Bedeutung von Gas für die Stromerzeugung

Grü­ne Strom­er­zeu­gung aus er­neu­er­ba­ren Quel­len und neue Ga­se sind die zwei Säu­len der Ener­gie­wen­de. Gas wird auch zu­künf­tig ei­ne wich­ti­ge Rol­le in der Strom­er­zeu­gung ein­neh­men: Als Back-Up der Er­neu­er­ba­ren, wenn der Wind nicht weht und die Son­ne nicht scheint. Ne­ben an­de­ren Spei­chern wer­den da­bei ins­be­son­de­re was­ser­stoff­fä­hi­ge Gas­-Kraft­wer­ke ei­ne wich­ti­ge Rol­le spie­len. Wäh­rend 2020 die Be­deu­tung der Koh­le für die Strom­ver­sor­gung ab­nahm, stieg sie in 2021 wie­der leicht an. Die­ser Trend setz­te sich auch 2022 wei­ter fort.

Die­ser um­ge­kehr­te Fuel Switch ist auf die ho­hen Gas­-Prei­se seit En­de 2021 zu­rück­zu­füh­ren, so­wie auf den rus­si­schen An­griffs­krieg in der Ukra­ine. Durch den ge­stie­ge­nen An­teil der Strom­pro­duk­ti­on aus Koh­le­kraft­wer­ken wur­de deut­lich mehr CO2 aus­ge­sto­ßen als im Vor­jahr. In 2023 ist Braun­koh­le mit et­wa 17 Pro­zent (2022: ca. 20 Pro­zent) der am zweit­häu­figs­ten ein­ge­setz­te Ener­gie­trä­ger bei der Brut­to­strom­er­zeu­gung. Er­freu­lich ist, dass der An­teil der er­neu­er­ba­ren Ener­gien auf et­wa 52 Pro­zent (2022: 44,1 Pro­zent) an­stieg. Der An­teil von Gas er­höh­te sich leicht auf 15,5 Pro­zent.

Versorgungssicherheit Sektorenkopplung

Bruttostromerzeugung nach Energieträgern 2023

Gas im deutschen Strommix

Quelle: AGEB, Stand: 12/2023; insgesamt 514,6 Mrd. kWh (vorläufige Zahlen)

Entwicklung von Stromerzeugung und Stromverbrauch

Un­ter Strom­er­zeu­gung wird die Pro­duk­ti­on von elek­tri­scher Ener­gie ver­stan­den. Strom kann in Kraft­wer­ken, in KWK-An­la­gen oder in Wind- und So­lar­parks her­ge­stellt und an­schlie­ßend in das Strom­netz ein­ge­speist wer­den.

Als Strom­ver­brauch wird die Nut­zung von elek­tri­scher Ener­gie bei den Ver­brauchs­stel­len be­zeich­net. Die Strom­er­zeu­gung soll­te auch un­ter un­güns­ti­gen Be­din­gun­gen nicht ge­rin­ger als die Strom­nach­fra­ge sein. So kön­nen Stö­run­gen der Strom­ver­sor­gung durch ei­ne zu ho­he Netz­be­las­tung ver­mie­den wer­den.

Da­mit im­mer ge­nü­gend Strom zur Ver­fü­gung steht, wer­den Strom­ver­brauchs­prog­no­sen an­hand von so­ge­nann­ten Stan­dard­last­pro­fi­len er­stellt. Im Zu­sam­men­spiel mit wei­te­ren In­for­ma­ti­o­nen, zum Bei­spiel me­te­o­ro­lo­gi­schen Da­ten, wird der zu er­war­ten­de Strom­ver­brauch er­mit­telt. Die­se Prog­no­se kann von den rea­li­sier­ten Wer­ten ab­wei­chen. In an­ge­spann­ten Last­si­tu­a­ti­o­nen wird das Strom­sys­tem von bei­spiels­wei­se Gas-Kraft­wer­ken ab­ge­si­chert, da­mit es nicht zu ei­ner Last­un­ter­de­ckung kommt. Das Bi­lanz­kreis- und Aus­gleichs­ener­gie­sys­tem sorgt da­für, dass Strom­er­zeu­gung und Strom­ver­brauch stets im Gleich­ge­wicht sind.

