Die historisch stabile Stromversorgung in Deutschland gerät laut dem neuen „Energiewendeindex“ der Unternehmensberatung McKinsey unter Spannung. Die verfügbare Leistung zu Spitzenlastzeiten sinke durch den Plan, aus Kernkraft und aus allen fossilen Energien auszusteigen, von heute 99 GW auf 90 GW im Jahr 2030. Und dies bei insgesamt steigender Spitzenlast, die 2030 auf bis zu 120 GW ansteige. Damit drohe eine Stromlücke von bis zu 30 GW im Jahr 2030 – dies entspricht umgerechnet etwa 30 thermischen Großkraftwerken.
Hebel auf der Angebotsseite wie der massive Ausbau von Erneuerbaren reichten allein nicht aus, falls nicht zusätzlich noch neue Gaskraftwerke gebaut werden und der temporäre Weiterbetrieb von Kohlekraftwerken erwogen wird, so die Experten. Auch auf der Nachfrageseite müsste für eine Stabilisierung des Systems stärker interveniert werden.
Deutschland verliert Spitzenposition
Lange Zeit war Deutschland Spitzenreiter, wenn es um sichere Stromversorgung ging. 2020 mussten hiesige Verbraucher im Schnitt nur etwa 15 Minuten mit Stromausfällen rechnen. Frankreich kam im gleichen Zeitraum auf 21 Minuten, Österreich auf 38 und Bulgarien gar auf 370 Minuten. „Von der grundsätzlich hohen Versorgungssicherheit profitieren nicht nur die Privathaushalte, sondern auch die Industrie, die auf ein stabiles Stromnetz essenziell angewiesen ist“, sagt Thomas Vahlenkamp, Senior Partner von McKinsey.
Doch die gesicherte Leistung nimmt laut der Analyse ab: Standen im Jahr 2010 noch 105 GW zur Verfügung, waren es Ende 2022 noch 90 GW. Bleibt es bei den Ausstiegsplänen aus Kohle und Kernkraft, könnten es bis 2025 nur noch 80 GW und bis zum Ende des Jahrzehnts 70 GW sein. Addiert man zusätzlich die Kapazität aus erneuerbaren Energien (EE), die statistisch im Bedarfsfall zur Verfügung steht, beträgt die verfügbare Leistung zu Spitzenlastzeiten 99 GW (2022), 92 GW (2025) und 90 GW (2030) – vorausgesetzt, die ambitionierten Ausbauziele der Bundesregierung für die Erneuerbaren Energien werden erreicht.
Vahlenkamp: „Spitzenreiter war gestern – die Kombination aus sinkender gesicherter Kapazität und durch die Elektrifizierung steigender Spitzenlast kann zu Versorgungslücken führen. Selbst bei einem flächendeckenden Umstieg auf Erneuerbare sind weitere Maßnahmenhebel nötig, um das System zu stabilisieren.“
Mögliche Maßnahmen
Auf der Angebotsseite stehen gemäß der McKinsey-Analyse drei Hebel zur längerfristigen Absicherung zur Verfügung sowie eine kurzfristig wirkende Maßnahme: Werden mit den inländischen Produktionskapazitäten Engpässe wahrscheinlicher, müsse vermehrt auf Importe gesetzt werden. Für die kurzfristige Überbrückung von Engpässen eigneten sich Batteriespeicher. Außerdem könne der Bau neuer Gaskraftwerke die berechnete Versorgungslücke schließen. Schließlich gebe es noch die Möglichkeit, bestehende Kohlekraftwerke länger als geplant am Netz zu halten.
Reichten die angebotsseitigen Hebel nicht aus, könne auch Nachfragesteuerung zur Schließung von Versorgungslücken beitragen, sofern diese zeitlich begrenzt sind, erklären die Berater. In der Industrie könnte eine Folgeregelung der Verordnung über Vereinbarungen zu abschaltbaren Lasten (AbLaV) eine Nachfragesenkung auf Basis einer Ausschreibung bewirken: Wer den Zuschlag in der Ausschreibung erhält, müsste seine Last auf Anweisung reduzieren. Auch die breitflächige Nutzung von sogenannten Smart Metern in Privathaushalten könnte eine intelligente Steuerung des Stromverbrauchs ermöglichen. Die Haushalte würden so zugleich von günstigerem Strom profitieren, beispielsweise durch die Nutzung von Elektrogeräten in Zeiten geringer Nachfrage.
Elektromobilität & Wärmepumpen
Durch die Nachfragesteuerung ließe sich die Spitzenlast im Jahr 2030 rechnerisch um 8 GW auf 112 GW senken, so McKinsey. Dieses Potenzial sei allerdings noch ohne Berücksichtigung der potenziellen Beiträge aus Elektromobilität und Wärmepumpen gerechnet. Dabei böten sich gerade diese Bereiche besonders an, da eine vergleichsweise hohe zeitliche Elastizität in der Nachfrage bestehe. Nach den Annahmen der Berater ergeben sich weitere 3 GW in der E-Mobilität sowie 5 bis 20 GW bei Wärmepumpen durch die folgenden Maßnahmen:
- Fahrer von Elektroautos könnten beim „Smart Charging“ dann laden, wenn mehr Strom relativ zur Nachfrage zur Verfügung steht – also insbesondere über Nacht. Wäre darüber hinaus bidirektionales Laden von Batterien – die Option, Energie aus dem Auto wieder ins Netz einzuspeisen – flächendeckend möglich, erhöhe sich das Potenzial weiter. Ausgehend von den Prognosen zur zukünftigen Nachfrage der Elektromobilität könnten bis zu 11 GW zusätzliche Leistung eingespeist werden. Bisher verfügt allerdings nur ein Bruchteil der Fahrzeuge über die Möglichkeit des bidirektionalen Ladens. „Wir gehen davon aus, dass 2030 nur ein Viertel der Fahrzeuge regelmäßig zur Stromeinspeisung zur Verfügung steht. Die Spitzenlast würde dadurch um rund 3 GW reduziert“, so die Analysten.
- Bei Wärmepumpen bestehe die Möglichkeit der Abschaltung in Zeiten von Lastspitzen – allerdings qua Gesetz für höchstens zwei Stunden und auch nur dann, wenn der Strom über einen günstigen Wärmepumpentarif bezogen wird. Laut Bundesnetzagentur werde der Tarif für rund 60 Prozent der installierten Wärmepumpen genutzt. Würden diese bei einem akuten Engpass alle abgeschaltet, ließe sich die Spitzenlast um rund 20 GW senken. Dies dürfte in der Praxis allerdings wenig wahrscheinlich sein. „Vielmehr gehen wir von einer Abschaltung im Rotationsprinzip aus. Damit würde die Spitzenlast um rund 5 GW gesenkt“, erklärt McKinsey.
Mit einem Gesamtpotenzial von 16 GW beziehungsweise 31 GW bei voller Ausnutzung der Wärmepumpen könnte Nachfragesteuerung so zur Schließung zumindest kurzzeitiger Versorgungslücken beitragen.
„Grundsätzlich stehen Hebel mit ausreichendem Potenzial zur Verfügung, damit Deutschlands Stromversorgung auch 2030 jederzeit gesichert ist“, so Vahlenkamp. „Um jedoch mögliche Lücken allein mit angebotsseitigen Hebeln zu schließen, müsste der Bau neuer Gas- und Wasserstoffkraftwerke zügig vorangetrieben oder die bestehende Kohlekapazität in Bereitschaft gehalten werden. Denn Stromimporte und stationäre Batteriespeicher allein werden nicht genügen. Sollten die Hebel auf der Angebotsseite insgesamt nicht ausreichen, könnte noch effektive Nachfragesteuerung helfen, die Lücke zu schließen. Hierfür müsste Deutschland allerdings einen Riesenschritt nach vorne machen bei der flächendeckenden Einführung von Smart Metern und der Steuerbarkeit von E-Autos und Wärmepumpen.“
Futureman meint
Was sollen eigentlich Wasserstoffkraftwerke sein? Wasserstoff ist nur ein Speicher. Dazu überhaupt nicht in den benötigten Mengen verfügbar und dazu völlig unifeffizient. Wieso baut man nicht wie in vielen anderen Ländern der Welt Batterie“Kraftwerke“? Evtl weil man sie schon morgen bauen könnte?
Stefan meint
In Wasserstoffkraftwerken wird Wasserstoff verbrannt wie in Erdgas- oder Kohlekraftwerken oder in alten Wasserstoff-Kolbenmotoren.
Da stehen nicht Dutzende von Brennstoffzellen.
Es werden auch Batterie“kraftwerke“ gebaut. Es geht aber immer auch um das Volumen für z.B. 1 MWh gespeicherte Energie, die Energieverluste beim Speichern und die Kosten für den Speicher.
Markus Müller meint
Weil es bei Batterien und Kraftwerken um verschiedene Grössenordnungen geht.
Es gibt auf der ganzen Welt keine ‚Batterie-Kraftwerke‘, die mehr als ein paar wenige Stunden ihre Maximalleistung liefern können. Die ‚Riesenbatterien‘ in Australien und ein paar anderen Ländern können typischerweise ein paar 100 MW etwa 2 Stunden lang liefern.
Bei den H2-fähigen Gasturbinen hingegen geht es darum, viele Stunden bis mehrere Tage zu überbrücken, z.B. bei einer mehrtägigen Flaute. Sei es vorläufig mit fossilem Gas und später mit H2 oder teilweise noch mit Biogas.
Wir reden hier von etwa 20 GW Leistung und das mehrere Tage lang. Eine Batterie, die 1 Tag lang 1 GW abgeben kann, würde etwa 6 Milliarden kosten. 20 GW eine Woche lang würde etwa 940 Milliarden kosten – unbezahlbar.
Bei grossen Leistungen gilt: Batterien sind für Minuten bis maximal ein paar wenige Stunden, Pumpspeicherwerke für Stunden bis 1-2 Tage, darüber hinaus braucht es andere Lösungen, wie z.B. Kohle- oder Gaskraftwerke. Will man das CO2-frei, bleiben fast nur H2-Gaskraftwerke.
David meint
Die größten Potenziale für den Verbraucher hat immer noch Solarstrom auf dem Dach des Hauses und Geothermie. Im Grunde genommen ist Strom zu wertvoll, um damit zu heizen. Bei der Geothermie wird einfach noch nicht genug gemacht. Da muss man ran. Die Wärme in tieferen Erdschichten funktioniert immer. Da kann es auch Fernwärmelösungen mit geben, wenn die lokalen Voraussetzungen nicht günstig sind. Beim Solarstrom muss man die Speicher mit einbeziehen. V2g und v2h sind nicht nur das Auto.
Aktuell ist man ja noch gar nicht in Schwierigkeiten, man kann ja nicht sagen, dass die Stromausfälle im letzten halben Jahr zugenommen haben. Wenn es enger wird, muss man Anreize schaffen, dass private Haushalte sich härten. Das meint auch Mehrfamilienhäuser.
MiguelS NL meint
Entfernt. Bitte verfassen Sie konstruktive Kommentare. Danke, die Redaktion.
eBiker meint
Der Kommentar, auf den Sie sich beziehen, wurde bereits entfernt. Die Redaktion.
E-Aficionado meint
So wirkt Altmaier noch über seine Amtszeit hinaus.
E-Aficionado meint
Wenn Krisen nach den Verursachern benannt werden, dann wäre hier
„Merkel-Altmeier-Krise“ angebracht.
Thomas Claus meint
Das ist eine Rot-Grün Krise keine Merkel Altmeier Krise.
MAik Müller meint
Die Regierung wollte doch Kohle und Gaskraftwerk abschalten.
Erst danach wollte man sehen woher der Strom kommt :)
Für mehr Windkraftanlagen sind VORLAUFZEITEN von 20 Jahren notwendig!
Wurden bis zur Abschaltung der Kohlekraftwerke den schon genug Windkraftanlagen in Betrieb genommen?
volsor meint
Sie sprechen von der alten Regierung. Oder?
Seit wann braucht man für eine Windkraftanlage 20 Jahre?
Ohne Altmaier sollte das jetzt in weniger als 3 Jahren möglich sein.
MAik Müller meint
@volsor 20 Jahre für eine AUSREICHENDE Anzahl an Windkraftanlagen sind zu wenig 30 Jahre treffen es besser.
§ Jahre sind absoluter Unfug und das wissen Sie auch.
M. meint
Eine WKE braucht 6 Monate Planung und 3 Tage Bau.
Alles andere ist entweder Genehmigungsverfahren oder Verzögerungstaktik von Leerdenkern und ähnlichen Schlaubergern, denen beim Ortstermin eine geschützte Eidechse aus der Hose fällt – vor die eigene Kamera.
ZastaCrocket meint
Du bist wie immer nicht richtig informiert. Korrekt ist, dass die Hürden bei der Genehmigung von Wind und PV gerade abgeschafft wurden. Weiterhin ist und wird der Zubau von Gaskraftwerken als schnelle Regelreserve geplant. In Zukunft benötigen wir keine grundlastfähigen Kraftwerke mehr sondern verwenden PV und Wind. Was an Energie fehlt wird über Gaskraftwerke erzeugt. Das Gas hierfür wird durch Stromüberschüsse in den Sommermonaten und bei viel Wind erzeugt. Das was wir nicht selber erzeugen können kaufen wir extern zu. Somit sind wir in Zukunft zwar nicht unabhängig, aber immerhin weniger abhängig von Ländern oder Diktaturen die uns nichts Gutes wollen.
MAik Müller meint
@ZastaCrocket und die Windräder sind dann in 3 Jahren Alle betriebsbereit :) :) :)
Witzbold. Die Regierung hat für die nächsten 20 Jahre Gas eingekauft. Punkt.
ZastaCrocket meint
Ich habe keine Ahnung was in drei Jahren ist. Findet da irgendetwas statt? Die Energiewende ist ein Prozess, der mal schneller und mal langsamer läuft, je nachdem wer gerade am Ruder ist. Aktuell läuft er Gott sei Dank schneller. Am Ende steht dann das Ergebnis welches ich weiter oben skizziert habe. Die Regierung hat erst einmal Sicherheit eingekauft. Ob dieses für 20 Jahre gekaufte Gas jemals tatsächlich in Deutschland verbrannt wird zweifele ich jetzt einfach mal an. Punkt
Mäx meint
Wie so oft mal wieder gar nichts verstanden.
Jüren W. meint
Meiner Meinung nach bleibt da einiges unberücksichtigt, gerade was den Stromverbrauch von Wärmepumpen und Elektroautos angeht. Ich bin in der glücklichen Lage neu gebaut zu haben. Mit PV-Anlage, Energiespeicher und Wärmepumpe. Dazu eine Wallbox mit Elektroauto. Fazit. Vorher war mein Stromverbauch ca. 3000 kWh im Jahr vom Versorger. Dazu 2000 Liter Heizöl im Jahr und für ca. 15.000 km Benzin. Die Bilanz nach dem ersten Jahr im Haus sieht so aus, dass ich 13.500 kWh mit der Solaranlage produziert habe. Der Hausverbrauch war 7.500 kWh (inkl. Luft-Wasser-Wärmepumpe, also Heizung und warmes Wasser, sowie Strom fürs Auto) Dazu habe ich 6.000 kWh eingespeist. Aus dem Netz habe ich 1500 kWh bezogen.
Das bedeutet für den Versoger unter dem Strich, dass ich anstatt 3.000 kWh zu verbrauchen nun 4.500 kWh zur Verfügung gestellt habe. Wenn man das für künftige Bauvorhaben einmal hochrechnen würde käme man zu ganz anderen Ergebnissen wie oben beschrieben. Dass das nicht von heute auf morgen geht ist auch klar. Es muss aber in diese Richtung gehen. Dann sind die Kraftwerksbetreiber wieder am jammern, dass sie ihren Strom nicht los werden.
Zudem ist es eine absolute Frechheit, dass ich für die 1.500 kWh aus dem Netz den vollen Preis zahlen muss und für meine 6.000 kWh die ich eingespeist habe nur 0,07 € erhalte. Diesbezüglich halte ich die derzeitigen Einspeiseverträge für sittenwidrige Rechtsgeschäfte. In den Niederlanden wird das einfach verrechnet. Da könnte die EU einmal etwas sinnvolles einheitlich regeln, anstatt sich um die Krümmung der Salatgurken zu kümmern.
DerMond meint
Warum sollte es eine absolute Frechheit sein den bezogenen Strom anders zu bepreisen als der abgegebenen? Es ist vom Aufwand doch was sehr unterschiedliches ob man Strom liefert weil man gerade einen Überfluss hat oder ob man liefert weil der Abnehmer Bedarf hat.
eBiker meint
Das kann man hochrechnen wie man will – man kommt eben nicht zu anderen Ergebnissen. Wann hast du denn deinen PV Strom eingespeist? Und wann hast du den meisten Strom bezogen.
Kapiert? Es nützt nix wenn du im Sommer Mittags viel Strom einspeist, aber im Winter Nachts Strom beziehst.
Thomas Claus meint
Das begreifen aber einige nicht. Oder sie wollen es nicht begreifen. Sieht sich als Held aber eigentlich destabilisiert er das Stromnetzt. Es hat alles immer 2 Seiten.
Draggy meint
Blödes Geschwätz. Bekommst du den Strom billig wenn es Grad viel gibt?
Ne ob der Strom an der Börse 15 Cent oder 0 Cent kostet wir bezahlen immer 40 und bekommen auch fürs einspeisen immer das Gleiche. Das ist das Problem wir müssen den Strom direkt an der Strombörse kaufen und verkaufen. Damit wir auch selbst was davon haben das am realen Bedarf aus zu richten.
Peter meint
Interessante Zahlen. Ich rechne es mal etwas anders:
Wenn man einen Benzinverbrauch von (nur) 5Litern pro 100km annimmt, wären es bei 15.000km = 750Liter Benzin nicht verbraucht, bei ca. 8kWh pro Liter (= 6000kWh).
2000Liter nicht verbrauchtes Heizöl entsprechen ca. 20.000kWh (habs mal überschlägig wie Diesel behandelt mit ca. 10 kWh pro Liter).
Du kommst also von einem Gesamtverbrauch von 26.000kWh Sprit und Heizung + 3000kWh Strom = 29.000kWh gesamt. Durch den/die Technologiewechsel bist Du jetzt bei 7.500kWh Heizung + Auto und 1.500kWh Strom. Also in Summe nur noch 9.000kWh, bzw. 33% Deines ursprünglichen Verbrauchs.
DAS finde ich viel entscheidender. Durch den/die Technologiewechsel den Energiebedarf im Privatleben mal eben um zwei Drittel reduziert.
Torsten meint
so siehts aus.
M. meint
Frechheit ist es vielleicht auch zu glauben, jemand wolle deinen Strom für Umme speichern, und auch die ganze Infrastruktur dafür bezahlen.
Du kannst das aber mit entsprechend großen Batterien selbst machen.
Dann musst du keinen Strom mehr kaufen oder verkaufen!
Über die aktuelle Spanne von 7 -> und <- 50 muss man natürlich reden.
Wasco meint
Gestern habe ich gelesen es sind 2 neue Gaskraftwerke in Deutschland geplant, eins mit 17 GW und eins mit 21 GW Leistung.
Diese sollen später mit Wasserstoff betrieben werden.
