Fraunhofer-Superstudie „Supergrid“: Integration von Erneuerbaren Energien in Europa und Afrika
Desertec lässt grüßen: Im Projekt „Supergrid“ haben Fraunhofer-Institute erforscht, wie ein Strom- und Verteilnetz zwischen Nordafrika und Europa funktionieren kann. Sie haben Szenarien für ein Erneuerbares Energiesystem in der MENA-Region entworfen, potenzielle Technologien verglichen, neue Detaillösungen entwickelt und Regulierungsmechanismen evaluiert. Die Ergebnisse des Übermorgen-Projekts „Supergrid“ wurden jetzt in einer abschließenden Studie veröffentlicht.
Wie vor drei Jahren die Desertec Industrie-Initiative Dii entwickelten Fraunhofer-Forscher im Projekt „Supergrid“ Szenarien und Technologien für die Integration von Erneuerbaren Energien in Europa und Afrika; hier das Hybridkraftwerk Kuraymat in Ägypten – Foto © Gerhard Hofmann, Agentur Zukunft
Erneuerbare Energien tragen weltweit in immer größerem Umfang zur Stromversorgung bei. Im Zusammenspiel können sie einen ökologisch und ökonomisch sinnvollen Strommix über Ländergrenzen hinweg bereitstellen. Entscheidend hierfür ist die zuverlässige Erzeugung, Speicherung und Verteilung von Strom aus Erneuerbaren Energien. Das war laut Pressemitteilung des Fraunhofer ISE die Ausgangslage.
Die Themen und Aufgaben im Projekt „Supergrid“ wurden von fünf Fraunhofer-Instituten gemeinsam bearbeitet (von denen eine, das ISI, auch die seinerzeit viel beachtete Dii-Studie Desert Power 2050 erstellt hat). Zunächst hat eine modellbasierte Analyse des interdisziplinären Forscherteams das große techno-ökonomische Potenzial für den Einsatz von Erneuerbaren Energietechnologien in Nordafrika bestätigt. Die im nächsten Schritt entwickelten Szenarien berücksichtigten daher einen ambitionierten Ausbau der erneuerbaren Energien (EE) in der MENA-Region – mit und ohne die Perspektive, Strom nach Europa zu exportieren. Da die politischen Rahmenbedingungen den EE-Ausbau noch verhindern, wurden auch Vorschläge für Regulierungsmechanismen und EE-Fördersysteme entwickelt.
Energiesystemanalyse und Modellierung
EUMENA-Karte der Dii GmbH für die neue EE-Ordnung – Grafik © Dii
Um geeignete Energiesysteme auf Basis erneuerbarer Energien zu modellieren, hat das Forscherteam den Status Quo in Nordafrika und Südeuropa erfasst. Hierfür wurde das bestehende Elektrizitätssystem Europas sowie Nordafrikas abgebildet und das Solar- und Windpotenzial in einem geografischen Informationssystem analysiert. In einem weiteren Schritt haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die kostenoptimale Zusammensetzung eines Kraftwerkparks ermittelt und eine Standort- sowie Kraftwerkseinsatzplanung durchgeführt. Anschließend wurden die existierenden Übertragungsnetzstrukturen modelliert und ihre Fähigkeit zur Integration erneuerbaren Stroms untersucht.
Auf dieser Basis sind vier Szenarien für den Ausbau der erneuerbaren Energien bis 2050 entstanden, die von unterschiedlichen Annahmen für die Stromnachfrage vor Ort, den Stromexport nach Europa, die politisch gewollte Reduktion von CO2-Emissionen und die Energieeffizienz ausgehen. „Die Szenarien zeigen, dass eine Dekarbonisierung der Stromsysteme in Europa und Nordafrika ökonomisch sinnvoll machbar ist“, so Prof. Werner Platzer, Projektleiter und Bereichsleiter am Fraunhofer ISE. „Hohe Anteile an erneuerbaren Energien – bis nahezu 100 % – werden in jedem Szenario bis 2050 erreicht.“