Welt im Wandel: Energiewende zur Nachhaltigkeit - WBGU

gerte Stromerzeugung gegenüber konventionellen
Kraftwerken durch die Erlöse aus dem Verkauf von
Wärme mindestens kompensiert werden. Für heutige
größere KWK-Anlagen auf Turbinen- und
Motorbasis liegen die so ermittelten Stromgestehungskosten
bei 3,5 €-Cent pro kWh el und für kleinere
Anlagen bei 6 €-Cent pro kWh el .
Aus volkswirtschaftlicher Sicht ist ihre Wirtschaftlichkeit
bereits heute gegeben, erst Recht dann, wenn
man die externen Kosten einbezieht. Wie schon in
der Vergangenheit ist zudem mit einem weiteren
Rückgang der Investitions- und Betriebskosten insbesondere
von kleineren KWK-Anlagen zu rechnen.
Wird dagegen auf der Basis kurzfristiger Grenzkosten
verglichen – also auf aktuell niedrige Strombezugskosten
des derzeitigen, teilweise abgeschriebenen
Kraftwerksparks bezogen – so ist eine Wirtschaftlichkeit
von KWK-Anlagen nur in günstigen
Ausnahmefällen gegeben. Die wirtschaftlichen Probleme
der bestehenden KWK-Anlagen werden fast
ausschließlich durch sinkende Strompreise als Folge
der Liberalisierung der Strommärkte verursacht. Die
weiteren Marktchancen für KWK-Anlagen hängen
somit stark von den energiepolitischen Rahmenbedingungen
(z. B. KWK-Gesetz) ab.
Für neue KWK-Systeme wie Brennstoffzellen,
Stirlingmotoren und Mikrogasturbinen existieren
bei der Einführung ähnlichen Hemmnisse. Um eine
breite Marktakzeptanz zu erreichen, müssen sie
zunächst mindestens das Kostenniveau der heute
bereits eingesetzten KWK-Systeme erreichen, d. h.
für Brennstoffzellen-KWK-Anlagen Systemkosten
um 1.000–1.200 € pro kW el . Dies bedeutet eine notwendige
Kostenreduktion um rund eine Größenordnung.
Wenn man die Lernkurven vergleichbarer
dezentraler Technologien betrachtet, dürfte dies bei
größerem Marktvolumen durchaus erreichbar sein.
3.3.4
Bewertung
Wegen ihrer energetischen und ökologischen Vorteile
bei gleichzeitiger Wirtschaftlichkeit insbesondere
bei Berücksichtigung externer Kosten ist die
KWK-Technologie ein unverzichtbarer Bestandteil
jeder Effizienzstrategie für die Transformation von
Energiesystemen. Insbesondere die modernen
KWK-Technologien fügen sich dabei sehr günstig in
den sich abzeichnenden Trend zu einer stärkeren
Vernetzung und „Dezentralisierung“ der Energieversorgung
ein.
Der Ausbau der Kraft-Wärme-Kopplung ist somit
eine bedeutende Einzelmaßnahme zur Effizienzsteigerung
des Energiesystems auf der Versorgungsseite.
Während aus volkswirtschaftlicher Sicht ihre Wirt-
Energieverteilung, -transport und -speicherung 3.4
schaftlichkeit bereits gegeben ist, sind die derzeitig
am Markt herrschenden Bedingungen schwierig. Der
Beirat empfiehlt daher, den Ausbau der KWK durch
eine Verbesserung der energiepolitischen Rahmenbedingungen
stärker zu fördern.
3.4
Energieverteilung, -transport und -speicherung
3.4.1
Grundlegende Eigenschaften von
Elektrizitätsversorgungsstrukturen
Die regionalen Strukturen der globalen Energieversorgung
weisen große Unterschiede auf, da Energienachfrage
und -angebot von zahlreichen lokalen Faktoren
abhängen. Es lassen sich zusammenhängende
dicht besiedelte und ausgedehnte dünn besiedelte
Regionen unterscheiden. Während erstere oft über
großflächige Strom- und Gasnetze verfügen, wird für
letztere meist ein dezentraler Ansatz über Inselnetzund
Einzelhausversorgungen verfolgt (netzferne
Konzepte; Kap. 3.4.2). Die Qualität der Energieversorgung
muss sich bei den beiden grundlegend verschiedenen
Konzepten nicht notwendigerweise
unterscheiden. Versorgungsstrategien für großflächig
vernetzte Regionen verdienen besonderes
Augenmerk, da hier der mit Abstand größte Anteil
der Energie eingesetzt wird (Kap. 3.4.3).
In Stromnetzen müssen Erzeugung und Verbrauch
elektrischen Stroms zu jedem Zeitpunkt
gleich groß sein. Übersteigt die Erzeugung den
aktuellen Verbrauch, steigen Frequenz und Spannung
im Netz, liegt sie darunter, sinken sie. Wird
nicht gegengesteuert, können an das Netz angeschlossene
Geräte beschädigt werden. Zur Steuerung
von Stromnetzen ist daher die Kenntnis sowohl
der statistischen als auch der determinierten Anteile
von Erzeugung und Verbrauch entscheidend, wobei
sich charakteristische Tages- und Jahresgänge beobachten
lassen. Da das Netz aus mehreren Spannungsebenen
aufgebaut ist, müssen die Lastgänge auf allen
Ebenen berücksichtigt werden, denn selbst bei ausgeglichener
Bilanz auf der Höchstspannungsebene
könnte sonst z. B. ein Teilnetz auf Mittelspannungsebene
überlastet werden. Mit der zunehmenden
Bedeutung fluktuierender regenerativer Energiequellen
wie Windkraft und Photovoltaik tritt zusätzlich
auch auf der Angebotsseite eine dynamische
Größe auf. Für die bestmögliche Abstimmung zwischen
fluktuierender Energiebereitstellung und
-nachfrage bieten sich mehrere Strategien an:
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