Energiewende: Fit für die kalte Dunkelflaute? von Ralph Lenkert

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2016 Ralph Lenkert MdB Sprecher für Umweltpolitik / Sprecher

1 Energiewende: Fit für die kalte Dunkelflaute? von Ralph Lenkert Meininger Energietage Ralph Lenkert MdB Sprecher für Umweltpolitik / Sprecher für Forschungs- und Technologiepolitik mail: ralph.lenkert@bundestag.de

2 10 TWh Regionale Verteilung Stromverbrauch 2014 Bremen Saarland Mecklenburg-Vorpommern Hamburg Thüringen Sachsen-Anhalt Brandenburg Schleswig-Holstein Berlin Rheinland-Pfalz Sachsen Hessen Niedersachsen Baden-Württemberg Bayern Nordrhein-Westfalen [TWh] 4,906 7,770 13,128 13,128 17,279 18,278 18,937 20,934 25,314 30,041 31,450 44,896 59,178 79,469 92, ,175 Deutschland 610

3 Stromerzeugung Erzeugung heute Annahmen % EE: 1. Stromverbrauch/Erzeugung [TWh/Jahr]: EE: Faktor 2015 Erzeugung 2050 Wasserkraft Biomasse Wind onshore Wind offshore solar konventionell , ,3 10 4,5 10 TWh konventionel l Wind onshore Wind offshore solar Biomasse Summe: Sektorkopplung notwendig: Raumwärme + Warmwasser über Strom, durch mehr Effizienz trotzdem sinkender Strombedarf

4 Installierte Leistung EE Annahmen % EE: 2. installierte Leistung [GW]: heute GW Wasserkraft Wind onshore Wind offshore solar Biomasse EE: Wasserkraft Biomasse Wind onshore Wind offshore solar 3, ,5 39 3,5 7 (?) Summe Faktor ,3 10 4,5 5,1 Annahme der installierten EE-Leistungen auf Grundlage der heute durch EE produzierten Strommenge für einen Strombedarf von 560 TWh im Jahr 2050

5 DIE DUNKELFLAUTE

6 Dunkelflaute Blockierende Wetterlage Omega-Wetterlage H Mitteleuropa- Hoch

7 Dunkelflaute Blockierende Wetterlage Omega-Wetterlage T H Mitteleuropa- Hoch

8 Dunkelflaute Blockierende Wetterlage Omega-Wetterlage T H Drucksumpf kaum Wind kaum Wind von Skandinavien bis Südeuropa

9 Dunkelflaute Blockierende Wetterlage Omega-Wetterlage T H Inversionswetter im Winter Winter: Inversion Hochnebel, Nebel in Mitteleuropa, Sonne auf den Bergen Sommer: Hitzewelle, Dürre

10 Dunkelflaute Winter Blockierende Wetterlage Omega-Wetterlage T H Dauer: zwei bis zu vier Wochen, im Extremfall noch länger

11 Dunkelflaute Winter 1972/73 Blockierende Wetterlage Omega-Wetterlage Dauer: vier Wochen

12 Schwerin Dunkelflaute Winter 1972/73 Windgeschwindigkeit Tagesmittel [m/s] 10,0 insg. ca. 28 Tage in großen Teilen Windstille Düsseldorf Lindenberg 5,0 0,0 10,0 5,0 0,0 Anlaufschwelle 3 m/s bei 10 m für 4,5 m/s auf 100m Nabenhöhe 10,0 Erfurt 5,0 0,0 10,0 5,0 Augsburg 0,0 10,0 5,0 Winddaten: kachelmannwetter.com 0,

13 Gesicherte Leistung Tage Dunkelflaute installierte Leistung 2050 (478GW) gesicherte Leistung [GW] Faktor gesicherte Leistung 2050 Wasserkraft Biomasse Wind onshore Wind offshore solar 3, % 100% 5% 10% 0% 10 GW Wasserkraft 25 GW Wind onshore Wind offshore solar Biomasse

14 Gesicherte Leistung und Bedarf Tage Dunkelflaute 10 GW Wasserkraft Wind onshore Wind offshore solar Biomasse gesicherte Leistung: 25 GW Bedarf: 80 GW es fehlen: 55 GW gesicherte Leistung [GW] Wasserkraft Biomasse Wind onshore Wind offshore solar BEDARF: 3, GW 80 GW 55 GW? Faktor 100% 100% 5% 10% 0%

15 Gesicherte Strommenge und Bedarf Tage Dunkelflaute Bedarf Strommenge für 28 Tage: Bedarf: 45 TWh 45 TWh unter Annahme eines Tagesbedarfs von rund 1,6 TWh für eine Dauer von vier Wochen

16 Gesicherte Strommenge und Bedarf Tage Dunkelflaute gesicherte Strommenge: 17 TWh Bedarf: 45 TWh Strommenge aus gesicherter Leistung [TWh]: Wasserkraft Biomasse Wind onshore Wind offshore solar 2,3 4,7 8,6 1,1 0 16,8 TWh Faktor 100% 100% 5% 10% 0%

17 Gesicherte Strommenge und Bedarf Tage Dunkelflaute gesicherte Strommenge: 17 TWh Bedarf: 45 TWh es fehlen: 32 TWh Strommenge aus gesicherter Leistung [TWh]: Wasserkraft Biomasse Wind onshore Wind offshore solar BEDARF: 2,3 4,7 8,6 1,1 0 16,8 TWh 45 TWh Faktor 100% 100% 5% 10% 0% 32 TWh?

