Wenn...


...der Wind nicht weht und die Sonne nicht scheint.

"Nicht die Dinge selbst beunruhigen die Menschen, sondern die Meinungen und die Urteile über die Dinge."
(Epiktet, Handbuch der Moral)

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Der Tag, an dem fast nichts geschah: 18.08.2015

In der Zeit vom 01.02.2015 bis zum 02.10.2015 war der 18.08.15 der Tag, an dem die Windkraft und die Sonnenenergie den geringsten Anteil am Strommix in Deutschland hatte. Lediglich 151.533 MWh wurde in 24 Stunden aus diesen Quellen an Strom produziert. Insgesamt speisten alle Kraftwerke am 18.08.2015 rund 1.516.253 MWh eingespeist, woraus sich ein Anteil von 10,0% für den Sonnen- und Windstrom ergibt. Zum Vergleich im Jahresmittel liegt der Anteil bei über 30%.


Präambel - Über Ängste und Realitäten

Nach 15 Jahren nach Einführung des EEG ist etwa ein Drittel des Weges zu einer vollständigen Stromversorgung aus erneuerbaren Quellen geschafft. Fünf Jahre nach der Reaktorkatastrophe im japanischen Fukushima Daiichi und dem darauf folgenden zweiten Atomausstieg in Deutschland existieren noch immer die Ängste, ob es überhaupt gelingen kann, eine stabile, vom Wetter unabhängige Stromversorgung in einer Industrienation dauerhaft zu gewährleisten.

Eine gute Daseinsvorsorge für die Bevölkerung und die Wirtschaft ist dann gegeben, wenn die Risiken bei der Versorgung mit Strom und anderen Gütern des täglichen Bedarf soweit wie technisch und wirtschaftlich möglich minimiert werden. Eine wirtschaftliche Stromversorgung setzt voraus, dass so wenig Überkapazitäten wie möglich vorgehalten werden.

Wir haben in diesem Beitrag in einem Zeitraum von mehr als einem Jahr, genau an 243 Tagen, alle wichtigen Daten des Strommarktes erfasst und ausgewertet und den 18.08.2015 als Referenztag ausgewählt, weil es der Tag war, an dem Sonne und Wind den wenigsten Strom lieferten.

Der Betrachtung erstes Ergebnis: Selbst ohne Windkraft oder Sonnenenergie in Deutschland reicht der Strom in Deutschland derzeit trotz Atomausstieg aus, weil wir uns massive Überkapazitäten bei der Stromversorgung leisten.

Von daher, ist es falsch, dass

Auch die Annahme, dass mit langen Zeiträumen ohne Erzeugung aus Erneuerbaren zu rechnen sei (sogenannte Dunkelflauten), ist völlig abwegig.


Windkraft am 18.08.2015

Nimmt man Onshore und Offshore Windparks zusammen, so erzeugten diese innerhalb der 24 Stunden des Tages 44.487 MWh an Strom. Dies entspricht dem Jahresstromverbrauch von 14.341 Haushalten oder der Erzeugung von 1,9 Atomkraftwerk-Äquivalenten. Der Vergleich mit einem Kernkraftwerk täuscht, denn dieses hätte konstant Leistung eingespeist, also zu gleichen Mengen in der Nacht, wenn weniger benötigt wird - als am Tag, wenn mehr benötigt wird.

Erzeugung Onshore-Windkraft (MW)

Quelle des Windstrom am 18.08.2015

36.971 MWhWindparks am Land
7.517 MWhWindparks auf dem Meer

Sonnenstrom am 18.08.2015

Es gibt in Deutschland über 1,5 Millionen Photovoltaikanlagen, die Sonneneinstrahlung in elektrische Energie umwandeln. Rund 107.046 MWh wurden am 18.08.2015 in das Deutsche Stromnetz eingespeist. Dies entspricht dem Jahresstromverbrauch von 34.509 Haushalten oder der Erzeugung von 4,5 Atomkraftwerk-Äquivalenten. Selbstverständlich gibt es in der Nacht keinen Sonnenstrom, jedoch sollte man nicht unterschätzen, dass gerade neuere Anlagen auch Strom erzeugen, wenn der Himmel bedeckt ist.

