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Wege zu einem klimafreundlichen Energiesystem in Europa

18. März 2013, 00:00
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Für eine zukunftsfähige Energieversorgung soll die EU Energy Roadmap 2050 sorgen.

Die EU Energy Roadmap 2050 enthält das Ziel einer Verminderung der Treibhausgasemissionen unter das Niveau von 1990, das bedeutet eine Reduktion von 80 bis 95 Prozent. Dieses Ziel soll bei gleichzeitiger Stärkung der Versorgungssicherheit und Wettbewerbsfähigkeit erreicht werden. Im Endeffekt soll die Roadmap eine zukunftsfähige Energieversorgung bringen. Der Anteil erneuerbarer Energien am Gesamtverbrauch soll auf bis zu 75 Prozent steigen. Bis zu 97 Prozent der Stromproduktion soll dabei aus erneuerbaren Energien kommen.

Dafür wird eine weitaus stärkere Koordination der Mitgliedsstaaten als bisher ins Auge gefasst. Das erklärt sich leicht aus den Entwicklungspfaden für erneuerbare Energien. Zwischen 1990 und 2008 erreichte die Energieproduktion aus erneuerbaren Quellen 200 Milliarden Kilowattstunden jährlich. Bis 2020 soll die Marke von 500 Milliarden Kilowattstunden jährlich erreicht sein. Bis zum Jahr 2050 wird die Stromproduktion aus erneuerbaren Energien (ohne Wasserkraft) auf mehr als 2000 Milliarden Kilowattstunden jährlich ansteigen. Wasserkraft wird aber weiterhin eine wichtige Rolle für eine leistungsfähige, bezahlbare und sichere Stromversorgung spielen.

Wandel der Energieversorgungsstruktur

Der Umstieg auf erneuerbare Energien verändert die gesamte Struktur der Stromaufbringung. Der Anteil erneuerbarer Energien im Bereich der Elektrizität steigt rasch und wirkt damit auf vielfache Weise. Die bei der Netzeinspeisung bevorzugten und geförderten Strommengen aus Windkraft und Photovoltaik verändern das Preisgefüge in den Märkten und damit die Kalkulationsbasis der traditionellen Erzeugungsinfrastruktur. Thermische Anlagen werden aus dem Markt gedrängt. Pumpspeicher geraten ebenfalls unter Druck, weil die Preisunterschiede zwischen Spitzenlastzeiten und Niedriglastzeiten an den Börsen sinken. Die Grundlastkapazität, die zur Absicherung der Versorgung zusätzlich zur Erzeugung der Erneuerbaren notwendig ist, geht in der Folge stark zurück. Stattdessen steigt der Bedarf an schnell an- und abfahrbaren Kraftwerken. Der Bau von entsprechenden Anlagen wird aber durch die Systematik der Ökostromförderung erschwert, weil die Einsatzzeiten sinken. Spätestens ab 2020 werden regelmäßig hohe Leistungsüberschüsse auftreten und bis 2050 auf bis zu 40 GW anwachsen.

Die bestehenden Speicherkapazitäten in Europa werden die anfallenden Überschussstrommengen schon ab dem kommenden Jahrzehnt nicht mehr verwerten können. Die neue Struktur erfordert umfangreiche Maßnahmen zum Ausgleich der erwarteten Erzeugungsschwankungen aus Wind und Sonne. Das betrifft einerseits die Bereitstellung von positiver und negativer Regelenergie sowie die Speicherung von Überschussenergie (negativer Residuallast). Weiters müssen Maßnahmen zum Lastmanagement gesetzt werden, d.h. es muss eine Anpassung des Verbrauchs an die variable Erzeugung vorgenommen werden. Größere Bedeutung erlangt auch der Ausbau der Übertragungsnetze für einen großräumigen und raschen Austausch von Strom in der gesamten EU. Damit kann die Variabilität in einem nur auf Wind- und Sonnenenergie basierenden Energiesystem um 50 Prozent verringert werden.

