Als globaler Entwickler von Systemen für erneuerbare Energien analysieren wir die regionalen Energieübergänge genau. Die Frage, "wie viel Energie in Kalifornien aus erneuerbaren Energien stammt", ist dabei von zentraler Bedeutung, denn der Bundesstaat ist einer der größten und komplexesten Energiemärkte der Welt.
Um eine präzise, technische Antwort geben zu können, müssen wir zunächst die Frage klären. "Energie" ist ein weit gefasster Begriff. Die Frage steht meist für die Stromerzeugung und nicht für den Gesamtenergieverbrauch (der die mit fossilen Brennstoffen betriebenen Sektoren Verkehr und Gebäudeheizung umfasst).
Wenn man sich auf die Elektrizität konzentriert, ist die Antwort komplex, aber eindeutig. Nach den jüngsten Daten der U.S. Energy Information Administration (EIA) für das Jahr 2023 stammen etwa 51 % der gesamten kalifornischen Stromerzeugung aus nicht-fossilen Quellen.
Diese Kategorie "nicht-fossile Brennstoffe" setzt sich aus mehreren Komponenten zusammen, die wir im Folgenden aufschlüsseln werden. Der bundesstaatliche Renewable Portfolio Standard (RPS), für den etwas andere Regeln gelten, zeigt, dass 69 % des Stromabsatzes im Jahr 2022 aus Quellen stammen, die für den RPS in Frage kommen.
Für den halbwegs erfahrenen Enthusiasten erfordert das Verständnis dieser Daten einen Blick auf die einzelnen Komponenten.
Die Kerndaten: Dekonstruktion des kalifornischen Strommixes
Kaliforniens nicht-fossile Stromerzeugung von 51 % (EIA-Daten für 2023) ist eine Kombination aus RPS-fähigen erneuerbaren Energien und anderen kohlenstofffreien Quellen (vor allem große Wasserkraft und Kernkraft).
RPS-berechtigte erneuerbare Energien: Ungefähr 36% der Gesamterzeugung.
Große Wasserkraftwerke: Ungefähr 8% der Gesamterzeugung.
Kernenergie: Ungefähr 7 % der Gesamterzeugung (aus dem einzigen verbleibenden Kraftwerk, Diablo Canyon).
Aus unserer fachlichen Sicht ist die wichtigste Erkenntnis, dass über die Hälfte der in Kalifornien erzeugten Elektrizität nicht mehr aus fossilen Brennstoffen stammt. Dies ist eine bemerkenswerte Leistung für eine Volkswirtschaft dieser Größenordnung.
Die 36 % aus RPS-fähigen erneuerbaren Energien machen die spezifische Strategie Kaliforniens deutlich. Es handelt sich um ein Portfolio, in dem die Solarenergie dominiert, unterstützt von Geothermie, Wind und Biomasse.
Die Solarenergie ist der unangefochtene Spitzenreiter im kalifornischen Portfolio. Dies gilt sowohl für Photovoltaikanlagen (riesige Solarparks, auf die wir uns spezialisiert haben) als auch für die dezentrale Stromerzeugung (Dachanlagen). Kalifornien ist aufgrund seiner hohen Sonneneinstrahlung, insbesondere in der Mojave-Wüste, einer der effektivsten Standorte der Welt für Photovoltaikanlagen. Dieser massive Ausbau der Solarenergie ist die wichtigste Triebfeder für die Statistik der erneuerbaren Energien in diesem Bundesstaat.
Im Gegensatz zu den Schwankungen der Solarenergie liefert die Geothermie rund um die Uhr konstante erneuerbare Energie als Grundlast. Kalifornien ist die Heimat von "The Geysers", dem größten geothermischen Kraftwerkskomplex der Welt. Die Windenergie, die sich in Gebieten wie dem Tehachapi Pass und dem Altamont Pass konzentriert, leistet ebenfalls einen bedeutenden (wenn auch schwankenden) Beitrag und ergänzt oft das Solarstromprofil, indem sie zu unterschiedlichen Zeiten Strom erzeugt.
Die Wasserkraft ist Kaliforniens älteste saubere Energiequelle. Ihre Leistung ist jedoch vollständig von den jährlichen Niederschlägen und der Schneedecke abhängig. In schweren Dürrejahren sinkt die Stromerzeugung aus großen Staudämmen, so dass das Netz mit anderen Quellen (oft Erdgas) ausgeglichen werden muss. In regenreichen Jahren liefert sie einen massiven Überschuss an sauberem Strom. Diese Schwankungen sind eine große Herausforderung für die Netzplaner.
Die "Entenkurve" und der Aufstieg der Batteriespeicher
Aus technischer Sicht ist die interessanteste Geschichte in Kalifornien nicht nur die Menge der erneuerbaren Energien, sondern auch ihre Integration. Die hohe Marktdurchdringung der Solarenergie hat zu einem berühmten Netzproblem geführt, das als "Duck Curve" bekannt ist.
Dieses Phänomen beschreibt einen typischen Tag im kalifornischen Stromnetz:
1. Mittagszeit: Die Solarparks produzieren einen massiven Überschuss an Strom, so dass die Nettonachfrage im Netz sehr niedrig ist.
2. Abends: Wenn die Sonne untergeht, verschwindet diese Solarstromerzeugung. Gleichzeitig steigt die Nachfrage in den Haushalten, wenn die Menschen nach Hause gehen.
Dadurch entsteht eine gefährlich steile "Rampe" in der Nachfrage, die traditionelle Kraftwerke decken müssen. Aus der Sicht unserer Experten ist dies der Punkt, an dem Batteriespeichersysteme (BESS), eine Kernkompetenz von Green Enesys, zum Dreh- und Angelpunkt der gesamten Strategie des Staates geworden sind. Batterien im Versorgungsmaßstab werden in Rekordtempo eingesetzt, um genau dieses Problem zu lösen: Sie laden sich mit der überschüssigen, kostengünstigen Solarenergie am Mittag auf und entladen diese gespeicherte Energie dann während der nachfragestarken Abendrampe, um das Netz zu stabilisieren.
Unser Expertenfazit
Um die Frage direkt zu beantworten: Der Anteil der erneuerbaren Energien an der Stromerzeugung in Kalifornien ist sehr hoch. Ab 2023 stammen über 51 % der Stromerzeugung im Bundesstaat aus nicht-fossilen Quellen, wobei der Anteil der RPS-berechtigten erneuerbaren Energien (allen voran die Solarenergie) bei etwa 36 % liegt.
Aus unserer Sicht ist Kalifornien nicht mehr nur ein Modell für den Einsatz erneuerbarer Energien, sondern auch das weltweit führende Labor für deren Integration in großem Maßstab, wobei die Batteriespeicherung die entscheidende Grundlagentechnologie darstellt.
Ressourcen
U.S. Energy Information Administration (EIA) - Kalifornien Profil: https://www.eia.gov/state/?sid=CACalifornia Energy Commission (CEC) - RPS Programm: https://www.energy.ca.gov/programs-and-topics/programs/renewable-portfolio-standardCAISO(California Independent System Operator) - Heutiger Ausblick: https://www.caiso.com/TodaysOutlook/Pages/default.aspx