Die Untersuchung basiert auf stündlichen Erzeugungs- und Verbrauchsdaten für Deutschland aus den Jahren 2022 bis 2025. In seiner Simulation hat Prof. Dr. Christian Jochum, der im Fachbereich Ingenieurwissenschaften der Hochschule RheinMain (HSRM) lehrt und forscht, unterschiedliche Kombinationen aus regenerativer Erzeugungsleistung und Speichergrößen durchgerechnet, um eine Versorgung mit 100 Prozent erneuerbarem Strom und hoher Versorgungssicherheit zu modellieren. Dabei zeigt sich, dass es viele funktionierende Varianten gibt – von geringerer Erzeugungsleistung mit großen Speichern bis zu hoher Erzeugungsleistung mit kleineren Speichern.
Als wirtschaftlich günstigste Kombination – im Titel der Studie „Sweet Spot“ genannt – ermittelt Prof. Dr. Jochum eine regenerative Erzeugungsleistung in Höhe des 3,9-Fachen des Jahres 2022/23 und eine Speicherkapazität von 2.700 GWh. Das entspricht rund 32 kWh Speicherkapazität pro Kopf in Deutschland. Diese Speichergröße könne den durchschnittlichen Verbrauch etwa zwei Tage lang decken. Für dieses Szenario berechnet die Studie durchschnittliche Stromkosten von 0,09 Euro pro kWh. Erneuerbarer Strom kann also trotz Zwischenspeicherung weiterhin sehr günstig erzeugt werden.
Mehrfachnutzung von Speichern möglich
Ein weiteres Ergebnis betrifft die Nutzung der Speicher: Rund 95 Prozent der Tage im Jahr werden die Speicher nur zu maximal 20 Prozent genutzt. Daraus leitet die Studie ab, dass Mehrfachnutzungen, etwa über netzdienliche Fahrzeugbatterien, möglich sein könnten. Gleichzeitig zeigt die Modellierung, dass schon kleine Verschiebungen im Verbrauch den Speicherbedarf deutlich senken können.
Auffällig ist zudem das Potenzial an Überschussenergie: Bei der ermittelten optimalen Kombination könnten jährlich rund 463 TWh mehr erzeugt werden, als unmittelbar benötigt werden. Die Studie sieht darin Potenzial für weitere Anwendungen, etwa für Stromexporte, oder die Herstellung von Wasserstoff und synthetischer Kraftstoffe.
Insgesamt kommt Prof. Dr. Jochum in seinem Arbeitspapier zu dem Schluss, dass ein vollständig erneuerbares Stromsystem technisch und wirtschaftlich näher liegen könnte, als vielfach angenommen wird. Voraussetzung dafür sei jedoch, Erzeugung, Speicherung und Verbrauch gemeinsam zu betrachten.
Zur Studie im Publikationen-Repositorium (PUR)
[Als Hilfsmittel wurde KI in die Texterstellung einbezogen.]