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31.12.2017

Weniger Netzausbau in Deutschland durch regelbaren Solarstrom aus Nordafrika

Studien zu einer klimaneutralen Energieversorgung.

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 Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), die nun im Fachjournal Renewable Energy veröffentlicht wurde. Sie 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 außerdem weniger Übertragungsspitzen und Engpässe, das deutsche Stromnetz kann insgesamt entlastet werden", erläutert der Autor der Studie, Denis Hess vom DLR-Institut für Technische Thermodynamik in Stuttgart.

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. Sie zeigen, dass sich der Netzzubau innerhalb Deutschlands deutlich verringert, je mehr erneuerbarer Strom aus Nordafrika angeliefert wird. Bis zu 40 Prozent des Netzausbaus konnten im Szenario "ausgewogener Energie-Mix", vermieden werden. Vor allem kann der Ausbau der Nord-Süd-Stromtrassen, welche Windstrom von Norden in den Süden bringen sollen, deutlich reduziert werden. Die wissenschaftliche Fachzeitschrift, in der die Studie veröffentlicht wurde, ist eines der international führenden Fachmagazine im Bereich erneuerbarer Energie mit interdisziplinärem Ansatz.

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 heute 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. Das weltweit größte solarthermische Kraftwerk Noor 1 wurde im vergangenen Jahr in Marokko für den heimischen 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 zirka zehn Prozent 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 Prozent reduziert werden", beschreibt Hess die Ergebnisse.

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

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Quelle   Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) | 2017

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