Quelle: www.econstor.eu
Im Zusammenhang mit 100-prozentig erneuerbaren Elektrizitätssystemen haben längere Zeiträume mit anhaltend knappem Angebot aus Wind- und Solarressourcen zunehmende wissenschaftliche und politische Aufmerksamkeit erhalten. In diesem Artikel wird untersucht, wie solche Knappheitsperioden mit den Anforderungen an die Energiespeicherung zusammenhängen. Zu diesem Zweck stellen wir die Ergebnisse einer Zeitreihenanalyse denen eines Systemkostenoptimierungsmodells gegenüber, das auf einer deutschen Fallstudie zu 100 % erneuerbaren Energien basiert und stündliche Zeitreihendaten aus 35 Jahren verwendet.
Während unsere Zeitreihenanalyse frühere Erkenntnisse bestätigt, dass Perioden mit anhaltender Angebotsknappheit nicht länger als zwei Wochen dauern, stellen wir fest, dass das maximale Energiedefizit über einen viel längeren Zeitraum von neun Wochen auftritt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass mehrere Knappheitsperioden eng aufeinander folgen können. Berücksichtigt man Speicherverluste und Ladebeschränkungen, erstreckt sich der Zeitraum, der den Speicherbedarf bestimmt, sogar auf 12 Wochen.
Für diesen längeren Zeitraum ist die kostenoptimale Speicherkapazität etwa dreimal so groß wie das Energiedefizit in den knappsten zwei Wochen. Nimmt man für das Beispiel der Bioenergie weitere Flexibilitätsquellen hinzu, verlängert sich der Zeitraum, der den Speicherbedarf definiert, auf mehr als ein Jahr. Bei der Optimierung der Systemkosten auf der Grundlage einzelner Jahre anstelle einer mehrjährigen Zeitreihe stellen wir fest, dass der Speicherbedarf zwischen den Jahren erheblich schwankt, wobei im extremsten Jahr mehr als doppelt so viel Speicher benötigt wird wie im Durchschnittsjahr.
Wir kommen zu dem Schluss, dass die Konzentration auf kurzzeitige Extremereignisse oder einzelne Jahre zu einer Unterschätzung des Speicherbedarfs und der Kosten eines Systems mit 100 % erneuerbaren Energien führen kann.
