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Kalte Dunkelflaute - Robustheit des Stromsystems bei Extremwetter

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Deutschland könnte künftig während extremer Wetterlagen nicht ausreichend mit Strom versorgt sein. Das besagt eine Studie des Analyseinstituts Energy Brainpool im Auftrag der Ökoenergieanbieters Greenpeace Energy. Die Gefahr drohe, wenn Deutschland immer mehr kohlendioxidfrei Strom erzeuge, besonders in Zeiten einer längeren "kalten Dunkelflaute". Wenn es zu dunkel ist und kein Wind weht, kann es künftig mit der Stromversorgung eng werden, sagt der Ökostromanbieter. Er bietet dafür einen Lösungsansatz an. Studie von von Energy Brainpool im Auftrag von Greenpeace Energy, 5/2017

Tabelle 1:

Tabelle 1: Rahmenparameter eines Stromsystems mit 100 % erneuerbarer Energie, das Versorgungssicherheit während der kalten Dunkelflaute gewährleistet, Annualisierung der Kosten über einen WACC 14 von rund 7 % und typische Lebensdauern unter Annahme einer weiterhin starken Kostendegression Installierte Leistung in GW Spezifische Kosten in Mio. EUR/(GW a) Volllaststunden Gesamtkosten in Mrd. EUR/a Solar 231 1040 48,6 11,2 Wind an Land 15 190 1941 83,0 15,8 Wind auf See 39 3192 174,3 11,5 Wasserkraftwerke 6,5 4564 104,3 6,8 Pumpspeicherkraftwerke 6,7 k. A. 54,7 0,4 Gaskraftwerke (GuD) 16 67 1753 65,0 4,4 17 Elektrolyseure 42,7 2478 22,2 0,9 Biogasproduktion zur Verstromung 18 113 TWh th 1,9 Anzahl Elektroautos 41,9 Mio. Bruttostromnachfrage (ohne Pump- und Elektrolyseurstrom) 742 TWh 1% 2% 5% 2% 10% 27% 16% 37% Solar Wind an Land Wind auf See Biomasse Wasserkraftwerke Pumpspeicher Elektrolyse GuD Abbildung 14: Prozentuale Kostenverteilung eines Stromsystems mit 100 % erneuerbarer Energie 14 Mit den Weighted Average Cost of Capital werden die Kapitalkosten von Investitionen berücksichtigt. 15 Mit 2006 wurde ein vergleichsweise windschwaches Jahr ausgewählt. 16 Im KWK-Betrieb, Verbrennung von sowohl Biogas als auch synthetischem Gas aus erneuerbaren Energien. 17 Wären die benötigten Gasmengen nicht synthetisches Gas, sondern Erdgas, so würden sich die Beschaffungskosten für Erdgas und CO 2-Zertifikate im Wetterjahr 2006 aus heutiger Sicht auf zusätzlich 8,3 Mrd. EUR belaufen (International Energy Agency, 2016). 18 Anteilig wurden hier sowohl feste als auch flüssige Biomasse mit betrachtet, die damit vereinfachend als ebenso flexibel modelliert wurden. Kalte Dunkelflaute 22

Die spezifischen Stromkosten dieses Systems betragen aus heutiger Sicht unter Annahme einer starken Kostendegression 57 EUR/MWh. Ein Vergleich mit dem derzeitigen System zeigt, dass dieses System insgesamt kostengünstiger ist. Werden die mittleren Kosten für die Förderung erneuerbarer Energien von 2012 bis 2016 auf den gesamten Stromverbrauch Deutschlands umgelegt und zu den mittleren Strompreisen im Day-Ahead-Market addiert, ergibt sich ein mittlerer Strompreis von etwa 70 EUR/MWh. In diesem Strompreis sind allerdings kaum externe Kosten internalisiert, er spiegelt also nicht die echten Kosten der Stromproduktion wider 19 , während dies für das in Tabelle 1 skizzierte Stromsystem der Fall wäre. Unter Einbezug der externen Kosten durch Umwelt- und Klimaschäden ergeben sich, bezogen auf den gesamten Stromverbrauch 2015, zusätzliche Kosten von 75 EUR/MWh 20 . Die Summe aus mittlerem Strompreis und externen Kosten liegt im heutigen Stromsystem bei 145 EUR/MWh. Im Stromsystem aus Tabelle 1 ist zudem bereits die Sektorenkopplung Elektrizität und Verkehr eingerechnet, während der historische Strompreis die Kosten der – heute weitgehend fossilen – Mobilität nicht berücksichtigt. Selbst bei einer konservativen Abschätzung der Kostendegression der Technologien ergeben sich für das Stromsystem aus Tabelle 1 mittlere Stromkosten von 95 EUR/MWh, also geringere Gesamtkosten als derzeit. Bei der Diskussion der spezifischen Kosten eines nachhaltigen Stromsystems gemäß Tabelle 1 ist weiterhin zu beachten, dass die Kostendegression von bestimmten Energiewendetechnologien in der Vergangenheit laut einer aktuellen Metaanalyse 21 unterschätzt wurde. Die aktuellen Ergebnisse der Ausschreibungen erneuerbarer Energien lassen dies plausibel erscheinen: mit 65,80 EUR/MWh ist der mittlere Zuschlagswert für Photovoltaik (>750 kW p, Gebotstermin 1. Februar 2017) bereits heute unter dem in dieser Studie ermittelten Durchschnittswert verschiedener Studien von 85,40 EUR/MWh (Kosten 88,8 Mio. EUR/(GW a), Volllaststunden 1040, inklusive Kleinanlagen). Bei der Ausschreibung zu Wind auf See verzichteten einige Teilnehmer bereits vollständig auf eine Förderung (Gebotstermin 1. April 2017). Weiteres Kosteneinsparungspotenzial liegt in der Frage nach der Herkunft von synthetischem Gas erneuerbaren Ursprungs. Regionen mit hohem Dargebot erneuerbarer Energien und geringer Besiedlungsdichte könnten einen 19 Im derzeit historisch niedrigen Strompreisniveau sind auch die Kapazitätskosten von Kraftwerken nicht abgebildet. 20 Die Betrachtung der Internalisierung externer Kosten ist nicht Teil der Studie. Die Studie „Was Strom wirklich kostet“, erstellt durch das Forum Ökologische-Soziale Marktwirtschaft (FÖS) im Auftrag von Greenpeace Energy, untersucht diese Fragestellung. https://www.greenpeace-enegy.de/fileadmin/docs/publikationen/Studien/Greenpeace_Energy_Was_Strom_wirklich_kostet_2015.pdf 21 (Agentur für Erneuerbare Energien, 2016) Kalte Dunkelflaute 23

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