Energiewende erfordert mehr Stromeinsatz für Wärme und Verkehr

Berlin, 21.04.2016. In Zukunft zeitweilig auftretende Stromüberschüsse können sinnvoll zur Versorgung im Wärme- und Verkehrssektor genutzt werden. Das geht aus der heute von der Agentur für Erneuerbare Energien (AEE) veröffentlichten Metaanalyse „Flexibilität durch Kopplung von Strom, Wärme & Verkehr“ hervor. Darin hat das Beratungsunternehmen Prognos im Auftrag der Agentur für Erneuerbare Energien die Aussagen von 25 Studien zum Flexibilitätsbedarf und den -potenzialen im deutschen Stromsystem gegenübergestellt. „In allen ehrgeizigen Klimaschutzszenarien spielen die fluktuierenden Stromerzeuger Sonne und Wind die Schlüsselrolle in der zukünftigen Energieversorgung“ so Philipp Vohrer, Geschäftsführer der Agentur für Erneuerbare Energien. „Mit Hilfe dieses Stroms lassen sich auch Teile des Wärme- und Verkehrssektors dekarbonisieren. Zudem können durch eine solche Sektorenkopplung mehr Flexibilitäten ins Energiesystem gebracht und Erzeugungsschwankungen ausgeglichen werden.“

In zwei Tagen beginnt die Zeichnungsphase für den Ende 2015 in Paris verhandelten Weltklimavertrag. Zur Zeichnungszeremonie in New York haben sich 130 Regierungsvertreter angekündigt, darunter auch aus Deutschland. Gemeinsames Ziel ist es, die globale Erwärmung deutlich unter zwei Grad Celsius zu halten. Die Konsequenz: Bis zur Mitte des Jahrhunderts muss die Energieversorgung nahezu vollständig klimaneutral erfolgen. „Das setzt voraus, dass nicht nur die Stromerzeugung von fossilen Energieträgern auf Erneuerbare Energien umgestellt wird, sondern auch die Wärmeversorgung und der Verkehr. Da Wind- und Sonnenenergie die weitaus größten Potenziale haben, werden sie in Zukunft eine wesentliche Säule der Energieversorgung auch in diesen Sektoren bilden“, fasst Vohrer das Ergebnis der Metaanalyse zusammen.

Im Jahr 2015 erzeugten die Erneuerbaren Energien 196 Terawattstunden Strom und trugen damit 30 Prozent zur Bruttostromerzeugung bei. Auch wenn zunehmend Strom exportiert wird und es regional aufgrund von Netzengpässen zur zeitweisen Abregelung von Erneuerbare-Energien-Anlagen kommt, hat die Erzeugung aus Erneuerbaren Energien bisher zu keinem Zeitpunkt die Nachfrage übertroffen. „Der von interessierter Seite geprägte Begriff des ‚Wegwerfstroms‘ ist damit fehl am Platz“, erklärt Vohrer. Die Metaanalyse zeigt: Wenn es in Zukunft absehbar zu Situationen kommt, in denen die regenerative Erzeugungsleistung die Nachfrage innerhalb des Stromsektors übertrifft, können diese Strommengen fossile Energieträger in der Wärmeversorgung und im Verkehr ersetzen und so für mehr Klimaschutz in diesen Sektoren sorgen. Je nach Szenario könnte der Strombedarf in Deutschland durch die stärkere Stromnutzung für Wärme und Verkehr deutlich steigen – und mit ihm der Ausbaubedarf für Windenergie- und Photovoltaikanlagen.

Für den Zeitraum bis 2030/35 gehen acht der für die Metaanalyse betrachteten Energieszenarien von einem weiteren Ausbau der installierten Leistung zur Stromerzeugung aus Erneuerbaren Energien auf insgesamt ca. 140 bis 160 Gigawatt aus (2015: 97 GW). Weitere acht Szenarien sehen einen teils deutlich stärkeren Ausbau auf insgesamt ca. 170 bis 246 Gigawatt vor. Dabei stellen Windenergie und Photovoltaik in allen Studien den größten Anteil – meist rund 90 Prozent. Diese Kapazitäten sind notwendig, um die Klimaziele zu erreichen. Sie bedeuten aber auch, dass das Stromsystem ein hohes Maß an Flexibilität aufweisen muss. Diese kann im Bereich der Stromerzeugung durch den bedarfsgerechten Betrieb von fossilen Kraftwerken, Biogas- und KWK-Anlagen erreicht werden, des Weiteren durch Netzausbau, Stromaustausch mit dem Ausland und Lastmanagement bei Stromverbrauchern sowie durch Stromspeicher.

Stromanwendungen in den Bereichen Wärme und Verkehr

Ein großer Teil der Studien misst sogenannten neuen Stromverbrauchern eine wachsende Bedeutung für die Flexibilisierung der Stromnachfrage bei. Darunter fällt eine zunehmende Nutzung von Strom für Wärmezwecke. Elektrische Wärmepumpen werden dabei eine große Rolle spielen, zudem sollen Stromüberschüsse im Rahmen von Power-to-Heat-Konzepten, z. B. durch Einspeisung in Wärmenetze verwertet werden. Im Verkehr kann Strom ebenfalls verstärkt Verwendung finden, etwa in Elektrofahrzeugen oder für die Produktion strombasierter Brenn- und Kraftstoffe („Power-to-Gas“ / „Power-to-Liquid“).

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Welche Flexibilitätsoption zu welchem Zeitpunkt und in welchem Umfang eingesetzt wird, ist den für die Metaanalyse untersuchten Studien zufolge abhängig vom Erfolg beim Netzausbau, der Kostenentwicklung von Speichertechnologien sowie vom Zusammenspiel der verschiedenen Optionen. So besteht weitgehend Einigkeit darüber, dass Elektrolyseure und Methanisierungsanlagen erst ab etwa 2030 in größerem Stile als Langfristenergiespeicher und für den Ersatz fossiler Energieträger im Verkehr zum Einsatz kommen könnten. Bis dahin wären andere, kostengünstigere Flexibilitätsoptionen ausreichend, um die anfallenden Stromüberschüsse wirtschaftlich zu nutzen. Langfristig könnten jedoch aus Klimaschutzgründen sämtliche Flexibilitätsoptionen notwendig und auch wirtschaftlich werden.

Die Metaanalyse zum Download auf www.forschungsradar.de