Auf dem Weg zur Klimaneutralität steigt der Bedarf an Strom aus erneuerbaren Quellen, um die bisherigen fossilen Energiequellen zu ersetzen und Energie effizienter zu nutzen. Doch wie können vorhandene und nicht verschiebbare Bedarfe, wie zum Beispiel in der Industrieproduktion oder beim Heizen im Winter, an das schwankende Angebot von Erneuerbarer Energie angepasst werden? Forschende vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme haben sich deshalb jetzt angeschaut, wie man durch Speicherung von Wind- und Sonnenenergie die wetterbedingten Schwankungen bei der Stromerzeugung mit dem laufenden Bedarf abgleichen kann. In einer weiteren Analyse zur Flexibilität im Stromsystem untersuchten Ariadne-Forschende am Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung mit Unterstützung der Forschungsstelle für Energiewirtschaft e.V., welche Technologien die größte Rolle spielen, um einen möglichst kostengünstigen Ausgleich von Stromangebot und Nachfrage im Jahr 2030 zu erreichen.
In der Analyse zur Flexibilität im Energiesystem halten die Ariadne-Forschenden fest, dass vor allem der Stromverbrauch durch Preissignale bei der Nutzung von Speichermöglichkeiten in Wärmeanwendungen, Elektromobilität und Elektrolyse gesteuert werden kann. So könnte zum Beispiel die Speicherung von Energieüberfluss und der spätere Verbrauch preislich günstiger als der direkte Verbrauch sein. Dafür sind der Speicherausbau sowie der Einsatz von intelligenten Technologien und Steuerungssystemen in den Verbrauchssektoren notwendig. Eine weitere wichtige Säule ist die Umwandlung von erneuerbarem Strom in stoffliche Energieträger, wie Wasserstoff oder Methan, die vor allem in der Industrie oder der Luft- und Schifffahrt genutzt werden können.
Welche Speichermöglichkeiten nicht nur flexibel auf Angebot und Nachfrage reagieren können, sondern auch unnötig hohe Kosten in der Stromversorgung vermeiden, wird in der Analyse zur Flexibilität im Stromsystem untersucht. Die Ariadne-Forschenden stellen bei der Betrachtung von zehn aktuell einsatzbereiten Flexibilitätstechnologien fest, dass bis 2030 Langzeitspeicher, wie zum Beispiel Wasserstoff-Kavernen, die größte Rolle spielen. Um tägliche Schwankungen der Stromerzeugung auszugleichen, sind die steuerbare Umwandlung von elektrischer Energie in Wärme, Solar-Heimspeicher oder das flexible Laden von Elektrofahrzeugen notwendig. Diese Technologien sollten durch Abbau regulatorischer Hemmnisse, attraktivere Netzentgelte für private Speichermöglichkeiten sowie Strompreissignale, die zu einer flexiblen Nutzung motivieren, vorangetrieben werden.
Analyse: Die Schlüsselrolle von Flexibilität im Stromsystem 2030
Über das Energiewende-Projekt Ariadne
Im Konsortium von mehr als 27 Forschungseinrichtungen führt Ariadne durch einen gemeinsamen Lernprozess mit Politik, Wirtschaft und Gesellschaft, erforscht Optionen zur Gestaltung der Energiewende und erarbeitet wichtiges Orientierungswissen für politische Entscheider*innen. Zu den Ariadne-Forschenden zählt das Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung der Universität Stuttgart. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) über drei Jahre gefördert.
Im Rahmen des Ariadne-Projekts haben Forschende des Instituts für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung bereits mehrere Publikationen seit 2020 veröffentlicht. In diesem Jahr zum Beispiel:
Wie wirken CO₂-Preisverläufe auf die Entwicklung des Stromsystems?
Auswirkungen der Energiekrise und des Klimaschutzes
Mit Fernwärme die Klimaneutralität schaffen?
Trotz Energiekrise ist Fernwärme-Ausbau möglich