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Bestehende Kraftwerke können einen Ökostrom-Boom auslösen
Verborgene Reserven im Stromnetz: Viele bestehende US-Kraftwerke nutzen ihre Anschlüsse nur zeitweise vollständig aus. Eine Modellstudie zeigt, dass an fossilen Standorten bis 2030 zusätzliche Solar- und Windanlagen mit insgesamt 597 Gigawatt Leistung wirtschaftlich möglich sein könnten. Werden bestehende Wind- und Solarparks um Batteriespeicher erweitert, ließe sich außerdem ihre Stromlieferung verlässlicher machen.
Berkeley (U.S.A.). Die Stromnachfrage in den USA wächst, doch der Anschluss neuer Kraftwerke an das Übertragungsnetz kann Jahre dauern. Oft müssen Leitungen oder Umspannwerke ausgebaut werden, bevor neue Wind- und Solarparks Strom einspeisen dürfen. Gleichzeitig haben bereits betriebene Kraftwerke Anschlüsse, deren volle Leistung nur während eines Teils des Jahres benötigt wird.
Das gilt besonders für Gaskraftwerke, die nur bei hohem Strombedarf einspringen, aber auch für Solarparks, deren Produktion nachts endet. Könnten neue Solaranlagen, Windturbinen und Speicher denselben Netzanschluss mitbenutzen, wäre zusätzliche Stromerzeugung möglich, ohne die maximal zulässige Einspeiseleistung des Anschlusses zu überschreiten. Doch wie groß ist diese ungenutzte Reserve tatsächlich?
Forscher der University of California, Berkeley (UC Berkeley) um Umed Paliwal haben dies nun für die USA untersucht. Dazu werteten sie Satellitenbilder und weitere Daten für 3.890 bestehende Kraftwerksstandorte aus, darunter 1.403 fossile Kraftwerke und 2.487 Wind- und Solaranlagen. Im Umkreis jedes Standorts prüfte das Team die Eignung von Flächen anhand ihrer Geländeeigenschaften, ihres Schutzstatus und weiterer Beschränkungen.
Die Flächenanalyse ergab: Bei nahezu 90 Prozent der fossilen Kraftwerke könnten in der Umgebung theoretisch mehr als fünfmal so viele Wind- und Solaranlagen gebaut werden, wie der vorhandene Netzanschluss verkraftet. Doch genügend Platz bedeutet noch nicht, dass sich ein Ausbau lohnt. Deshalb verglichen die Wissenschaftler die erwarteten Stromgestehungskosten neuer Anlagen mit den laufenden Brennstoff- und Betriebskosten der bisherigen Kraftwerke.
Schon für 2024 ergab diese Rechnung, dass Solarstrom an den Standorten von 60 Prozent der 4.643 untersuchten fossilen Erzeugungseinheiten günstiger wäre als die dortige fossile Stromproduktion. Bei Windstrom lag der Anteil bei 53 Prozent. Zusammen mit den für die kommenden Jahre angenommenen Kostensenkungen ergibt sich für 2030 ein wirtschaftlich und technisch nutzbares Ausbaupotenzial von bis zu 597 Gigawatt, verglichen mit 412 Gigawatt für 2024.
Gemeint ist dabei zusätzliche installierte Leistung, nicht jederzeit verfügbarer Strom. Bei Dunkelheit oder Windflaute erzeugen diese Anlagen entsprechend weniger. Zudem hängt die Größenordnung von den angenommenen Brennstoffpreisen ab: Im Szenario mit günstigen fossilen Brennstoffen sinkt das Potenzial für 2030 auf etwa 250 Gigawatt, bei hohen Preisen steigt es auf mehr als 800 Gigawatt.
Bei bestehenden Wind- und Solarparks stellt sich eine andere Frage. Da diese Kraftwerke keinen Brennstoff verbrauchen, verspricht die gemeinsame Nutzung des Netzanschlusses vor allem eine bessere Auslastung. Zusätzliche Windräder und Solarmodule könnten öfter Strom liefern, während Batterien Energie für Stunden mit hoher Nachfrage speichern.
Für diese Standorte berechnete das Team deshalb ein Szenario mit Batteriespeichern, die sechs Stunden lang Strom abgeben können. Zusammen mit zusätzlichen 324 Gigawatt Solar- und 128 Gigawatt Windleistung ergäbe sich laut Modell eine zusätzliche gesicherte Leistung von rund 260 Gigawatt. Damit ist eine rechnerische Kapazität gemeint, die zur Versorgung in Zeiten hoher Nachfrage beitragen könnte, auch wenn Sonne oder Wind gerade wenig liefern.
Dafür wären allerdings rund 1.530 Gigawattstunden zusätzlicher Batteriespeicher erforderlich. Das entspricht laut Studie ungefähr dem Fünfzigfachen der Speicherkapazität, die in den USA bisher mit Wind- und Solarparks verbunden ist. Die Verfügbarkeit so vieler Ba