Solarenergie (MW)

Über 18.000 Solarspeicher helfen dabei, den Zeitpunkt der Erzeugung und des Verbrauchs zu entkoppeln. Deren Wirkung ist in der Statistik nicht ersichtlich, da lediglich die Strommengen durch die Netzbetreiber gemeldet werden, die in das Netz eingespeist werden.

Strommix am 18.08.2015

Täglich schwankt die Verteilung der Erzeugungsarten, die für die Stromversorgung in Deutschland zuständig sind. Es darf nicht vergessen werden, dass es sich bei Strom um eine Handelsware handelt, weshalb der Mix über Kosten und nicht über Vorlieben bestimmt wird. Einem Stromhändler ist es egal, ob Braunkohle, Windkraft oder Atomstrom als Primärenergie eingesetzt wird.


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Auslastung konventioneller Kraftwerke 18.08.2015

Bei einem Tag mit sehr wenig Einspeisung aus Windkraft oder Photovoltaik müssen vor allem die konventionellen Kraftwerke einspringen und werden stärker beansprucht. Um die Versorgung in Deutschland zu sichern mussten am 18.08.15 1.516GWh elektrische Energie in das Netz eingespeist werden.

Auslastung der Kraftwerstypen

Da es auch bei konventionellen Kraftwerken zu Störungen (ungeplante Nichtverfügbarkeiten) kommen kann, sollte eine Auslastung von 90% eines Kraftwerkstyps nicht über mehrere Tage anhalten.

Selbst wenn man die 151.533MWh Strom aus Windkraft und Solarstrom vollständig ignorieren würde, also die Erzeugung am 18.08.15 mit dem Wert von "0" annimmt, dann gibt es in Deutschland zurzeit eine Überkapazität bei der Stromerzeugung.


Import/Export am 18.08.2015

Wird in einem Land mehr Strom benötigt, als in diesem zu einem Zeitpunkt erzeugt werden kann, so steigt der Strompreis. Dadurch rechnet es sich für Erzeuger aus anderen Ländern Strom in das Land mit der Verknappung zu verkaufen.

Stromflüsse aus Sicht von Deutschland

LandImportExportTagesbilanz
Österreich 436 MWh 16.249 MWh 15.813 MWh
Tschechien 60 MWh 11.898 MWh 11.838 MWh
Dänemark 9.991 MWh 923 MWh -9.068 MWh
Frankreich 73.377 MWh 0 MWh -73.377 MWh
Luxemburg 0 MWh 0 MWh 0 MWh
Niederlande 0 MWh 62.474 MWh 62.474 MWh
Polen 0 MWh 28.840 MWh 28.840 MWh
Schweden 10.944 MWh 0 MWh -10.944 MWh
Schweiz 3.399 MWh 11.237 MWh 7.838 MWh
  Gesamt33.414 MWh

Die Gesamtbilanz für Deutschland zeigt am 18.08.15 einen Überschuss von 33.414 MWh.

Man darf bei der Betrachtung des Strom-Export- und importes nicht vergessen, dass es auch Handelsgeschäfte zwischen Nachbarländern geben kann. So könnte ein Liefervertrag zwischen einem Erzeuger in Frankreich mit einem Abnehmer in Tschechien zustande kommen. Die Folge ist eine Durchleitung, die sich in der Bilanz als Export und Import zeigt.


Preissignale am 18.08.15

Bei Strom handelt es sich um ein Produkt, welches an der Börse gehandelt wird. Ist die Nachfrage größer als das Angebot, so steigt der Preis.

Besteht eine Knappheit eines Produktes, da zum Beispiel eine große Menge der Einspeisung nicht verfügbar ist, so reagieren die Preise sehr schnell. Für den 18.08. war die geringe Erzeugung von Wind- und Sonnenstrom bereits über die Wettervorhersage bekannt und eingepreist.


