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Dezentrale Gaskraftwerke sichern Deutschlands Stromversorgung

Wenn Wind und Sonne nicht genügend Strom liefern, braucht Deutschland flexible Kraftwerke. Dezentrale Gasmotoren können schnell einspringen, das Stromnetz entlasten und sich perspektivisch auch mit klimafreundlicheren Brennstoffen betreiben lassen. Sponsored Post von Rolls-Royce Power Systems AG

Das Wichtigste in Kürze

Dezentrale Gasmotorenkraftwerke können bei Dunkelflauten und geringer Erzeugung aus Wind und Sonne kurzfristig zusätzliche Leistung bereitstellen und damit die Versorgungssicherheit im Stromsystem unterstützen.
Der modulare Aufbau mit mehreren Gasmotoren ermöglicht eine flexible Anpassung der Leistung an den tatsächlichen Bedarf. Dezentrale Kraftwerke können zudem näher an Verbrauchszentren errichtet werden und zur Entlastung bei Netzengpässen beitragen.
Rolls-Royce entwickelt unter der Marke mtu Systeme für die Energieerzeugung, Batteriespeicher und Microgrids. Moderne Gasmotoren können neben Erdgas auch mit Biogas und Biomethan sowie bestimmten Anteilen Wasserstoff betrieben werden.

Die Energiewende braucht flexible Lösungen

Deutschland baut die Stromerzeugung aus Wind und Photovoltaik weiter aus. Das erhöht den Anteil erneuerbarer Energien – bringt aber auch neue Herausforderungen für die Versorgungssicherheit mit sich. Denn Wind und Sonne liefern Strom nicht kontinuierlich.

Besonders anspruchsvoll sind sogenannte Dunkelflauten. In diesen Phasen treffen geringe Windgeschwindigkeiten auf wenig Sonneneinstrahlung. Gleichzeitig bleibt der Strombedarf bestehen. Das Energiesystem benötigt deshalb Kraftwerke, die kurzfristig zusätzliche Leistung bereitstellen können.

Genau hier können moderne Gasmotorenkraftwerke eine zentrale Rolle übernehmen. Sie lassen sich flexibel betreiben und können die schwankende Erzeugung aus erneuerbaren Energien ergänzen.

Modularer Aufbau bringt mehr Flexibilität

Ein wesentlicher Vorteil liegt im modularen Aufbau. Statt nur auf eine große Kraftwerkseinheit zu setzen, werden mehrere einzelne Gasmotoren miteinander kombiniert. So lässt sich die Leistung an den jeweiligen Bedarf anpassen.

Wird beispielsweise weniger Strom benötigt, müssen nicht alle Aggregate gleichzeitig laufen. Nur die tatsächlich benötigten Motoren werden zugeschaltet. Das kann einen effizienten Betrieb ermöglichen und unnötigen Teillastbetrieb vermeiden. Für ein Stromsystem mit immer größeren Schwankungen ist diese Flexibilität besonders relevant. Während Wind- und Solaranlagen bei ausreichender Erzeugung den Strombedarf decken, können flexible Gasmotoren dann einspringen, wenn die erneuerbare Erzeugung zurückgeht.

Strom dort erzeugen, wo er gebraucht wird

Neben der Flexibilität spielt auch der Standort eine wichtige Rolle. Dezentrale Kraftwerke können näher an Verbrauchszentren errichtet werden. Der Strom muss dadurch nicht zwangsläufig über lange Strecken transportiert werden.

Das kann insbesondere in Regionen mit hoher Nachfrage oder bestehenden Netzengpässen interessant sein. Viele kleinere Erzeugungseinheiten können dazu beitragen, das Gesamtsystem weniger abhängig von einzelnen großen Kraftwerksstandorten zu machen.

Die Dezentralisierung der Stromerzeugung kann die Widerstandsfähigkeit des Stromnetzes stärken. Verteilte Erzeugungsanlagen verringern die Abhängigkeit von einzelnen Standorten und können dazu beitragen, die Folgen lokaler Engpässe oder Ausfälle abzufedern.

Gleichzeitig kann die dezentrale Struktur den Bedarf an zusätzlicher Netzinfrastruktur beeinflussen. Sie ersetzt den notwendigen Netzausbau zwar nicht, kann aber eine sinnvolle Ergänzung darstellen.

Schneller auf Veränderungen reagieren

Die Energiewende verändert sich schnell. Neue Wind- und Solaranlagen entstehen, der Stromverbrauch steigt durch Elektrifizierung und gleichzeitig wächst der Bedarf an flexiblen Kapazitäten.

