Szenarien der Versorgungsicherheit in Süddeutschland

Abstract

Historisch gewachsene Überkapazitäten und steigende Anteile erneuerbarer Energien (EE) an der Stromerzeugung haben die Betriebsstunden und Profitabilität vieler konventioneller Kraftwerke in Deutschland in den letzten Jahren deutlich reduziert. Bei weiterem Zubau von EE-Technologien ist von einer Fortsetzung dieses Trends und einem über den beschlossenen Ausstieg aus der Kernenergie hinausreichenden zukünftigen Rückgang der Kraftwerkskapazität auszugehen. Aufgrund der fluktuierenden Erzeugung von Wind- und Solarstrom kann sich daraus eine Beeinträchtigung der Versorgungssicherheit in Stunden hohen Bedarfs und geringer EE-Verfügbarkeit ergeben. Im Rahmen zweier Studien für das Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg haben das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und die Universität Stuttgart die Entwicklung der Versorgungssicherheit in Süddeutschland bis zum Jahre 2025 untersucht. Darin wurden einerseits im Rahmen einer statischen Leistungsbilanz die Spitzenlast und die gesichert verfügbare Erzeugungsleistung miteinander verglichen und andererseits durch Anwendung des DLR-Energiesystemmodells REMix die Beiträge von Stromnetzen und fluktuierenden EE zur Versorgungssicherheit bewertet. Die modellgestützte Untersuchung wurde gestärkt durch die Nutzung stochastischer Verfahren zur Simulation des zeitlichen Verlaufs von Kraftwerksverfügbarkeiten und die Betrachtung verschiedener historischer Last- und EE-Erzeugungszeitreihen. Durch die Analyse von jeweils 300 simulierten Verläufen der Kraftwerksverfügbarkeit mit REMix können die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Deckungslücken, sowie deren potenzielle Höhe im Detail untersucht werden. Die Studien zeigen, dass es in Deutschland bis zum Jahr 2025 zu Versorgungsengpässen kommen kann. Ob und wann diese auftreten ist dabei stark von den Annahmen zur Lebensdauer und damit der Abschaltung existierender Kraftwerke, sowie dem Zubau von EE-Technologien und Stromnetzen abhängig. Je nach Annahmen zum zeitlichen Verlauf der Kraftwerksverfügbarkeit, des Strombedarfs und der EE-Erzeugung erreichen die Defizite bis zu 0,5 GW in Süddeutschland und 2,8 GW in Norddeutschland. Dabei ergeben sich je nach zeitlichem Verlauf der Kraftwerksverfügbarkeit deutliche Unterschiede in der Höhe und Häufigkeit von Deckungslücken. Dies gilt in noch stärkerem Maße für die Betrachtung unterschiedlicher Last- und EE-Erzeugungszeitreihen. Durch welche Technologien (z.B. Kraftwerke, Speicher, Netze, Lastmanagement, Sektorenkopplung) die identifizierten Engpässe am günstigsten zu vermeiden sind ist im Rahmen zukünftiger Arbeiten zu erforschen.