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: 17.10.2015

In der Zeit vom 01.02.2015 bis zum 26.11.2015 war der 17.10.15 der Tag, an dem die Windkraft und die Sonnenenergie den geringsten Anteil am Strommix in Deutschland hatte. Lediglich 63.231 MWh wurde in 24 Stunden aus diesen Quellen an Strom produziert. Insgesamt speisten alle Kraftwerke am 17.10.2015 rund 1.338.475 MWh eingespeist, woraus sich ein Anteil von 4,7% 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 298 Tagen, alle wichtigen Daten des Strommarktes erfasst und ausgewertet und den 17.10.2015 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 17.10.2015

Nimmt man Onshore und Offshore Windparks zusammen, so erzeugten diese innerhalb der 24 Stunden des Tages 32.323 MWh an Strom. Dies entspricht dem Jahresstromverbrauch von 10.420 Haushalten oder der Erzeugung von 1,3 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 17.10.2015

19.772 MWhWindparks am Land
12.551 MWhWindparks auf dem Meer

Sonnenstrom am 17.10.2015

Es gibt in Deutschland über 1,5 Millionen Photovoltaikanlagen, die Sonneneinstrahlung in elektrische Energie umwandeln. Rund 30.908 MWh wurden am 17.10.2015 in das Deutsche Stromnetz eingespeist. Dies entspricht dem Jahresstromverbrauch von 9.964 Haushalten oder der Erzeugung von 1,3 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 17.10.2015

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 17.10.2015

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 17.10.15 1.338GWh 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 63.231MWh Strom aus Windkraft und Solarstrom vollständig ignorieren würde, also die Erzeugung am 17.10.15 mit dem Wert von "0" annimmt, dann gibt es in Deutschland zurzeit eine Überkapazität bei der Stromerzeugung.


Import/Export am 17.10.2015

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 0 MWh 29.413 MWh 29.413 MWh
Tschechien 14.407 MWh 2 MWh -14.405 MWh
Dänemark 23.288 MWh 0 MWh -23.288 MWh
Frankreich 27.027 MWh 0 MWh -27.027 MWh
Luxemburg 0 MWh 0 MWh 0 MWh
Niederlande 0 MWh 61.619 MWh 61.619 MWh
Polen 0 MWh 22.398 MWh 22.398 MWh
Schweden 14.030 MWh 0 MWh -14.030 MWh
Schweiz 0 MWh 55.488 MWh 55.488 MWh
  Gesamt90.168 MWh

Die Gesamtbilanz für Deutschland zeigt am 17.10.15 einen Überschuss von 90.168 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 17.10.15

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 17.10. 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 17.10.15 wurden 4,7% 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 16,9-fache höhere Erzeugung als heute notwendig.

Die 16,9-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 17.10.15 bei 80% Szenario (im Vergleich zum Verbrauch)

Dieses Szenario zeigt, die Zeiten der Stromerzeugung und die damit erzielten Mengen bei einer 16,9-fachen Einspeisung aus Sonnen und Windstrom an.


Aktives Engpassmanagement am 17.10.2015

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.

Keine Maßnahmen des Engpassmanagements

Ungeplante Nichtverfügbarkeiten konventioneller Kraftwerke am 17.10.2015

Was der Fehler in der Wettervorhersage für die Sonnenenergie und Windkraft ist, ist die ungeplante Nichtverfügbarkeit bei den fossilen Kraftwerken. Für den 17.10.15 wurden durch die Betreiber folgende Zwischenfälle gemeldet:

BrennstoffKraftwerk (Block)ReduktionBeginnEnde
SteinkohleHeyden/Heyden695 MW17.10.15 09:0017.10.15 09:15
ErdgasHuntorf/Huntorf GT321 MW23.07.15 06:4514.12.15 01:15
seasonal-storeKW Silz/Maschine 2250 MW01.11.14 12:0017.12.15 07:00
seasonal-storeKW Silz/Maschine 2250 MW16.10.15 02:5317.12.15 07:00
SteinkohleWestfalen/Westfalen C240 MW15.10.15 10:2703.11.15 09:00
ErdgasKraftwerk Hastedt/Kraftwerk Hastedt Block 14148 MW31.12.14 11:0031.12.15 10:59
BraunkohleNeurath/Neurath A145 MW10.10.15 07:1017.10.15 05:55
SteinkohleKW Herne/Herne Block 3140 MW16.10.15 10:0017.10.15 02:30
SteinkohleGKM AG TNG/GKM AG TNG133 MW04.09.15 10:0022.10.15 01:00
... weitere 25 Einträge ausgeblendet ...

Summiert man die Reduktion aller ungeplanten Verfügbarkeiten und ihre Dauer für den 17.10.15 zusammen, so erhält man eine Strommenge von 56.697 MWh, welche beim konventionellen Kraftwerkspark nicht planbar gewesen ist.

Trotz des geringen Tagesertrages von Sonnen/Windstrom am 17.10.15 konnten 112% der ungeplanten Ausfälle konventioneller Kraftwerke durch diese nachhaltigen Energieträger abgefangen werden.


Umfeld des 17.10.15

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 17.10.15 wurden 63.231 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)
17.10.1563.231 MWh1.338.475 MWh4,7% 48,3%
16.10.1567.710 MWh1.441.314 MWh4,7% 51,6%
28.10.1573.529 MWh1.662.112 MWh4,4% 60,7%
18.10.1574.673 MWh1.587.276 MWh4,7% 56,3%
19.10.1590.308 MWh1.635.286 MWh5,5% 58,2%
08.10.15109.323 MWh1.616.283 MWh6,8% 57,2%
07.10.15109.539 MWh1.625.517 MWh6,7% 58,3%
15.10.15112.352 MWh1.697.018 MWh6,6% 59,1%
29.10.15123.227 MWh1.655.613 MWh7,4% 59,4%
02.11.15130.022 MWh1.695.415 MWh7,7% 61,0%

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.