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Deutschland brütet ein Windei aus

von Manfred Haferburg

Eigentlich sollte es jedes Kind aus dem Physikunterricht wissen: Energie lässt sich nicht wenden. Aber der Physikunterricht ist wohl auch nicht mehr das, was er mal war. Meinungsumfragen zur Energiewende vermeidet die Politik ungefähr mit der gleichen Ängstlichkeit, wie solche zur Massenimmigration. Nur so lässt sich der Eindruck aufrechterhalten, dass die Mehrheit der Deutschen der Energiewende positiv aufgeschlossen gegenübersteht. Ob das wirklich so ist, weiß keiner. Fakt ist aber, dass die Bürger per Gesetz gezwungen werden, die von der Regierung gewollte Energiewende zu bezahlen. Bis zum Jahr 2025 müssen geschätzt rund 520 Milliarden Euro aufgewendet werden. Eine vierköpfige Familie zahlt somit direkt und indirekt über 25.000 Euro für die Energiewende.

Die „Energiewende“ ist in Wahrheit eine „Stromwende“, denn die Politik hat noch gar nicht richtig damit angefangen, auch die Transportenergie (Elektromobilität) und Heizungsenergie (Wärmedämmung) zu wenden. Das Ziel der Regierung bei der Stromwende ist derweil die Steigerung des Anteils erneuerbarer Energien am Bruttostromverbrauch auf 35 Prozent bis 2020, auf 50 Prozent bis 2030, auf 65 Prozent bis 2040 und auf 80 Prozent bis 2050. Dieses Ziel kann allerdings mit der gegenwärtigen Physik und Meteorologie nicht erreicht werden.

Beim Ausbau der Windenergie wird geklotzt und nicht gekleckert. Die installierte Nennleistung sämtlicher Windenergieanlagen in Deutschland hat sich in den letzten 16 Jahren, von Anfang 2001 bis Ende 2016, auf 50.000 Megawatt (MW) verachtfacht. In den 18 betrachteten europäischen Ländern, die Windenergie heute nutzen, erhöhte sich die Nennleistung im gleichen Zeitraum um das Zwölffache auf mehr als 150.000 MW.

Die Ingenieure Thomas Linnemann und Guido S. Vallana vom VGB-Powertech haben jetzt eine Studie erstellt und dafür fünf Millionen Datensätze über die europaweite Windstromproduktion der letzten Jahre ausgewertet: Thomas Linnemann, Guido S. Vallana: Windenergie in Deutschland und Europa Status quo, Potenziale und Herausforderungen in der Grundversorgung mit Elektrizität Teil 1: Entwicklungen in Deutschland seit 2010

Die ganze Studie inklusive der detaillierten Präsentationsfolien finden Sie hier:

Das Ergebnis dieser Studie ist ernüchternd und zeigt, dass eine der wesentlichsten Grundannahmen von der die Energiewender beim Ausbau der Windenergie ausgehen, schlicht falsch ist.

Grundannahme: Irgendwo ist immer Wind und daher wird die Leistung bei weiterem Ausbau immer stabiler, so dass am Ende keine Energiespeicher gebraucht werden. Man muss nur genügend Windräder aufstellen.

Richtig ist: der Wind weht nicht überall zur gleichen Zeit gleich stark. Das heißt, das das hundert Kilometer weite lokale Wetter darüber entscheidet, wieviel Strom die in diesem Bereich aufgestellten Windräder produzieren. Allerdings ist Europa viel grösser und demzufolge schwankt auch die Windstromproduktion nahezu chaotisch mit dem regionalen Wind – mal viel zu viel, mal eben fast nichts. Und es gibt so etwas wie „Großwetterlagen“.

Das Argument: „Irgendwo weht der Wind immer“ und die daraus abgeleitete Erwartung einer deutlichen Glättung der Gesamtleistung in einem Maße, das einen Verzicht auf Backup-Kraftwerksleistung ermöglichen würde, ist allerdings an Hand der realen Daten niemals eingetreten. Das gilt auch für die vielgepriesenen Offshore Windräder. Das Gegenteil ist der Fall, nicht nur für ein einzelnes Land, sondern für ganz Europa. Für das Jahr 2016 weist die entsprechende Zeitreihe (Stundenwerte) einen Mittelwert der Windstromproduktion von 33.000 MW und ein Minimum von weniger als 6.500 MW auf. Man bedenke: bei Windstille werden europaweit gerade mal 6.500 Megawatt von installierten 150.000 Megawatt Wind erzeugt. Dies entspricht trotz der europaweit verteilten Windparkstandorte gerade einmal 4 % der insgesamt installierten Nennleistung. Oder anders gesagt: von den 150 „Wind-Großkraftwerken von je 1000MW“ produzieren europaweit gerad mal noch sechs. Der Rest steht nur so rum und wartet auf Wind.

Die schlechte Nachricht ist: Windenergie trägt praktisch nicht zur Versorgungssicherheit bei und erfordert 100 % planbare konventionelle Backup-Kraftwerke.

Das heißt zu gut deutsch: wir werden auch bei noch viel umfangreicherem Windausbau den kompletten alten Kraftwerkspark brauchen und bezahlen müssen, da sonst die Lichter bei „Dunkelflaute“ ausgehen. Von der Dunkelflaute sind nämlich oft große Teile Europas gleichzeitig betroffen.

Für eine der nicht seltenen zweiwöchigen Dunkelflauten würde man zur Stromversorgung Deutschlands 21 Terawatt Stunden Speicherkapazität benötigen. Es existieren aber nur Speicherkapazitäten (Pumpspeicherwerke, alle anderen Speicher tragen gar nicht messbar bei) in einer Größe von 0,04 Terawatt Stunden. Um also diese zweiwöchige Dunkelflaute zu beherrschen benötigt man zusätzlich 17.500 Pumpspeicherwerke von je 200 MW, oder aber den kompletten konventionellen Kraftwerkspark von Kohle und Gas.

Und sollte wieder das Argument kommen: dann speichern wir eben überschüssige Windenergie als Gas, das dann die Versorgung bei Flaute übernimmt. Die Studie hat auch darauf eine Antwort. Die Kilowattstunde kostet bei diesem Verfahren auf Grund des grottenschlechten Wirkungsgrades mindestens 45 Eurocent, ohne Kosten wie Gewinn des Bertreibers, Netzentgelt und Steuern gerechnet, die locker diesen Preis nochmal verdoppeln. Wir reden also von einem Euro pro Kilowattstunde „Windstrom zu Gas“. Liebe deutsche Steuerzahler und Stromkunden – das gibt eine gigantische Eiskugelparty!

Link zum Fachtext der Studie: https://www.vgb.org/studie_windenergie_deutschland_europa_teil1.html?dfid=84459

Link zu den Präsentationsfolien (alle Fakten in grafischer Form) der Studie:

https://www.vgb.org/studie_windenergie_deutschland_europa_teil1.html?dfid=84458

Manfred Haferburg ist Autor des Romans „Wohn-Haft“ mit einem Vorwort von Wolf Biermann.Anmerkung der Redaktion:

Auf diesen unleugbaren Umstand hat EIKE schon vielfach hingewiesen z.B. hier, hier oder hier

 

 

 

 

 

Manfred Haferburg ist Autor des Romans „Wohn-Haft“ mit einem Vorwort von Wolf Biermann.




Stromausfall nach Dunkelflaute?

Vor einigen Wochen geschah etwas im Stromsektor, das vielerorts in den Zeitungen aufgegriffen wurde: Während einer zehntägigen „Dunkelflaute“ lieferten Solar- und Windkraftwerke so gut wie keinen Strom, während die Verbraucher ein Maximum an elektrischer Energie anforderten.  Traditionelle Kern-, Kohle- und Gaskraftwerke übernahmen die Stromproduktion, ein Blackout blieb aber aus.  Nur wenige Tage später fiel auch in der Provinz Südaustralien die Windkraft wegen einer Hitzewelle weitgehend aus, doch dort kam es zu flächendeckenden Stromausfällen.  Was sind nun die Unterschiede zwischen den beiden Regionen und was lernen wir daraus?

