnte mit einer mehrmaligen Investition gerechnet werden, aber auch mit einer immensen Umweltbelastung: sowohl für die wiederholte Erzeugung großer Batterien als auch für deren Entsorgung. Im Sinne einer umweltschonenden Energieversorgung sind Batteriespeicher hoch kontrovers.

Finanzielle Aspekte

Über Tage, Wochen und Monate liefern Windräder und Solaranlagen unterschiedlich viel Strom. Vor allem der Beitrag der Windenergie schwankt von Tag zu Tag erheblich. An etlichen Tagen im Januar oder September 2017 sowie im Sommer 2018 trugen Windräder praktisch nichts zur Versorgung bei – stürmisches Wetter im Oktober 2017 wiederum ließ die Windstrom-Produktion in Deutschland auf einen Rekord ansteigen.

Bei Stromüberschuss werden erneuerbare Erzeugungsanlagen künstlich abgestellt, weil das Überangebot an Strom nicht genutzt werden kann. Kann Strom nicht eingespeist werden, etwa weil der Netzbetreiber den Anlagenbetreiber aufgrund mangelnder Netzkapazitäten oder Netzüberlastung ferngesteuert herunterfährt, steht dem Anlagenbetreiber seit dem EEG 2009 eine Entschädigung zu, die sich gewöhnlich an der sonst zu bezahlenden EEG-Vergütung orientiert. Die Kosten dieser sogenannten „Abregelung“ sind 2017 von der Bundesnetzagentur mit knapp 650.000.000 Euro beziffert worden.

FAZ LOMBORG:

„MAKROÖKONOMISCHE MODELLE WEISEN ZUDEM DARAUF HIN, DASS DER WIRTSCHAFTLICHE VERLUST DURCH ERNEUERBARE WESENTLICH GRÖSSER SEIN KÖNNTE ALS EINFACH NUR DEREN MEHRKOSTEN, DA ERHÖHTE PRODUKTIONSKOSTEN ALLE ANDEREN BRANCHEN SCHWÄCHEN UND DAS WACHSTUM DROSSELN. DER DURCHSCHNITT ALLER GROSSEN MODELLE DEUTET DARAUF HIN, DASS DIE DERZEITIGE KLIMAPOLITIK DEUTSCHLAND BIS 2020 JÄHRLICH 43 MILLIARDEN EURO KOSTET.“ ²

²Björn Lomborg: „Deutschlands gescheiterte Klimapolitik“. In: „Der Moralische Imperativ“ Hrsg.: Reinhard Müller: Die besten Beiträge aus FAZ und Sonntagszeitung; FAZ eBook 46, Frankfurter Allgemeine Zeitung 2016

Solange das Wetter stimmt, funktioniert die Energiewende – etwas teuer, aber sie funktioniert. Wenn aber weder die Sonne scheint, noch der Wind weht, ist Schluss: bei Sonnenmangel und Windflaute müssen Atom- und Kohlekraftwerke zur Systemstabilisierung und Stromversorgung einspringen.

Damit auch die schwankenden erneuerbaren Energien bei ungünstigem Wetter den sauberen Strom und diese sogenannte Regelleistung zur Verfügung stellen können, müssen sie gespeichert werden. Wenn die EU und auch Deutschland weitgehend auf fossile Kraftwerke verzichten möchten, braucht es entsprechende andere Speicher um die Energiewende schaffen zu können.

Die European Association for Storage of Energy (EASE) beziffert den Bedarf nach Speicherkapazität von bis zu 5.500.000 MWh im Jahr 2050 im Vergleich zu den heute benötigten 300.000 MWh innerhalb der Europäischen Union.

Bloomberg New Energy Finance sieht eine „sechsmalige Verdoppelung“ des Marktvolumens für Energiespeicher und schätzt den Markt bis 2030 auf 103 Milliarden US Dollar.

ÜBERTRAGUNGSNETZBETREIBER ENBW:

„ENERGIESPEICHER KÖNNEN UNREGELMÄSSIGE STROMPRODUKTION AUS ERNEUERBAREN ENERGIEN AUSGLEICHEN“

BIS ZUM JAHR 2035 SOLLEN 55 BIS 60 PROZENT DER STROMPRODUKTION IN DEUTSCHLAND AUS ERNEUERBAREN ENERGIEN STAMMEN. 2015 SIND ES BEREITS 30 PROZENT. DEN MEISTEN ÖKOSTROM WERDEN NACH HEUTIGER ERKENNTNIS WINDENERGIE- UND SOLARANLAGEN ERZEUGEN. SIE SPEISEN ELEKTRIZITÄT ALLERDINGS NICHT STÄNDIG UND NICHT IN GLEICHER MENGE INS NETZ EIN. MAL WEHT DER WIND STARK, MAL SCHWACH. AUCH DIE SONNE SPENDET – JE NACH WETTER UND JAHRESZEIT – UNTERSCHIEDLICH VIEL LICHT FÜR DIE STROMERZEUGUNG AUS FOTOVOLTAIK. DAS NATURANGEBOT RICHTET SICH NICHT NACH DEM MOMENTANEN BEDARF. DIE PRODUKTION KANN HÖHER ODER NIEDRIGER SEIN ALS DIE MENGE, DIE GERADE GEBRAUCHT WIRD. DESHALB BENÖTIGT MAN ZWISCHENSPEICHER.

ENERGIESPEICHER KÖNNEN DIESE UNREGELMÄSSIGE STROMPRODUKTION AUS ERNEUERBAREN ENERGIEN AUSGLEICHEN. SIE MÜSSEN ES SOGAR, DENN OHNE SIE GERÄT DAS NETZ AUS DEM TRITT. STROMSPEICHER GLEICHEN ERZEUGUNG UND VERBRAUCH AUS. ZUM BEISPIEL NEHMEN SIE WINDSTROM AUF, WENN DIE ERZEUGUNG ÜBER DEM BEDARF LIEGT. IST DER BEDARF HÖHER ALS DIE ERZEUGUNG, WIRD STROM AUS DEN SPEICHERN GEZAPFT.

Quelle: ENBW

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