Die in Zeiten geringer Stromnachfrage erwartete Überschussleistung aus erneuerbaren Energien wird allein in Deutschland schon ab 2020 regelmäßig die installierte Pumpspeicherleistung der heute verfügbaren Anlagen des D-A-CH-Raums übersteigen. Mit den bekannten Ausbauprojekten kann bis 2020 ein Ausgleich hergestellt werden. Bis 2050 drohen erneut hohe Überschussleistungen aus erneuerbaren Energien. Diese Strommengen wären "verloren", wenn es bis dahin zu keinem Ausbau der Speicher kommt. Die aktuell bekannten Projekte könnten den Bedarf weit ins kommende Jahrzehnt abdecken. Danach sind aber weitere Kapazitäten erforderlich, damit man den teuer produzierten und geförderten Strom aus erneuerbaren Energien, den man ohnehin zahlen muss, auch verwenden kann.

Aktuell sind in Europa 170 Pumpspeicherkraftwerke (PSW) mit einer Gesamtleistung von 45 GW in Betrieb. 75 Prozent der Kapazität finden sich in nur acht Ländern. Spitzenreiter in diesem Bereich sind Deutschland, Frankreich, Spanien, Italien, die Schweiz und Österreich. Bis 2020 sind rund 60 Pumpspeicherprojekte mit einer Gesamtkapazität von 27 GW geplant. Die bekannten Ausbauprojekte konzentrieren sich neben Spanien auf die D-A-CH-Region. Über die bekannten Projekte hinaus gibt es hohes zusätzliches technisches Potenzial, das genutzt werden könnte. Nicht zu vergessen sind die Möglichkeiten zur Steigerung der Flexibilität, die sich durch Vergrößerungen von (Zwischen-)Speichern und Leistungserhöhungen in bestehenden Hochdruckwasserkraftanlagen ergeben.

Bereits seit Jahrzehnten bewähren sich Pumpspeicher als Technologie zum Ausgleich zwischen Erzeugung und Last sowie zur Bereitstellung von Regelenergie. Pumpspeicher sind die einzige großtechnisch verfügbare und bei einer guten Auslastung auch die wirtschaftlichste Technologie zur "Speicherung" von Strom. Sie bieten die Möglichkeit einer zeitlichen Trennung des Verbrauchs von der Erzeugung der weitgehend vom Wetter abhängigen erneuerbaren Energien. Damit werden Pumpspeicher zur treibenden Kraft der grünen Energiewende. Keine andere Technologie erreicht im industriellen und großtechnischen Maßstab ähnlich hohe Wirkungsgrade wie Pumpspeicher.


Das europäische Stromsystem der Zukunft braucht

  • eine leistungsfähige Infrastruktur der Alpenländer aus Erzeugungseinheiten (Wasserkraft, Wind, Photovoltaik, thermische Kraftwerke) und Netze (Übertragungs- und Verteilnetze), damit für das Funktionieren der Wirtschaft und das Wohlergehen der Bürger Elektrizität jederzeit in ausreichender Menge und in hochwertiger Qualität zur Verfügung steht.
  • leistungsfähige Netze der Alpenländer auf allen Ebenen, die Erzeugung, Verbraucher und Speicher verbinden und bestehende Engpässe beseitigen.
  • leistungsfähige Kraftwerke der Alpenländer auf Basis von Wasser, Wind und Sonne, die umweltfreundlich und nachhaltig Elektrizität erzeugen; gleichermaßen jedoch werden zur Sicherstellung einer durchgängigen Stromversorgung thermische Kraftwerke benötigt.

Die Ausrichtung des Stromsystems auf die Zukunft braucht politische und legislative Unterstützung:

  • Genehmigungsverfahren müssen im Interesse der übergeordneten Ziele beschleunigt werden.
  • Grenzüberschreitende Gleichbehandlung, eine Entlastung von kontraproduktiven Abgaben und ein Verzicht auf marktstörende Eingriffe und Subventionen müssen die Wirtschaftlichkeit der Investitionen absichern.
  • Faire Rahmenbedingungen müssen Verzerrungen beseitigen, die durch national unterschiedliche Regelungen entstanden sind. Das stellt sicher, dass die effizientesten Projekte errichtet werden können und nicht jene, die suboptimal sind, aber mit geringeren Kosten durch Steuern und Abgaben belastet werden. Damit kann ein Schaden für das Gesamtsystem abgewendet werden.
  • Es ist Zeit zu handeln, damit das Vertrauen der Kunden in die sichere Stromversorgung und die damit generierten Dienstleistungen auch in der Zukunft im gleichen Ausmaß wie bisher erhalten bleibt.
  • Artikelbild
    foto: verbund
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