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Energietechnik/-Anwendungen

Sichere Stromversorgung mit 100 Prozent erneuerbaren Energien möglich

25.08.2014

Drei Jahre lang hat sich das Forschungsprojekt Kombikraftwerk 2 intensiv mit der Netzstabilität und der Sicherheit unserer Energieversorgung bei einer rein regenerativen Stromerzeugung beschäftigt und unter anderem die Frequenz- und Spannungshaltung im Stromnetz mittels Erneuerbare-Energien-Anlagen erforscht.

Die Ergebnisse zeigen, dass ein zukünftiges System allein auf Basis erneuerbarer Energiequellen die heute gewohnte Versorgungsqualität erbringen kann und wir langfristig keinen Strom aus Kohle oder Kernkraft mehr brauchen.

Dass erneuerbare Energien den deutschen Strombedarf komplett decken können, wurde bereits 2007 mit dem Vorgängerprojekt Kombikraftwerk 1 nachgewiesen. Zu einer sicheren Stromversorgung gehört jedoch mehr als eine ausreichende Erzeugung. So muss die benötigte Energie auch dort produziert werden, wo sie verbraucht wird, bzw. zum Verbrauchsort transportiert werden. Dabei müssen im Netz bestimmte Parameter hinsichtlich Spannung und Frequenz eingehalten werden, ansonsten drohen Schäden an elektrischen Geräten oder sogar Stromausfälle.

Das vom IWES geführte Projektkonsortium, welches hochrangige Partner aus Industrie und Wissenschaft vereint, entwickelte dazu ein räumlich einmalig hoch aufgelöstes Zukunftsszenario, in welchem viele Stromerzeuger und Verbraucher sogar standortgenau vermerkt sind. Dieses Szenario wurde mit realen Wetterdaten durchgespielt, um für jede Stunde des Jahres einen exakten Zustand des Versorgungssystems untersuchen zu können. Die wichtigsten Energieträger dieses Zukunftsszenarios sind Wind und Sonne, die mit 53 und 20 Prozent gemeinsam knapp drei Viertel der gesamten Energieerzeugung beisteuern.

Weitere Erzeuger sind Bioenergie mit etwa 10 Prozent, Wasser- und Geothermiekraftwerke sowie Batterien als Speicher und Gaskraftwerke, die aus mittels überschüssigem Wind- oder Solarstrom hergestelltem Methan sowie Biomethan gespeist werden. Auf Basis dieser Simulation, die auch in interaktiven Online-Animationen auf der Homepage des Forschungsprojektes nachgezeichnet wird, konnten die Forscher den Bedarf an Systemdienstleistungen ermitteln und Berechnungen zur Systemstabilität sowie beispielsweise zu notwendigen Netzausbaumaßnahmen anstellen.

"Die Untersuchungen zeigen, dass die heutige Versorgungsqualität auch mit einer intelligenten Kombination aus erneuerbaren Energien, Speichern und Backupkraftwerken mit erneuerbarem Gas erreichbar ist, und dass wir langfristig auf fossile und nukleare Energiequellen in der Stromerzeugung gut verzichten können. Dazu muss das System aber technisch und regulatorisch weiterentwickelt und konsequent auf die Erneuerbaren Energien ausgerichtet werden", bewertet Kaspar Knorr, Projektleiter beim IWES, die Ergebnisse.