Flexibilität im System

Weltweit bauen Länder ihre Energiesysteme in Richtung erneuerbare Energie um. Strom-, Gas- und Wärmespeicher spielen bei dieser Transformation eine große Rolle, insbesondere aufgrund von drei parallel stattfindenden Entwicklungen:

• Anwendungen werden zunehmend elektrifiziert, der Strombedarf steigt („Sektorintegration“).
• Die Grenzen zwischen den Sektoren Wärme, Strom und Gas verschwimmen („Sektorkopplung“).
• Flexibilität im Stromsystem wird zunehmend wichtiger (Angebot und Nachfrage in Balance halten).

Strom aus erneuerbaren Quellen spielt dabei eine große Rolle. Österreich startet den Umbau der Energiewelt aufgrund der großen Mengen an in der Vergangenheit erschlossenen Wasserkraftpotenzialen bereits mit einem hohen Erneuerbaren-Anteil im Strombereich. Dieser liegt aktuell bei rund 75 Prozent.

Ziel 2030: Bruttostromverbrauch zu 100 Prozent aus erneuerbaren Quellen decken

Die Bundesregierung hat sich das Ziel gesetzt, den Bruttostromverbrauch im Jahr 2030 vollständig auf Basis inländischer erneuerbarer Quellen zu decken.

Dafür ist laut Regierungsprogramm ein Ausbau von zumindest 27 TWh notwendig, der sich hauptsächlich aus Photovoltaik (11 TWh) und Windkraft (10 TWh) zusammensetzt. Darüber hinaus sollen zusätzlich 5 TWh aus Wasserkraft und 1 TWh aus Biomasseanlagen stammen.

Die Fokussierung auf jene Bereiche, in denen noch der Großteil des Potenzials vorhanden ist (Photovoltaik und Windkraft), führt dazu, dass sich der Strommix verändert. Der Anteil der Wasserkraft bleibt dominant, jener von Windkraft und Photovoltaik steigt gesamt von 11 Prozent auf rund ein Drittel. Das bedeutet aber auch: Dieser Strom steht nur zur Verfügung, wenn der Wind bläst oder die Sonne scheint.

Das Stromsystem der Zukunft wird sich daher am sich verändernden Strommix anpassen. Die Fähigkeit zur Flexibilität wird dabei ein wesentlicher Faktor zur Gewährleistung von Versorgungssicherheit und -qualität bei gleichzeitiger Reduktion von Treibhausgasemissionen werden. Flexibilität hat dabei unterschiedliche Dimensionen:

• Flexibilität im Verbrauch (flexibel schaltbare Lasten, Demand-Response, Power-to-X, Speicher)
• Flexibilität bei der Erzeugung (Gas-Peaker und -KWK, Wasserkraft, X-to-Power, Speicher)

Speichertechnologien wie zum Beispiel Pumpspeicher oder Batterien können beide Dimensionen liefern: elektrische Energie aufnehmen und diese wieder abgeben. Sie werden hauptsächlich für den kurzfristigen Ausgleich Verwendung finden.

Über den Umweg von Umwandlungsschritten ist dies (vor allem über längere Zeiträume) auch bei Power-to-X-(to-Power-)Technologien möglich. Ein Beispiel hierfür ist die Herstellung von Wasserstoff über Elektrolyse, die anschließende Speicherung des Wasserstoffs oder des daraus gewonnenen Methans und schlussendlich die Rückverstromung mittels Brennstoffzelle oder Gaskraftwerk.

Drei weitere Elemente ermöglichen den effektiven Einsatz dieser Flexibilitätsoptionen und vergrößern den Spielraum beim Betrieb eines Stromsystems:

• Gut ausgebaute, robuste Netze, um elektrische Energie geografisch verlagern zu können
• Digitalisierung von Verbrauchern, Erzeugern, Speichern und Netzen
• Integrierte Strommärkte und die Nutzung von Importen und Exporten

Pumpspeicherkraftwerke, Power-to-X-Anwendungen, Gas- und Wärmespeicher sowie stationäre und mobile Batteriespeicher werden im Energiesystem der Zukunft zusammenspielen, um Versorgungssicherheit und Flexibilität gewährleisten zu können.

Wir liefern Antworten zur Flexibilisierung des Energiesystems

Unserer Expertinnen und Experten verfügen einerseits über hohes technisches Detailwissen und andererseits über einen systemischen Gesamtüberblick des Energiewesens. Diese Kombination ist wesentlich, um das komplexe Zusammenspiel vieler Faktoren in einem künftig flexiblen System zu analysieren und zu planen sowie entsprechende Vorschläge zu machen.