Stromversorgung mit erneuerbaren Energien Per schlanker Entenkurve zum Netto-Null-Ziel
Die untenstehende Kurve stellt ein 24-Stunden-Diagramm der Stromlast in Kalifornien dar. Die sogenannte Entenkurve (engl. Duck Curve) zeigt eine moderate Last am Morgen, eine niedrige Last während des Tages, wenn Solaranlagen Strom ins Netz einspeisen, und eine hohe Last am späten Feierabend. Das Problem: Sobald die Nachfrage steigt, sinkt die Spannung im Netz. Im Verlauf der nächsten Jahre, in denen mit einem steigenden Anteil an Strom aus erneuerbaren Energiequellen zu rechnen ist, wird die Ente unweigerlich einen dickeren Bauch bekommen.
Solarenergie kann berechenbarer sein als Wind, doch leider fällt das abnehmende Solarstromangebot gen Sonnenuntergang mit der steigenden Nachfrage am späten Abend zusammen – wodurch die Spitzen beim Energieverbrauch aus anderen Stromquellen gedeckt werden müssen.
Kohle- und Gaskraftwerke federn derzeit Spitzenlasten ab
Weil bei den meisten Anlagen für die Erzeugung erneuerbarer Energien kein Brennstoff verfeuert wird, zeichnen sie sich durch niedrige Betriebskosten, aber hohe Kapitalkosten aus. Die Strommärkte auf der ganzen Welt funktionieren im Allgemeinen mittels eines Ausschreibungssystems, das sich an den Grenzkosten orientiert, also den variablen Kosten im Stromhandel an der Strombörse, die mit der Erzeugung einer zusätzlichen Strommenge für die Deckung des Bedarfs zu einem bestimmten Zeitpunkt verbunden sind. Kohle- und Gaskraftwerke mit hohen Grenzkosten und hohen Emissionen müssen derzeit immer dann einspringen, wenn die Erneuerbaren nur eine unzureichende Stromversorgung bereitstellen. Mit der weiteren Verbreitung der erneuerbaren Energien und insbesondere mit dem Ausbau von Speicherkapazitäten dürfte sich dies jedoch ändern und fossile Energieträger seltener von der Ersatzbank kommen.
Speichersysteme als Garanten für stabile Stromversorgung
Die Durchdringung mit erneuerbaren Energien wird kontinuierlich zunehmen, da sie weithin durch entsprechende Programme der Politik unterstützt werden. Daher ist die Aufrechterhaltung der Netzstabilität eine große Herausforderung, derweil traditionelle Energieversorger und Ölkonzerne sich beeilen, erneuerbare Energien in ihr Portfolio der Stromerzeugung aufzunehmen. Während die „fette Ente“ mit dem Ausbau der Erneuerbaren im Verlauf der Zeit instabiler wird, müssen die Stromnetzbetreiber, etwa das National Grid in Großbritannien, mehr tun, um das System auszugleichen. Ihre Aufgabe besteht im Wesentlichen darin, die Systemfrequenz bei 50 Hz zu halten und damit die reibungslose Stromversorgung zu gewährleisten. So wird National Grid mit einer Geldstrafe belegt, sobald die Frequenz außerhalb eines 1-Prozent-Bandes liegt.
Der „Flatterstrom“ aus erneuerbaren Energiequellen stellt derzeit noch die Energieversorgung vor Probleme. In Zukunft dürften jedoch die Speichersysteme für überschüssige Energie aus Sonne, Wind und Wasser immer besser werden – die zunehmend verfettende Ente dürfte sich demnach wieder verschlanken und eine etwas dynamischere Form annehmen. Dennoch lösen Speicherkapazitäten die Probleme nicht von jetzt auf gleich: Der Strom aus Stromspeichern benötigt bis zur Bereitstellung normalerweise 0,2 bis 0,4 Sekunden. Der Physikunterricht in der Schule ist für uns alle schon lange her; aber für die Aufrechterhaltung der Netzstabilität ist das zu langsam.
Die Netto-Null-Ziele rufen zur Eile
Ganz sicher wird es Lösungen für diese bisherigen Schwachpunkte in der Stromversorgung geben. Neue Methoden der Strombereitstellung bei Spitzenlasten werden zum Einsatz kommen. Auch die Speicherkapazitäten werden sich weiterentwickeln. Ab 2050 sollen die entwickelten Länder rund um die Welt rechnerisch überhaupt keine Treibhausgase mehr in die Atmosphäre ausstoßen: Um die Netto-Null-Emissionsziele im globalen Rahmen zu erreichen, müssen die technischen Voraussetzungen dafür jedoch zügig in die Wege geleitet werden – damit „Netto-Null“ nicht in der Form „plus x“ ausfällt.
