Flexibilität entscheidet: Wie Elektrolyseure und Speicher Milliardenkosten bei der Energiewende vermeiden können

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Hannover/Hameln – Der Umbau des deutschen Energiesystems hin zu Wind- und Solarenergie ist in vollem Gange. Eine neue Studie zeigt, wie Elektrolyseure und Batteriespeicher als flexible Elemente entscheidend dazu beitragen können, erneuerbare Stromüberschüsse effizient zu nutzen – und gleichzeitig die Gesamtkosten der Energiewende deutlich zu senken.

Ein Forschungsteam der Leibniz Universität Hannover (LUH) und des Instituts für Solarenergieforschung Hameln (ISFH) untersucht in einer aktuellen Studie, wie ein gezielter Ausbau von Elektrolyseuren und Batteriespeichern die Kosten der Energiewende senken kann. Durch eine intelligente Auswahl von Standorten und optimierte Nutzung von Elektrolyseuren zur Wasserstofferzeugung sowie Batterien zur Speicherung von überschüssigem Strom aus erneuerbaren Energien ließen sich laut Modellrechnung bis zum Jahr 2050 rund 60 Milliarden Euro einsparen.

Flexibilität als Schlüssel zur Energiewende
Um die deutschen Klimaziele zu erreichen, muss das Energiesystem weiter auf Wind- und Solarenergie umgestellt werden. In der gemeinsam von der LUH und ISFH durchgeführten Studie „Weniger Abregeln durch mehr Flexibilität im Energiesystem“ entwickeln die Wissenschaftler ein Szenario bis 2050, das zeigt, wie Elektrolyseure und Batteriespeicher zur Systemflexibilität beitragen können.

Dabei werden sowohl ihr Ausbaubedarf als auch ihre optimale regionale Verteilung unter Berücksichtigung aktueller politischer Vorgaben analysiert und volkswirtschaftlich bewertet. Im optimierten Referenzszenario der Studie werden im klimaneutralen Energiesystem 35 % des erneuerbaren Stroms nicht direkt verbraucht, sondern müssen in Batterien zwischengespeichert oder von Elektrolyseuren in Wasserstoff umgewandelt werden.

„Wenn wir das nicht in ausreichendem Maße tun, könnten die Gesamtkosten der Energiewende um bis zu 60 Milliarden Euro steigen, weil wir mehr Importe benötigen. Ein verzögerter oder zu geringer Ausbau von Wasserstoffanlagen und Speichern würde nicht nur die Kosten des Umbaus erhöhen, sondern auch dazu führen, dass Deutschland seine Klimaziele schwerer erreicht“, betont Alexander Mahner, Erstautor der Studie.

Regionale Strategien für Wasserstoff und Speicher
Elektrolyseure und Batteriespeicher werden standort- und betriebsoptimiert nach dem Angebot erneuerbarer Energien eingesetzt. Elektrolyseure produzieren grünen Wasserstoff bei Stromüberschuss, während bei geringer Einspeisung der Strom direkt genutzt wird. In diesen Zeiten kann zuvor erzeugter Wasserstoff auch wieder verstromt werden, um Versorgungslücken zu schließen. Batteriespeicher dienen vor allem dem kurzfristigen Ausgleich von Energieangebot und -nachfrage – insbesondere für den Tag-Nacht-Ausgleich.

Das Forschungsteam schlägt im Hinblick auf die regionale Differenzierung vor, Elektrolyseure vor allem im windreichen Norden Deutschlands zu installieren. Dort könnten sie überschüssigen Windstrom in grünen Wasserstoff umwandeln, der etwa in der Industrie verwendet wird.

Batteriespeicher hingegen sollen dezentral über das ganze Land verteilt werden, mit einem Schwerpunkt im Süden, wo die Photovoltaikleistung besonders hoch ist. Diese Speicher sorgen für den kurzfristigen Ausgleich von Angebot und Nachfrage.

Mehr Speicher, weniger Stillstand
Die Wissenschaftler betonen in ihrer Studie, dass ohne ausreichenden Speicherausbau weiterhin Windkraftanlagen abgeregelt werden müssten, obwohl Strombedarf besteht – eine Verschwendung von Potenzial und Kapital. Der gezielte Ausbau von Flexibilitätsoptionen wie Speichern sei daher entscheidend, um die Energiewende effizient und wirtschaftlich zu gestalten.

Handlungsempfehlungen für Politik und Wirtschaft
Die Studie soll wertvolle Grundlagen für Entscheidungsträger in Politik und Wirtschaft liefern, die den Übergang zu einem klimafreundlichen Energiesystem steuern müssen. Es gelte, den hinterherhinkenden Ausbau der Elektrolyseure und Stromspeicher sinnvoll und nicht „im Blindflug“ anzugehen. Das Forschungsprojekt wurde mit finanzieller Unterstützung der EWE AG durchgeführt.

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