Auf die Kombination kommt es an: eine gut gewählte Zusammenstellung von Windkraft, Photovoltaik und Zwischenspeicher in Batterien und Brennstoffzellen ermöglicht den Betrieb des Stromnetzes ausschließlich mit erneuerbarer Energie bis zu 99,9% der Zeit bei vertretbaren Kosten, mittels akutell verfügbarer Technologie. Das fanden Wissenschaftler der Universität von Delaware in den USA heraus im Rahmen einer Mitte Dezember 2012 veröffentlichten Studie.
»Die Ergebnisse brechen mit der gängigen Vorstellung, dass Erneuerbare Energie zu unsicher und teuer ist.«, sagt der Co-Autor Willett Kempton, einer der involvierten Professoren. »Der Schlüssel liegt darin, die richtige Kombination zu finden zwischen Stromproduktion und -speicher – was wir mittels einer umfangreichen Studie getan haben – und die Kosten korrekt zu berechnen.«
Mit umfangreich bezieht sich Kempton auf die 28 Milliarden Kombinationen aus Energiequellen und Speichermechanismen, die mittels Computersimulation getestet wurden anhand von vier Jahren an historischen Wetter- und Verbrauchsdaten. Dieses Modell beinhaltete die Daten eines einzigen großen, überregionalen Stromnetzes namens PJM Interconnection, welches sich über 13 amerikanische Staaten streckt, von New Jersey bis Illinois, und etwa ein Fünftels des gesamten US-amerikanischen Netzes repräsentiert.
Vorrangiges Ziel der Studie war es, die Kosten so gering wie möglich zu halten, und nicht wie bei anderen Studien, die Stromerzeugung dem Stromverbrauch anzugleichen. So haben die Wissenschaftler herausgefunden, dass es billiger ist, im Schnitt mehr Strom zu produzieren, als verbraucht wird, als überschüssigen Strom für den späteren Verbrauch zu speichern. Das liegt vorrangig an den hohen Kosten der notwendigen Stromspeicher.
»Um ein Stromnetz, dessen Verbraucher 72 GW beziehen, zu 99,9% der Zeit mit 100% Erneuerbarer Energie zu versorgen, müssten 17 GW PV-Anlagen, 68 GW Offshore-Wind und 115 GW sonstige Windkraftanlagen installiert werden, wenn man Wasserstoffspeicher zusätzlich installiert.«, sagt der Co-Autor Cory Budischak.
Nur als allerletzte Reserve wurde auf kalorische Kraftwerke zurückgegriffen: einzig für den Fall, wenn aktuell zu wenig Strom aus Erneuerbaren produziert wurde, und alle verfügbaren Speicher vollständig aufgebraucht waren.
Die Studie sagt auch, dass es günstiger wäre, überschüssigen Strom zu verbrauchen als zu speichern: das hätte zur Folge, dass Stromheizungen wieder attraktiv würden, wenn man damit Öl- oder Erdgasheizungen ersetzen kann. Das Argument wird von den Autoren so begründet, dass die Kosten Erneuerbarer Enerige im Wesentlichen die Errichtungskosten darstellen, während der dann gelieferte Strom quasi zu Nullkosten generiert wird. Im Gegensatz dazu stünden die Treibstoffkosten für Öl- und Erdgas.
In Zahlen ausgedrückt: Will man das Stromnetz zu 100% mit Erneuerbarer Energie versorgen 90% der Zeit lang, kostet das 2030 10cent/kWh, wenn man Wasserstoffspeicher verwendet, oder 17cent/kWh, wenn man 99,9% der Zeit lang Erneuerbare haben möchte. Setzt man Batterien als Speicher ein, wird es teurer. Verwendet man überschüssige Energie, um Heizkosten zu sparen, kann man den Preis um ein paar cent/kWh drücken.
Ein Hauptproblem der Studie liegt darin, dass sie sich auf eine sehr spezifische Region des US-amerikanischen Stromnetzes bezieht. Wie weit diese auf europäische Verhältnisse umlegbar ist, kann ich nicht wirklich abschätzen, es wäre aber spannend, eine äquivalente Studie für ein pan-europäisches Netzwerk zu sehen. Österreich alleine wird sich mittels Erneuerbarer Energie höchstens nur nominell voll versorgen können.
Bild: Windrad und Solaranlage © H.D.Volz / pixelio.de
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