Ein Forschungsteam der Leibniz 鲍苍颈惫别谤蝉颈迟盲迟 Hannover (LUH) und des Instituts f眉r Solarenergieforschung Hameln (ISFH) hat gezeigt, dass die effiziente Nutzung von Elektrolyseuren und Batteriespeichern einen entscheidenden Einfluss auf die Entwicklung der Energiewende-Kosten hat.
Denn die Anpassung des Energiesystems an die schwankenden Angebote von Wind- und Sonnenenergie ist eine gro脽e Herausforderung. Bei viel Wind und Sonne entsteht ein Strom眉berschuss. Zu anderen Zeiten gibt es wenig Wind und Sonne, manchmal sogar so genannte Dunkelflauten mit gleichzeitigem Ausbleiben von Wind und Sonnenschein. Was tun, wenn der Wind st盲rker weht oder die Sonne heller scheint, als der Bedarf es gerade verlangt? Ein Teil des 眉bersch眉ssigen Stroms kann in Batterien gespeichert oder in Wasserstoff umgewandelt werden. Diese Technologien erm枚glichen es, den Strom bei Bedarf wieder verf眉gbar zu machen. Wasserstoff kann dar眉ber hinaus auch au脽erhalb des Stromsystems, etwa in der Industrie, eingesetzt werden.
Das Forschungsteam der LUH und des ISFH hat ein Modell entwickelt, mit dem das deutsche Energiesystem optimiert und der Beitrag von Elektrolyseuren und Batteriespeichern zum Erfolg der Transformation des Energiesystems ermittelt wird. Auf diese Weise werden Kosteneinsparpotenziale und eine bessere Nutzung von ansonsten ungenutzten Strommengen gezeigt.
Im optimierten Szenario, das die Studie vorschl盲gt, kommen Elektrolyseure zur Produktion von gr眉nem Wasserstoff vor allem im Norden Deutschlands zum Einsatz, wo viel erneuerbarer Strom aus Windenergieanlagen zur Verf眉gung steht. Sie laufen immer dann, wenn mehr Strom verf眉gbar ist als gerade ben枚tigt wird. Batteriespeicher hingegen werden im Szenario 眉berall in Deutschland verteilt aufgebaut, mit einem Schwerpunkt im S眉den des Landes, wo mehr Strom aus Photovoltaik-Anlagen zur Verf眉gung steht als im Norden.
鈥濽nsere Studie zeigt, dass 2050 etwa 35 Prozent des Stroms aus erneuerbaren Energien zun盲chst gespeichert oder in Wasserstoff umgewandelt werden m眉ssen, um effizient genutzt zu werden鈥�, erkl盲rt Alexander Mahner, Erstautor der Studie. 鈥濿enn wir das nicht in ausreichendem Ma脽e tun, k枚nnten die Gesamtkosten der Energiewende um bis zu 60 Milliarden Euro steigen, weil wir mehr Importe ben枚tigen.鈥� Ein verz枚gerter oder zu geringer Ausbau von Wasserstoffanlagen und Speichern w眉rde nicht nur die Kosten des Umbaus erh枚hen, sondern auch dazu f眉hren, dass Deutschland seine Klimaziele schwerer erreicht.
Die beiden Technologien Batteriespeicher und Elektrolyseure arbeiten unterschiedlich. Elektrolyseure wandeln Strom in gr眉nen Wasserstoff um, der dann vorwiegend in der Industrie zum Einsatz kommt. Die Umwandlung von Strom in Wasserstoff erm枚glicht die Speicherung von Energie 眉ber einen l盲ngeren Zeitraum. Batteriespeicher hingegen werden f眉r einen kurzfristigen Ausgleich von Energieangebot und 鈥搉achfrage eingesetzt. Sie 眉bernehmen insbesondere den Tag-Nacht-Ausgleich der Solarenergie und eignen sich nicht f眉r eine l盲ngerfristige Speicherung.
Bei einer idealen Ausstattung des Energiesystems mit Speichern werden dann weniger stillstehende Windr盲der zu sehen sein, obwohl gerade viel Wind weht. Derzeit muss das manchmal sein, um 脺berlastungen zu verhindern, wenn zu viel Strom im Netz ist.
Die Studie liefert wertvolle Grundlagen f眉r Entscheidungstr盲gerinnen und Entscheidungstr盲ger in Politik und Wirtschaft, die den 脺bergang zu einem klimafreundlichen Energiesystem steuern m眉ssen. Es gelte, den hinterherhinkenden Ausbau der Elektrolyseure und Stromspeicher sinnvoll und nicht 鈥瀒m Blindflug鈥� anzugehen. Das Forschungsprojekt wurde mit finanzieller Unterst眉tzung der EWE AG durchgef眉hrt.
Die vollst盲ndige Studie 鈥濿eniger Abregeln durch mehr Flexibilit盲t im Energiesystem 鈥� Wie teuer die Energiewende wird, h盲ngt auch davon ab, wie 脺berschussstrom durch Elektrolyseure und Batteriespeicher genutzt werden kann鈥� ist unter folgendem Link abrufbar:
Hinweis an die Redaktion:
F眉r weitere Informationen steht Ihnen Alexander Mahner M. Sc., Institut f眉r Festk枚rperphysik, Abteilung f眉r Solarenergieforschung, unter Telefon +49 511 762 19758 oder per E-Mail unter mahner@solar.uni-hannover.de gern zur Verf眉gung.
