Windkraft ist nicht grundlastfähig

Buch lesen im Kerzenschein

Energieerzeugung = = Energieverbrauch

Energiewende bedeutet den Wegfall der Kraftwerke aus fossilen oder atomaren Energiequellen und Ersatz durch andere, sich erneuernde, quasi unerschöpfliche Energiequellen. 

Die Energiemenge, die wir heute verbrauchen, ist immens, aber nicht immer gleich. Strom muss in dem Augenblick erzeugt werden, in dem er auch verbraucht (“Last”) wird. Weder zuviel noch zu wenig. Sonst gibt es einen flächendeckenden Stromausfall (“Blackout”). Die so genannte Grundlast muss während des gesamten Tages stabil erzeugt werden können (Deutschland ~40 Gigawatt, GW). Als Spitzenlast müssen kurzzeitig auftretende, nicht immer planbare Leistungsnachfragen durch  (75 – 80 GW) bedient werden. Neuere Rechnungen gehen bis 2030 von einem Strombedarf bis 57 GW aus (Strommix wurde falsch berechnet, Professor Thomas Koch vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) zu dpa, Heise 21.6.21).

Wie sensibel das europäische Strommnetz ist, zeigen diese aktuellen Vorfälle. Am 21. Januar 2021 und am 17. Mai kam es zum Abfall der so wichtigen 50 Hz-Stromfrequenz, weil mehr Strom gebraucht als produziert wurde. Ändert sich die Frequenz im Netz zu stark, beeinflusst dies die Funktion vieler elektrisch betriebener Anlagen. Sogar Kraftwerke können dabei beschädigt werden. Das Trennen von Teilen des europäischen Strommnetzes bzw. das sofortige Abschalten elektrischer Großverbraucher (!!) in Italien und Frankreich verhinderte einen flächendeckenden Stromausfall (Blackout). Am 24.7.21 kam es zu Zwangsabschaltungen auf der iberischen Halbinsel, da eine Hochpannungsleitung durch Waldbrand abgeschaltet wurde und die Netzfrequenz schnell dramatisch absank (Blog Saurugg „Bedenkliche Ereignisse„, allgemein erklärt z.B. hier).

Einen guten aktuellen Überblick bietet die Seite zur Lastsituation von MITNETZ. Das Netzgebiet der MITNETZ STROM umfasst eine Fläche von 30.804 km² in Brandenburg, Sachsen-Anhalt, Süd- und West-Sachsen. Zum Beispiel: Am Sonntag 25.4.21 betrug die Spitzenlast um die Mittagszeit in MITNETZ-Gebiet etwa 2,3GW. Über 4 Stunden wurden trotz wolkigem Himmel die Last von etwa 2GW durch Photovoltaik im Gebiet geleistet. Die Windkraft trug trotz kräftiger Böen im Schnitt nur mit etwa 0,5 GW bei. Mit weiteren 0,5 GW wurde etwa 1 GW in umliegende Stromnetze verkauft.

Errneuerbare Energiequellen und die Grundlast

Windkraft ist nicht grundlastfähig – selbst im europäischen Dimensionen nicht. Dafür ist unser Wettersystem in Europa zu einheitlich. Und nicht einmal überdimensionierte Offshore-Windparks schaffen das, denn eine Flaute in Europa erzeugt auch dort keinen Strom. Ein Beispiel: Durch einen sogenannten “Windbuckel” (lange Flaute) wurden am 17.10.2020 Offshore (= auf dem Meer) und Onshore (= Land) zusammen gerade mal 0,5 GW erzeugt (Details: Finger’s Blog)!  Einen Online-Darstellung über Echtdaten mit der Möglichkeit, einzelne Energiequellen abzuschalten, findet man unter Stromdaten.info.

Agorameter
Agorameter – Stromerzeugung und Stromverbrauch am 17.10.2020
(C) Agora Energiewende, Smart Energy for Europe Platform (SEFEP) gGmbH

Ein System von Erneuerbaren Energien, Speichern, intelligenten Netzen und Lastmanagement ist daher nur Vision, technisch möglich oder gar bezahlbar ist das allerdings nicht. Laut Tagesschau sind diese heute nur in der Lage, 30 .. 60 min zu überbrücken (Prof. Harald Schwarz von der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus, „Droht im Winter die „Dunkelflaute“?, Tagesschau.de, 7.3.21)

Soll daher die Grundlast in Frage gestellt werden und durch “Lastmanagement”, also “smartes” An- und Abschaltung von “unwichtigen” Stromverbrauchern wie Waschmaschine, Heizungen bei knappem Strom ersetzt werden?

Schaltanzeige

Bei starkem Wind in Europa wird bereits heute ein problematischer Überschuss produziert. Bei Flaute fehlt Strom in Größenordnungen und die Windräder drehen sich nicht.  Also wird über Pufferspeicher, die Kopplung mit Gaskraftwerken oder z.B. die Wasserstoffspeicherung nachgedacht. Relevante Energiemengen für den Ausgleich von vorausgesagten oder ungeplanten Schwankungen zwischen Grund- und Spitzenlast lassen sich heute und morgen jedoch nur mit regelbaren Gaskraftwerken erzeugen. 

Auch ein aktueller Podcast der ARD widmet sich diesem Thema:
Nur noch Erneuerbare Energien? Was dann?: Was bedeutet das für uns privat und für die Wirtschaft? Und wie viel bringt es für den Klimaschutz? Ein Gedankenexperiment.“

Fazit

Windkraft und Photovoltaik sind sicher wichtige Bestandteile einer Energiewende. Aber weder Windkraft und noch Solarstrom können unbeschränkt und regelmäßig Energie in der erforderlichen Größe bereitstellen. Andere erneuerbare Energien (Wasserkraft, Geothermie) können auch einen in Deutschland nur sehr kleinen Anteil leisten. Wer erzeugt dann die erforderlichen Energiemengen? Fernab, jene Länder mit niedrigeren Umweltzielen, durch Raubbau und Ausbeutung in Schwellenländer? 

Literaturtipp: In dem „Ratgeber für Notfallvorsorge und richtiges Handeln in Notsituationen“ hat das Bundesamt für Bevölkerungsschutz und Katastrophenhilfe wich­ti­ge Hin­weise u.a.für einen Blackout / Stromausfall zusammengestellt.

Aktualisiert am 01.08.2021

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