Das Regenerative Kombikraftwerk

Kein Zweifel, vieles spricht für die Nutzung erneuerbarer Energien zur Stromerzeugung. Sie sind weitestgehend CO₂ neutral und damit klimafreundlich, sie treiben den Ausstieg aus der Atomenergie voran und sie verringern die Abhängigkeit von immer knapper werdenden fossilen Ressourcen.
Aber können diese regenerativen Energien auch eine stabile Stromversorgung gewährleisten? An dieser Frage entscheidet sich nicht zuletzt, wie zukunftsweisend diese Technologien tatsächlich sind. Bislang konnte sie von Zweiflern lapidar mit „Das hängt vom Wetter ab“ beantwortet werden. Zumal, wenn von Windkraft- und Solaranlagen die Rede war. Logisch, bei starker Bewölkung lässt sich auch in noch so sonnigen Gebieten kaum Strom mit Solaranlagen erzeugen und bei Windstille kommt auch das modernste und leistungsfähigste Windrad zum Stillstand. Mögliche Versorgungslücken aufgrund meteorologischer Unwägbarkeiten sind der Hauptgrund dafür, dass regenerative Kraftwerke zwar immer schon umwelttechnisch hoch im Kurs standen, aber als verlässliche Stromlieferanten im großen Stil eher skeptisch beäugt wurden. Dabei decken diese Energien schon heute zu 14 % den deutschen Strombedarf.

Wie ausbaufähig dieser Anteil noch sein kann, hängt auch von der bedarfsgerechten Regulierbarkeit ab. So war es bislang vermeintlicher Konsens, dass immer ein konventionelles Kohle- oder Atomkraftwerk im Hintergrund erforderlich ist, das „einspringt“, wenn der Wind nicht weht oder die Sonne nicht scheint. Um den Beweis anzutreten, dass diese Annahme nicht länger zutreffend ist, haben die Firmen Enercon GmbH, SolarWorld AG und Schmack Biogas AG 2007 ihre Kernkompetenzen gebündelt und das Pilotprojekt „Regeneratives Kombikraftwerk“ aus der Taufe gehoben.
Wenn es gelänge, verschiedene Technologien zur Gewinnung erneuerbarer Energien zentral zusammenzuschalten und zu steuern, so der zugrundeliegende Gedanke, wäre eine Strom-Vollversorgung mit regenerativen Energien möglich. Das Kombikraftwerk vernetzt elf Windanlagen, vier Biogasanlagen und zwanzig Fotovoltaikanlagen. Zusätzlich ist ein Pumpspeicherkraftwerk Bestandteil des Projektes. Zusammen mit dem Institut für solare Energieversorgungstechnik (ISET) der Universität Kassel wurde eine zentrale Steuerungseinheit installiert, die die 36 dezentralen Energiequellen miteinander verbindet, sodass eine stabile Stromversorgung Tag und Nacht und bei jedem Wetter, garantiert werden kann.

Regulierbarkeit dank solider Prognosen und zentraler Steuerung
In der Steuerzentrale wird zeitgenau der Bedarf der zu versorgenden Zielregion analysiert, sodass der jeweils benötigte Strom von den angeschlossenen Anlagen abgerufen und zugeführt werden kann. Darüber hinaus werden regelmäßig Wetterprognosen bezogen, die es ermöglichen, schnell und zuverlässig zu identifizieren, welche Energiequellen wann und zu welchem Anteil „angezapft“ werden können. Das Problem der Regulierbarkeit wurde also gelöst. Im Sommer tragen die Solaranlagen prozentual einen größeren Anteil bei, im Winter und in der Nacht sind es die Windkraftanlagen, die den Mammutanteil der Energie erzeugen. Für den Schwankungsausgleich und die stabile Versorgung bei den Bedarfsspitzen, sind die angeschlossenen Biogaskraftwerke zuständig. Biogas kann im Gegensatz zu Wind- und Sonnenenergie leicht dauerhaft gespeichert werden und steht damit jederzeit auf Abruf zur Verfügung. In dem angeschlossenen Pumpspeicherkraftwerk ist es zudem möglich, eventuelle Energieüberschüsse aus den Wind- und Solaranlagen kurzzeitig zwischenzuspeichern. Das Pilotmodell Kombikraftwerk konnte so im Maßstab 1:10.000, was in etwa dem Bedarf von 12.000 Haushalten entspricht, erfolgreich die Möglichkeit einer Strom-Vollversorgung aus regenerativen Energien nachweisen.

Die Speicherung regenerativer Energien ist noch eine große Herausforderung
In den vergangenen Jahren haben Anlagentechniker in Sachen Leistungsfähigkeit und Effizienz von Solar- und Windkraftwerken Fantastisches geleistet, sodass heute immer weniger Anlagen in der Lage sind, immer mehr Energie zu erzeugen. Optimistischen Prognosen zufolge sollen bis 2020 regenerative Energien bereits bis zu 47 % des deutschen Strombedarfs decken. Aber um das Modell Kombikraftwerke auf ganz Deutschland übertragen zu können, müssen Techniker und Ingenieure zunächst noch die Frage nach der Speicherung von großen Mengen regenerativer Energie beantworten. Zu diesem Thema gibt es bereits verschiedene vielversprechende Ansätze mit unterschiedlichen Vor- und Nachteilen. Seien es Druckluftspeicher, Wasserstoffspeicher oder Elektromobile, die als Energiespeicher genutzt werden könnten, eines haben alle Konzepte gemeinsam, sie sind ausgesprochen teuer. Die Optimierung des vorhandenen Stromnetzes gilt daher kurzfristig als praktikabelste Lösung, auch wenn das Stromnetz aktuell nicht ausreichend für die Aufnahme von Überkapazitäten aus den regenerativen Energiequellen gerüstet ist. Ein Umstand, der noch Ende 2008 von Vertretern des Bundesverbandes Erneuerbare Energie e.V. und der Gesellschaft für Netzintegration auf einer gemeinsamen Fachkonferenz in Berlin kritisiert wurde.

Ein Indiz dafür, wohin die Reise nun gehen könnte, war vielleicht die Grundsteinlegung des ersten Hybridkraftwerks im brandenburgischen Prenzlau in Anwesenheit der Bundeskanzlerin Angela Merkel. Dieses Hybridkraftwerk wird ab dem kommenden Frühjahr Strom für 2000 Haushalte generieren. Das Besondere daran: In Prenzlau wird erstmalig Windenergie über die Produktion von Wasserstoff gespeichert.