Kernaussage 3
im Detail
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Auch mit 100 Prozent erneuerbaren Energien ist die Versorgungssicherheit gewährleistet.
Deutschlands Stromversorgung wäre auch mit 100 Prozent erneuerbaren Energien gewährleistet. Sogar seltene Extremsituationen können durch das europäische Verbundnetz und ein intelligentes Lastmanagement weitestgehend bewältigt werden. Als Backup für eventuelle Engpässe wäre nur ein moderater Zubau von Gasturbinen notwendig.
Abbildung 5 zeigt die bevölkerungsgewichtete Durchschnittstemperatur für Deutschland für die Jahre 2006 bis 2012. Bei Analyse langjähriger Wetterjahre (hier 2006 bis 2012) ist für die Betrachtung von Extremsituationen das Wetterjahr 2012 besonders gut geeignet, da es in diesem Jahr im Februar eine kalte Flaute mit deutschland- und europaweit wenig Wind-Einspeisung und besonders kalten Temperaturen gab. Die Windeinspeisung schwankt in diesem Zeitraum bei etwa 10 % der maximal möglichen Leistung und damit deutlich unter dem sonst üblichen Niveau in einer Winterwoche, das im Durchschnitt um die 50 % der Maximalleistung liegt.
Abbildung 5: Bevölkerungsgewichtete Temperatur für die Jahre 2006 bis 2012, sowie der 3-Tages-Mittelwert.
Bei Analyse einer treibhausgasfreien europäischen Energieversorgung für 2050 ist die reale historischen Extremsituation durch einen moderaten Ausbau von Gaskraftwerken in Deutschland in Höhe von 39 GW zu überbrücken, ohne weitere Restriktionen durch innerdeutsche Netzengpässe. Im Energiesystem sind dabei die in Abbildung 6 dargestellten Jahresstromverbräuche berücksichtigt. Gegenüber 2019 wird angenommen, dass der herkömmliche Stromverbrauch sinkt, während der Stromverbrauch durch neue (flexible) Verbraucher bei gut 400 TWh/Jahr liegt.
Abbildung 6: Herkömmlicher Stromverbrauch und neuer Verbraucher aktuell und für das Jahr 2050 im Vergleich.
Abbildung 7: Erzeugung und Strombedarf in 2050 für das Wetterjahr 2012 für die 5. Und 6. Kalenderwoche mit einer besonders kalten Periode und geringer Windeinspeisung.
Abbildung 7 zeigt den Verlauf der unflexiblen Last, sowie der wetterabhängigen erneuerbaren Erzeugung (oben) welche zu einer fluktuierenden Residuallast (Mitte) führen. Diese wird durch den Stromimport-Export (Mitte) und den flexiblen Stromverbrauch (unten, negativ) ausgeglichen, so dass die thermische Erzeugung (unten, positiv) für diese künstlich verschärfte Extremsituation für 4 ½ Tage auf Maximalleistung durchfahren muss. Weitere Effekte zur Überbrückung der Extremsituation sind die PV-Erzeugung in Europa in Verbindung mit Kurzfrist-Stromspeichern und -Lastverschiebung sowie weiteren Ausgleichseffekte (Speicherwasserkraft, Gaskraftwerke im Ausland oder Sommer- statt Winterhöchstlast in Südeuropa). Zusätzlich ermöglichen es hybride Stromverbraucher und Hybridfahrzeuge in der kalten Flaute auf einen Brennstoff (Holz, Wasserstoff, PtG, PtL) zurückzugreifen und vermeiden damit die ineffizientere Stromerzeugung durch Gaskraftwerke.