Reicht der Ökostrom oder gehen die Lichter aus?

Ein Kornfeld mit mehreren Windrädern im Sonnenuntergang
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In der kurzzeitig auftretenden Dunkelflaute können flexible Gaskraftwerke und der europäische Verbund die Versorgungssicherheit aufrechterhalten

Der Strombedarf wird in den nächsten Jahrzehnten steigen. Bis 2050 soll nur noch grüner Strom aus der Steckdose kommen. Die Aufgabe ist also eine doppelte: Raus aus Kohle und Atom, gleichzeitig mit Erneuerbaren die Versorgungssicherheit gewährleisten.

Der Aufstieg sauberer Energien im deutschen Strommix verlief rasant. Mehr als ein Drittel des Stroms kommt aus Sonne, Wind & Co. Die Bundesregierung hat beschlossen, dass im Jahr 2020 mindestens 35 Prozent des Bruttostromverbrauchs aus Erneuerbaren kommen sollen,- das Ziel wird wahrscheinlich erreicht. Die Verbrennung von Braunkohle, Steinkohle und Erdgas trägt aber mehr als die Hälfte des deutschen Strommixes, und Atomkraft immer hin noch 13 Prozent. Der Atomausstieg ist beschlossene Sache, am Kohleausstieg führt aus klimapolitischer Sicht kein Weg vorbei. Was also tun? Reicht der Ökostrom?

Struktur der Stromerzeugung in Deutschland 2016

Gaskraftwerke haben eine wichtige Rolle als Übergangstechnologie. Sie haben einen höheren Wirkungsgrad als Kohlekraftwerke und können schnell elektrische Leistung bereitstellen, wenn diese kurzfristig benötigt wird. Sie ergänzen damit die fluktuierenden erneuerbaren Energien.

Erneuerbare Energien, Energieeffizienz, moderne Gaskraftwerke und Speicherkraftwerke, die den regenerativen Strom zwischenzeitlich speichern können, werden nach und nach die Stromerzeugung aus Atomkraft und Kohlestrom kompensieren. Schon jetzt ist der deutsche Kraftwerkspark von enormen Überkapazitäten geprägt und Deutschland exportiert Strom auf Rekordniveau. Auf internationalen Rankings zur Stromversorgungssicherheit rangiert Deutschland weiterhin auf den Spitzenplätzen. Liefert sich das Industrieland den Kräften der Natur aus? Ist das nicht ein Vabanquespiel sich auf Wind und Sonne zu verlassen?

Keine Sonne, kein Wind, keine Power?

An Wintertagen mit wenig Wind und Sonne können Solaranlagen und Windräder kaum Strom liefern und die Nachfrage wird durch eine erhöhte Produktion aus konventionellen Kraftwerken gedeckt. Diese sogenannte „Dunkelflaute“ wird immer wieder von einigen Kraftwerksbetreibern als ein Argument gegen einen schrittweisen Ausstieg aus der Kohleverstromung herangezogen. Die Debatte führt aus energie- und umweltpolitischen Gesichtspunkten in die falsche Richtung.

Denn die richtige Frage ist, wie wir zu einer Flexibilisierung und Modernisierung unseres Stromsystems gelangen. Noch immer halten sich alte Kohlekraftwerke am Markt, während moderne und flexible Gaskraftwerke verdrängt werden. Unser Stromversorgungssystem muss zunehmend flexibler und noch stärker mit dem europäischen Strommarkt vernetzt werden. In der sowieso nur kurzzeitig auftretenden Dunkelflaute können flexible Gaskraftwerke und der europäische Verbund die Versorgungssicherheit aufrechterhalten. Aber was ist, wenn der Strombedarf steigt? Etwa, weil Autos mit Strom fahren und Häuser smarter werden?

Der Strombedarf bis 2050

Verschiedene Faktoren beeinflussen den prognostizierten Strombedarf für das Jahr 2050, wie eine von Agora Energiewende in Auftrag gegebene Studie errechnete. Der prognostizierte Strombedarf variiert zwischen rund 450 bis zu 1300 Terawattstunden (TWh). Die große Spannweite erklärt sich vor allem dadurch, dass unterschiedliche Effizienzsteigerungsgrade zu Grunde gelegt werden. Schon allen die Elektrifizierung des Wärme- und Verkehrssektors wird dazu beitragen, dass der Strombedarf unterm Strich steigt.

Mehr Strom für Häuser und Mobilität

Bereits heute werden rund 120 TWh Strom im Wärmemarkt eingesetzt, zwei Drittel davon für Prozesswärme (u.a. Schmelzen, Schweißarbeiten), ein Drittel für Raumwärme und Warmwasser. Die Studie "Neue Wärmewelt" errechnete für 2050 einen Stromverbrauch für Wärmezwecke in Höhe von 220 TWh. Die meisten Szenarien unterstellen eine starke Effizienzsteigerung bzw. eine Reduktion des Endenergieverbrauchs im Wärmesektor.

Auch über die Entwicklung des Verkehrsbereichs und den erforderlichen erneuerbaren Strom besteht noch eine hohe Unsicherheit. Der heutige Strombedarf im Verkehrssektor mit lediglich 17 TWh kommt durch den Schienenverkehr zustande. Der Stromverbrauch für Mobilität inklusive aller Power-to-X und Wasserstoff-Anwendungen könnte im Jahr 2050 zwischen 52 bis 172 TWh liegen.

Elektrifizierung ist nicht das Allheil-Mittel

Die so genannte Sektorenkopplung im Verkehrsbereich, also elektrische Antriebe für Autos, ist weder die einzige noch die billigste Möglichkeit für Klimaschutz und Gesundheit. Günstiger und stromsparender ist es, Verkehr zu vermeiden, ihn auf die Schiene und den ÖPNV zu verlagern. Synthetische Kraft- bzw. Brennstoffe, die durch Verfahren wie Power-to-Gas oder Power-to-Liquid hergestellt werden, sind bei einer Versorgung durch 100 Prozent erneuerbarer Energien bei der Strombereitstellung ökologisch sinnvoll. Bisher ist der Energieaufwand der Herstellung bei diesen Verfahren noch sehr hoch und der Wirkungsgrad ist gegenüber der direkten Nutzung von Strom geringer. Allerdings können diese Verfahren insbesondere als Flexibilitäts- bzw. Speicheroption auch schon in einem Stromsystem mit geringerem Erneuerbaren-Anteil zur Anwendung kommen, wie die Deutsche Umwelthilfe in einem Hintergrundpapier diskutiert.

 

Bruttostromnachfrage und Ausbau der regenerativen Stromerzeugungskapazitäten 1990 – 2050

Fazit

Neben dem Stromsektor müssen auch die Sektoren Wärme und Verkehr bis zum Jahr 2050 treibhausgasneutral werden, um die Klimaschutzziele zu erfüllen. Dafür ist der Energieverbrauch durch Effizienzmaßnahmen zu reduzieren. Der verbleibende Energiebedarf wird zum größten Teil aus erneuerbaren Energien gespeist, also durch direkt einsetzbare Energien wie Solarthermie und Biomasse sowie durch erneuerbaren Strom aus Sonne und Wind.

Die Integration der Erneuerbaren in den Strommarkt muss mit einer Flexibilisierung der konventionellen Erzeugung, mit dem Bau von Stromspeicherkapazitäten und einer Flexibilisierung der Nachfrage einhergehen. Um Extremwerte und Schwankungen auszugleichen ist eine enge Abstimmung mit den europäischen Nachbarn (nationaler und internationaler Netzausbau) kombiniert mit dem Einsatz von Speichern notwendig.