Die Feinauflösung der CO2-Emissionen im Strommix zeigt, dass mit der Energiewende ein flächendeckender Ausbau der Stromspeicher-Kapazität erforderlich ist.
EUPD Research hat im Auftrag von E3/DC für das Jahr 2020 die CO2-Emissionen im deutschen Strommix analysiert. Die Untersuchung zeigt starke Schwankungen im Tages- und Jahresverlauf. Klar zu erkennen ist in der Visualisierung der Zusammenhang von Stromerzeugung mit Photovoltaik-Anlagen und CO2-Reduktion.
Wenngleich im Rahmen der Energiewende ein Jahr um Jahr wachsender Anteil erneuerbarer Energien und damit einhergehend leicht sinkende Treibhausgasemissionen der Stromerzeugung in Deutschland zu verzeichnen sind, offenbart die Detailanalyse, dass um die Mittagszeit der spezifische geringste CO2-Ausstoß entsteht und sich die einzelnen Monate stark voneinander unterscheiden. In windstillen Nächten sind auch im Sommer 2020 die CO2-Emissionen im Strommix deutlich gestiegen.
2020 sticht beispielsweise der Monat Februar mit einer sehr hohen Stromerzeugung aus der Windenergie hervor, sodass hier die CO2-Emissionen niedriger als im Jahresdurchschnitt ausfallen. Die weitaus geringsten Emissionswerte lassen sich zwischen April und Juli zur Mittagszeit registrieren.
Ein Wintertag
Im gesamten Jahr 2020 erreicht der deutsche Strommix einen Minimalwert von 87 gCO2/kWh und liegt im Maximum bei 664 gCO2/kWh. Die Schwankungsbreite sowie die dafür ursächliche Zusammensetzung der Stromerzeugung zeigt exemplarisch die Analyse der Kalenderwoche 48 aus 2020.
Im Winterhalbjahr wird hier am Wochenbeginn ein moderater CO2-Emissionswert von 367 g/kWh erreicht. Die Nacht vom 26. zum 27. November 2020 war hingegen von einer Windflaute gekennzeichnet, sodass hier die Stromerzeugung mit einem dominanten Anteil an Kohle-Kraftwerken nahezu den Höchstwert des Jahres 2020 mit 659 gCO2/kWh markiert.
EUPD Research
Ein Sommertag
Der fortwährend starke Zubau an Photovoltaik-Anlagen zeigt sich in 2020 durch einen Höchststand in der Solarstromerzeugung. Aufgrund des typischen Erzeugungsmusters der Photovoltaik führt dies insbesondere in den Sommermonaten zu einem hohen Beitrag an Solarstrom und niedrigen CO2-Emissionen zur Mittagszeit.
Folgt auf den sonnigen Tag eine windstille Nacht, wird der Stromverbrauch durch konventionelle Kraftwerke gedeckt. Die Kalenderwoche 17 zeigt dies eindrucksvoll. Nach einem sonnigen 23. April steigen in der windstillen Nacht die CO2-Emissionen auf 408 g/kWh, um am Tage durch einen dominanten Solarstromanteil wieder auf lediglich ein Drittel bzw. 136 g/kWh zu sinken.
Die Kalenderwoche 17 gibt die Bandbreite der Stromerzeugung zwischen fluktuierenden erneuerbaren Energien und dem fossilen Kraftwerkspark deutlich wider. Im Wochenverlauf liegt der Anteil der fossilen Kraftwerke an der deutschen Bruttostromerzeugung im Minimum bei 17 % und in der Spitze bei 71 %. Der Beitrag von Braun- und Steinkohle zur deutschen Stromproduktion pendelt in dieser Kalenderwoche zwischen 6 und 30 %.
EUPD Research
Flächendeckender Ausbau der Stromspeicher-Kapazität erforderlich
Dr. Martin Ammon, Projektleiter und Geschäftsführer von EUPD Research: „Die bisherigen Studienergebnisse belegen, dass der steigende Anteil erneuerbarer Energien zwar mit einer Reduktion der CO2-Emissionen im Strommix einhergeht. Die Versorgung mit erneuerbaren und damit CO2-freiem Strom in der Nacht sowie im Winterhalbjahr stellt sich jedoch als Herausforderung dar, dem einzig durch den flächendeckenden Ausbau an Speicherkapazitäten begegnet werden kann.“
Im Jahresdurchschnitt lassen sich um die Mittagszeit die geringsten CO2-Emissionsfaktoren im deutschen Strommix erkennen. Für 2020 wurden um 13:00 Uhr mit 287 gCO2/kWh die niedrigsten CO2-Belastungen im Mittel registriert. Die höchsten Emissionswerte zeigen sich hingegen am Abend zwischen 21:00 und 22:00 Uhr mit ca. 380 g CO2/kWh.
Die Gegenüberstellung von durchschnittlicher Solarleistung und dem CO2-Emissionsfaktor offenbart zudem, dass in den Zeiten mit der höchsten solaren Stromerzeugung die CO2-Emissionen am geringsten ausfallen. Dies lässt den positiven Beitrag der Photovoltaik zur CO2-Reduktion im Strommix ebenso deutlich erkennen wie den Bedarf einer effektiven Speicherung von Solarstrom.
EUPD Research
Dr. Andreas Piepenbrink, Geschäftsführer von HagerEnergy: „Die intelligente Integration erneuerbarer Energien setzt Ausgleichsmechanismen zwischen fluktuierender Erzeugung und dem Nachfrageverlauf voraus. E3/DC steht mit dem gesamten Produktportfolio hinter der Zielsetzung, für jeden Bürger den maximalen Level an Autarkie und CO2-Reduktion in der Energieversorgung zu erreichen. Ein Minimum an Strombezug aus dem Netz bedeutet Unabhängigkeit und die Chance, die eigene CO2-Bilanz optimal zu gestalten.“ ■
Siehe auch:
Wärmewende kann eingeleitet werden
2020: Rekordzubau bei Photovoltaik auf Eigenheimen
Unabhängig von Energieversorgung: PV-Pionier machts vor