Herausforderung klimaneutrales Stromsystem: Der Er­trag aus der er­neu­er­ba­ren Er­zeu­gungs­struk­tur ist fluk­tu­ie­rend

Herausforderung klimaneutrales Stromsystem

Un­ser Strom­sys­tem könn­te be­reits bis 2035 größ­ten­teils kli­ma­neu­tral wer­den. Da­für muss die Strom­er­zeu­gung kom­plett auf er­neu­er­ba­re Ener­gien um­ge­stellt wer­den. Dies al­lein ist be­reits ei­ne gro­ße He­raus­for­de­rung. Künf­tig wird der Strom­ver­brauch durch den ver­mehr­ten Ein­satz von Wär­me­pum­pen und E-Mo­bi­li­tät noch deut­lich stei­gen. Wie muss der Markt für ein kli­ma­neu­tra­les Strom­sys­tem ge­stal­tet sein? Wel­che Mög­lich­kei­ten gibt es, um die Ver­sor­gungs­si­cher­heit auf ho­hem Ni­veau trotz fluk­tu­ie­ren­der Er­neu­er­ba­rer zu ge­währ­leis­ten?

Klimaneutrales Stromsystem

Mit dem Aus­stieg aus der Koh­le­ver­stro­mung bis 2030 und dem be­reits voll­zo­ge­nen En­de der Kern­ener­gie ent­steht ei­ne Lü­cke an ge­si­cher­ter Leis­tung. Die Stu­die "Markt­de­sign für ei­nen si­che­ren, wirt­schaft­li­chen und de­kar­bo­ni­sier­ten Strom­markt", die das Be­ra­tungs­un­ter­neh­men enervis im Auf­trag von DIE GAS- UND WASSERSTOFFWIRTSCHAFT durch­ge­führt hat, kommt selbst un­ter op­ti­mis­ti­schen An­nah­men zu der Ein­schät­zung, dass 2031 min­des­tens 15 Gi­ga­watt an ge­si­cher­ter Leis­tung feh­len wer­den. Oh­ne den in­ten­si­ven Aus­bau der Er­neu­er­ba­ren wä­re die Lü­cke noch grö­ßer.

Ver­mut­lich wer­den wir trotz die­ser Lü­cke kei­ne Strom­aus­fäl­le er­le­ben. Statt­des­sen wer­den die Koh­le­kraft­wer­ke län­ger lau­fen, wenn der ent­spre­chen­de Er­satz der ge­si­cher­ten Leis­tung bis 2031 nicht ge­schaf­fen wur­de. Das wür­de aber das Er­rei­chen un­se­rer ehr­gei­zi­gen Kli­ma­zie­le in Ge­fahr brin­gen. Da­her brau­chen wir Er­satz für die re­gel­ba­re Leis­tung in Form von was­ser­stoff­fä­hi­gen Gas­-Kraft­wer­ken, Groß­bat­te­rien, Pump­spei­chern oder ab­schalt­ba­ren Las­ten. Ne­ben dem zü­gi­gen Aus­bau der Er­neu­er­ba­ren be­darf es da­her ei­nes neu­en Strom­markt­sys­tems, bei dem auch das Vor­hal­ten von Ka­pa­zi­tä­ten ver­gü­tet wird, da­mit ent­spre­chen­de In­ves­ti­ti­o­nen an­ge­reizt wer­den.

