Veränderte Rahmenbedingungen

Abb. 1 zeigt schematisch die veränderten Rahmenbedingungen, die im Zuge der Energiewende auf thermische Kraftwerke zukommen. Die früher klar definierten Kategorien Spitzenlast-, Mittellast und Grundlast mit entsprechend abgestimmten Kraftwerkstypen lösen sich zunehmend auf und werden durch zwei neue Kategorien ersetzt: variable erneuerbare Erzeugung und ähnlich variable Residuallast. Entsprechend ändert sich auch die Kostenstruktur der Stromerzeugung mit einem deutlichen Trend zu Kostensteigerungen, da besonders günstige, kontinuierlich arbeitende Grundlastkraftwerke langfristig nicht mehr den dynamischen Anforderungen der Residuallast

genügen. Da die von thermischen Kraftwerken gewährleistete Versorgungssicherheit auch im Zuge der Energiewende erhalten bleiben und zudem aus überwiegend erneuerbarer Energie bereitgestellt werden muss, sind dringend neue Geschäftsmodelle und entsprechende Anreize gefragt, die den neuen Anforderungen entsprechen.

Die Residuallast erzeugt folgende Randbedingungen für zukünftige thermische Kraftwerke [2]:

• abnehmende Auslastung;
• stärker fluktuierende Last;
• unterschiedlich lange Dunkelflauten;
• niedriges Preisniveau am deutschen Strommarkt.

Gleichzeitig entstehen neue Anforderungen an solche „Residuallastkraftwerke“:

• jederzeit sichere Verfügbarkeit der installierten Leistung;
• hohe Flexibilität (Betrieb in Grundlast, Mittellast, Spitzenlast und Standby);
• Nutzung überwiegend erneuerbarer Primärenergie zur Stromerzeugung;
• Finanzierbarkeit unter Einbehaltung von Wettbewerbsmechanismen.

Für bestehende thermische Kraftwerke wird es deshalb zunehmend schwerer, die Rolle von „Residuallastkraftwerken“ zu erfüllen. Aus Abb. 1 können hilfreiche Grundsätze zur nachhaltigen Deckung der Residuallast abgeleitet werden:

• Um die Residuallast mit erneuerbarer Energie decken zu können, muss in den übrigen Zeiten Überschuss erzeugt werden, der zwischengespeichert und in die Residuallastlücken geliefert werden kann. Strom einfach im Zeitraum A bei hohem erneuerbaren Angebot zu entnehmen und im Zeitraum B abzugeben ist keine Lösung, denn das erzeugt eine neue Lücke im Zeitraum A, die letztendlich mit fossilen Kraftwerken geschlossen werden muss.
• Pumpspeicher, Batterien und Wärmespeicher sind bei näherem Hinschauen tatsächlich nur Pufferspeicher mit einigen Stunden Speicherkapazität, die nicht in der Lage sind, längere Dunkelflauten zu überbrücken oder längere Überschusszeiten vollständig abzuschöpfen.
• Diese zeitliche Einschränkung legt nahe, Primärenergiequellen mit regelmäßigen, relativ kurzen Zyklen zur Speicherung zu verwenden. Die Sonnenenergie mit ihrem typischen Zweimal-Zwölf-Stunden-Tageszyklus ist für den Betrieb solcher Pufferspeicher gut geeignet.
• Längere und unregelmäßig auftretende Dunkelflauten können letztendlich nur mit Hilfe von Brennstoffen sicher überbrückt werden, die beliebig lange vorgehalten und bei Bedarf gezielt zur Stromerzeugung eingesetzt werden können.