CO2-Emissionen im deutschen Strommix schwanken im Jahresverlauf 2020 sehr stark
Eine aktuelle Analyse von EUPD Research im Auftrag von E3/DC zeigt für 2020 starke Schwankungen der CO2-Emissionen im deutschen Strommix im Tages- und Jahresverlauf – zwischen 87 und 664 g pro kWh. Der Zusammenhang von Photovoltaik-Erzeugung und CO2-Reduktion ist klar zu erkennen. Doch windstille Nächte lassen auch im Sommer 2020 die CO2-Emissionen im Strommix deutlich ansteigen.
Bonn. Im Rahmen der deutschen Energiewende wird Jahr um Jahr ein stetig wachsender Anteil erneuerbarer Energien registriert. Damit einher gehen leicht sinkende Emissionen der Stromerzeugung in Deutschland. Die Detailanalyse offenbart jedoch im zeitlichen Verlauf starke Unterschiede der CO2-Emissionen im deutschen Strommix innerhalb des Tages- und des Jahresverlaufs. Einerseits zeigen sich um die Mittagszeit die geringsten Kohlendioxidbelastungen, andererseits unterscheiden sich die einzelnen Monate stark voneinander. Im Jahr 2020 sticht beispielsweise der Monat Februar mit einer sehr hohen Stromerzeugung aus der Windenergie hervor, so dass hier die CO2-Emissionen niedriger als im Jahresdurchschnitt ausfallen. Die weitaus geringsten Emissionswerte lassen sich zwischen April und Juli zur Mittagszeit registrieren. Dies sind Ergebnisse eines aktuellen Studienprojektes des Bonner Markt- und Wirtschaftsforschungsunternehmens EUPD Research im Auftrag des Stromspeicherspezialisten E3/DC.
Im gesamten Jahr 2020 erreicht der deutsche Strommix einen Minimalwert von 87 g CO2 je kWh und liegt im Maximum bei 664 g CO2 je kWh. Die Schwankungsbreite sowie die dafür ursächliche Zusammensetzung der Stromerzeugung zeigt exemplarisch die Analyse der Kalenderwoche 48 aus 2020. Im Winterhalbjahr wird hier am Wochenbeginn ein moderater CO2-Emissionswert von 367 g je kWh erreicht. Die Nacht vom 26. zum 27. November 2020 war hingegen von einer Windflaute gekennzeichnet, so dass hier die Stromerzeugung mit einem dominanten Anteil an Kohlekraftwerken nahezu den Höchstwert des Jahres 2020 mit 659 g CO2 je kWh markiert.
Der fortwährend starke Zubau an Photovoltaik-Anlagen zeigt sich in 2020 durch einen Höchststand in der Solarstromerzeugung. Aufgrund des typischen Erzeugungsmusters der Photovoltaik führt dies insbesondere in den Sommermonaten zu einem hohen Beitrag an Solarstrom und somit niedrigen CO2-Emissionen zur Mittagszeit. Folgt auf den sonnigen Tag eine windstille Nacht, wird der Stromverbrauch durch konventionelle Kraftwerke gedeckt. Die Kalenderwoche 17 zeigt dies eindrucksvoll. Nach einem sonnigen 23. April steigen in der windstillen Nacht die CO2-Emissionen auf 408 g je kWh, um am Tage durch einen dominanten Solarstromanteil wieder auf lediglich ein Drittel bzw. 136 g je kWh zu sinken.
Die abgebildete Kalenderwoche 17 gibt die Bandbreite der Stromerzeugung zwischen fluktuierenden erneuerbaren Energien und dem fossilen Kraftwerkspark deutlich wider. Im Wochenverlauf liegt der Anteil der fossilen Kraftwerke an der deutschen Bruttostromerzeugung im Minimum bei 17 Prozent und in der Spitze bei 71 Prozent. Der Beitrag von Braun- und Steinkohle zur deutschen Stromproduktion pendelt in dieser Kalenderwoche zwischen sechs und 30 Prozent.
„Die bisherigen Studienergebnisse belegen, dass der steigende Anteil erneuerbarer Energien zwar mit einer Reduktion der CO2-Emissionen im Strommix einhergeht. Die Versorgung mit erneuerbaren und damit CO2-freiem Strom in der Nacht sowie im Winterhalbjahr stellt sich jedoch als Herausforderung dar, dem einzig durch den flächendeckenden Ausbau an Speicherkapazitäten begegnet werden kann.“, fasst Dr. Martin Ammon, Projektleiter und Geschäftsführer der EUPD Research, die Untersuchungserkenntnisse zusammen.
Im Jahresdurchschnitt lassen sich um die Mittagszeit die geringsten CO2-Emissionsfaktoren im deutschen Strommix erkennen. Für 2020 wurden um 13.00 Uhr mit 287 g CO2 je kWh die niedrigsten CO2-Belastungen im Mittel registriert. Die höchsten Emissionswerte zeigen sich hingegen am Abend zwischen 21.00 und 22.00 Uhr mit ca. 380 g CO2 je kWh. Die Gegenüberstellung von durchschnittlicher Solarleistung und dem CO2-Emissionsfaktor offenbart zudem, dass in den Zeiten mit der höchsten solaren Stromerzeugung die CO2-Emissionen am geringsten ausfallen. Dies lässt den positiven Beitrag der Photovoltaik zur CO2-Reduktion im Strommix ebenso deutlich erkennen wie den Bedarf an effektiver Solarstromspeicherung.
„Die intelligente Integration erneuerbarer Energien setzt Ausgleichsmechanismen zwischen fluktuierender Erzeugung und dem Nachfrageverlauf voraus. E3/DC steht mit dem gesamten Produktportfolio hinter der Zielsetzung, für jeden Bürger das maximale Level an Autarkie und CO2-Reduktion in der Energieversorgung zu erreichen. Ein Minimum an Strombezug aus dem Netz bedeutet Unabhängigkeit und die Chance, die eigene CO2-Bilanz optimal zu gestalten.“, kommentiert Dr. Andreas Piepenbrink, Geschäftsführer der HagerEnergy GmbH.
