Energiewende ist mit hoher Versorgungssicherheit möglich

09.04.2015 | Zukunftsblog | Energie

Von:  Klaus Ragaller, SATW

In letzter Zeit wurden vermehrt kritische Stimmen laut zur Versorgungsicherheit der Energiestrategie 2050. Der Umstieg auf erneuerbare Energien ist zwar tatsächlich sehr anspruchsvoll, jedoch sogar mit steigender Zuverlässigkeit möglich. Dies zeigt eine neue Analyse der Netzbetreiber.

Stromleitungen und Windkrafträder  
Auch wenn in Zukunft ein grösserer Anteil unseres Energiebedarfs aus erneuerbaren Quellen gedeckt wird, bleibt die Versorgungssicherheit erhalten. (Bild: iStock.com)

Die Energiewende ist in Europa in vollem Gang, Schrittmacher sind die Klimaziele der EU. Stromkonzerne legen alte Kraftwerke wegen fehlender Wirtschaftlichkeit oder wegen ihrer CO2-Emissionen still und bauen die dezentrale erneuerbare Erzeugung massiv aus. Infolge dieser Veränderungen steigen die Anforderungen an die für eine zuverlässige Versorgung verantwortlichen Übertragungsnetzbetreiber (in der Schweiz ist das Swissgrid). Jüngst publizierten sieben zentraleuropäische Übertragungsnetzbetreiber (aus BE, FR, AT, CH, DE, NL und LU, darunter Swissgrid), gemeinsam eine Arbeit, in der sie untersuchten, ob unter allen Bedingungen und zu allen Zeiten genügend Strom produziert werden kann, um die Nachfrage zu decken (1).

Stundengenaues Ausbalancieren

Produktionsschwankungen der erneuerbaren Energien, extreme Wetterlagen wie lange anhaltende Kälteperioden (wie zum Beispiel im Winter 2012), geplante und ungeplante Abschaltungen von grossen Kraftwerken, wetterbedingte Wassermengen-Schwankungen und temperaturabhängige Verbrauchswerte beeinflussen Erzeugung und Verbrauch.

Die erneuerbaren Energien aus Wasser, Wind und Sonne haben im Gegensatz zu anderen Energiearten keine Grenzkosten. Das heisst, dass bei einem Wasser-, Wind- und Sonnenkraftwerk keine Kosten entstehen, wenn die Produktion gesteigert wird. Dies führt aus ökonomischen Gründen dazu, dass unabhängig von Zuverlässigkeitsüberlegungen (oder, wie oft behauptet wird: von Subventionen) immer ein Maximum dieser erneuerbaren und fluktuierenden Energien ins Netz eingespeist wird. Entsprechend wichtig ist eine vorausschauende Planung der Zuverlässigkeit des Gesamtsystems.

Die Untersuchung der Netzbetreiber wurde für die aktuelle Situation (2015/2016) und für die Jahre 2020/2021 durchgeführt auf Basis der bekannten Kraftwerks-Zu- und Abgänge und der existierenden und geplanten Netzausbauten. Als Mass für die Zuverlässigkeit der Versorgung gelten die Anzahl Stunden pro Jahr, während denen die Erzeugung den Bedarf nicht decken kann (die «Loss of Load Expectation», abgekürzt LOLE).

Ermutigende Ergebnisse mit Überraschungen

In einem Referenz-Szenario werden operationelle Produktionsreserven (für die kurzfristige Ausbalancierung) nicht berücksichtigt, strategische Reserven (für vorhersehbare Engpässe) hingegen schon. Für die gesamte Region resultiert damit für 2015/2016 ein geringer LOLE von 28 Stunden, verursacht hauptsächlich von Frankreich und in geringem Mass von Belgien. Für 2020/2021 reduziert sich das auf 10 Stunden. Diese Werte sind ein Hinweis auf die Schwachstellen des Systems, sie können jedoch mit operationellen Reserven und Nachfragemanagement überbrückt werden. Die übrigen Länder wie die Schweiz können durch grenzüberschreitenden Austausch den Bedarf jederzeit decken.

Die Studienautoren untersuchten auch in einer Art Stresstest den hypothetischen Fall einer national autonomen Energieversorgung. Insbesondere kleinere Länder würden dabei sehr grosse Produktionsdefizite aufweisen. Für die Jahre 2015/2016 hätte dabei Luxemburg mit 8760 Stunden LOLE die höchste Unterversorgung, an zweiter Stelle folgt die Schweiz mit 1251 Stunden. Dieses hypothetische Schweizer Defizit würde sich bis 2020/2021 auf 1086 Stunden reduzieren. Der Produktionsmix wird dann mehr Solar- und Wind- und weniger Kernenergie aufweisen (Abschaltung des Kernkraftwerks Mühleberg). Diese Verbesserung wird im Bericht nicht weiter erklärt, der Grund dürfte sein, dass die meist kurzfristigen Schwankungen der Erneuerbaren leichter mit Wasserkraft ausreguliert werden können als ein länger dauernder Ausfall eines Grosskraftwerks. Zusammenfassend lässt sich also sagen: Entgegen oft geäusserten Meinungen  kann sich die Versorgungssicherheit auf dem Weg zur Energiestrategie 2050 bei sorgfältiger Planung sogar verbessern.

(1) «Generation Adequaty Assessment» (Pdf)

Veranstaltung: Stromnetz der Zukunft

Das Energy Science Center (ESC) der ETH Zürich organisiert am 18. Juni 2015 eine Veranstaltung zum Thema «Stromnetz der Zukunft».

Weitere Informationen sowie die Anmeldung finden Sie hier.

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Klaus Ragaller

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27.05.2017
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