Fluktuation Erneuerbarer Energien: Die Herausforderungen und Lösungen der Zukunft

Die Energieversorgung Deutschlands erlebt einen grundlegenden Wandel. Windkraftanlagen und Solarzellen zieren immer mehr unsere Landschaft und symbolisieren die zunehmende Integration von erneuerbaren Energien ins deutsche Stromnetz. Im Zuge der Energiewende soll bis 2050 mindestens 80 Prozent der Stromversorgung durch erneuerbare Quellen bereitgestellt werden. Ein ehrgeiziges Ziel, das nicht nur Chancen, sondern auch Herausforderungen birgt.

Eine der größten Herausforderungen der erneuerbaren Energien liegt in ihrer Fluktuation. Windkraft und Solarenergie sind von den Wetterbedingungen abhängig, was zu stark variierenden Energieerzeugungsraten führt. Zeiten hoher Energieerzeugung wechseln mit Phasen geringer Erzeugung, etwa während einer windarmen Nacht - den sogenannten "Dunkelflauten". Diese Fluktuationen führen zu Schwankungen in der Stromversorgung, die gemanagt werden müssen, um die Versorgungssicherheit zu gewährleisten.

Bereits jetzt, wo der Anteil erneuerbarer Energien an der Bruttostromerzeugung etwa 30 Prozent beträgt, sehen wir Stunden, in denen Wind und Photovoltaik über 60 Prozent des Stroms liefern. Es wird erwartet, dass bis 2024 knapp 140 GW erneuerbare Energien in Deutschland installiert sein werden - ein Zeichen für das enorme Potenzial, aber auch für die Notwendigkeit, eine effektive Lösung für die Bewältigung der Fluktuationen zu finden.

Hier kommen Systemintegration und intelligente Stromnetze ins Spiel. Um einen sicheren Netzbetrieb bei hohen Anteilen erneuerbarer Energien zu gewährleisten, wird einerseits auf die Flexibilisierung von Stromerzeugung und -nachfrage gesetzt, andererseits auf ein intelligentes Zusammenspiel von Stromerzeugung, Verbrauch und modernen Netzen. Die Notwendigkeit einer effizienten Nutzung der vorhandenen Netzstruktur ist unbestreitbar.

Eine zentrale Rolle spielen dabei die Endverbraucher. Durch Lastmanagement kann der Strom gezielt dann verbraucht werden, wenn viel davon zur Verfügung steht. Variable Tarife können diese Lastverschiebung für den Endverbraucher finanziell attraktiv machen und damit zur Stabilität des Netzwerks beitragen.

Außerdem gewinnen die meist dezentralen erneuerbaren Energienanlagen zunehmend an Systemverantwortung. Sie sollen zukünftig Leistungen erbringen, die bisher vor allem zentrale fossile Kraftwerke erbracht haben, um die Stabilität der Stromversorgung zu sichern.

Schließlich spielt auch das BMWi-Förderprogramm "Schaufenster intelligente Energie - Digitale Agenda für die Energiewende" (SINTEG) eine wichtige Rolle. In großflächigen Modellregionen sollen massentaugliche Musterlösungen für eine umweltfreundliche, sichere und effiziente Energieversorgung bei hohen Anteilen schwankender Stromerzeugung aus Wind- und Sonnenenergie