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Kombikraftwerk 2 zeigt: Versorgungssicherheit und Netzstabilität auch mit erneuerbaren Energien möglich


Über drei Jahre hat das Forschungsprojekt Kombikraftwerk 2 Erfahrungen zur Netzstabilität in Energiesystemen mit einer ausschließlich auf erneuerbaren Energiequellen basierenden Erzeugungsstruktur gesammelt. Seit dem 22. August ist nun der Abschlussbericht öffentlich zugängig. Sein Fazit: Ein hoher Grad an Versorgungssicherheit und -qualität sei auch dann möglich, wenn ausschließlich erneuerbare Energiequellen, darunter auch volatile Quellen wie Wind- oder Sonnenenergie, für die Stromerzeugung genutzt werden.

 

Nach Bedarfsdeckung nun Netzstabilität im Fokus

Dementsprechend hänge langfristig die sichere Energieversorgung nicht mehr von fossilen Energieträgern oder der Kernkraft ab. Das erneuerbare Energien in der Lage sind, den Strombedarf in Deutschland vollständig zu decken, hatte bereits das Vorgängerprojekt Kombikraftwerk 1 gezeigt, nun stand die Netzstabilität, die maßgeblich von der Spannung und Frequenz beeinflusst wird, im Fokus der Forschung. „Nachdem wir schon 2007 mit der Bedarfsdeckung durch ein Regeneratives Kombikraftwerk viele Vorurteile widerlegen konnten, wollten wir uns nun einer neuen Herausforderung stellen und detailliert die Versorgungssicherheit einer rein auf erneuerbaren Energiequellen basierenden Stromerzeugung untersuchen“, erläutert Dr. Kurt Rohrig, stellvertretender Leiter des Fraunhofer IWES, welches das Projektkonsortium geführt hat. Ein räumlich hoch aufgelöstes Zukunftsszenario, das mit realen Wetterdaten durchgerechnet wurde, sollte dabei den Bedarf an Systemdienstleistungen aufzeigen, Probleme bei der Systemstabilität erkennbar machen und Aufschluss über erforderliche Maßnahmen beim Netzausbau liefern. In dem Szenario übernehmen Wind- und Sonnenenergie mit einem Anteil von 53 bzw. 20 Prozent die wichtigste Rolle. Von nachgelagerter Bedeutung sind die Bioenergie mit rund 10 Prozent sowie Wasser- und Geothermiekraftwerke.

Regulatorische Hindernisse für Teilnahme am Markt für Regelleistung

Weitere Bestandteile des Zukunftsszenarios bilden Batterien sowie mit überschüssiger Wind- und Solarenergie hergestelltes Methan und Biomethan, welche als Energiespeicher dienen. „Die Untersuchungen zeigen, dass die heutige Versorgungsqualität auch mit einer intelligenten Kombination aus Erneuerbaren Energien, Speichern und Backupkraftwerken mit erneuerbarem Gas erreichbar ist, und dass wir langfristig auf fossile und nukleare Energiequellen in der Stromerzeugung gut verzichten können. Dazu muss das System aber technisch und regulatorisch weiterentwickelt und konsequent auf die Erneuerbaren Energien ausgerichtet werden“, so Kaspar Knorr, Projektleiter beim IWES, zu den Ergebnissen. Ergänzt wurden die Modellrechnungen durch Laborversuche und Feldtests mit realen Anlagen. Die dabei gewonnenen Daten stützen die im Zukunftsszenario gewonnenen Erkenntnisse. Wenngleich Anlagen, die Strom aus erneuerbaren Energien bereitstellen, bereits heute auch für die Bereitstellung von Regelleistung genutzt werden können, erschwert in der Praxis der regulatorische Rahmen der Regelenergiemärkte den Einsatz. Vorgaben zur Mindestgröße einzelner oder im Verbund betriebener Anlagen sowie die geltenden Fristen für die Ausschreibungen sind auf das Betriebsführungsprofil konventioneller Kraftwerke zugeschnitten.