Modulare Kraftwerke bieten hier einen weiteren Vorteil: Die einzelnen Gasmotoren basieren auf standardisierten Produkten und können zu unterschiedlich großen Anlagen kombiniert werden. Rolls-Royce entwickelt dabei unter der Marke mtu unter anderem Systeme für die Energieerzeugung, Batteriespeicher und Microgrids. Die Lösungen kommen unter anderem bei der dezentralen Stromversorgung und in sicherheitskritischen Anwendungen zum Einsatz. Nach Angaben von Rolls-Royce können entsprechende Projekte innerhalb von etwa 12 bis 18 Monaten nach der Genehmigung umgesetzt werden.

Die standardisierte Fertigung soll dabei helfen, Planungs- und Bauzeiten zu verkürzen. Für ein Energiesystem, das kurzfristig zusätzliche gesicherte Leistung benötigt, kann diese Geschwindigkeit entscheidend sein.

Wirtschaftlichkeit bei wechselndem Betrieb

Auch die Betriebsweise von Kraftwerken verändert sich. Klassische Kraftwerke waren häufig darauf ausgelegt, über lange Zeiträume mit hoher Auslastung Strom zu produzieren. Flexible Kraftwerke werden dagegen häufiger gestartet und wieder heruntergefahren.

Gasmotoren sind für solche dynamischen Betriebsbedingungen geeignet. Durch den modularen Aufbau kann die Anzahl der laufenden Aggregate an den tatsächlichen Bedarf angepasst werden.
Das kann nicht nur die Effizienz verbessern, sondern auch wirtschaftliche Vorteile bringen. Denn wenn nur ein Teil der Leistung benötigt wird, muss nicht zwangsläufig die komplette Kraftwerkskapazität betrieben werden.

Zukunft mit alternativen Brennstoffen

Eine wichtige Frage für die Zukunft ist der Brennstoff. Erdgas ist heute weiterhin ein wesentlicher Energieträger für entsprechende Anlagen. Gleichzeitig wächst das Interesse an klimafreundlicheren Alternativen.

Moderne Gasmotoren können bereits mit Biogas und Biomethan betrieben werden. Auch Wasserstoff kann in bestimmten Anteilen eingesetzt werden. Perspektivisch eröffnet das die Möglichkeit, bestehende Kraftwerkskonzepte an eine zunehmend dekarbonisierte Energieversorgung anzupassen.

Allerdings ist die Verfügbarkeit entsprechender Brennstoffe derzeit noch begrenzt. Vor allem grüner Wasserstoff steht noch nicht in den benötigten Mengen zur Verfügung. Die technische Möglichkeit allein reicht deshalb nicht aus – auch Infrastruktur, Produktion und Kosten müssen sich entsprechend entwickeln.

Ergänzung statt Konkurrenz zu erneuerbaren Energien

Die Rolle moderner Gasmotorenkraftwerke liegt damit weniger in einer dauerhaften Stromproduktion. Ihre Stärke ist vielmehr die Flexibilität.

Wenn erneuerbare Energien ausreichend Strom liefern, können flexible Kraftwerke ihre Leistung reduzieren. Wenn Wind und Sonne nicht ausreichen, können sie zusätzliche Kapazität bereitstellen. Dadurch entsteht ein Zusammenspiel verschiedener Technologien.

Für die Energiewende bedeutet das: Versorgungssicherheit muss nicht im Gegensatz zum Ausbau erneuerbarer Energien stehen. Entscheidend ist ein Stromsystem, das unterschiedliche Erzeugungs- und Speichertechnologien miteinander verbindet.

Dezentrale Gasmotorenkraftwerke können dabei einen Baustein bilden. Ihre Kombination aus Modularität, schneller Reaktionsfähigkeit und unterschiedlichen Einsatzmöglichkeiten macht sie insbesondere für ein zunehmend volatiles Stromsystem interessant.

Ein Baustein für ein resilienteres Stromsystem

Die Energiewende stellt Deutschland vor die Aufgabe, gleichzeitig klimafreundlicher, wirtschaftlicher und sicherer zu werden. Dafür wird es keine einzelne Lösung geben.

Erneuerbare Energien bilden das Fundament der zukünftigen Stromversorgung. Ergänzend braucht es Netze, Speicher und flexible Erzeugungskapazitäten. Dezentrale Gasmotorenkraftwerke können in diesem Zusammenspiel eine unterstützende Funktion übernehmen – insbesondere in Zeiten, in denen Wind und Sonne nicht genügend Energie liefern.

Mit der Möglichkeit, Anlagen modular auszulegen und perspektivisch alternative Brennstoffe einzusetzen, können sie zudem an die Entwicklung des Energiesystems angepasst werden. Damit sind sie nicht nur eine Lösung für aktuelle Herausforderungen, sondern können auch Teil einer langfristig flexibleren Stromversorgung werden.