Zunächst nach Deutschland.  Hier sind Windenergieanlagen mit einer installierten Leistung von ca. 50 Gigawatt (GW) und Solaranlagen im Umfang von ca. 41 GW installiert.  Das ist mit 91 GW zusammen mehr, als in der Spitze in Deutschland an Strom verbraucht wird.  Zwischen dem 16. und dem 25. Januar herrschten aber Nebel und Windstille vor und die Solar- und Windkraftwerke produzierten durchschnittlich nur 4,6 GW, während der Strombedarf im Mittel bei 63,1 GW lag und an einigen Tagen für mehrere Stunden die 73 GW überschritt (ohne Großverbraucher, die sich ihren Strom selbst erzeugen, und die ca. 10 GW an Verbrauch ausmachen).  Die sonst verpönten Kohle-, Gas- und Kernkraftwerke lieferten am 24. Januar sogar neun Zehntel der elektrischen Energie.  Einen guten Bericht hierzu veröffentlichte Die WELT unter dem Titel „‚Dunkelflaute‘ macht die Energiebranche nervös“.  Die Stromversorgung insgesamt war nach einem Bericht des SPIEGELs („Ist der Winter wirklich zu düster für den Ökostrom?„) jedoch nicht gefährdet, es hätten immer noch 18 GW an Gaskraftwerken bereitgestanden, und selbst zu Spitzenlastzeiten hätte noch Strom im Umfang von ca. 1 GW nach Frankreich verkauft werden können.  So weit, so gut.

Am 8. Februar mussten in der australischen Provinz Südaustralien abends ganze Kommunen vom Stromnetz abgetrennt werden, wie einem Bericht auf www.news.com.au zu entnehmen war („Why South Australia’s blackouts are a problem for us all„).  Eine Hitzewelle mit Temperaturen von über 40° C legte das Land lahm, und da die Provinz stark auf Windkraft gesetzt hatte, war es von der lang anhaltenden Windflaute besonders betroffen.  Die Folge war, dass die Provinz nicht genug Strom für den durch Klimaanlagen erhöhten Bedarf produzieren konnte, denn gerade im letzten Winter wurde ein wichtiges Kohlekraftwerk vom Netz genommen.  Auch die Konnektoren in die Nachbar-Provinzen waren zu klein ausgelegt.  Am Ende blieb dem Netzbetreiber nur noch der sog. „Lastabwurf“.  Ganze Stadtviertel und Kommunen mit zusammen 90.000 Haushalten wurden für eine halbe Stunde einfach vom Netz genommen, um die Nachfrage nach Strom zwangsweise an das knappe Angebot anzupassen. Dies ist für ein Industrieland wie Australien ungewöhnlich, in Schwellenländern mit weniger entwickelter Infrastruktur dagegen durchaus üblich. 

Da es bereits im September letzten Jahres einen provinzweiten Stromausfall gab, von dem 1,7 Millionen Haushalte betroffen waren und kleinflächigere Lastabwürfe seither schon das dritte Mal praktiziert werden mussten, hat sich auf dem Kontinent ein politischer Disput entsponnen.  Auf der einen Seite steht die Labour-geführte Provinzregierung, die ein Ziel von 50 Prozent erneuerbar erzeugtem Strom ausgegeben hat und bereits mehrere Kohlekraftwerke hat abschalten lassen.  Auf der anderen Seite setzt die konservative Landesregierung wieder verstärkt auf Kohle und verweist auf die wirtschaftsfördernde Rolle niedriger Energiepreise und einer robust funktionierenden Stromversorgung. 

Die wiederkehrenden Stromausfälle und Lastabwürfe resultieren aus zu hoher Abhängigkeit von schwankender Windkraft, zu geringen Reservekapazitäten und zu klein ausgelegten Konnektoren zu Nachbarprovinzen, über die bei Bedarf fehlender Strom importiert werden könnten.  Exakt dieses Szenario haben wir hier an dieser Stelle mehrfach beschrieben.  Ein Stromerzeugungssystem, das auf Solar- und Windkraftwerke setzt, benötigt entweder in gleicher Menge Ersatzkapazitäten mit regelbaren (Gas-) Kraftwerken oder muss bereit und technisch in der Lage sein, sämtlichen Strom aus Nachbarländern zu importieren.

