Forschungsprojekt Kombikraftwerk zeigt, dass sichere Stromversorgung mit 100 Prozent erneuerbaren Energien möglich ist

Die Ergebnisse der Tests mit realen Anlagen und räumlich einmalig hoch aufgelösten Simulationen sind Abschlussbericht des Projekts dargelegt, der am 22.08.2014 veröffentlicht wurde. Sie zeigen, dass ein künftiges System allein auf Basis erneuerbarer Energiequellen die heute gewohnte Versorgungsqualität erbringen kann und langfristig kein Strom aus Kohle oder Kernkraft mehr gebraucht wird.

Sichere Stromversorgung umfasst auch den Transport zum Verbrauchsort
Dass erneuerbare Energien den deutschen Strombedarf komplett decken können, wurde bereits 2007 mit dem Vorgängerprojekt Kombikraftwerk 1 nachgewiesen. Zu einer sicheren Stromversorgung gehört jedoch mehr als eine ausreichende Erzeugung. So muss die benötigte Energie auch dort produziert werden, wo sie verbraucht wird, bzw. zum Verbrauchsort transportiert werden. Dabei müssen im Netz bestimmte Parameter hinsichtlich Spannung und Frequenz eingehalten werden, ansonsten drohen Schäden an elektrischen Geräten oder sogar Stromausfälle.
„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 Kurt Rohrig, stellvertretender Leiter des Fraunhofer IWES.

Wind und Sonne sind die wichtigsten Energiequellen
Das vom IWES geführte Projektkonsortium, welches hochrangige Partner aus Industrie und Wissenschaft vereint, entwickelte dazu ein räumlich einmalig hoch aufgelöstes Zukunftsszenario, in welchem viele Stromerzeuger und Verbraucher sogar standortgenau vermerkt sind. Dieses Szenario wurde mit realen Wetterdaten durchgespielt, um für jede Stunde des Jahres einen exakten Zustand des Versorgungssystems untersuchen zu können.
Die wichtigsten Energieträger dieses Zukunftsszenarios sind Wind und Sonne, die mit 53 und 20 Prozent gemeinsam knapp drei Viertel der gesamten Energieerzeugung beisteuern.
Weitere Erzeuger sind Bioenergie mit etwa 10 Prozent, Wasser- und Geothermie-Kraftwerke sowie Batterien als Speicher und Gaskraftwerke, die aus mittels überschüssigem Wind- oder Solarstrom hergestelltem Methan sowie Biomethan gespeist werden. Auf Basis dieser Simulation, die auch in interaktiven Online-Animationen auf der Homepage des Forschungsprojektes nachgezeichnet wird, konnten die Forscher den Bedarf an Systemdienstleistungen ermitteln und Berechnungen zur Systemstabilität sowie beispielsweise zu notwendigen Netzausbaumaßnahmen anstellen.

Erneuerbare Energien, Speicher und Backupkraftwerke
„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“, bewertet Kaspar Knorr, Projektleiter beim IWES, die Ergebnisse.

Rahmenbedingungen des Regelleistungsmarktes verhindern derzeit eine konstruktive Teilnahme regenerativer Energien
Die ebenfalls im Rahmen des Projektes durchgeführten Laborversuche und Feldtests mit realen Anlagen stützen die Erkenntnisse. So könnten Erneuerbare Energien-Anlagen schon heute mit ihren technischen Fähigkeiten zur Gewährleistung der Systemstabilität beitragen, etwa durch Erbringung von Regelleistung. Allerdings sind die Rahmenbedingungen des Regelleistungsmarktes, beispielsweise hinsichtlich der Größe und der Fristen der Ausschreibungen, aber auch der erforderlichen Kommunikationstechnik und Zertifizierungsverfahren, noch auf konventionelle Kraftwerke ausgerichtet und verhindern eine konstruktive Teilnahme regenerativer Energien.
„Eine sinnvolle Anpassung der Rahmenbedingungen zur Markt- und Systemintegration ist notwendig, damit die Erneuerbaren Verantwortung für die Stabilität der Versorgung übernehmen können – immerhin steuern sie inzwischen schon mehr als ein Viertel zur Erzeugung bei“, führt Knorr weiter aus.

Stabiles Versorgungssystem ohne konventionelle Energieträger machbar
„Das Projekt Kombikraftwerk 2 zeigt, dass mit einer intelligenten Steuerung und Verknüpfung von Erzeugung, Speichern und Verbrauchern ein stabiles Versorgungssystem ohne konventionelle Energieträger machbar ist. Auch wenn bis dahin noch einiges getan werden muss, können wir den heutigen hohen Grad an Versorgungssicherheit zukünftig auch allein auf Basis erneuerbarer Energiequellen erreichen.“

Weitere Informationen im Internet
Den Abschlussbericht sowie eine Kurzfassung der Publikation sind im Internet zugänglich unter www.kombikraftwerk.de/mediathek/abschlussbericht.
Die Animationen zum 100%-Szenario des Kombikraftwerks 2 sind zu finden unter folgenden Links: Flächenkarte mit Leistungsdaten bestimmter Regionen:www.kombikraftwerk.de/100-prozent-szenario/szenarienkarte 
Leistungsflussanimation, welche detailliert Erzeugung und Verbrauch des untersuchten Systems innerhalb eines Jahres zeigt: www.kombikraftwerk.de/100-prozent-szenario/leistungsflussanimation

 
22.08.2014 | Quelle: Agentur für Erneuerbare Energien | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH