Die Rolle der Onshore-Windenergie in Deutschlands Energiesystem der Zukunft mit 100 % erneuerbaren Energien.

Abstract

Für eine sichere, nachhaltige und wirtschaftliche Energieversorgung der Zukunft sowie das Erreichen der Pariser Klimaziele, ist eine Umstellung des Energiesystems in Deutschland auf 100 Prozent erneuerbare Energien erforderlich. Dies ist bis zum Jahr 2050 realisierbar. Insbesondere Unternehmen der Energiebranche, wie der Windkraftanlagenhersteller GE Wind Energy GmbH, sollen sich mit den zukünftigen Änderungen des Energiesystems auseinandersetzen. Vor diesem Hintergrund beschäftigt sich die Untersuchung mit Deutschlands Energiesystem der Zukunft aus 100 Prozent erneuerbaren Energien und der damit verbundenen Rolle der Onshore-Windenergie. Dazu erfolgt eine Ermittlung von Deutschlands zukünftigem Energieverbrauch und der Voraussetzungen für die Energieversorgung im Jahr 2050 mit Hilfe des Simulations-Tools 100prosim. Der zukünftige Beitrag der Onshore-Windenergie wird unter Berücksichtigung der technischen Entwicklung dieser Energiequelle untersucht sowie mit klimapolitischen und gesellschaftlichen Ansichten verglichen. Als Ergebnisse der Bachelorarbeit kann Deutschlands Energieverbrauch im Jahr 2050, in Folge von umfassenden Gebäudesanierungen sowie der Verlagerung, Vermeidung und Verbesserung des Verkehrs, Substitution von Brennstoffen und weiteren Effizienzsteigerungen, um 41,84 Prozent reduziert werden gegenüber 2016. Für die Deckung des Energiebedarfs müssen Energiespeicher, intelligente Stromnetze sowie alle erneuerbaren Energiequellen ausgebaut und technisch verbessert werden. Zukünftig sind Onshore-Windkraftanlagen mit durchschnittlich 5,5 MW Nennleistung, 2870 Volllaststunden und 7,94 ha/MW Flächenbedarf zu erwarten. Folglich wird Onshore-Windenergie die Hauptrolle in der zukünftigen Energieversorgung übernehmen. Durch einen Ausbau von Onshore-Windkraftanlagen, der die klimapolitischen Ziele deutlich übersteigt, auf 4,15 Prozent (187.028 MW) bis 5,3 Prozent (238.629 MW) der Landesfläche, wird die Energiewende zu einem Energiesystem mit 100 Prozent erneuerbaren Energien bis 2050 ermöglicht.To ensure a secure, sustainable and economic energy supply in the future and to achieve the Paris climate targets, the energy system in Germany must be restructured to use 100 percent renewable energies. Realistically this can be accomplished by 2050. In this context companies in the energy sector such as the wind turbine manufacturer GE Wind Energy GmbH, need to deal with future changes of the energy system. This thesis deals with Germany's energy system of the future with 100 percent renewable energies and the associated role of onshore wind energy. Therefore, the German energy consumption and the prerequisites for the energy supply in the year 2050 will be determined by using the simulation tool 100prosim. The future performance of onshore wind energy will be analysed in consideration of the technical development of this energy source as well as compared with policy and social views. As results of the Bachelor thesis, Germany's energy consumption in 2050 can be reduced by 41.84 percent compared to 2016. This can be achieved by comprehensive building refurbishment, as well as relocation, avoidance and improvement of traffic, substitution of fuels and further efficiency improvements. To cover the energy demand, energy storage systems, intelligent power grids and all renewable energy sources must be expanded and technically improved. In the future onshore wind turbines can be expected with on average 5.5 MW rated power, 2870 full load hours and 7.94 ha/MW land requirement. Therefore onshore wind energy will become the main supplier of energy in the future. The expansion of onshore wind turbines to 4.15 percent (187,028 MW) to 5.3 percent (238,629 MW) of the land area will enable an energy system with 100 percent renewable energies by 2050. This exceeds the climate policy goals.