Versorgungssicherheit und Klimaneutralität sind vereinbar
Stuttgart (energate) - Für eine sichere und bezahlbare Energieversorgung im Jahr 2045 braucht es mehr Flexibilitätstechnologien sowohl zentraler als auch dezentraler Art und mehr europäische Interkonnektivität. Außerdem wird die Wettervariabilität zu einem Schlüsselfaktor für das zukünftige Energiesystem. Das sind die Kernbotschaften einer Studie des Übertragungsnetzbetreibers Transnet BW, die in Stuttgart auf einer digitalen Pressekonferenz vorgestellt wurde.
In der Studie geht Transnet BW der Frage nach, ob die geplanten Stromnetze und Erzeugungskapazitäten auch unter realen Stressbedingungen ausreichen werden. Stressbedingungen definiert der Übertragungsnetzbetreiber dabei als Extremwetter, schwankende Erneuerbaren-Erzeugung und begrenzt vorhandene Flexibilität. Massimo Moser, Teamleiter Energiesystem bei dem schwäbischen Übertragungsnetzbetreiber, hob während der Studienpräsentation die Bedeutung von Wetterschwankungen und den Auswirkungen des Klimawandels für die zukünftige Energieversorgung hervor.
Wetter wird "Schlüsselfaktor"
Ausgangsbasis der Untersuchungen sind die Projektionen des Referenzszenarios B im Netzentwicklungsplan (NEP) 2023 für die Jahre 2037/45. Den Annahmen liegt jedoch das historische Durchschnittswetterjahr 2012 zugrunde. Moser macht klar, dass die maximale jährliche Erzeugungsvariabilität bei der Windenergie plus/minus 15 Prozent ausmachen könne. Bei der Photovoltaik seien die Schwankungen mit plus/minus 5 Prozent nicht ganz so stark. In der Kombination könnten aber extreme Wetterschwankungen bei der gleichzeitig fortschreitenden Elektrifizierung Schwankungen von bis zu 150 Mrd. kWh jährlich ausmachen, so der Fachmann. Dies wiederum entspreche im Referenzszenario 2050 etwa zwölf Prozent des Jahresstrombedarfs. Entsprechend deutlich wurde Werner Götz, Vorsitzender der Geschäftsführung bei Transnet BW, hinsichtlich der Bedeutung des Klimas. "Das Wetter wird zum absoluten Schlüsselfaktor." Die Bedeutung der variierenden Windkrafterzeugung wurde zuletzt erst im ersten Quartal 2025 deutlich. Weniger Wind wurde das letzte Mal im ersten Quartal 2017 produziert. Die Windflaute belastete in der Folge auch Anlagenbetreiber wie PNE und RWE bilanziell.
Mehr Europa für bessere und günstigere Versorgung
Das Wetter hat nach Ansicht von Massimo Moser auch Auswirkungen auf die Produktion von grünem Wasserstoff in Europa. So könnten den Transnet-BW-Modellen zufolge die variierenden Erträge erneuerbarer Energien dazu führen, dass die Anteile von Wasserstoffimporten je nach Verfügbarkeit von grünem Strom in Europa zwischen 380 Mrd. kWh und 820 Mrd. kWh variieren. "Das europäische Systemdesign muss auch eine angemessene H2-Versorgungsinfrastruktur berücksichtigen", mahnte Moser an. Doch auch im Hinblick auf das Stromsystem sei die europäische Interkonnektivität entscheidend für ein effizienteres Energiesystem. So könnten bis zu 18 Mrd. Euro im Jahr gespart werden, wenn Europa mit höheren Verbundzielen als bislang plane. Für Deutschland sprach Moser in diesem Zusammenhang von einer anzupeilenden grenzüberschreitenden Übertragungskapazität zwischen 76.000 und 81.000 MW. Bislang sind im NEP 49.000 MW vorgesehen.
