„Wir brauchen leistungsstärkere Anlagen für die bestehenden Standorte“

_AXE1573Der Ausbau von Windenergieanlagen an Land ist ein zentraler Baustein, um die Energieerzeugung zu dekarbonisieren. Mehr Windenergie bedeutet aber nicht unbedingt mehr Windräder. Nachdem sich bereits viele Windräder drehen, geht es nun vermehrt darum, die bestehenden Anlagen zu ertüchtigen. Im Interview mit der Zeitschrift netzpraxis erläutert Hermann Albers, Präsident Bundesverband Windenergie (BWE), weshalb es nun um Leistungssteigerungen, Netzanforderungen und Betriebskonzepte geht. 

Die erneuerbaren Energien haben 2018 über 40 Prozent der Stromerzeugung in Deutschland übernommen. Dazu hat die Windenergie an Land mit 111 Terrawattstunden (TWh) etwa hälftig beigetragen. Nach den Zielen der Bundesregierung soll bis 2050 der Strom zu 95 Prozent aus erneuerbaren Quellen erzeugt werden. Dazu müssen im Jahr 2050 insgesamt 200 GW installierte Windenergieleistung on-shore zur Verfügung stehen, so Albers. Das bedeute einen jährlichen Zubau von 4.700 MW. Im letzten Jahr und auch in den ersten sechs Monaten 2019 wurde dieser Wert allerdings nicht erreicht.

Für den weiteren Ausbau seien aber nicht unbedingt mehr Standorte erforderlich.  Ende Juni 2019 gab es in Deutschland 29.248 Windanlagen an Land. 2050 werde knapp über 30.000 Windanlagen und 2 Prozent der Landesfläche in jedem Bundesland benötigt, schätzt Albers. Zwar müssten weiterhin neue Gebiete für die Windenergie ausgewiesen werden. Mit dem Auslaufen der Förderung für viele Altanlagen gehe es aber ab 2021 primär um eine Modernisierung und eine Steigerung der Leistung an bestehenden Standorten.

Die neu installierten Anlagen seien mit der ersten Generation, die heute produziere, nicht mehr vergleichbar, betont Albers. Die Narbenhöhe sei in den letzten 20 Jahren durchschnittlich von 71 auf 132 m gestiegen und der Durchmesser der Rotorblätter durchschnittlich von 58 m auf 118 m. Heute würden neue Anlagen mit einer Leistung von 3 MW und mehr gebaut. Das sei etwa dreimal soviel wie im Jahr 2000. Weitere Technologiesprünge seine absehbar: Die Hersteller kündigen Leistungssteigerungen auf 5 bis 6 MW bis zum Jahr 2050 an. Generell sei davon ausgehen, dass es im Zuge des Repowerings zu einer Halbierung der Anlagenzahl bei einer Verdopplung der erzeugten Strommenge komme. Auch Anwohner befürworteten das Repowering häufig, da eine Reduktion der Anlagen mit einer Flurbereinigung einhergehe. Weiterlesen

Windanlagen im Genehmigungstau

IMG_0212Gibt es zuviel oder zuwenig Windanlagen in Deutschland? Gemessen an den Zielen der Energiewende muss es noch deutlich mehr Windstrom werden. Viele Jahre kam der Ausbau gut voran, jetzt stockt die Entwicklung: An den Ausschreibungen nehmen weniger Gebote teil und Genehmigungen für Projekte stehen aus. Zu den Fakten und Hintergründen ist in der Zeitschrift Netzpraxis 9 / 2019 dazu der folgende Überblicksartikel erschienen.

Im ersten Halbjahr 2019 wurden nur 86 Windenergieanlagen mit einer Kapazität von insgesamt 287 MW gebaut. Das waren 82 Prozent weniger als im bereits schwachen Vorjahreszeitraum, ermittelte die Deutsche Windguard im Auftrag der Verbände Bundesverband WindEnergie (BWE) und VDMA Power Systems (VDMA). Grund für den historischen Tiefstand seien fehlende Genehmigungen und Verzögerungen durch laufende Klageverfahren.

