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Ökostrom: Sicher durch die Dunkelflaute

Wenig Wind, kaum Sonne - im Januar schwächelten Windräder und Solaranlagen tagelang. Wie riskant ist das für die Stromnetze?


xing-news // 28. Januar 2021

Klimaschützer hatten zum Jahresbeginn gute Gründe zu feiern: Vattenfall schaltete sein Steinkohlekraftwerk im Hamburger Stadtteil Moorburg ab, und auch im Rheinland gingen einige Kraftwerksblöcke vom Netz. Doch ausgerechnet in diesen Tagen liefen viele andere Kohlekraftwerke im Land auf Hochtouren - als wollten sie noch einmal mit aller Kraft zeigen, was sie leisten können. Kraftwerksbetreiber Leag etwa meldete, dass seine Großanlagen in der Lausitz mit voller Auslastung arbeiten. Zusammen mit den Gaskraftwerken sicherten die Kohlemeiler in diesen Tagen die Stromversorgung in Deutschland.


Denn die Windräder und Photovoltaik-Anlagen schwächelten Anfang Januar sehr. Im ganzen Bundesgebiet und vor den Küsten herrschte Flaute, auch die Sonne ließ sich kaum blicken. Im Zeitraum zwischen dem Vormittag des 6. Januar und dem Morgen des 10. Januar zum Beispiel kamen die Windenergie an Land und auf See zusammen mit der Photovoltaik nicht über zehn Gigawatt Leistung hinaus - der Stromverbrauch lag in diesen Stunden aber zwischen 51 und 74 Gigawatt. Ein ähnliches Bild zeigte sich zwischen dem 15. und 17. Januar.


Was bedeutet das für den Kohleausstieg? Steigt das Blackout-Risiko, mit jedem Kraftwerk, das vom Netz geht? Schließlich kommt es gar nicht mal so selten vor, dass sogenannte Dunkelflauten auftreten - also dass Wind und Sonne über mehrere Tage hinweg großflächig ausbleiben und in der Folge kaum Ökostrom produziert wird. So hat der Deutsche Wetterdienst (DWD) anhand von Wetterdaten der Jahre 1995 bis 2015 errechnet, dass die heimischen Windenergieanlagen an Land und auf See zusammengenommen durchschnittlich 13 Mal pro Jahr über mindestens 48 Stunden hinweg nur maximal zehn Prozent ihrer installierten Leistung ausschöpfen können. Rechnet man die Photovoltaik hinzu, sind es immerhin noch zwei mindestens zweitägige Perioden im Jahr, in der die Anlagen kaum Strom liefern.

"Wir brauchen zusätzliche Gaskraftwerke, die auch über eine längere Zeit Strom liefern können."

"Bislang hatten wir immer ausreichend Energiespeicher, die wir abrufen können, wenn wir Strom benötigen - Kohlehalden und Uranbrennstäbe etwa", sagt Albert Moser, Inhaber des Lehrstuhls für Übertragungsnetze und Energiewirtschaft der RWTH Aachen. Mit Kohle- und Atomausstieg gehen diese Speicher verloren. Seine Folgerung: "Wir brauchen zusätzliche Gaskraftwerke, die auch über eine längere Zeit Strom liefern können, wenn die erneuerbaren Energien dazu nicht in der Lage sind." Das sei kein Widerspruch zu Energiewende und Klimaschutz, weil statt fossilem Erdgas dort sukzessive auch CO₂-neutrale Gase eingesetzt werden könnten. Damit meint er vor allem Wasserstoff, der per Elektrolyse mit Ökostrom erzeugt wird.


Wie viele Gaskraftwerke nötig sind, um die Versorgungssicherheit nach dem Kohleausstieg zu gewährleisten, zeigt eine im Auftrag des Berliner Thinktanks Agora Energiewende erstellte Studie von Prognos, Öko-Institut und Wuppertal-Institut. Sie kommt zu dem Ergebnis, dass die installierte Leistung bis 2030 auf 43 Gigawatt und bis 2050 auf 73 Gigawatt wachsen muss. Laut Bundesnetzagentur sind derzeit fast 32 Gigawatt installiert. Ihrer Studie haben die Autoren zugrunde gelegt, dass bis zum Ende dieses Jahrzehnts fast alle Kohlekraftwerke vom Netz gehen werden - ein durchaus realistisches Szenario angesichts der erhöhten Klimaziele der EU. Philipp Litz, Projektleiter bei Agora Energiewende, ist überzeugt, dass die Zeit bis dahin ausreichen würde, um die nötigen Anlagen zu bauen. "Wir gehen davon aus, dass vor allem viele kleine, dezentrale Gasmotoren und -turbinen installiert werden. Das geht deutlich schneller als der Bau von Großkraftwerken."


Doch wer soll neue Anlagen bauen, wenn sie langfristig nur noch als Sicherheitsnetz für die erneuerbaren Energien benötigt werden? Einen Anreiz setzt die Strombörse: Sind die Gaskraftwerke gefragt, werden die Preise dort wegen der Stromknappheit hoch sein. Falls sich abzeichnet, dass diese Marktsignale nicht genügen, muss der Staat zusätzliche Hilfestellung geben - mit einer Prämie dafür, dass die Betreiber jederzeit Strom liefern können. "Betrachtet man die Energiewende als Ganzes, sind die Kosten für die Backup-Kapazitäten überschaubar", sagt Christoph Kost vom Fraunhofer-Institut für solare Energiesysteme (ISE). Er verweist zudem darauf, dass auch ohne Energiewende erheblich in den Kraftwerkspark investiert werden müsste, da viele Kohlekraftwerke überaltert sind.


Irgendwo in Europa herrschen immer gute Bedingungen, um Ökostrom zu produzieren Zusätzliche Sicherheit schafft eine engere europäische Zusammenarbeit. Denn schließlich unterscheiden sich die Wetterverhältnisse innerhalb Europas erheblich. Ist zum Beispiel der Wind im Nordseeraum schwach, bläst er auf dem Balkan oftmals kräftig. Um dies auszunutzen, treibt die EU den europäischen Netzausbau voran, sodass mehr Strom über Grenzen hinweg fließen kann. Der Stromaustausch zwischen den europäischen Ländern wird stark zunehmen, prognostiziert Kost. "Das stärkt die Versorgungssicherheit, auch in Dunkelflauten."

Batteriespeicher dagegen helfen bei Dunkelflauten nicht, da sie recht schnell erschöpft sind. Anders dagegen das sogenannte Lastmanagement: Industriebetriebe können manche Prozesse in Zeiten verschieben, in denen viel Energie verfügbar und der Preis an der Strombörse daher niedrig ist. Agora-Experte Litz warnt davor, die Potenziale des Lastmanagements in Dunkelflauten zu unterschätzen. Allerdings sei der Anreiz für einen am Stromangebot ausgerichteten Betrieb der Anlagen noch zu gering, weil der Strom mit vielen Abgaben und Umlagen belegt ist. "Verbraucher spüren Schwankungen bei den Preisen an der Strombörse deshalb kaum", sagt Litz. "Das muss reformiert werden."


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