Frankreich auf dem Weg zu einem flexibleren Stromsystem
Energieexpert:innen, die daran arbeiten, den wachsenden Anteil an erneuerbaren Energiequellen besser in den französischen Energiemix zu integrieren, sind mit der Vielzahl an Erneuerbaren überfordert.
Energieexpert:innen, die daran arbeiten, den wachsenden Anteil an erneuerbaren Energiequellen besser in den französischen Energiemix zu integrieren, sind mit der Vielzahl an Erneuerbaren überfordert. EURACTIV Frankreich berichtet.
Trotz der Herausforderungen könnte die Zusammenführung mehrerer dezentralisierter Energiequellen, die Nutzung sogenannter „intelligenter Netze“ (Smart Grids) und guter Wille zu einer besseren Integration beitragen.
Mit einem Anteil von 69 Prozent macht die Kernenergie derzeit den größten Teil des französischen Strommixes aus.
Atomkraft gilt zwar als „steuerbare“ Energiequelle, dürfte aber in den kommenden Jahren an Bedeutung verlieren, denn der französische Präsident Emmanuel Macron will „nur“ noch 40 Prozent Atomstrom in 2050.
Dann wird selbst in Frankreich die Atomkraft von der Sonnen- und Windenergie ersetzt werden, die beide von Natur aus intermittierend und deshalb unbeständig Energie liefern können.
Gleichzeitig hat sich die EU für 2030 das Ziel gesetzt, den Anteil an erneuerbaren Energien in der gesamten Union auf 40 Prozent zu erhöhen. Dies entspricht den neuen Zielen, die die Europäische Kommission vorgeschlagen hat, um die Klimaziele des Pariser Abkommens zu erreichen.
In Dänemark machen Solar- und Windenergie bereits mehr als 50 Prozent des Strommixes aus, während der Anteil in Deutschland bei über 40 Prozent liegt.
Die Integration der unterschiedlichen und intermittierenden erneuerbaren Energien in den Energiemix wird jedoch allmählich komplexer werden.
Wasserkraft ist derzeit die wichtigste Quelle für erneuerbare Energien in Frankreich mit einem Anteil von 13 Prozent, gefolgt von der Windenergie mit einem Anteil von 7,9 Prozent.
„In Zukunft werden sich die Windenergie und die Photovoltaik schneller entwickeln“, sagte Marie-Ann Evans Calmels, technische Leiterin des Projekts EU-SysFlex bei EDF.
Die Probleme bei der Integration in das Stromnetz sind jedoch nicht bei jeder Energieart die gleichen.
Wasserkraft ist zwar saisonabhängig, kann aber gesteuert werden, während Sonnen- und Windenergie in hohem Maße von den Wetterbedingungen abhängig sind und durch ihre Schwankungen beeinträchtigt werden.
„Schwankungen in der Wasserkraftproduktion sind viel geringer als bei der Wind- und Photovoltaikproduktion; letztere ist sehr variabel“, bestätigt Yves Barlier, der Direktor für Smart Grids bei Enedis.
Die allgemeine Herausforderung besteht darin, die Stromproduktion und -nachfrage in Echtzeit auszugleichen. Aber es gibt noch andere Aspekte zu berücksichtigen, wie zum Beispiel die Spannungssteuerung.
Dies ist das Ziel des Horizon 2020-Forschungsprojekts namens EU-SysFlex.
Von November 2017 bis Februar 2022 wurden in sieben Teststationen – darunter eine in Frankreich – verschiedene Lösungen für die Integration erneuerbarer Energiequellen in das Stromnetz getestet; genauer gesagt, die Integration von mindestens 50 Prozent erneuerbarer Energiequellen.
Atomkraft, eine flexible Energiequelle
Die erste Lösung besteht in der Zusammenführung mehrerer dezentralisierter Energiequellen. So lassen sich Angebot und Nachfrage ausgleichen, indem man auf Windparks, Solarparks, Energiespeichersysteme, Elektrofahrzeuge und Wärmepumpen zurückgreift.