Unter Berücksichtigung des Rückbaus alter Anlagen ergibt sich netto ein Plus von 35 Anlagen mit einer Kapazität von 231 MW. Gebaut wurde vor allem in Rheinland-Pfalz, Niedersachsen, Sachsen-Anhalt, Nordrhein-Westfalen und Mecklenburg-Vorpommern. Keine neuen Anlagen gab es hingegen in Bayern, Hessen, dem Saarland und den Stadtstaaten.

Die Zahlen für die ersten sechs Monate 2019 bleiben hinter den vorgesehenen Ausbaumengen des EEG zurück und die Prognose für das gesamte Jahr 2019 wurde nach unten auf 1.500 MW korrigiert. Das Wachstum ist auf dem niedrigsten Stand seit Einführung des Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) im Jahr 2000, warnen die Verbände. Um die Klimaschutzziele bis 2030 zu erreichen, müssten nach Einschätzung des BWE jährlich 4.700 MW hinzu kommen.

Hermann Albers, Präsident des BWE, sieht eine wachsende Diskrepanz zwischen Anspruch und Wirklichkeit: „Die Bundesregierung spricht einerseits von der Erreichung ambitionierter Ausbau- und Klimaschutzziele für die Jahre 2030 und 2050. Genehmigungsstau und Klageflut führen aber zur Unterzeichnung der aktuellen Ausschreibungen.“ Derzeit steckten 11.000 MW Windprojekte im Genehmigungsverfahren fest.

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Viele Wege, ein Ziel: Weniger CO2-Emissionen

20181210_Fact Sheet EU2050 vision

Wie lässt sich der Klimaschutz voranbringen? Kaum ein Thema wird derzeit gesellschaftlich so breit diskutiert. Dabei ist die Notwendigkeit, CO2-Emissionen maßgeblich zu reduzieren, allgemein anerkannt. Die zuständigen Institutionen auf europäischer und deutscher Ebene haben unterschiedliche Vorstellungen zu den Wegen und Zielen. Dem Umweltbundesamt (UBA) gehen die Vorschläge der EU-Kommission nicht weit genug. 

Die EU-Kommission hat mit ihrer Mitteilung vom 28.11.2018 ein Strategiepapier mit acht Szenerien bis 2050 vorgelegt. Das Umweltbundesamt hatte bereits 2018 dazu Stellung bezogen und nun den Kommissionsvorschlag analysiert. Auf nationaler Ebene sollen bis zum Jahresende die Strategien für Umsetzung des Abkommens von Paris erarbeitet sein.

Nach dem Sonderbericht des IPCC steigen die Risiken für Mensch und Natur bei einer globalen Erwärmung von 1,5° auf 2° Celsius drastisch an. Bisher ist die globale Durchschnittstemperatur bereits um etwa 1° Celsius gestiegen. Daher ist es für das UBA prioritär, die Anstrengungen noch vor 2030 deutlich zu erhöhen, um bis dahin eine Trendwende einzuleiten. Dabei sollte die Begrenzung der globalen Erwärmung auf 1,5° Celsius mit sozial, wirtschafts- und umweltverträglichen Maßnahmen in Einklang mit den Nachhaltigkeitszielen erfolgen.

Die Europäische Kommission hat in ihrer Kommunikation vom November 2018 acht Szenarien beschrieben, wie bis 2050 die CO2–Emissionen verringert werden können. Zwei Szenarien gehen von Null-Emissionen aus, die übrigen sechs Szenarien sehen eine Minderung von 80 bis 90 Prozent vor. Konkret betrachtet werden dabei der Weg einer Elektrifizierung, einer Wasserstoffwirtschaft, die Nutzung von Power-to-X, eine Steigerung der Energieeffizienz und eine Kreislaufwirtschaft. Das sechste Szenario sieht die Kombination dieser Maßnahmen vor und die Varianten sieben und acht betrachten zusätzlich den Einsatz von CCS und eine grundlegende Änderung des Lebensstils.

