Zukunft der Energieversorgung Speicher für die Energiewende

Geschwindigkeit des Transformationsprozesses

In Bayern liegt der aktuelle Anteil Erneuerbarer Energien (Stand: 2015) am System bei über 39 %. Die Wasserkraft ist mit 11,2 Mrd. kWh die wichtigste und am stärksten ausgebaute Form der regenerativen Stromerzeugung, gefolgt von Sonnenenergie (11,0 Mrd. kWh) und Biomasse (8,7 Mrd. kWh). Auch im Bundesvergleich nimmt Bayern hier eine führende Rolle ein. Als windschwaches Binnenland hat Bayern klare Standortnachteile im Bereich der Windkraftnutzung (2,8 Mrd. kWh) [4]. Aufgrund geringer Lagerstätten von fossilen Energiequellen wurde in der Vergangenheit zum Zweck der Unabhängigkeit auf dem Energiesektor gegenüber energiereichen Bundesländern vor allem die Kernenergie massiv ausgebaut. Im Jahr 2015 stellte diese 42,5 % des gesamten Stromangebots bereit. Nach wie vor ist die Kernenergie damit von gewichtiger Bedeutung für die bayerische Energieversorgung.

Der Ausstieg aus der Atomenergie bis zum Jahr 2022 stellt für Bayern eine besondere Herausforderung dar. Mit dem Bau von Höchstspannungstrassen soll die entfallende Erzeugungsleistung durch das Nutzen der Überkapazitäten Norddeutschlands ausgeglichen werden. Des Weiteren wird von der bayerischen Staatsregierung der Ausbau der heimischen Stromproduktion forciert. Gemäß dem Energiekonzept „Energie innovativ“, das im Mai 2011 verabschiedet wurde, soll die gesamte Strommenge aus den Erneuerbaren Energien (EE) im Jahr 2021 44 TWh entsprechen, also dann 50 % des Stromverbrauches [5].

Forschungsergebnisse lassen darauf schließen, dass die großtechnische In¬stallation von Speichern ab einem Anteil der EE an der Stromerzeugung von 40 bis 75 % ökonomisch sinnvoll ist. Für das bayerische Energiesystem lässt sich also ableiten, dass Stromspeicher innerhalb der nächsten 10 bis 20 Jahre als Instrumente zur Flexibilisierung der Stromnetze kosteneffizient eingesetzt werden können. Da für Planungs- und Investitionsentscheidungen ein nicht unerheblicher Zeitraum veranschlagt werden muss, ergibt sich daraus bereits heute ein Handlungsbedarf.

Wettbewerb mit anderen technischen Optionen

Mit der fortschreitenden Integration Erneuerbarer Energien in die bayerische Stromversorgung steigt auch der Investitionsbedarf für flexible Komponenten im System erheblich an. Entlang der Wertschöpfungskette werden regulierende Maßnahmen an Bedeutung gewinnen. Diese halten das System trotz hoher volatiler Einspeiseleistung im Gleichgewicht. Die Bandbreite solcher Flexibilitätsoptionen ist sehr hoch. Sie können in die folgende Kategorien eingeordnet werden:

  • Netzflexibilität,
  • Kraftwerksflexibilität,
  • KWK-Flexibilität,
  • EE-Flexibilität,
  • Demand-Response-Flexibilität und
  • Speicherflexibilität.

Angesichts einer kostenoptimalen Umsetzung der Energiewende ist es notwendig, dass diese Optionen am Markt in direktem Wettbewerb stehen. Viele von ihnen weisen korrelierende Eigenschaften hinsichtlich ihrer Verfügbarkeit und Einsatzdauer auf. Investitionsentscheidungen zugunsten von Stromspeichertechnologien werden also nur getroffen werden, wenn ihr Einsatz wirtschaftlich vertretbar ist. Derzeit zählt die Option des Speicherausbaus noch zu den teuersten unter den Flexibilisierungsmaßnahmen. Die zentrale Aufgabe der Forschung sollte darin bestehen, Speicher im freien Wettbewerb und ohne die Berücksichtigung staatlicher Subventionen im Vergleich zu den anderen Flexibilisierungsmaßnahmen auf ein konkurrenzfähiges Niveau zu heben. Dafür bedarf es einer stetigen Weiterentwicklung der Technik zur Ausschöpfung vorhandener Effizienzpotenziale, um einen erlösoptimalen Einsatz je Anwendungsumgebung zu erreichen.