Statusbericht Flexibilitätsbedarf im Stromsektor

In der vorliegenden Studie werden zur Quantifizierung des aktuellen Flexibilitätsbedarfs verschiedene Analysen, basierend auf Zeitreihen der Last sowie der Einspeisung der volatilen Energiequellen Wind und Solar und der Reaktion der konventionellen Kraftwerke, durchgeführt. Als Grundlage wird zudem ein Überblick über die Flexibilität und Wirkungsgrade von Kraftwerken und Speichern gegeben. Außerdem wird der aktuelle Stand der Energiewende analysiert und die marktwirtschaftlichen Herausforderungen, basierend auf Analysen des Spotmarkts, diskutiert. Die erneuerbaren Energien erreichten im Jahr 2014 einen Anteil am Bruttostromverbrauch von 27,3 %. Dies ist insbesondere eine Folge des hohen Zubaus an Windenergieanlagen von 4,5 GW (Netto) im Jahr 2014. Trotz einer installierten Gesamtleistung von Wind und PV von 76,2 GW betrug die minimale Einspeisung in den untersuchten Jahren 2012 bis 2014 jeweils unter 200 MW bei einer maximalen gemeinsamen Einspeisung von bis zu 40 GW. Diese Differenz macht die hohe Volatilität deutlich. Die maximalen Gradienten der Residuallast liegen jedoch mit +11,4/-9,8 GW/h nur geringfügig über den Gradienten der Last und können trotz zurückgehender konventioneller Leistung problemlos gedeckt werden. Allerdings führt die Einspeisung von Wind und PV zu einer starken Reduktion der minimalen Residuallast (um 18 bis 20 GW). Dies resultiert in einer Zunahme der negativen Spotmarktpreise als Folge nicht reagierender Kraftwerke bei niedriger Residuallast. Dies ist bedingt durch wärmegeführte Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen sowie technische Limitierungen (Mindestlast und Anfahrzeit), die aus wirtschaftlichen Gründen (Opportunitätskosten) oder aus Gründen der Systemstabilität (Bereitstellung von Systemdienstleistungen) zu einer konventionellen Mindesterzeugung führen. Basierend auf Daten des Jahres 2012 zeigte sich, dass die Mindesterzeugung der konventionellen Kraftwerke über 20 GW lag, wobei Braunkohle- und Kernkraftwerke ihre Leistung nur auf die technische Mindestlast senkten. Vereinfachte Abschätzungen ergeben, dass zur Sicherstellung der Systemstabilität aktuell eine Mindesterzeugung der konventionellen Kraftwerke im Bereich von 4 bis 20 GW notwendig ist. Diese wird benötigt um ausreichend Blindleistung und Wirkleistungsreserve zur Reaktion auf die fluktuierende Einspeisung von Wind und PV bereitzustellen. Zudem wird deutlich, dass der Bedarf an flexiblen Kraftwerken zur Deckung der Spitzenlast nur geringfügig zurückging.Die Jahreshöchstlast konnte durch Wind und PV nur um 1 bis 6 GW auf 81 bis 84 GW abgesenkt werden. Allerdings erhöht der starke Rückgang der Spotmarktpreise (2014: ø 32,6 €/MWh) sowie der geringe Tagesspread (2014: ø 24,3 €/MWh) den wirtschaftlichen Druck auf konventionelle Kraftwerke und Speicher. Dies zeigt die aktuelle Herausforderung regelbarer Leistungsbereitstellung zur Sicherstellung der Systemstabilität mit steigenden Flexibilitätsanforderungen und gleichzeitig geringen Erlösaussichten.     «

In der vorliegenden Studie werden zur Quantifizierung des aktuellen Flexibilitätsbedarfs verschiedene Analysen, basierend auf Zeitreihen der Last sowie der Einspeisung der volatilen Energiequellen Wind und Solar und der Reaktion der konventionellen Kraftwerke, durchgeführt. Als Grundlage wird zudem ein Überblick über die Flexibilität und Wirkungsgrade von Kraftwerken und Speichern gegeben. Außerdem wird der aktuelle Stand der Energiewende analysiert und die marktwirtschaftlichen Herausforde...     »