Energiewende und erneuerbare Energien

Der Strombedarf in Deutschland bewegt sich zwischen ca. 45 und 80 Gigawatt (GW; 1 GW = 1.000 Megawatt). Dafür gibt es eine traditionell großzügige Versorgung mit konventionellen Kraftwerken von über 100 GW Leistung.

Durch den Erfolg der Festvergütungen im EEG kamen in den vergangenen 15 Jahren über 100 GW Erzeugungskapazität vor allem aus Windkraft, Photovoltaik (PV) und Biogas hinzu. Allerdings schwankt die Einspeisung aus den fluktuierenden Quellen Wind und Sonne zwischen fast Null („Dunkelflaute“) und über 45 GW Leistung, gut zu erkennen als dunkelblaues und gelbes Lastprofil in Abbildung 2.

Dagegen ist die Stromeinspeisung aus Biomasse noch fast konstant (als grünes Lastband dargestellt) und trägt trotz kleiner Gesamtleistung von etwa 4,5 bis 5 GW etwa ein Viertel des erneuerbaren Stroms bei. Davon stammt ein Großteil, etwa 3,5 GW, aus Biogasanlagen, die derzeit noch überwiegend im Dauerlauf betrieben werden.Abbildung 3- EE-Erzeugung und Residuallast aktuell.jpg

Abbildung 3: EE-Erzeugung und Residuallast aktuell, Quelle: SMARD (2018), https://www.smard.de

Der konventionelle Kraftwerkspark, als braun, schwarz und grau gefärbte Lastprofile zu erkennen, muss aktuell den übrigen Bedarf decken. Diese sogenannte Residuallast unterliegt erheblichen Schwankungen, wie in Abbildung 3 deutlich wird. Der inländische Stromverbrauch (rote Linie) wird am 1. Januar zeitweise vollständig von erneuerbaren Energien gedeckt. Im Gegensatz dazu besteht am 11. Januar ein Residuallastbedarf von ca. 60 GW. Mit zunehmender Einspeisung aus Wind- und Sonnenenergie werden sich die Zeiten häufen, in denen die Atom- oder Kohlekraftwerke oder auch Biogasanlagen nicht (mehr) benötigt werden.

Doch selbst bei doppelt oder gar dreifacher installierter Leistung der Erneuerbaren Energien bleiben Zeiten hoher Residuallast. Um dann die Versorgung sicher zu stellen, sollte schon heute der Ersatz geplant werden. Diese Aufgabe können zu einem wichtigen Teil die Blockheizkraftwerke (BHKW), an Biogasanlagen oder an Entnahmestellen für Biomethan, übernehmen.

Um die Anreizsysteme des Marktes für diese Aufgabe zu mobilisieren, hat die Bundesregierung schon im EEG (2012) die Direktvermarktung der erneuerbaren Energien und die Flexibilitätsprämie für Biogas- und Biomethananlagen eingeführt. Damit wird ausgenutzt, dass sich die Höhe der Residuallast direkt im Marktpreis am Spotmarkt abbildet. Wer also zu Zeiten hoher Preisen einspeist, deckt einerseits den Bedarf und profitiert andererseits von hohen Erlösen. Umgekehrt: Wer während hoher Einspeisung der vorrangigen Umweltenergien weiter einspeist, muss mit niedrigen Erlösen oder sogar negativen Preisen rechnen – eine Zuzahlung für die Stromabgabe unflexibler Kraftwerke (für weitere Informationen siehe Kapitel 4: „Geschäftsmodelle in der Flexibilisierung“).

In dieser Zukunft wird es die wichtigste Aufgabe des Strommarktes sein, den möglichst effizienten Ausgleich der täglichen, wetterabhängigen und saisonalen Schwankungen der Einspeisung erneuerbarer Energien und die Versorgungssicherheit in „Dunkelflauten“ zu leisten. Strom aus Wind oder Sonne würden dafür enorm große und dennoch erschöpfliche Stromspeicher benötigen. Die Versorgungssicherheit bleibt daher die wichtigste Funktion für Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen und insbesondere Biogas-BHKW.