Dekarbonisierung durch Elektrifizierung mit begrenzten Netzkapazitäten

Zusammenfassung

Die Energiewende mit der Dekarbonisierung des Energiesystems birgt große Herausforderungen. Neben der bloßen Bereitstellung der regenerativen Energie ist die Übertragung und Verteilung eine Anspruchsvolle Aufgabe. Diese Aufgabenstellung würde durch die Elektrifizierung aller Energiesektoren ungleich schwerer. Die Umstellung der Mobilität auf elektrische Fahrzeuge mit entsprechenden Ladeeinrichtungen ist gegenüber der Elektrifizierung des Wärmesektors ein leichtes Unterfangen. Der Aufsatz zeigt die Herausforderungen einer vollständigen oder teilweise elektrifizierten Energieversorgung am Beispiel der Stadt Chemnitz. Es wird darauf eingegangen, welche Rolle die Beachtung des Energie- und des Leistungsbedarfes bei der Auslegung von Erzeuger- und Übertragungsstrukturen spielt. Mit Hilfe von zwei Szenarien werden die Auswirkungen von weitreichender Elektrifizierung im Stadtgebiet skizziert. Anhand von Lastprofilen wird gezeigt, dass die Energiebereitstellung auf Basis elektrischer Energie zwar lokal emissionsärmer und effizienter erfolgen kann, als auf Basis des aktuellen Energieträgermixes, allerdings nimmt die vom Netz zu tragende Netzlast um ein Vielfaches des aktuellen Wertes zu, was enormen Ausbaubedarf nach sich ziehen würde.

Abstract

The Energiewende with the decarbonization of the energy system poses major challenges. In addition to the mere provision of renewable energy, transmission and distribution is a demanding task. The electrification of all energy sectors would make this task much more difficult. The conversion of mobility to electric vehicles with appropriate charging facilities is an easy task compared to the electrification of the heat sector. The paper shows the challenges of a fully or partially electrified energy supply using the example of the city of Chemnitz. The role of considering energy and power demand in the design of generation and transmission structures is addressed. With the help of two scenarios, the effects of extensive electrification in the urban area are outlined. Using load profiles, it is shown that energy supply on the basis of electrical energy can be locally lower in emissions and more efficient than on the basis of the current energy source mix, but that the grid load to be carried by the grid increases by a multiple of the current value, which would result in enormous expansion requirements.