Nicht alle, der in den Szenarien untersuchten Maßnahmen entsprechen dabei den Grundsätzen des UBA für Umweltverträglichkeit und Nachhaltigkeit. So geht die Europäische Kommission zwar in allen Szenarien von einem Anteil von 81 bis 85% erneuerbare Energien an der Stromerzeugung aus, sieht aber auch einen Anteil von 12 bis 15 Prozent Kernenergie und etwa 20 GW Kapazität an Kohlekraftwerken. „Zentral für einen wirksamen Klimaschutz ist der Ausstieg aus der Kohleverstromung, wie ihn die sogenannte Kohlekommission vorgeschlagen hat . Auch Kernenergie ist kein Weg, um umweltbewusst das CO2-Ziel zu erreichen, “ erläutert Michael Angrick, Vizepräsident des UBA. Ebenfalls problematisch sei ein weiterer Ausbau von Biomasse aufgrund fehlender Flächen.

Auch über das Minderungsziel bis 2050 gehen die Meinungen auseinander. In einigen Szenarien der Europäischen Kommission wird eine Reduktion von 80 bis 90 Prozent angestrebt. Nach Einschätzung des UBA wir dies nicht ausreichen, um den Klimawandel aufzuhalten. „Wir brauchen ein Net-Zero-Ziel für 2050, um eine Klimaerwärmung auf 1,5 Grad Celsius zu beschränken“, ist Angrick überzeugt. „Net-Zero bedeutet, dass zunächst alle vermeidbaren Emissionen reduziert werden. Für unvermeidbare Emissionen müssen Ausgleichsmaßnahmen geschaffen werden.

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Fraunhofer-Energiewende-Barometer 2019: Energiewende ist zu langsam

2019 Fraunhofer Symosium Energiewende_6243Der Umbau des Energiesystems steht unter Beobachtung von drei Fraunhofer-Instituten. Den jährlichen Entwicklungsstand fassen die Wissenschaftler im Energiewende-Barometer zusammen. Für 2019 haben drei Professoren der Fraunhofer-Institute in Kassel, Karlsruhe und Freiburg Veröffentlichung der Ergebnisse mit einer Warnung verknüpft. Um die Klimaziele von Paris zu erreichen muss die Energiewende massiv vorangetrieben werden. Neben vermehrten Ausbau von Solar- und Windparks geht es vor allem darum, die Sektorenkopplung zu entwickeln.

„In die nächste Phase der Energiewende müssen die Sektoren Verkehr, Wärme und Industrie unbedingt einbezogen werden. Dazu brauchen wir den politischen Willen und gesellschaftliche Akzeptanz, um die in Paris gesetzten Klimaziele zu erreichen,“ so das gemeinsame Fazit von Clemens Hoffmann, Leiter Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (IEE), Hans-Martin Henning, Leiter Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) und Mario Ragwitz, stellvertretender Leiter Fraunhofer-Institut für System und Innovationsforschung (ISI). Neben einem Ausbau einer CO2-freien Energieerzeugung bedeute dies eine Sanierung von Gebäuden, die Elektrifizierung der Wärmeerzeugung und der Mobilität sowie die Entwicklung CO2- emissionsfreier Industrieprozesse.

