Der Erneuerbaren Energiemix
Um das Ziel von 100% Erneuerbaren Energien zu erreichen kommt es in der Praxis auf den richtigen Mix an. Denn das System muss das ganze Jahr über stabil laufen.
100% Erneuerbare sind möglich
Eine Studie des Umweltbundesamtes (UBA) aus dem Jahr 2010 hat vorgerechnet, wie man die Stromversorgung eines Industrieland wie der Bundesrepublik Deutschland zu 100% mit Erneuerbaren Energien organisieren kann. Die Publikation beinhaltet eine sehr umfassende und umfangreiche Sammlung von Energiekennzahlen und Potentialabschätzungen aus allen Sektoren.
Um zu belegen, dass diese Annahmen nicht nur auf einem Bierdeckel gut aussehen, wurde das skizzierte Energiesystem durch das Fraunhofer IWES (Kassel) auf der Basis von räumlich und zeitlich hochauflösenden Wetterdaten der Jahre 2006 bis 2009 simuliert.
Wir haben unsere Berechnungsformeln mit den Ergebnissen dieser UBA-Studie abgeglichen, um sicherzustellen, dass unsere Annahmen mit anderen Simulationen halbwegs vergleichbar sind.
Der heutige EE-Mix - Stand 2012.02
Der EnergyMap-Energiemix
Bei der Berechnung der Grafiken zu dem Energiemix der einzelnen Regionen haben wir für die einzelnen Energiequellen jeweils ein vereinfachtes Erzeugungsprofil angenommen. In Anbetracht der vielen möglichen Schwankungen bei den Wetterereignissen kann eine derartige Auswertung nur zur groben Orientierung dienen. Dennoch kann man sehen, wie es um das Zusammenspiel steht.
Nachfolgend zeigen wir, welche Erzeugungsmuster wir für die einzelnen Energieträger gewählt haben.
Solarstrom folgt der Sonne
Die Solarstrom-Produktion
Dass die Erzeugung von Solarstrom sich analog zur Tageslänge und Sonnenscheindauer verhält, ist wenig verwunderlich. Interessent ist hierbei vielleicht eher, dass die Schwankungen zwischen mehreren unterschiedlichen Jahren im Vergleich zu anderen Erneuerbaren Energien relativ gering sind.
Da das Sonnenlicht auch innerhalb der 24 Stunden eines Tages einen ähnlichen Rhythmus aufweist hat man aus der Sicht der Speicherung hier primär das Problem kurzfristig sehr große Spitzen aufnehmen zu müssen. Deshalb sind dezenrale Kurzzeitspeicher nahezu ideale Partner der Solarstromproduktion.
Der Wind bläßt eher im Winter
Die Windkraft-Produktion
Die Erzeugung aus der Windkraft schwankt regional, saisonal und von Jahr zu Jahr deutlich. In unseren Breiten kann man als einzige halbwegs verlässliche Regel festhalten, dass es im Sommer weniger Wind gibt als im Winter. Unsere Verteilungskurve ist somit nur ein, wenn auch relativ typisches, Beispiel für die reale Stromproduktion aus Wind.
Da der Wind den Großwetterlagen unterliegt, selten ist bei uns lokale Thermik der große Treiber, ist das Windangebot kein Tages, sondern eher ein Wochenereignis. Mit Kurzzeitspeichern können hier meist nur die Effekte von Windböen ausgeglichen werden. Als optimaler Gegenspieler wird man hier eher eine Langzeitspeichertechnik (wie z.B. die Biomasse) benötigen.
Der Niederschlag hat eine leichte Delle im trockenen Herbst
Die Wasserkraft-Produktion
Sofern man keinen Stausee hat, muss sich ein Wasserkraftwerk nach dem Pegelstand des jeweiligen Flusses richten. Die Durchflussmenge des Wasserangebots hängt neben dem Wetter auch von vielen geographischen Faktoren ab. So ist das Wasserangebot in den steilen Alpenregionen über das Jahr gesehen ganz anders, als kurz vor der Meereseinmündung. Unser türkises Verteilungsdiagramm zeigt vor allem den bei uns typischen Rückgang der Wassermengen im Herbst.
Die saisonalen Effekt sind beim der Wasserkraft, durch die vielen Rückhaltebecken und Staustufen, nicht ganz so stark wie bei der Windkraft. Dafür sind die regionalen Besonderheiten viel stärker ausgeprägt.
Bioenergie sollte man vor allem im Winter nutzen
Die Bioenergie-Produktion
Bei der Biomasse wird heute der Betrieb vor allem ökonomisch optimiert, was gerade beim Biogas zu bizarren Formen der Energieverschwendung führt. Auch im Sommer wird Biogas verbrannt, obwohl meist kein Wärmebedarf besteht. Würde man diese Energie jedoch in das Erdgasnetz einspeisen, in Gaskavernen zwischenlagern und im Rahmen der Gebäudeheizung wieder abrufen, so würde sich eine Stromproduktion gemäß unserer grünen Verteilung ergeben. Auffällig ist, wie gut sich diese Kurve mit der des Solarstroms ergänzen würde, denn beide haben eine gegenläufige Charakteristik.
Die Klärgas und Grubengas-Produktion
Für den Energiemix sind Klär- und Grubengase letztlich nicht besonders wichtig, weil deren Potential in Summe sehr gering ist. Da es sich jedoch in der Regel auch um gasförmige Kohlenwasserstoffe (vor allem Methan) handelt, unterstellen wir in unseren Berechnung das gleiche "Heizenergie"-Nutzungsverhalten wie bei der Biomasse.
Geothermische Wärme sprudelt das ganz Jahr aus dem Boden
Die Geothermie-Produktion
Auch wenn es sinnvoll wäre die Geothermieanlagen ebenfalls entsprechend dem Heizenergiebedarf zu betreiben, so gehen wir in unseren Berechnungen davon aus, dass hier das ganze Jahr mit gleichbleibender Leistung produziert wird. In Summe wird die Geothermie bei uns nicht die entscheidende Einflussgröße für die Energiewende sein. Dies gilt zumindest für die nächsten zehn Jahre. Deshalb ist eine Debatte um die Betriebsstrategien eher von akademischem und nicht von praktischem Wert.
