Windenergie und Versorgungssicherheit

Deutschland ist ein Industrieland – niemand rechnet hier damit, dass der Strom für einige Zeit nicht wie gewohnt aus der Steckdose kommt. Ein Jahr hat ungefähr 8760 Stunden, der Wind auf Meer und Land weht aber nicht permanent. Man geht von folgenden Volllastzeiten für Windenergieanlagen aus:

• Auf dem Land („onshore“): 1400 – 2200 Stunden
• Auf dem Meer („offshore“): 3300 – 4000 Stunden

Hieraus ergibt sich ein Problem, welches sich Versorgungssicherheit nennt, da die Windenergie in den verbleibenden Stunden nicht oder nur in geringerem Maße zur Stromversorgung beitragen kann. Die üblich verwendete Aussage, dass ein Windkraftrad 5000 Haushalte versorgen kann, ist somit irreführend – dieses kann es nur im Rahmen der oben angegebenen Zeiträume. Steht ein Windrad, so stehen üblicherweise auch alle anderen in der gleichen Region oder u.U. sogar überregional.

Warum geht das Licht nicht aus, wenn der Wind nicht weht?

Die erneuerbaren Energien tragen in einem immer höheren Maße zur Stromerzeugung in Deutschland bei. Hierbei ist allerdings die Grundlastfähigkeit zu beachten – diese ist bei Windenergie und Photovoltaik sehr gering; bei Energieerzeugung aus Wasser und Biomasse hoch. Um die notwendige Grundlast (ca. 60-80 MW) für Stromabnehmer bereitzustellen, werden aktuell Kernkraftwerke, Braunkohle- und Steinkraftwerke sowie Gasturbinen verwendet. Diese sorgen dafür, dass das Licht doch nicht ausgeht, auch wenn der Wind nicht weht und die Sonne nicht scheint. Gerade die Braunkohlekraftwerke erleben leider eine Renaissance, da sich mit ihnen vergleichsweise günstig Strom erzeugen lässt – aber alles andere als klimaschonend.  Was dazu geführt hat, dass in Deutschland – trotz massivem Ausbau von erneuerbaren Energieerzeugern – der CO2-Ausstoß nicht gesunken ist.

Jede neu in Betrieb genommene Solar- oder Windkraftanlage verschärft aktuell die Situation, da der Strom volatiler wird und damit die Netzstabilität sinkt. Die hierbei notwendigen Regelmaßnahmen („Redispatches“, z.B. die Umleitung von Strom) sind seit Jahren exponentiell gestiegen. Speichermöglichkeiten durch Schwungmassen, Wasserstoffumwandlung oder Pumpspeicherwerke, sind (vorallem in Deutschland) bei weitem nicht in dem Maße vorhanden, wie diese benötigt würden. Wollte man sich nur auf Wind- und Solarstrom verlassen, so müssten die Speichermöglichkeiten -bei konservativer Schätzung- ca. um den Faktor 100(!) erhöht werden, um Versorgungssicherheit zu erreichen.

Beispiel der Stromerzeugung

Das nebenstehende Schaubild zeigt das Agorameter, das die Stromerzeugung und den Stromverbrauch für eine wahlfreie Woche im Oktober 2016 darstellt.

Bereits in diesem kleinen zeitlichen Ausschnitt ist zu sehen, dass die Erzeugung von erneuerbaren Energien stark schwankend ist. Solarenergie schwankt vor allem in den Tagesstunden je nach Intensität der Sonneneinstrahlung; Windenergie völlig unregelmäßig mit riesigen Spannbreiten (onshore in diesem Diagramm von ca. 1GW bis zu über 16GW innerhalb von 24 Stunden).

Die große, dunkelviolette Fläche stellt übrigens den Anteil an nicht regenerativer Energieerzeugung dar. Diese sind für die Sicherstellung der notwendigen Grundlast und Netzstabilität notwendig, wie hier deutlich dargestellt, und sorgen aktuell dafür, dass das Licht bei Windstille nicht ausgeht.

Wie bereits erwähnt zeigt das Diagramm eine beliebige Woche im Oktober 2016. In einer Woche im Sommer mit viel Sonne und viel Wind können die Zahlen variieren – das grundsätzliche Problem bleibt aber bestehen.

Zivilschutzkonzept

Was hat das Zivilschutzkonzept der Bundesregierung mit dem Ausbau der erneuerbaren Energien zu tun? Auf den ersten Blick gar nichts, aber schauen Sie, was unser Innenminister Thomas de Maizière für die wahrscheinlichste Bedrohungslage für eine zivile Notlage hält: Vorstellung des Zivilschutzkonzepts.

Für mich persönlich ist am wahrscheinlichsten ein regional oder überregional langanhaltender dauerhafter Ausfall der Stromversorgung.

Wenn wir noch viel weiter regenerative Energien (Sonne/Wind) ohne Ausgleichs- und Speichermaßnahmen ausbauen, so werden wir vielleicht bald schon wissen, warum wir einen Nahrungsmittelvorrat für zehn Tage anlegen sollten.