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Gebäude-Energiemanagement als zentraler Akteur im Smart Grid

Siemens-Kempten-31Wie wird das Smart Grid eigentlich smart? Für den Ausgleich von flexiblen Stromangebot und flexibler Stromnachfrage gibt es unterschiedliche Ideen: Zunächst war es die Waschmaschine, die sich nach der Stromproduktion aus Sonne und Wind richten sollte. Inzwischen wird das Flexibilitätspotenzial der Stromnachfrage bei der Steuerung bei Elektroautos, Wärmepumpen und Stromspeichern gesehen. Ausprobiert haben das die Unternehmen Siemens und Allgäuer Überlandwerk. Im Modellprojekt pebbles arbeiten sie gemeinsam daran, ein Smart Grid in der Realität aufzubauen und einen Lokalen Marktplatz zu erproben. Über die Erfahrungen aus Wilpoldsried berichten Michael Lucke, Allgäuer Überlandwerk und Stefan Nießen, Siemens im Gespräch mit der Zeitschrift EW – Magazin für die Energiewirtschaft. 

Der Name pebbels steht für „Peer-to-Peer Energiehandel auf der Basis von Blockchain“. Ziel ist die Implementierung eines lokalen Marktplatzes, bei dem Erzeuger, Verbraucher und  Prosumer ihren Strom verkaufen und die Flexibilität ihrer Geräte vermarkten können. Das sei in Deutschland bisher noch nicht in der Praxis getestet worden, auch wenn die Idee dazu schon fast „Common sense“ sei, betont Nießen.

Die Stromanbieter sind Betreiber von kleineren Photovoltaikanlagen, die Konsumenten sind normale Verbraucher und auch intelligente Verbraucher mit Gebäudemanagementsystem, das den Strombedarf ihrer Wärmepumpe, des elektrischen Autos und die Stromspeicherung automatisch regelt. Auf dem Markt handeln diese Teilnehmer primär untereinander, können aber am Handel auf übergeordneten Märkten teilnehmen. Wichtigstes Ziel war zu zeigen, dass dies technisch einwandfrei funktioniert.

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Studie: Gasspeicher vermeiden Netzausbau

Sebastian BleschkeDeutschland liegt bei den Gasspeicherkapazitäten europaweit vorn. Die Investitionen stammen aber aus einer Zeit, in der Netze und Speicher integriert betrieben wurden. Durch das gesetzlich vorgeschriebene Unbundling haben sich die Geschäftsmodelle verändert. Für Gasnetzbetreiber fehlen Anreize, die Speicher zu nutzen, so dass einige bereits stillgelegt wurden. Die Initiative Erdgasspeicher (INES) hat in Modellrechnungen ermittelt, was diese Entwicklung langfristig bedeutet. Für einen Beitrag der Zeitschrift EW – Magazin für die Energiewirtschaft hat Sebastian Bleschke, Geschäftsführer der INES die Ergebnisse erläutert. 

Da der Gasverbrauch im Jahresverlauf schwankt, die Gaslieferungen aber kontinuierlich strömen, haben Speicher eine wichtige Ausgleichsfunktion. Sie liegen nahe an den Verbrauchszentren und speichern in verbrauchsschwachen Monaten ein, um die Transportnetze in Zeiten des Spitzenverbrauchs im Winter zu entlasten. Im Zuge des Ausbaus der erneuerbaren Energien und der Nutzung von Gaskraftwerken als Backup wird sich der Flexibilitätsbedarf im Gasnetz weiter erhöhen.

Im gegenwärtigen Marktdesign wird die Flexibilität, die Speicher zum Gesamtsystem beitragen, nicht gesondert vergütet. Auch für Netzbetreiber gibt es keinen Anreiz, Speicher aus systemischer Sicht zu nutzen und dadurch Netzausbau zu vermeiden. Um den Beitrag der Erdgasspeicher für das Versorgungssystem beziffern zu können, hat INES das Beratungsunternehmens enervis energy advisors GmbH beauftragt.

Die Studie verdeutlicht den großen Unterschied zwischen einem Versorgungssystem mit und ohne Gasspeicher in Deutschland. Aus dem direkten Vergleich der beiden Szenarien lässt sich ableiten, dass der Verzicht auf Gasspeicher in Deutschland Mehrkosten von 2,2 Mrd. Euro pro Jahr für das Gesamtsystem bedeutet.

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