Woher kommt unser Regional- und Ökostrom?

Das Bewusstsein für mehr Nachhaltigkeit und Regionalität nimmt in vielen Lebensbereichen zu. Da ist es nur konsequent, dass auch bei der Strombelieferung mehr Informationen über die Stromherkunft und entsprechende CO₂-Emissionen an LetztverbraucherInnen weitergegeben werden.

Doch aus welchen Quellen kommt der Strom, wenn er möglichst regional verteilt werden soll? Zumal die Verfügbarkeit von erneuerbarer Erzeugung weiterhin begrenzt ist?

Abbildung 1 zeigt die Eigenverbrauchs- sowie die Überschussquote deutscher Gemeinden, also den Anteil, der innerhalb einer Gemeinde durch erneuerbare Energien (EE) erzeugt und im selben Zeitraum direkt vor Ort wieder verbraucht wird (Eigenverbrauch) bzw. den Anteil, der nicht direkt verbraucht werden kann (Überschuss). Berechnet wurden diese Werte auf Basis der regionalen EE-Erzeugung und des regionalen Verbrauchs in einer einstündigen Auflösung. Erzeugung durch konventionelle Energieträger wurden in dieser Analyse nicht betrachtet. Zudem wird vereinfacht angenommen, dass, wie in [1] vorgeschlagen, Grünstrommengen auch gleichzeitig Grünstromzertifikate sind, da jede Kilowattstunde Stromerzeugung auch mit der Information ihrer Art und Herkunft verbunden wird.

Die Eigenverbrauchsquote (links) zeigt, dass ein Großteil der Gemeinden ihren EE-Strom selbst verbrauchen können. Dies ist insbesondere dort der Fall, wo wenig Erzeugung auf viel Verbrauch trifft (z. B. im Ruhrgebiet). Hierbei handelt es sich um Importeure von Grünstrom, was aus der geringen Überschussquote (rechts) deutlich wird. Insbesondere windreiche Gemeinden im Norden und Nord-Osten sowie einige sonnenreiche Gemeinden im Süden fungieren als Exporteure von Grünstrom. Insgesamt werden 52,9 % des in Deutschland erzeugten Grünstromes nicht direkt in der Gemeinde verbraucht, in der er erzeugt wird.

Um zu analysieren, wie diese Überschüsse und damit auch deren Zertifikate (bilanziell) weiterverteilt werden können, wurde im Rahmen des Projektes InDEED (Förderkennzeichen 03EI6026A) ein Modell entwickelt. Die Stromerzeugung nach Energieträger nach [2] und [3] wird in einem Top-Down Ansatz anhand der installierten Leistung von EE-Anlagen (Stand 2019; [4], [5], [6]) auf die Gemeinden verteilt und mittels regionalisierter Lastprofile in stündliche Erzeugungsreihen transformiert. Anhand der Anzahl und des spezifischen Stromverbrauchs nach Haushaltsgröße wird der Verbrauch privater Haushalte gemeindescharf approximiert, mittels Skalierung an Daten der AG Energiebilanzen e. V. angepasst und abschließend unter Verwendung von Standardlastprofilen in einen Lastgang konvertiert [7], [8], [9]. Für die Sektoren GHD und Industrie wird der Verbrauch anhand der Zahl der Beschäftigten nach Wirtschaftszweig auf Gemeindeebene disaggregiert und mit regionalisierten Lastprofilen auf die Stunden verteilt. Die Lastprofile aus allen drei Sektoren werden zu einem Gesamtlastgang je Gemeinde summiert.

Im Rahmen der Auswertung wird der Stromverbrauch und die Stromerzeugung (ausschließlich Erneuerbare Energien) auf Gemeindeebene in einer zeitlichen Auflösung von einer Stunde verwendet. Unter der Annahme, dass der Bedarf einer Gemeinde primär aus der eigenen Erzeugung gedeckt wird, kann die Residuallast aller Kommunen berechnet werden. Bei einem Überschuss wird der Strom aus der Gemeinde exportiert, während zu Zeiten der Unterversorgung durch eigene EE-Erzeugung der benötigte Strom aus anderen Regionen importiert werden muss. Die Auswertung erfolgt, indem für jede Stunde mittels linearer Optimierung die kostengünstigste Zuordnung von Import- und Exportgemeinden ermittelt wird. Dies erfolgt unter der Annahme, dass geringe Distanzen mit niedrigen Kosten verbunden sind und umgekehrt. Dem zu Grunde liegt die Prämisse, dass Strom möglichst regional verbraucht werden soll. Dies entspricht keiner Lastflussberechnung. Die Verfügbarkeit oder Auslastungen von Leitungen wird in der Berechnung nicht berücksichtigt. Vielmehr entspricht dies einer bilanziellen Verteilung von Grünstromzertifikaten, die auch an die zeitliche Verfügbarkeit von Grünstrom und gewisse, vereinfachte netzseitige Randbedingungen gekoppelt ist.

Förderung

Das Forschungsprojekt InDEED wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördert (Förderkennzeichen: 03EI6026A).

Weitere Informationen:

• Stadt-Land-Ausgleich in Bayern
• InDEED – Konzeption, Umsetzung und Evaluation einer auf Blockchain basierenden energiewirtschaftlichen Datenplattform für die Anwendungsfälle „Labeling“ und „Asset Logging“

Literaturverzeichnis: