EE 100%

PV/Wind/Speicher auf 1,30 × effektive Last dimensioniert; Fossil und Import auf null. Stresstest für Autarkie.

Komposition: Autarkie-Preset. Fossile Quellen (Gas = 0 GW, Kohle = 0 GW) und Import-Cap auf null — auch der Sektor-H₂-Bedarf (Stahl, Chemie, Schiff, Flug) wird aus Inlands-Elektrolyse gedeckt. Biomasse und Laufwasser bleiben auf 2025-Bestand. Variable EE-Anteile im Verhältnis PV 30 % / Wind on 40 % / Wind off 30 % (Wind 70 % / PV 30 % insgesamt, saisonal-optimal nach Heide et al. 2010 — Wind dominiert Winter, PV den Sommer).

Auslegung: Die EE-Flotte wird auf die effektive Stromnachfrage ausgelegt: effektive Demand = Demand − Sektor-Elektrolyse-Strom + Sektor-H₂ / 0,62 — der H₂-Pool der Engine produziert das Sektor-H₂ aus Überschuss-Elektrolyse (η 0,62) statt als direkte Stromlast. Seit der Pool echtes H₂-Zwischenprodukt führt (Sektor-H₂ = Strom × 0,62), ist das praktisch der Brutto-Bedarf (1 811 TWh bei e100; +3 TWh Stahl-Pool-Aufschlag, weil die Pool-Elektrolyse mit 0,62 statt der Onsite-52 kWh/kg ≈ 0,64 lädt). Auslegungsziel Jahres-RE = 1,30 × effektive Demand − Biomasse − Laufwasser. Der Cushion 1,30 liegt im Studien-Korridor 1,25–1,40 (BMWK LFS3 1,40, Fraunhofer ISE) und trägt die reale Speicherkette: Elektrolyse η 0,62 × Rückverstromung η 0,55 = Roundtrip 0,34, plus Wetterjahr-Reserve. Speicher skalieren mit der Stromlast (Demand minus Sektor-Elektrolyse-Strom) — die H₂-Pool-Sektoren bringen ihre Flexibilität selbst mit; nur die Elektrolyse-Leistung folgt der effektiven Demand, weil sie auch das Sektor-H₂ produziert. Der H₂-Kavernenspeicher ist in TWh H₂-LHV dimensioniert (0,11 × Stromlast) — direkt vergleichbar mit Kavernen-Potenzial-Angaben. Die Koeffizienten sind per Monte-Carlo (200 Samples, Constraint 0 h Lastabwurf auch im Schwachwindjahr ×0,85) auf den kostenoptimalen Korridor kalibriert (Audit AP04/AP05).

Lasttest (Wetter-/Lastjahr 2025): 0 h Lastabwurf bei e100 UND bei heutiger Last (466 TWh), robust bis Windjahr-Stress ×0,85 — die frühere Heute-Lücke im Extrem-Schwachwindjahr ist geschlossen, seit die Baseline-Produktion korrekt verrechnet wird (GW × 8,76 × availability statt Nennleistungs-Energie, ~+29 TWh EE-Target); nur der kombinierte Doppel-Stress ×0,85 Wind + ×0,9 PV lässt heute ~0,2 TWh offen. Der Preis der Autarkie ist Überbau: bei e100 werden 416 TWh abgeregelt (~18 % des EE-Potenzials inkl. Abregelung). Kaverne bei e100: 115 TWh H₂-LHV — ~1 % des Salzkavernen-Potenzials DE onshore (9 400 TWh, Fraunhofer IEG), keine Engstelle; im Normal-Wetterjahr wird nur ein Teil des Hubs gebraucht, die Reserve trägt das Schwachwindjahr.

Hard Cap Wind offshore: 70 GW (BSH FEP / WindSeeG 2045-Ziel = physisches Maximum DE-AWZ unter Wahrung Schifffahrt/Naturschutz). Übersteigt die Auslegung diesen Cap (typisch bei e100-Demand), wird der Energie-Shortfall durch zusätzlichen Wind-onshore-Ausbau kompensiert — Wind liefert winter-komplementär (weniger Saisonspeicher) und ist je TWh system-günstiger als PV; das MC-Optimum und der Heide-Anker (55–60 % Wind) bestätigen die Richtung. Folge: bei e100 wächst Wind onshore auf 885 GW — weit über dem 2-%-Vorrangflächen-Ziel (≈7.150 km² ≈ 145–180 GW bei 20–25 MW/km²); Stresstest, kein Pfad.

Anwendungsfall: Autarkie-Stresstest. Zeigt, wie groß PV-, Wind- und Speicherflotte werden müssen, wenn weder fossile Backup-Kraftwerke noch Strom-/H₂-Import zur Verfügung stehen. WICHTIG: Kein veröffentlichter Studienpfad modelliert echtes Stand-alone DE ohne H₂-Import; Import-Anteile von 50–80 % am H₂ sind durchgängig gesetzt (Agora 270 TWh, dena 458 TWh, Ariadne 60–250 TWh, BMWK LFS3 T45-H2 300–450 TWh). Die e100-Flotten (980 GW PV, 885 GW Wind onshore, 210 GW Batterie-Leistung, 435 GW Elektrolyse) haben keinen Bezug zu realen Bauraten — Stresstest, nicht Pfad-Empfehlung.

Mix-Anteile: EE-Verteilung: PV 30 %, Wind onshore 40 %, Wind offshore 30 % vom zusätzlichen RE-Bedarf. Wind 70 % / PV 30 % insgesamt — saisonal-optimal nach Heide et al. 2010 (Wind dominiert Winter, PV Sommer). Biomasse und Laufwasser decken den Restanteil und bleiben auf Default-Bestand 2025.
Cushion-Faktor: Auslegung: Jahres-RE ≥ 1,30 × effektive Demand. Studien-Korridor 1,25–1,40 (BMWK LFS3 1,40; Agora 1,15–1,20 gilt nur MIT Import). Trägt den H₂-Roundtrip 0,34 (0,62 × 0,55) plus Wetterjahr-Reserve; Lasttest: e100 UND heute 0 h Lastabwurf bis Windjahr ×0,85 (Doppel-Stress ×0,85+PV ×0,9: heute ~0,2 TWh).
Speicher-Sizing (Lasttest-validiert): Batterie: 0,20 GW und 1,7 GWh je TWh Stromlast (C-Rate ~8,5 h — die Leistung ist stress-ausgelegt: maximaler Abruf ~167 GW im Doppel-Stress, ~30 % Marge; eine 5h-Kopplung hätte bei 1.800 GWh noch 360 GW vorgehalten — das Doppelte des je gemessenen Abrufs (das alte Preset hielt sogar 720 GW bei 3.600 GWh)). Bei e100: 210 GW / 1 800 GWh. H₂: Elektrolyse 0,24 GW/TWh effektiver Demand (Sommer-Überschuss-Aufnahme plus Sektor-H₂-Produktion), Rückverstromung 0,195 GW/TWh Stromlast (Winter-Peak-Deckung mit Batterie); bei e100: 435 / 210 GW. Kaverne: 0,11 × Stromlast in TWh H₂-LHV — heute 50, e100 115 TWh. Koeffizienten MC-orientiert: die Top-8 schwachwind-robusten Samples spannen Kaverne 92–197 TWh, Rückverstromung 206–312 GW, Batterie 1 550–2 770 GWh — die gewählten Werte liegen am kostengünstigen Unterrand (billigstes robustes Sample: 127 TWh / 214 GW / 1 780 GWh) und bestehen den Lasttest. Oberer Studienkorridor (Fraunhofer ISE Stand-alone-Minimum ~130 TWh; BMWK 80, Agora 70 — beide MIT Import); vom Salzkavernen-Potenzial DE 9 400 TWh (Fraunhofer IEG) sind das ~1 %.
Hard Cap Wind offshore: 70 GW (BSH FEP / WindSeeG 2045 — physisches AWZ-Limit unter Wahrung Schifffahrt, Naturschutz und Pipelines). Übersteigt die Auslegung den Cap, wird der Energie-Shortfall via zusätzlichen Wind-onshore-Ausbau kompensiert (winter-komplementär, system-günstiger; MC-Optimum). Bei e100 wächst Wind onshore dadurch auf 885 GW.
Handel: Import-Cap: 0 GW (autark, ohne Strom- und H₂-Import; Sektor-H₂ kommt vollständig aus Inlands-Elektrolyse). Export-Cap: Default — Überschuss kann exportiert werden. Wichtig: Studien gehen durchgängig von H₂-Import 60–450 TWh aus; echtes Stand-alone DE wird in keiner publizierten Studie modelliert. Dieses Preset ist Stresstest, nicht Pfad-Empfehlung.

Quellen: Kalibrierung gegen DE-2045-Klimaneutralitäts-Studien: BMWK Langfristszenarien 3 (T45-Strom), Agora KN2045, Ariadne Szenarienreport, Fraunhofer ISE REMod, Heide et al. (saisonal-optimaler Mix), DVGW/EWI H2-Speicherbedarf.