Zurück nach Deutschland.  Hier führen wir derzeit das gleiche Experiment am Stromerzeugungs- und -verteilsystem durch wie in Südaustralien.  In Bayern stammten beispielsweise im Jahr 2015 zwei Drittel des Stroms aus Kernkraftwerken, die bis 2022 abgeschaltet werden sollen.  Die vielfach geforderten Stromtrassen, die den Windstrom aus dem Norden in die industriellen Zentren Bayerns liefern sollen, werden bis dahin nicht fertig sein.  Sie könnten aber auch keine Abhilfe schaffen, weil der Windstrom nur zu einem Drittel des Jahres geliefert werden könnte, während für zwei Drittel der Jahresstunden unklar ist, woher der benötigte Strom bezogen werden soll.  In Bayern haben die Energieversorger übrigens schon detaillierte Pläne, welche Landkreise und Städte im Fall von Stromknappheit vom Netz abgeklemmt werden, um die Stromversorgung insgesamt zu schützen. Regionen, die sich nicht selbst mit Strom versorgen können, bleiben dann eben dunkel.

Wie eingangs erwähnt, exportierte Deutschland dank seiner derzeit noch bestehenden Reservekapazitäten im Januar noch Strom ins Ausland.  Im Umkehrschluss können wir davon ausgehen, dass unsere Nachbarländer zu Zeiten, in denen in Deutschland eine Dunkelflaute herrscht, selbst jedes Kraftwerk für den Eigenverbrauch benötigen und keinen Strom nach Deutschland liefern können.  Die Hoffnung auf Hilfe von außen könnte sich als trügerisch erweisen.

Wir haben in Deutschland daher die paradoxe Situation, dass einerseits Kraftwerksstilllegungen notwendig sind, um das Strompreisniveau so zu stabilisieren, dass konventionelle Kraftwerke wieder profitabel betrieben werden können (vgl. „Die Energiefrage“ vom 9.1.2017).  Andererseits werden wir die Reserven auch in Zukunft benötigen, um Stromausfälle zu vermeiden, die gewaltige volkswirtschaftliche Schäden bewirken könnten.  Denn von einer „Extremwetterlage“ kann für Januar beim besten Willen nicht gesprochen werden.  Zwischen 2008 und 2014 gab es 24 solcher Wetterlagen, wo die Stromerzeugung aus wetterabhängigen Erneuerbaren für mindestens fünf Tage am Stück praktisch ausfiel.  In den Jahren 2010, 2011, 2012 und 2014 hatten wir Dunkelflauten von je zehn Tagen bis zwei Wochen Dauer.  Im Winter 2014 folgten sogar mehrere längere Dunkelflauten aufeinander, nur kurz unterbrochen durch wenige windige Tage. 

Die Tatsache, dass wir im Januar 2017 während einer längeren Dunkelflaute noch genügend Reservekapazitäten abrufen konnten, um einen großflächigen Stromausfall zu umgehen, heißt nicht, dass wir dies auch noch im Winter 2023 tun könnten.  Denn bis dahin läuft in Deutschland kein Kernkraftwerk mehr, viele Kohlekraftwerke werden so verschlissen sein, dass sie nicht mehr sicher betrieben werden können, und einige Gaskraftwerke werden wegen mangelnder Profitabilität demontiert sein.

Dr. Björn Peters ist Gründer der  Unternehmens- und Politikberatung „peters – Continental Commodity Consulting“ Dr. Björn Peters ist Analyst und beschäftigt sich seit vielen Jahren mit dem Thema „Energiewende“ unter wissenschaftlichen als auch wirtschaftlichen Gesichtspunkten

Der Beitrag erschien zuerst beim Deutschen Arbeitgeber Verband hier