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Studien zu einer klimaneutralen Energieversorgung

 

Weniger Netzausbau in Deutschland durch regelbaren Solarstrom aus Nordafrika ̶  der Ausbaubedarf bestehender und geplanter Stromtrassen sinkt mit unterschiedlichem Anteil regelbarem Strom aus Nordafrika.

 Regelbarer Strom aus Nordafrika kann das Stromnetz in Deutschland entlasten

 Thermische Solarkraftwerke eignen sich ideal für den Stromexport nach Europa

 Schwerpunkt(e): Erneuerbare Energie, Solarenergie, Energiewende

Eine Einbindung von regelbaren thermischen Solarkraftwerken aus Nordafrika in den deutschen Kraftwerkspark bis zum Jahr 2050 würde es ermöglichen, das Stromnetz hierzulande deutlich zu entlasten. Zu diesem Ergebnis kommt eine Studie der Energieforscher des DLR-Instituts für Technische Thermodynamik. Die Studie zeigt, dass durch die Stromimporte ein Ausbau des Stromnetzes in Deutschland und die damit verbundenen Probleme und Kosten reduziert werden könnten. Mit dem hohen Anteil an regelbarer Energie gibt es der Studie zufolge außerdem weniger Übertragungsspitzen und Engpässe, das deutsche Stromnetz kann insgesamt entlastet werden.

Die Forscher untersuchten anhand von unterschiedlichen Szenarien, wie Deutschland im Jahr 2050 auf dem Strom-, Wärme und Verkehrssektor mit erneuerbaren Energien versorgt werden kann. Vorgesehen ist in diesen Szenarien auch die Einspeisung von Strom aus Solarkraftwerken in Nordafrika über Punkt-zu-Punkt-Hochspannungsgleichstromleitungen (HGÜ-Leitungen). Die Szenarien zeigen, dass sich der Netzzubau innerhalb Deutschlands deutlich verringert, je mehr erneuerbarer Strom aus Nordafrika angeliefert wird. Bis zu 40 % des Netzausbaus konnten im Szenario »ausgewogener Energie-Mix«, vermieden werden. Vor allem kann in Deutschland der Ausbau der Nord-Süd-Stromtrassen, welche Windstrom von Norden in den Süden bringen sollen, deutlich reduziert werden.

Solarkraftwerke mit Potenzial

Solarthermische Kraftwerke bündeln die Sonnenenergie mit Spiegeln und wandeln sie in Wärme, die dann über einen Kraftwerksprozess in Strom umgewandelt wird. Energie kann bereits heutzutage als Wärmeenergie effizient und kostengünstig gespeichert werden, , so dass die Kraftwerke auch abends und in der Nacht Strom produzieren können. Solche Kraftwerke haben großes Potenzial in sonnenreichen Regionen wie Nordafrika und dem Nahen Osten.

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Gobitech

Die Karte des Projekts Gobitech, das die Mongolei unter Beteiligung der Anrainerstaaten China und Korea betreibt, verdeutlicht die besondere Bedeutung der solarthermischen Stromerzeugung im Gesamtmix der globalen Energie-Ressourcen.

Bildquellen: Desertec Foundation (links) und Wikipedia zum Projekt Gobitech

Das weltweit größte solarthermische Kraftwerk Noor 1 wurde Ende 2016 in Marokko für den landeseigenen Bedarf fertiggestellt. Laut DLR-Studie eignen sich die Solarkraftwerke aber auch ideal für den Stromexport nach Europa, um dort als regelbare erneuerbare Technologie den fluktuierenden Strom aus Windenergie- und Photovoltaikanlagen zu ergänzen. Der Strom kann durch Hochspannungsgleichstromleitungen mit einem verhältnismäßig geringen Verlust von ca. 10 % von Nordafrika nach Mitteleuropa übertragen werden.

 

Optimaler Mix aus heimischen Quellen und regelbarem Stromimport

 

Die Analyse basiert auf Berechnung mit dem Energiesystemmodell REMix. Das Energiesystemanalyse-Werkzeug hat eine hohe zeitliche Auflösung und bildet die Energieflüsse im Strom-, Wärme- und Verkehrssektor im Jahresverlauf stundengenau ab. Zudem verfügt das Modell in der Studie mit etwa 500 Netzknoten auch über eine hohe räumliche Auflösung. Die berechneten Szenarien zeigen: Wird kein Strom aus Solarkraftwerken aus Nordafrika mittels einer Punkt-zu-Punkt-Hochspannungsgleichstromleitung in deutsche Netzknoten eingespeist, muss das Netz in Deutschland große Leistungskapazitäten vorhalten. Das Szenario »ausgewogener Energiemix« zeigt die optimale Mischung von regelbarem Stromimport und der Nutzung heimischer, zum großen Teil fluktuierender Quellen. Im Gegensatz zu einem Szenario ohne Stromimport kann der Netzausbau dabei um 40 % reduziert werden.

Weiteren Forschungsbedarf sehen die DLR-Energieforscher in Machbarkeitsstudien für den Aufbau der notwendigen Infrastruktur sowie in der Entwicklung von Geschäftsmodellen für das Einspeisen des Stroms aus Nordafrika.

Kontakte

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) , Institut für Technische Thermodynamik   www.dlr.de

 

Versorgungssicherheit versus »Green Grabbing«

Bis zum Jahre 2050 könnten etwa 10 – 25 % des europäischen Strombedarfs aus den Wüsten gedeckt werden. Im TRANS-CSP-Szenario beträgt der heimische erneuerbare Energieanteil am europäischen Stromverbrauch bis dahin etwa 65 % und der MENA-Importanteil rund 17 %. Jedes gut ausgebaute Stromnetz verfügt über ausreichende Kapazitäten an Regelleistung (TRANS-CSP etwa 25 %), um fluktuierende Energiequellen und unerwartete Ausfälle von Leitungen oder Kraftwerken kompensieren zu können. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass die Desertec-Zielsetzung in erster Linie die Versorgung der inländischen Infrastrukturen jener Länder und Regionen bezweckt, in denen die Erzeugeranlagen stehen und betrieben werden. Der Energieexport findet dann statt, wenn die Erzeuger-Anlagen aufgrund der Leistungsfähigkeit mehr Energie erzeugen als im eigenen Versorgungsbereich benötigt wird.