E-Aficionado meint
D.h., für jedes der Kraftwerke braucht es roundabout 30 GW Wind/PV, um den Wasserstoff zu erzeugen?!
elbflorenz meint
Nein. Abgesehen davon, dass die 17 GW elektrische Leistung mit einem! Gaskraftwerk nicht stimmen, braucht man für 1 GWh Grundlaststromerzeugung mindestens H2 mit 2 GWh Energiegehalt. (bei knapp 50 Wirkungsgrad im Gaskraftwerk)
Die Erzeugung und Lagerung/Transport von dem H2 (für 2 GWh) erfordert seinerseits ungefähr 4 GWh erneuerbare Energie. Für 1 Betriebsstunde des Gaskraftwerkes bei 1 GW Leistung wohlgemerkt.
Es sind gewaltige Mengen an grünem Strom nötig – und das bei einem – übers Jahr gemittelten -Erzeugung/Wirkungsgrad von ca. 25% bei Windanlagen und ca. 15% bei PV. Jeweils als Grundlage die installierte Leistung – auch Peakleistung genannt.
ZastaCrocket meint
Das ist nicht so schlimm, da es sich dann nicht mehr um Grundlastkraftwerke handelt sondern nur noch um Regelkraftwerke, die tendenziell grundlastfähig sind und nur an den Tagen/Stunden anspringen, wenn es notwendig ist. Natürlich ist der Strom um ein vielfaches teurer wenn diese Gaskraftwerke laufen. Wenn die Energieerzeugung mal umgestellt ist, sollte sich der Strompreis aber auch nicht mehr nach dem aktuellen Merit-Order Prinzip berechnen, da die „Brennstoffkosten“ bei Wind, Sonne, Wasser und Wasserstoff/Methan bekannt sind. Dann ist der Strom bei Wind und Sonne günstig und bei Dunkelflaute teuer. Übers Jahr gesehen wird das passen.
Yoshi84 meint
Ein Gaskraftwerk mit 17GW Leistung? Guter Witz. So etwas gibts nicht. Ist dir das Komma verrutscht? LG
eBiker meint
Kommt drauf an – wenn er GW Strom meint ist wohl das Komma verrutscht, wenn es Wärmekraftwerke sind kann das schon hinkommen – nur dann ist es eben Energie und nicht Strom.
M. meint
Sinnvoll wäre Kraft/Wärmekopplung, aber selbst dann werden das niemals 17 GW. Eher 600 MW elektrisch und 800 MW thermisch – so in diesem Rahmen.
Ein großes AKW kommt aktuell vielleicht mal auf 1,2 GW. Etwas mit 17 GW gibt es nicht.
Markus Müller meint
Es sollen insgesamt eine ganze Reihe von H2-fähigen Gaskraftwerken gebaut werden, die zusammen eine Leistung von 17-21 GW haben.
Dass es technisch gesehen Gaskraftwerke gibt, mit denen man den Umstieg von fossilem Gas auf H2 gleitend bewerkstelligen kann, ist eine Riesenchance und es macht absolut Sinn. Langfristig wird H2 neben etwas Biogas der einzige lagerfähige CO2-freie Brennstoff sein. Gaskraftwerke haben vergleichsweise niedrige Investitionskosten und dafür vergleichsweise hohe Kosten für den Brennstoff. Sie sind also ideal, um Dunkelflauten und andere Mangellagen auszugleichen, während im Normalfall der Strom von PV und Wind direkt verwendet wird.
Alles gut und richtig geplant, einfach jetzt noch mit etwas zusätzlichen Komplikationen durch den Ausfall des bisherigen Lieferanten des Gases für die Übergangszeit. Dafür wird die Umstellung eher beschleunigt.
M. meint
„Langfristig wird H2 neben etwas Biogas der einzige lagerfähige CO2-freie Brennstoff sein.“
Dazu wäre es allerdings erforderlich, das Biogas aus der täglichen Verstromung zu nehmen und tatsächlich mal einzuspeichern. Das wird aktuell nicht gemacht, ich bin auch nicht sicher, dass es hierfür Infrastruktur gibt – also eine Gaspipeline vom Bauernhof zum (Erd)gas-Speicher.
Thomas Claus meint
eFuel könnte man noch dazu zählen.