Um die deutsche Stromversorgung von Atomkraft und fossilen Energieträgern wie Kohle auf erneuerbare Energien umzustellen, sind in naher Zukunft keine Stromspeicher nötig. Das ist, kurz zusammengefasst, das Ergebnis einer Studie (hier als PDF), die der Berliner Think-Tank Agora Energiewende veröffentlicht hat und die vier deutsche Forschungsinstitute (u.a. die RWTH Aachen und die OTH Regensburg) erarbeiteten.
Statt den Speichern könnten die Schwankungen bei Wind- und Sonnenstrom auch flexible Kohle- und Gaskraftwerke ausgleichen, Stromimporte aus den deutschen Nachbarstaaten und eine stärkere Einbindung der Industrie in das Verbrauchsmanagement, schreiben die Forscher. Das würde bedeuten, dass energieintensive Unternehmen ihren Stromverbrauch stärker am Angebot ausrichten. Teilweise tun sie das auch heute schon. All diese Optionen seien mittelfristig sehr viel günstiger als die noch teuren Stromspeicher.
Hilfe von den Nachbarn
Bisher verweisen Kritiker der Energiewende immer wieder auf die Notwendigkeit von Speichern, um die Schwankungen bei Wind- und Sonnenstrom auszugleichen. Das würde künftig zu weiter steigenden Stromkosten führen, fürchten sie. Laut Agora Energiewende sind geringe Mengen von Stromspeichern aber frühestens ab einem Anteil erneuerbarer Energien von 60 Prozent notwendig und kostengünstiger als Alternativen.
Die Ergebnisse bedeuten aber im Umkehrschluss nicht, dass der Ausgleich von schwankendem Wind- und Sonnenstrom kein Geld kostet. So müsste Deutschland mehr Strom aus dem Ausland importieren. Auch wenn Kraftwerke die meiste Zeit des Jahres still liegen, um bei Flauten einzuspringen, fallen Kosten an. Erste Schätzungen gehen hier von einem niedrigen einstelligen Milliardenbetrag aus. Wie hoch die Kosten für den Schwankungsausgleich genau wären, darauf geht die Studie nicht näher ein.
Für die Studie berechneten die Forscher Szenarien für die Jahre 2023 und 2033 mit jeweils verschieden hohen Anteilen von erneuerbaren Energien. Ein Szenario ging zusätzlich von einem Anteil von 90 Prozent Grünstrom im Netz aus (die Bundesregierung plant lediglich einen Anteil von 80 Prozent bis 2050).
Um auf Speicher verzichten zu können, müssen aber eine Reihe von Voraussetzungen erfüllt sein. So muss das europäische Stromnetz gemäß den Plänen der jeweiligen Übertragungsnetzbetreiber in den einzelnen Ländern ausgebaut werden (obwohl auch hier Verzögerungen um bis zu zehn Jahre eingerechnet sind). Gleichzeitig nutzen Deutschlands Nachbarstaaten in den kommenden Jahrzehnten weniger erneuerbare Energien als Deutschland selbst. Im 60-Prozent-Szenario in Deutschland für das Jahr 2030 gehen die Forscher davon aus, dass EU-weit nur 40 Prozent Grünstrom durch die Netze fließt. Unsere Nachbarn hätten demnach weniger Bedarf Schwankungen auszugleichen als wir.
Interessant ist: Entgegen weitläufiger Annahmen bleiben auch die Kohlekraftwerke bei einem höheren Anteil von erneuerbaren Energien am Netz, weil sie billiger arbeiten als Gaskraftwerke. Um die Kohle unattraktiver zu machen, könnten strengere Schadstoffvorgaben oder höhere Preise für CO2-Emissionen helfen.
Batterien in Autos kommen zuerst
Um sehr kurzfristige Schwankungen im Stromnetz auszugleichen, können aber große Batterien heute schon wirtschaftlich arbeiten, schreiben die Autoren. Einen solchen Großspeicher bringt noch in dieser Woche der Energieversorger Wemag ans Netz. Für Strom, der Schwankungen innerhalb von Sekunden ausgleicht und die Frequenz im Stromnetz stabilisieren kann, zahlen die Netzbetreiber meist einen Aufpreis; deshalb lohnen sich hier auch die noch vergleichsweise teuren Speicher.
Die Studie warnt aber davor, die Entwicklung von Stromspeichern auf die lange Bank zu schieben. Denn spätestens bei einem sehr hohen Anteil erneuerbarer Energien werden Speicher nötig, die kurz- und langfristig Strom lagern. Sie sind dann auch günstiger als der weitere Netzausbau auf europäischer Ebene zum Beispiel. In Frage kommen als Speicher einerseits Batterien und andererseits Technologien, die Strom zum Beispiel in Wasserstoff, Erdgas oder Wärme umwandeln.
Als erstes werden sich Speicher aber nicht im Strommarkt durchsetzen, schreiben die Autoren der Studie, sondern bei Elektroautos im Verkehrsbereich. Das könnte aber wiederum Auswirkungen auf die Stromerzeugung haben. So werden damit auch Batterien billiger, mit denen Privatpersonen ihren selbst erzeugten Solarstrom speichern können.
Für ihre Modellrechnung gehen die Forscher davon aus, dass 2023 immer noch rund 83 Gigawatt herkömmliche Kraftwerksleistung in Deutschland verfügbar ist. Das wäre ungefähr so viel wie heute. Die Erneuerbaren kommen bis dahin auf 134 Gigawatt Leistung, also deutlich mehr als aktuell. Auf Seite der konventionellen Kraftwerke ändert sich auch bis 2030 nicht viel. Die Erneuerbaren legen bis dahin auf 185 Gigawatt zu. Bei Flaute, Nachts und an wolkigen Tagen springen also vornehmlich die fossilen Kraftwerke an und decken den Strombedarf. Dem Klimaschutz ist damit dennoch geholfen, weil sie über das Jahr gesehen sehr viel seltener laufen.
Die Forscher stützen sich bei ihren Annahmen auf die Ausbaupläne für die Stromversorgung der Bundesregierung und der Übertragungsnetzbetreiber. Dabei gehen sie auch davon aus, dass die Stromnachfrage in den kommenden Jahrzehnten in Deutschland konstant bleibt.
Das Fazit der Studie: Mittelfristig ist ein Einsatz von Stromspeichern nicht nötig und außerdem teurer als die Alternativen. Und: Scheitern wird die Energiewende an fehlenden Speichern ersteinmal nicht.
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