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Dynamische Simulation der Ausbauszenarien für erneuerbare Stromversorgung in Baden-Württemberg bis 2050 nach dem Gutachten zur Vorbereitung eines Klimaschutzgesetzes (SimBW)

Volltext

Beschreibung

Die Stromversorgung in Baden-Württemberg (BW) ist aufgrund des Rückbaus von Kernkraftwerken einerseits und des geplanten Zubaus erneuerbarer Energien nach dem Klimaschutzgesetz andererseits in den nächsten Jahren vor besondere Herausforderungen gestellt. Energiespeicher können hierbei einen Beitrag zur Integration von Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien und damit zum Klimaschutz leisten.

Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurde der deutsche Kraftwerkspark mit Fokus auf Baden-Württemberg (BW) in stündlicher Auflösung unter dem Einfluss des Ausbaus erneuerbarer Energien für die Stichjahre 2020, 2030, 2040 und 2050 in ausgewählten Szenarien simuliert.

Ziel der Modellrechnungen war es, den Bedarf für Energiespeicherung unter Berücksichtigung von äußeren Einflussparametern in den verschiedenen Szenarien zu ermitteln. Dabei wurde für unterschiedliche Speichertypen untersucht, ob sie sich auf dem Markt etablieren und welchen Systembeitrag sie leisten können. Begleitet wurde diese quantitative Analyse durch eine qualitative Bewertung von Kapazitätsmechanismen hinsichtlich ihrer Eignung für die Förderung von Speichern.

Die Simulationsergebnisse zeigen, dass Speicher bei hohen Anteilen erneuerbarer Energien an der Stromerzeugung (deutlich über 60%) einen entscheidenden ökonomischen und ökologischen Nutzen für das zum Energiesystem haben. Die Ergebnisse zeigen jedoch auch, dass der ökonomische Speichereinsatz bei EE-Anteilen unter 60% zu zusätzlichen CO2-Emissionen im Energiesystem führt. Da Speicher jedoch auch bei niedrigen EE-Anteilen, beispielsweise aus technischen Erfordernissen heraus, einen Systembeitrag leisten können, ist es erforderlich, hier eine sorgfältige Abwägung zu treffen.

Die gewonnenen Erkenntnisse über den Speicherbedarf in Baden-Württemberg und im gesamten deutschen Marktgebiet können in ein 3-Phasen-Modell der Markteinführung für Speicher überführt werden. Die frühe Phase (EE-Anteil bis 40%) ist dabei geprägt von Forschung und Entwicklung sowie Demonstration neuer Technologien. Ergänzend kann der Abbau von Hemmnissen die Rahmenbedingungen verbessern. Die mittlere Phase (EE-Anteil von 40% bis 60%) wird bestimmt durch kontinuierlichen Speicherzubau nach einem verbindlichen Ausbaupfad mit begleitenden marktnahen Instrumenten. In der späten Phase (EE-Anteil über 60%) ist Speicherausbau bzw. -betrieb auch unter Marktbedingungen wirtschaftlich. Möglichweise kann jedoch durch flankierende Marktkonzepte die Ausbaumenge gesteuert werden.

Die derzeit kontrovers diskutierten Kapazitätsmechanismen eignen sich hierzu nur bedingt. Während bei der strategischen Reserve eine Teilnahme auszuschließen ist, hängt bei den übrigen Konzepten vieles von der konkreten Produktgestaltung ab. Zur Unterstützung der Markteinführung von Langzeitspeichern sind die derzeit diskutierten Kapazitätsmechanismen dagegen grundsätzlich nicht geeignet. Sie erfordern alternative Konzepte, die nicht auf den Beitrag zur gesicherten (Erzeugungs-) Leistung als Bemessungsgrundlage zielen.

Metadaten

TitelDynamische Simulation der Ausbauszenarien für erneuerbare Stromversorgung in Baden-Württemberg bis 2050 nach dem Gutachten zur Vorbereitung eines Klimaschutzgesetzes (SimBW)  
Stand 2013 
Seitenzahl91 
Förderkennzeichen BWE13001

 

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