Simulation eines wachsenden Anteils Erneuerbarer im Kraftwerkspark von 2018
Abb. 2: Exemplarischer Kraftwerkseinsatz einer ausgewählten Juliwoche mit einem Anteil von 60 % erneuerbarer Energien
Um die Auswirkungen höherer Anteile fluktuierender erneuerbarer Energien auf die Rolle von Steinkohlekraftwerken in Deutschland zu analysieren, wurden im Rahmen der Simulation drei Ausbaustufen Erneuerbarer betrachtet: Anteile von 50 %, 60 % und 70 % an der inländischen Stromerzeugung.
Bei dieser „Was-wäre-wenn“-Analyse wurden die gleichen Brennstoffpreise wie im Jahr 2018 angenommen. Die CO2-Preise basieren auf den Projektionen des New Policies-Szenarios des World Energy Outlooks der IEA [2]. Die installierte Kapazität erneuerbarer Energien in Deutschland wurde den B-Szenarien des Netzentwicklungsplans Strom 2030 entnommen [3]. Die Analyse konzentriert sich auf die Auswirkungen der Erhöhung des fluktuierenden Anteils Erneuerbarer auf den Einsatz von Steinkohlekraftwerken und isoliert Effekte externer Faktoren, wie z. B. die Energiepolitik europäischer Nachbarländer. Es handelt sich also um eine typische „Was-wäre-wenn“-Szenarioanalyse.
Die Auswirkungen eines starken Ausbaus von Wind- und Sonnenenergie sind in Abb. 2 exemplarisch dargestellt: Steinkohlekraftwerke übernehmen die Ergänzung der Erzeugung aus Wind und Sonne. Dies führt zu sehr ausgeprägten Leistungsänderungen.
Dagegen ist die Einspeisung aus erneuerbaren Energien am 26.01.2018 unabhängig von deren Stromerzeugungsanteil verschwindend gering. Zur Deckung des Strombedarfs werden nahezu ausschließlich regelbare Kraftwerke benötigt (Abb. 3). Die Betrachtung der Jahresdauerlinien der Residuallasten für das gesamte Jahr zeigt, dass durch die Erhöhung des Anteils erneuerbarer Energien die zu deckenden Lastspitzen kaum reduziert werden. In den Stunden der höchsten Residuallast werden zur Deckung der Last unabhängig von der Höhe der installierten Wind- und PV-Leistung mehr als 69 GW an regelbarer Erzeugungskapazität benötigt. Dies verdeutlicht, dass regelbare Kraftwerke nach wie vor eine Schlüsselrolle für die Versorgungssicherheit des Systems spielen, auch wenn der Großteil der jährlichen Stromerzeugung aus erneuerbaren Quellen stammt. Die Erhöhung der Kapazität fluktuierender Erneuerbarer führt somit in der Simulation nicht zur Stilllegung einer erheblichen Anzahl regelbarer Kraftwerke.