18 Zwischenfazit 28 Tage Dunkelflaute gesicherte Strommenge: 17 TWh Bedarf: 45 TWh es fehlen: 32 TWh gesicherte Leistung: 25 GW Bedarf: 80 GW es fehlen: 55 GW

19 LÖSUNGEN?

20 1.Import

21 28 Tage Dunkelflaute Szenario: Batterie Skandinavien 20x Trasse durch Nordsee 20x Trasse nach Dänemark/Schweden 20x Südlink gesicherte Leistung: 25 GW Bedarf: 80 GW es fehlen: 55 GW

22 2.Speicher

23 28 Tage Dunkelflaute derzeitig, installierte Langzeitspeicher gesicherte Strommenge: 17 TWh Bedarf: 45 TWh es fehlen: 32 TWh Langzeitspeicherbedarf Strom: Pumpspeicher Gas: Erdgasspeicher ca. 20 Mrd. m 3 0,038 TWh 171 TWh fossil

24 SPEICHER Speicherbare Energien: Biomasse (Landwirtschaft) gesicherte Strommenge: 17 TWh Bedarf: 45 TWh es fehlen: 32 TWh Langzeitspeicherbedarf Holz Power to Gas Sektorkopplung und primäre Nutzung von Strom in allen Bereichen ermöglicht Aufsparen der Biomasse und spart Umwandlungsverluste Strom-chemische Speicherung

25 SPEICHER Potentiell speicherbare Energie Annahmen % EE: 1. Stromverbrauch/Erzeugung [TWh/Jahr]: Biomasse (Landwirtschaft) 38 TWh heutige Nutzung als Biomethan in das Erdgasnetz Biomasse speicherbar aus der Grundlast nehmen Einspeichern als Gas Wasserkraft Biomasse Wind onshore Wind offshore solar konventionell EE: 2050 Faktor , Summe: ,3 10 4,5

26 28 Tage Dunkelflaute es fehlen: 32 TWh KWK Gasnetz Gasspeicher Kapazität heute für 171 TWh Gas Biomethan es fehlen: 55 GW KWK = 60 GW (33 GW) Biomasse 38 TWh

27 es fehlen: 0 TWh KWK Gasnetz Gasspeicher Kapazität heute für 171 TWh Gas es fehlen: 0 GW KWK = 60 GW Biomethan Biomasse 38 TWh

28 50 m SPEICHER Heizwert Holz Jahreszuwachs Deutschland Holzmenge für 10 TWh (ŋ=40%) 4,3 MWh/t ca t t Holz 10 TWh Holz Verstromung Sehr gut flächendeckend speicherbar flächendeckend verfügbar Nutzung in KWK-Anlagen oder Reservekraftwerken Größe des Holzstapels in Raummetern: 600 m Kohlekraftwerke technisch für Holz umrüstbar: Bsp.: Heizkraftwerk Moabit (Berlin) verfeuert neuerdings zusätzlich zu Steinkohle und Heizöl Holzbeimischung

29 SPEICHER Trotz (noch) schlechten Wirkungsgrades besser, als EE-Anlagen abzuschalten Power To Gas - Potential noch nicht abschätzbar Einspeicherbar in bestehendes Gasnetz Kann überschüssigen Strom aufnehmen Nutzung in KWK-Anlagen oder Reservekraftwerken Derzeitige Wirkungsgrade nur Wasserstoffpfad Wirkungsgrad Strom + Wasser zu Wasserstoff ca. 0,6 Wirkungsgrad Wasserstoff zu Strom (nicht KWK) ca. 0,5 Gesamtwirkungsgrad ca. 0,3 Methanpfad Wirkungsgrad Strom + Wasser +CO2 zu C2H4 ca. 0,5 Gesamtwirkungsgrad ca. 0,25 Bedarf 32 TWh = benötigt 128 TWh EE Strom

30 Netzausbau müsste 55 GW zusätzliche Importkapazität schaffen und verteilen hilft also nicht weiter (27,5 x 2 GW DC- Trassen) FAZIT Biomasse muss eingespeichert werden KWK für Holz, Biogas und Power to Gas mit großer installierter Leistung und kleiner Vollaststundenzahl Reservekraftwerke auf Holzbasis? Problem ist größer, da Verkehrssektor nicht berücksichtigt wurde (min. + 16GW)

31 Danke für Ihre Aufmerksamkeit Meininger Energietage Ralph Lenkert MdB Sprecher für Umweltpolitik / Sprecher für Forschungs- und Technologiepolitik mail: ralph.lenkert@bundestag.de

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