Und je größer das Netz ist, desto einfacher ist es. Beispielweise mag ein Windstoß in der nordwestfranzösischen Stadt Brest keine Auswirkungen auf nationaler Ebene haben, würde aber das Management des Stromnetzes auf städtischer Ebene erschweren.
Das macht die Produktion flexibler und passt die Energie je nach Klima oder Nachfrageschwankungen an.
Für Frankreichs Energiemix kann die Atomkraft ebenfalls flexibel eingesetzt werden. „Der Anteil der Kernenergie kann steigen oder sinken, sie ist eine flexible Energiequelle, genau wie ein Gas- oder Kohlekraftwerk“, so Barlier weiter.
„Heute sind wir noch stark auf die Flexibilität des bestehenden Energiemixes angewiesen, nämlich auf die Kernenergie und Wasserkraft“, sagte Calmels.
„Wir müssen uns daher überlegen, wie wir uns auf die flexible Energieversorgung von morgen verlassen können, die von der Flotte zur Verfügung gestellt wird, die bis 2030 und dann bis 2050 vorhanden sein wird“, fügte sie hinzu.
„Intelligente Netze“ und guter Wille
Eine weitere Möglichkeit, mehr erneuerbare Energien in das Netz zu integrieren, wäre, auf die Nachfrage einzuwirken. „Ein Teil des Verbrauchs wird sich an die Produktion anpassen müssen“, sagte Barlier.
Kühlräume in Einkaufszentren könnten zum Beispiel flexibel genutzt und nicht mit Strom versorgt werden, wenn es weder Wind noch Sonne gibt. „Ein Kühlraum kann mehrere Stunden lang ohne Strom bei minus 20 °C gehalten werden, wenn er gut isoliert ist“, erklärt Barlier.
Ein flexibler Verbrauch, zunächst bei großen Industrieunternehmen, könnte so entwickelt werden. Verschiedene Technologien würden es sogar ermöglichen, ein solches System in Echtzeit zu steuern, indem man intelligente Stromnetze oder verbundene Objekte wie zum Beispiel einen Linky-Zähler verwendet.
Es ist aber auch guter Wille gefragt.
Nach französischem Recht kann die Flexibilität beispielsweise nicht dem Verbrauch auferlegt werden, sodass eine Entschädigung die einzige Möglichkeit ist, die Energieverbraucher zu überzeugen. „Die Flexibilität in der Produktion ist gut kontrolliert. Aber Flexibilität beim Verbrauch ist etwas Neues“, so Barlier.
Obwohl die Technologien bereits verfügbar sind, scheint der gute Wille der unsicherste Parameter für die Entwicklung der Verbrauchsflexibilität zu sein.
In Frankreich bieten Stromversorger wie Engie bereits Möglichkeiten an, den Verbrauch aus der Ferne zu steuern und zu modulieren.
„Dank gelegentlicher Unterbrechungen der Versorgung mit Heizung und elektrischem Warmwasser von 15 bis 20 Minuten pro Stunde könnte man an Tagen, an denen das System ausgeschaltet ist, durchschnittliche Einsparungen von etwa 5-8Prozent des täglichen Stromverbrauchs erzielen“, erklärt Engie auf ihrer Website.
Dies alles stellt eine Reihe von erheblichen Herausforderungen in Bezug auf die Skalierung der Produktionskapazitäten innerhalb der EU, die Dateninteroperabilität, die Koordination zwischen den Akteuren, die Organisation des Energiemarktes und viele andere Fragen, mit denen sich die EU derzeit beschäftigt.
In der Zwischenzeit dürfte die Flexibilität der Produktion auf die Probe gestellt werden, nachdem der französische Präsident Emmanuel Macron angekündigt hat, den Anteil von Atom-, Wind- und Solarenergie am Energiemix des Landes zu erhöhen.
[Bearbeitet von Frédéric Simon]
