Im Jahr 2020 war die Energiewirtschaft für den Ausstoß von knapp 35 % der gesamten deutschen Treibhausgas-Emissionen verantwortlich und ist damit Hauptverursacher (Umweltbundesamt, 2022). Die Bundesregierung hat es sich nun zum Ziel gesetzt bis 2035 „weitgehend klimaneutral“ zu sein, um die Grundlage für gesamte Klimaneutralität ab 2045 zu legen (Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz, 2023). Doch woher kommt der Strom im Jahr 2045, wenn die Sonne nicht scheint und der Wind nicht weht, während weder Gas-, Kohle- noch Atomkraftwerke in Betrieb sind?
Der folgende Artikel stützt sich auf die europäischen Modellierungsannahmen des Fraunhofer ISI, ifeu, consentec und der TU Berlin, die unter langfristszenarien.de nachlesbar sind. In diesem Fall stützen wir uns auf das Modell T45-RedGas, das auch den Einsatz von Methan ausschließt.
In der Kalenderwoche 50 verlaufen die Temperaturen in Deutschland folgendermaßen:
Abbildung 1: Fraunhofer ISI
Zuerst einmal ist bemerkenswert, dass der Strombedarf von Wärmepumpen sich generell der PV-Leistung anpasst, somit Gebäude über den Tag stärker geheizt werden und als Wärmespeicher genutzt werden. Dies lässt sich in diesem Diagramm anschaulich nachvollziehen:
Abbildung 2: Fraunhofer ISI
Doch nun zur Beantwortung der eigentlichen Frage, so wie sie diese Simulation tut. Wenn kein Wind verfügbar ist, wie hier um die Stunde 8374 oder 8424, zum größten Teil aus Wasserstoff-Blockheizkraftwerken und dem europäischen Ausland. Batteriespeicher und Pumpspeicherkraftwerke spielen wegen relativ hoher Kosten, bzw. geringen geologischen Potenzials keine große Rolle.
Abbildung 3: Fraunhofer ISI
Der Wasserstoff wird bei hierbei bei Stromüberschuss über Elektrolyse hergestellt, besonders im Sommer. Dafür sind saisonale Speicher nötig.
Abbildung 4: Fraunhofer ISI
Wasserstoff-BHKWs funktionieren somit netzstabilisierend und sind wesentliche Energiequellen der Fern- und Nahwärmenetze. Die Importe kommen hauptsächlich aus den skandinavischen Ländern und dem Alpenraum, wo viel Potenzial für Pumpspeicherkraftwerke vorhanden ist.
Interessant ist ebenfalls, dass es sogar bei starken Stromüberschüssen anders als heute keine negativen Strompreise gibt, weil Anlagen einfach abgeregelt werden können:
Abbildung 5: Fraunhofer ISI
Nun zum Fazit. Zuerst einmal sei gesagt, dass angesichts der Folgen des Klimawandels keine Alternative als die Umstellung auf ein klimaneutrales Deutschland gibt. Abgesehen von der Atomkraft gibt es keine Technologien, die annähernd realistisch, die Stromquellen Wind- und Solaranlagen ersetzen können. Selbst der Aufbau einer Atomindustrie würde mindestens zwei Jahrzehnte dauern, wie der Bau des AKWs Flamanville 3 in der Normandie zeigt, dass seit 2007 im Bau ist. Daher lässt sich hier als Fazit ziehen, dass ein enormer Ausbau erneuerbarer Energien und die Ausstattung Deutschlands mit Smart Metern unabdingbar sind. Zwar ist das Ganze nur eine Simulation, zeigt aber, dass ein solches System möglich ist. Trotzdem ist noch viel Ingenieurskunst notwendig, um das System in die Realität umzusetzen. Wer das Ganze noch einmal selbst nachvollziehen und weitere Gedanken entwickeln möchte, kann dies mit dem folgenden Link tun und uns gerne an seinen Gedanken teilhaben lassen: https://enertile-explorer.isi.fraunhofer.de:8443/open-view/55108/8d326c7b3a5dede0b46f0ffa4dce35ea
Literaturverzeichnis
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz, 2023. Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. [Online]
Available at: https://www.bmwk.de/Redaktion/DE/Dossier/plattform-klimaneutrales-stromsystem.html
[Zugriff am 22 05 2023].
Fraunhofer ISI, 2023. T45 Dispatch Strom DE/Dispach Electricity Germany T45. [Online]
Available at: https://enertile-explorer.isi.fraunhofer.de:8443/open-view/55108/8d326c7b3a5dede0b46f0ffa4dce35ea
[Zugriff am 23 05 2023].
Umweltbundesamt, 2022. Nationale Trendtabellen für die deutsche Berichterstattung atmosphärischer Emissionen 1990-2020, Berlin: Umweltbundesamt.