Nachhaltige Energieversorgung

Zusammenfassung

Aus Klimaschutzgründen soll in Deutschland die Produktion elektrischer Energie frühestens bis zum Jahr 2050 auf eine 80 %-CO₂-freie Bereitstellung durch regenerative Energiequellen zur Nutzung von Solarenergie erfolgen. Aufgrund der dargebotsabhängigen Bereitstellung und ihrer fluktuierenden Einspeisung sowie der sich daraus ergebenden fehlenden gesicherten Leistung muss das elektrische Energieversorgungssystem vollständig umgestellt werden.

Neben der massiven Erhöhung der Erzeuger-Anschlussleistungen, die für eine sektorübergreifende Energieversorgung für Haushalt, Gewerbe, Industrie, Verkehr und des Wärme- und Kältesektors mehr als zu vervierfachen wäre, ist ein entsprechender Ausbau des elektrischen Netzes auf allen Spannungsebenen erforderlich. Aufgrund der fehlenden gesicherten Leistung ist darüber hinaus eine neue Generation von hochflexiblen Speicherkraftwerken erforderlich. Diese stellen zunächst, bis etwa zum Jahr 2030, die fehlende fluktuierende Wirkleistung zur Deckung der Residuallast zur Verfügung.

Ein weiteres Problemfeld betrifft die Kurzzeitspeicherung von Energie, die für die wirtschaftliche Bereitstellung der Momentanreserve und der Primärregelleistung zur Netzfrequenzstabilisierung nötig ist. Zur Problemlösung gibt es zwei Wege: Einerseits können die leistungsstarken regenerativen Einspeiser soweit ertüchtigt werden, dass sie sich zuverlässig an der Erbringung der erforderlichen Systemdienstleistungen beteiligen können. Andererseits sind neuartige Speicherkraftwerke zu entwickeln, die neben Sicherstellung der Netzstabilität und der gesicherten Leistung von z. B. Frequenz- und Spannungshaltung, Kurzschlussleistungsbereitstellung und Schwarzstartfähigkeit auch die notwendige Speicherfunktion bereitstellen.

Das nachhaltige Energiesystem der Zukunft benötigt darüber hinaus eine größere Anzahl von Transportleitungen für elektrische Energie, weil die Bereitstellung der regenerativen elektrischen Energie zunehmend an Orten erfolgt, an denen keine Verbraucherschwerpunkte vorhanden sind. Hierzu sind Hochspannungs-Gleichstrom (HGÜ)-Transportleitungen erforderlich, die die im Süden und Westen Deutschlands liegenden Lastschwerpunkte insbesondere mit den Offshore-Wind-Standorten energetisch verbinden.