Kapazitätsmarkt

Un­ter ei­ner Dun­kel­flau­te wird das gleich­zei­ti­ge Auf­tre­ten von Dun­kel­heit und Wind­flau­te ver­stan­den. Die­se Wet­ter­la­ge ist ty­pisch für den Win­ter und sorgt für ei­ne ge­rin­ge Strom­er­zeu­gung aus So­lar- und Wind­ener­gie, wäh­rend der Strom­be­darf sai­so­nal be­dingt sehr hoch ist. Gas-Kraftwerke sind effizient und flexibel und vor allem unabhängig von der aktuellen Witterung. Wenn die Son­ne nicht scheint und der Wind nicht weht, kön­nen sie die deut­sche Strom­ver­sor­gung si­chern.

Gas er­mög­licht als si­che­res Back-up den wei­te­ren Aus­bau der er­neu­er­ba­ren Ener­gien. Durch Gas wird der Aus­stieg aus Koh­le- und Kern­ener­gie erst mög­lich, denn die Strom­er­zeu­gung von er­neu­er­ba­ren Ener­gien schwankt je nach Wit­te­rung stark. Schnell re­gel­ba­re Gas-Kraft­wer­ke hal­ten die Net­ze sta­bil und si­chern als zwei­te Säu­le der Ener­gie­wen­de ei­ne zu­ver­läs­si­ge und kli­ma­freund­li­che Strom­ver­sor­gung. Zu­dem ist das Gas-Netz das ide­a­le Spei­cher- und Trans­port­me­di­um für Erd­gas und für er­neu­er­ba­re Ener­gien in Form von grün­em Gas wie Was­ser­stoff und Bio­gas und gilt als Bat­te­rie der Ener­gie­wen­de.

Energiesystem

CO2-Fuß­ab­druck der Strom­er­zeu­gung

Zu Be­ginn des Jah­res 2022 war im po­li­ti­schen Berlin klar, dass Gas­-Kraft­wer­ke auch künf­tig die Strom­er­zeu­gung der er­neu­er­ba­ren Ener­gien er­gän­zen, wenn die Son­ne nicht scheint und der Wind nicht weht. Denn die Ver­än­de­run­gen im Strom­mix sor­gen zu­neh­mend für ei­ne schwan­ken­de Ein­spei­sung in das Netz. Auch wenn es in Zukunft ge­nug Ka­pa­zi­tä­ten von Er­neu­er­ba­ren gibt, wer­den re­gel­ba­re und kli­ma­scho­nen­de Gas-Kraft­wer­ke als Backup die Strom­ver­sor­gung si­chern müs­sen. Denn Gas-Kraft­wer­ke sind hoch­leis­tungs­fä­hig: Sie sind kaum an­fäl­lig für ex­tre­me Wet­ter­be­din­gun­gen und auf­grund ih­rer schnel­len Start­fä­hig­keit ein ver­läss­li­cher Part­ner für die vo­la­ti­len er­neu­er­ba­ren Ener­gien.

Moderne Gas-Kraftwerke sind H2-ready und sichern als Back-up die Stromversorgung

Im Strom­markt war durch den rus­si­schen An­griffs­krieg auf die Ukraine al­ler­dings ein Di­lem­ma ent­stan­den. Durch die stark an­ge­stie­ge­nen Gas-Prei­se und an­ge­sichts ei­ner mög­li­chen Gas­-Man­gel­la­ge im Win­ter 2022/­2023 lau­tete die Al­ter­na­ti­ve nicht mehr Gas, son­dern Koh­le als un­ter­stüt­zen­de Ener­gie für die Er­neu­er­ba­ren, mit ent­spre­chen­den ne­ga­ti­ven Aus­wir­kun­gen auf un­se­re CO2-Bi­lanz. Zwar konn­ten die Er­neu­er­ba­ren 2023 wei­ter aus­ge­baut wer­den – Braun­koh­le ist aber wei­ter­hin der am zweit­häu­figs­ten ein­ge­setz­te Ener­gie­trä­ger zur Strom­er­zeu­gung.

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