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Deutsche Wissenschaftsakademien: Windkraft & Solar werden wichtigste Stromerzeuger

Drei große Deutsche Wissenschaftsakademien haben unter Mitwirkung von über 100 Wissenschaftlern der unterschiedlichsten Fachrichtungen die Eckpfeiler der Energiewendetechnologien untersucht. Das Fazit der Szenarien: Windkraft und Solarenergie werden die wichtigsten Technologien für die Stromerzeugung in Deutschland sein. Auch der vollständige Ausstieg aus kohlenstoff-basierten fossilen Energieträgern bis 2050 wird als realisierbar eingestuft.

Technologie ermöglicht Flexibilität

Es gibt zahlreiche sinnvolle Möglichkeiten, die Stromversorgung im Zeitalter der erneuerbaren Energien zu stabilisieren. Fast keine Technologie ist alternativlos, fast jede lässt sich zu überschaubaren Mehrkosten ersetzen. Eine Ausnahme sind flexibel befeuerbare Gaskraftwerke. Sie sind das Rückgrat jedes stabilen Energiesystems der Zukunft. Zu diesen Ergebnissen kommt eine Arbeitsgruppe des Akademienprojekts „Energiesysteme der Zukunft“ (ESYS) in einer Stellungnahme von acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften, der Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina und der Union der deutschen Akademien der Wissenschaften, die am 10. Dezember veröffentlicht wurde.

Studie hat 130 Einsatzszenarien konzipiert & überprüft

Studie_Energiesysteme_der_Zukunft_2050Wind- und Photovoltaikstrom schwanken in Abhängigkeit vom Wetter. Sogenannte Flexibilitätstechnologien müssen solche Schwankungen ausgleichen. Dafür gibt es zahlreiche gute Möglichkeiten: Von flexibel regelbaren Kraftwerken über Speicher bis hin zum Demand-Side-Management, das den Verbrauch mit dem Angebot in Einklang bringt. Doch welche Kombinationen verbinden Stabilität, Nachhaltigkeit, Kosteneffizienz und gesellschaftliche Akzeptanz? Eine Arbeitsgruppe des Akademienprojekts ESYS hat mithilfe eines eigens entwickelten Modells rund 130 Systemkonstellationen verglichen. Die Stellungnahme „Flexibilitätskonzepte für die Stromversorgung 2050“ fasst die wichtigsten Ergebnisse zusammen, die eine umfassende Analyse näher beschreibt.

Preisverfall macht Wind- und Solar zur Basistechnologie

Die Berechnungen zeigen: Es gibt zahlreiche Gestaltungsmöglichkeiten mit vergleichbaren Stromerzeugungskosten. Durch den anhaltenden Preisverfall werden Windkraft- und Photovoltaikanlagen künftig die wichtigsten Stromerzeugungstechnologien sein. Zusätzlich führt aber an flexiblen Gaskraftwerken langfristig kaum ein Weg vorbei. „Sie werden künftig zunehmend mit Biogas, Wasserstoff oder synthetischem Methan betrieben“, erläutert Prof. Dirk Uwe Sauer (RWTH Aachen, Co-Leiter der Akademien-Arbeitsgruppe

Aber: Selbst mit 100 Prozent erneuerbaren Energien ist eine stabile und bezahlbare Stromversorgung möglich. Wind- und Photovoltaikanlagen können beispielsweise durch Biogas-, Solarthermie- oder Geothermie-Kraftwerke ergänzt werden. Diese sind flexibel regelbar und können auch mehrwöchige Windflauten überbrücken. Die jeweiligen Vor- und Nachteile müssen jedoch sorgfältig abgewogen werden:

Kurzfristige Schwankungen beim Stromangebot lassen sich am kostengünstigsten mit Demand-Side-Management ausgleichen. Batterien von Elektroautos und in Gebäuden mit Photovoltaikanlagen werden in der Zukunft Standard sein und würden dann aufgeladen, wenn viel Strom zur Verfügung steht. Auch der Betrieb von Haushaltsgeräten kann an das Stromangebot angepasst werden. Langzeitspeicher lohnen erst in einem System mit einer CO2-Einsparung über 80 Prozent. Bis dahin wäre es kostengünstiger, überschüssigen Wind- und Photovoltaikstrom in den Wärmemarkt zu geben oder nach dessen Sättigung abzuregeln.

Hintergrund

Mehr als 100 Expertinnen und Experten aus Wissenschaft und Wirtschaft haben in der Arbeitsgruppe unter Leitung von Peter Elsner (Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie) und Dirk Uwe Sauer mitgewirkt. Sie haben die Technologien bewertet sowie deren Fortschritte und Kosten bis 2050 abgeschätzt. Ein Team um Manfred Fischedick (Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie) hat Energieszenarien mit unterschiedlichem Strombedarf und Anteilen von Wind- und Solarstrom analysiert. All diese Daten bildeten die Basis für die Modellrechnungen.
Die Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina, acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und die Union der deutschen Akademien der Wissenschaften unterstützen Politik und Gesellschaft unabhängig und wissenschaftsbasiert bei der Beantwortung von Zukunftsfragen zu aktuellen Themen.

Die Akademiemitglieder und weitere Experten sind hervorragende Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus dem In- und Ausland. In interdisziplinären Arbeitsgruppen erarbeiten sie Stellungnahmen, die nach externer Begutachtung vom Ständigen Ausschuss der Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina verabschiedet und anschließend in der Schriftenreihe zur wissenschaftsbasierten Politikberatung veröffentlicht werden.Für die gemeinsame Initiative „Energiesysteme der Zukunft“ hat acatech die Federführung übernommen.

Hinweis: Der Text basiert auf einer Meldung der Studienverantwortlichen