Flexibilität in allen Spielarten notwendig
Mosers Kollege Georgios Savvidis, Ingenieur Energiemarktanalysen, führte anschließend aus, dass Flexibilitätstechnologien zukünftig "essenziell" seien. Dabei machte er klar, dass sowohl zentrale als auch dezentrale Flexibilitäten benötigt würden. "Wasserstoffkraftwerke sind unverzichtbar, vor allem wenn die Flexibilität fehlt", erklärte Savvidis. Zwar sei die Flexibilitätsbereitstellung aus Wasserstoffkraftwerken "viel teurer als aus marktorientierten Prosumern". Ein Stresstest habe jedoch gezeigt, dass diese Annahme nur Gültigkeit habe, wenn perfekte Marktbedingungen herrschten und das Wetterjahr nicht ungünstig ausfalle. Dabei geht Transnet BW von einem extremen Wetterjahr mit einer besonders hohen Anzahl heißer Sommertage in Kombination mit gleichzeitig niedrigen Erträgen aus erneuerbaren Energien aus. Hinzu komme ein Stromsystem im Jahr 2045/50, das sich zu 100 Prozent auf marktorientierte Prosumer stützt, aber dennoch nur 50 Prozent daran teilnehmen.
In diesem Szenario drohen Savvidis zufolge 168 Stunden, in denen der Strombedarf nicht gedeckt werden könnte. "Wenn wir unser System so gestalten, dass es gegen den Verlust von 50 Prozent der Marktbeteiligung von Prosumenten resilient ist, indem wir in 9.000 MW mehr zentrale Kapazitäten investieren, dann ist es automatisch auch viel besser für den beschriebenen Stresstest geeignet", so die Einschätzung von Savvidis. Denn dann gebe es nicht 168 Stunden Lastverlust, sondern nur fünf. Zur Erinnerung: Die Studie basiert auf den Annahmen des NEP 2023, in dem etwa 35.000 MW an Kraftwerksleistung angenommen werden. Die zusätzlichen 9.000 MW entsprechen dabei einem jährlichen Investitionsbedarf von 1,5 Mrd. Euro.
Batteriespeicher statt Kraftwerke?
Auf Anfrage erklärten die Transnet-Mitarbeiter, dass statt der Wasserstoffkraftwerke auch eine alternative Lösung bestehe. Batteriespeicher mit einer Leistung von 9.500 MW und zusätzliche grenzüberschreitende Übertragungskapazität von 32.000 MW hätten denselben Effekt auf die Versorgungssicherheit und seien zudem wirtschaftlich attraktiver. In diesem Alternativszenario bestünde jedoch weiterhin die Wetterabhängigkeit. H2-Kraftwerke hätten aber eben den Vorteil, losgelöst vom Wetter Strom produzieren zu können. Deshalb müssten weiterte Wetterszenarien untersucht werden, um abschließend zu klären, ob diese Lösung tatsächlich eine Alternative zu den Wasserstoffkraftwerken darstelle.
Smarte Haushalte reichen nicht
Gleichzeitig macht dieses Beispiel aber auch deutlich, wie wichtig die Erschließung intelligenter dezentraler Flexibilitätspotenziale für die Bezahlbarkeit der Energiewende ist. "Prosumer, die dynamischen Preissignalen folgen, haben das Potenzial, 11 Mrd. Euro Kosten pro Jahr in Europa zu senken", erklärte Savvidis. Herrsche eine 100-prozentige Marktteilnahme der Prosumer, könnten die zusätzlichen Kosten für die 9.000-MW-Wasserstoffkraftwerke vermieden werden. Die Schlüssel dazu seien neben der Marktteilnahme die Installation intelligenter Stromsysteme, intelligente Elektrofahrzeuge und Wallboxen, Wärmepumpen sowie ein Marktdesign, das Flexibilität auf allen Skalen fordert. "Einfach nur einen smarten Haushalt zu haben, ist nicht genug. Eine Marktorientierung ist notwendig", stellte Savvidis heraus. /rh
Interessierte können die Studie hier einsehen.