Zusammenfassung:
Speicherbedarf bei einer
Stromversorgung mit Erneuerbaren Energien
Der Kapazitätsbedarf für Speicherkraftwerke zum Ausgleich zwischen einer
wetterabhängigen Stromgewinnung und dem Verbrauch lässt sich für die
Länder Europas aus verfügbaren Daten zu Windgeschwindigkeit und
Sonneneinstrahlung ermitteln. In Form von Ladungsabweichungen und
Speicherleerungskurven wurden geeignete Berechnungsverfahren für diesen
Zweck entwickelt. Die gute Datenlage in Deutschland ermöglicht den
Vergleich der tatsächlichen Einspeisungen aus Wind- und Solaranlagen mit
den aus digitalen Wetterarchiven berechneten Werten. Dadurch konnten die
Berechnungen validiert werden.
Wenn jedes Land mit einer gewissen Erzeugungsreserve den eigenen
Durchschnittsverbrauch mit Wind- und Solarenergieanlagen produzieren kann,
dann liegt der Speicherbedarf für den Ausgleich mit der Nachfrage
zwischen wenigen Tagesladungen und einigen Monatsladungen des
durchschnittlichen Verbrauchs. Dieser große Unterschied hängt von
verschiedenen Einflüssen ab. Einerseits von der kontinentalen Verteilung
und Vernetzung der volatilen Stromerzeugung, die erhebliche
Ausgleichseffekte zwischen zeitweiliger Überproduktion und Defiziten
bewirkt, weil Hoch- und Tiefdruckgebiete über den Kontinent hinweg
ziehen und für unterschiedliche Wetterlagen in den Teilregionen sorgen.
Zudem treten starke Winde in Europa vorwiegend im Winter auf. Eine
geschickte Kombination der Stromerzeugung aus Wind- und Solarenergie
reduziert daher andererseits drastisch den Ausgleichsbedarf im
Vergleich zu einer Monostruktur die nur auf Wind- oder nur auf
Solarenergie setzen würde.
Erheblichen Einfluss hat auch der Benutzungsgrad von Windenergieanlagen.
Dieser gibt an, wie hoch die durchschnittliche Leistungsabgabe, bezogen
auf die installierte Nennleistung, ist. Der Anlagenbestand im
Deutschland des Jahres 2010 weist einen Benutzungsgrad von ca. 20% auf.
Das erweist sich als unvorteilhaft bei der beabsichtigten Steigerung des
Windenergieanteils an der Stromversorgung. Der Ausgleichs- und damit
Speicherbedarf ließe sich durch Einsatz von Windenergieanlagen mit einem
Benutzungsgrad von beispielsweise 50% erheblich reduzieren.
Ein weiterer starker Hebel zur Reduzierung des Ausgleichsbedarfs ist die
Erzeugungsreserve. Je mehr davon vorgehalten wird, desto weniger werden
Speicher in Anspruch genommen und desto schneller werden sie wieder
gefüllt.
Die geschickte Abstimmung aller Parameter ermöglicht eine sichere,
bedarfsgerechte Stromversorgung mit einem Speicherbedarf von wenigen
Tagen. Das wäre wesentlich mehr, als im Jahr 2010 zur Verfügung steht.
Mit Ringwallspeichern werden neue Typen von Pumpspeicherkraftwerken zur
Diskussion gestellt, die in allen Ländern errichtet werden und die
Speicherlücke schließen könnten.
Eine sichere Stromversorgung, allein mit Wind-, Solar- und
Speicherkraftwerken in Europa ist daher eine reale Option.
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