Das Stromsystem 2050

Aus Primärstrom wird Nutzenergie für den Verkehr, Wärme- & klassischen Strombedarf

Wind & Sonne stehen im Zentrum

Wetterabhängige bzw. fluktuierende Erneuerbare Energiequellen (FEE) zur Stromerzeugung, also Wasserkraft, Windkraft & Photovoltaik, stehen im Zentrum des zukünftigen Stromsystems.  Da neben der Menge der erzeugten elektrischen Energie auch die bedarfsgerechte Verfügbarkeit wichtig ist, ist ein ausgeglichener Mix der FEE-Technologien, zur Minimierung der positive Residuallasten von sehr großer Bedeutung.

Erneuerbare Stromerzeugung im Jahr 2050

In dem hier für das  Jahr 2050 beschriebene Energiesystem werden fluktuierende Erneuerbare Energien  jährlich ca. 495 TWh Strom erzeugen und liefern somit 80% der Bruttostromerzeugung in Deutschland.

Wieviele Windräder bzw. Solaranlagen man hierfür im Jahr 2050 benötigt, hängt vom weiteren technologischen Fortschritt und von der Standortwahl der Anlagen ab. Aus heutiger Sicht werden im Jahr 2050 aber  ca. 150 GW Photovoltaik, 80-120 GW Windkraft an Land und 28-32 GW Windkraft im Meer benötigt.

Sonne & Wind liefern Primärstrom für alle Sektoren

Photovoltaik & Windkraftanlagen erzeugen im Energiesystem 2050 zwar mit Abstand den meisten Strom, sie sind aber keine Kraftwerke im klassischen Sinne. Die Rolle der nicht regelbarer Stromerzeugung aus Sonne, Wind & Wasser im Energiesystem 2050 ist eher mit der Rolle von Öl bzw. Gasquellen im heutigen Energiesystem zu vergleichen – sie stehen als Energiequelle am Beginn des Energiesystems.

Betriebsführung & Residuallast

Im Bereich der Stromproduktion müssen in Zukunft zwei Fälle zu unterscheiden sein:
positive und negative Residuallast. Im ersten Fall – positiver Residuallast – reicht die aktuelle Stromerzeugung durch nicht regelbare erneuerbare Energien (Sonne, Wind, Wasser) nicht aus, um die aktuelle Last zu decken. Im zweiten Fall – negativer Residuallast – besteht ein Überschuss nicht regelbarer erneuerbarer Energien. In beiden Fällen verfolgt die Betriebsführung des Systems das Ziel der Effizienzmaximierung des Gesamtsystems.

Wetterabhängige Betriebsführung des Stromsystems

Auch in einem angebotsorientiertem System, steht Energie bedarfsgerecht zur Verfügung

Bedarfsgerecht - auch bei "Dunkelflaute"

Wenn fluktuierende Erneuerbare den Strombedarf nicht alleine decken, springen Pump- & Batteriespeicher, hocheffiziente KWK-Anlagen und konventionelle Kraftwerke ein, um die Residuallast zu sichern

Angebotsorientiert - Bei viel Wind & Sonne

Wenn fluktuierenden Erneuerbare den aktuellen Strombedarf übertreffen, reagiert das Energiesystem. Pump- & Batteriespeicher werden beladen, Wasserstoff erzeugt und speicherbare Wärme mittels Wärmepumpen bereitgestellt. Es geht kaum Energie verloren.

1
1