Szenarien des Ausbaus

Möchte man die Versorgungssicherheit als wichtigstes Gut der Energiewende sichern, so bietet es sich an, die Ausbauziele auf Basis des Tages zu definieren, der den geringsten Anteil von Strom aus Windkraft und Sonnenenergie hat. Die Betrachtung eines längeren Zeitraums ist wenig sinnvoll, da heutige Speicher darauf ausgelegt sind einen Tag zu überbrücken. Strom muss immer dann in der Menge eingespeist werden, wie er genau zu diesem Zeitpunkt entnommen wird. Speicher sorgen dafür, dass diese Balance im Tagesverlauf gehalten werden kann.

Große Speicher existieren bislang zum Beispiel als Pumpspeicher, welche einst gebaut wurden um nächtliche Überschüsse zu Speichern und am Tage bei hohem Verbrauch zur Verfügung zu stellen. Elektrische (Sonnen) Speicher, wie sie in den vergangenen Jahren in privaten Haushalten aufgekommen sind, sind von ihrer Speichergröße ebenfalls auf eine Tagesdauer ausgelegt.

Am 18.08.15 wurden 10,0% des Strom aus Windkraft und Photovoltaik eingespeist. Nimmt man diesen Tag als Referenz, so sind für ein 80%-Szenario, also ein Deutschland, bei dem 80% des Stroms im Tagesverlauf durch Erneuerbare wird, eine 8,0-fache höhere Erzeugung als heute notwendig.

Die 8,0-Fache Erzeugung aus Sonnen- und Windkraft kann erreicht werden durch:

Alle drei Möglichkeiten entwickeln sich sehr dynamisch. Der Zubau ist abhängig von der politischen Weichenstellung. Das Re-Powering bewegt sich in den Grenzen des technischen Fortschritts. Die Einsparung von Strom muss gesellschaftlich akzeptiert werden.

Erzeugungsgang des 18.08.15 bei 80% Szenario (im Vergleich zum Verbrauch)

Dieses Szenario zeigt, die Zeiten der Stromerzeugung und die damit erzielten Mengen bei einer 8,0-fachen Einspeisung aus Sonnen und Windstrom an.


Aktives Engpassmanagement am 18.08.2015

Mit Hilfe sogenannter Re-Dispatches (Umverteilung) greifen die Netzbetreiber in den Fahrplan der Kraftwerksbetreiber ein, wenn ein physikalischer Transport des Stromes über die vorhandenen Leitungen nicht sicher durchgeführt werden kann. Zu den möglichen Maßnahmen zählt auch der Rückgriff auf die Reservekraftwerke.

18.08. 15:00 18.08. 17:00 Jänschwalde Strombedingter Redispatch Wirkleistungseinspeisung reduzieren 400
18.08. 07:00 18.08. 08:00 Jänschwalde Strombedingter Redispatch Wirkleistungseinspeisung reduzieren 200
18.08. 08:00 18.08. 09:00 Boxberg, Jänschwalde Strombedingter Redispatch Wirkleistungseinspeisung reduzieren 400
18.08. 09:00 18.08. 15:00 Boxberg, Jänschwalde, Schwarze Pumpe Strombedingter Redispatch Wirkleistungseinspeisung reduzieren 1900

Ungeplante Nichtverfügbarkeiten konventioneller Kraftwerke am 18.08.2015

Was der Fehler in der Wettervorhersage für die Sonnenenergie und Windkraft ist, ist die ungeplante Nichtverfügbarkeit bei den fossilen Kraftwerken. Für den 18.08.15 wurden durch die Betreiber folgende Zwischenfälle gemeldet:

BrennstoffKraftwerk (Block)ReduktionBeginnEnde
BraunkohleNeurath/Neurath G1060 MW18.08.15 07:0518.08.15 10:45
BraunkohleNiederaußem/Niederaußem K (BoA 1)915 MW16.08.15 02:2119.08.15 03:22
SteinkohleKraftwerk Moorburg/Kraftwerk Moorburg Block A800 MW13.08.15 07:0020.08.15 02:30
BraunkohleNiederaußem/Niederaußem H632 MW18.08.15 02:3218.08.15 03:25
ErdgasStaudinger/Staudinger 4622 MW23.07.15 06:4509.09.15 06:45
ErdgasIrsching/Irsching 3415 MW23.07.15 06:4502.10.15 12:15
SteinkohleHeizkraftwerk Altbach/Deizisau/Block 2336 MW20.01.15 11:3005.09.15 10:30
SteinkohleKiel/Kiel323 MW14.08.15 10:1518.09.15 10:00
ErdgasHuntorf/Huntorf GT321 MW23.07.15 06:4514.12.15 01:15
... weitere 50 Einträge ausgeblendet ...

Summiert man die Reduktion aller ungeplanten Verfügbarkeiten und ihre Dauer für den 18.08.15 zusammen, so erhält man eine Strommenge von 178.956 MWh, welche beim konventionellen Kraftwerkspark nicht planbar gewesen ist.

Trotz des geringen Tagesertrages von Sonnen/Windstrom am 18.08.15 konnten 85% der ungeplanten Ausfälle konventioneller Kraftwerke durch diese nachhaltigen Energieträger abgefangen werden.


Umfeld des 18.08.15

Tagesertrag Wind/Sonnenstrom (in MWh)

Auch wenn es nur in geringem Umfeld die Möglichkeit zur Speicherung von elektrischer Energie über mehrere Tage gibt, kann über die sogenannte Kraft-Wärmekopplung ein Teil des Stromverbrauchs kommender Tage vorweggenommen werden.

Ein einzelner Rekordtag ist keine Schwierigkeit, wenn die Folgetage genügend Kapazitäten für Wärmestrom bieten.


Andere Tage mit geringer Stromerzeugung aus Windkraft/Solarenergie

Am 18.08.15 wurden 151.533 MWh Strom aus Windkraft und Solarenergie in das Stromnetz von Deutschland eingespeist.

DatumTagesertrag
Wind/Sonne
Gesamt Einspeisung
aller Kraftwerkstypen
Anteil Wind/SonneAuslastung konventionelle
Kraftwerke (inkl. Reserve)
18.08.15151.533 MWh1.516.253 MWh10,0% 49,5%
15.08.15156.141 MWh1.224.817 MWh12,7% 38,2%
19.08.15161.342 MWh1.529.117 MWh10,6% 50,8%
19.03.15161.774 MWh1.704.508 MWh9,5% 56,2%
22.09.15164.059 MWh1.691.734 MWh9,7% 60,6%
23.03.15165.045 MWh1.700.271 MWh9,7% 56,3%
25.03.15173.121 MWh1.728.869 MWh10,0% 56,4%
30.04.15176.337 MWh1.174.943 MWh15,0% 33,0%
23.05.15184.070 MWh1.131.894 MWh16,3% 28,4%
25.09.15187.166 MWh1.459.754 MWh12,8% 50,3%

Bei der Berechnung der Auslastung wurden 2 GW an Kraftwerkskapazitäten nicht berücksichtig, die im Herbst 2015 als sogenannte Klimareserve eingerichtet wurden und erst nach elf Tagen Strom einspeisen könnten. Diese Reserve hat keine direkte Auswirkung auf die Versorgungssicherheit.


Initiative Versorgungssicherheit Strom

Die Initiative Versorgungssicherheit Strom informiert unabhängig über die Zuverlässigkeit der Stromversorgung in Zeiten des Wandels in der Infrastruktur.

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Die Berechnungen dieser Seite beruhen auf den Zahlen der ENTSOe, den Netz- und Kraftwerksbetreibern sowie Messungen von blog.stromhaltig.