Extrembelastung durch Sonnenfinsternis Stresstest für die Energiewende

Eine Sonnenfinsternis könnte Deutschlands Stromversorgung am 20. März an ihre Grenzen bringen. Solche Extrembelastungen werden wegen der Energiewende stark zunehmen. Das zeigt eine Studie, die SPIEGEL ONLINE vorliegt.

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Totale Sonnenfinsternis (Archivbild von 1999): Belastung fürs Stromnetz
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Totale Sonnenfinsternis (Archivbild von 1999): Belastung fürs Stromnetz


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Hamburg - Am Freitag wird sich der Mond vor die Sonne schieben und Dunkelheit über Deutschland bringen. Partielle Sonnenfinsternis heißt das seltene Naturschauspiel. Für viele Kinder, Bürger und Wissenschaftler ist es ein Faszinosum - für die Betreiber der Stromnetze der ultimative Stresstest.

Weit mehr als eine Million Solaranlagen produzieren in Deutschland inzwischen Strom, zusammen kommen sie auf eine maximale Leistung von rund 39.000 Megawatt, das ist etwa so viel, wie 39 mittlere Atomkraftwerke schaffen. Wenn nun am Freitag zwischen 9.30 und 12 Uhr der Mond bis zu 82 Prozent der Sonne verdeckt und zugleich keine Wolken am Himmel sind, dann käme es zu zwei brenzligen Situationen:

  • Wenn sich der Mond vor die Sonne schiebt, würde die Stromproduktion der Solaranlagen rasch einbrechen.
  • Wenn der Mondschatten wieder verschwindet, wird die Stromproduktion sogar noch stärker steigen. Denn das Naturschauspiel endet am Mittag, also ausgerechnet dann, wenn die Sonne am kräftigsten auf Deutschland niederbrennt.

Die Stromversorgung von Deutschland, einer der größten Industrienationen der Welt, könnte dadurch von einer Stunde auf die nächste um bis zu 15.000 Megawatt schwanken. Die Stromnetzbetreiber könnten das nur mit massiver Kraftanstrengung ausbalancieren.

Dieses Extremszenario tritt, wie gesagt, nur ein, wenn die Sonne scheint. Bei wolkenverhangenem Himmel würden die Solaranlagen ohnehin kaum Strom produzieren, die Versorgung würde weit weniger schwanken.

Wie das Wetter am Freitag wird, lässt sich nicht hundertprozentig prognostizieren. Doch schon jetzt ist etwas anderes klar: Die Sonnenfinsternis ist nur ein Vorgeschmack auf die extremen Belastungen, die durch die Energiewende auf die Bundesrepublik zukommen. Denn der Anteil der erneuerbaren Energien an der Stromversorgung steigt rasch: Im vergangenen Jahr lag er bei 27,8 Prozent - 2030 soll er nach dem Willen der Bundesregierung schon mehr als die Hälfte ausmachen. Extremschwankungen, wie sie am Freitag durch die Sonnenfinsternis auftreten könnten, wird es dann regelmäßig geben.

Wie oft sie auftreten, berechnet derzeit das Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES). Einen ersten Auszug aus diesen Berechnungen will die Denkfabrik Agora Energiewende am Dienstag veröffentlichen. SPIEGEL ONLINE liegt die Studie bereits vor.

Demnach wird es an rund hundert Stunden im Jahr dazu kommen, dass die Ökostromproduktion von einer Stunde zur nächsten um mehr als 9000 Megawatt steigt, und an gut 60 Stunden wird sie binnen einer Stunde um mehr als 9000 Megawatt sinken.

"Solche Extremszenarien werden unter anderem auftreten, wenn bei wolkenlosem Himmel am Vormittag starker Wind aufkommt oder am Nachmittag der Wind abflaut", sagt Patrick Graichen, der Direktor von Agora Energiewende. Zu solchen Wetterkonstellationen komme es vor allem zwischen Ende April und Ende September.

Fragt sich: Ist ein solch schwankendes Fundament für die Industrienation Deutschland nicht viel zu wackelig? Sollte man die Energiewende besser abblasen?

Die Wissenschaftler von Fraunhofer IWES und die Experten von Agora Energiewende sagen: nein. Das deutsche Stromsystem müsse nur eben viel stressresistenter werden. Und das bedeute vor allem: flexibler.

Tatsächlich existieren die technischen Möglichkeiten für einen flexiblen Ausgleich schon jetzt. So gibt es zentrale und dezentrale Speicher. Fabriken, die ihren Verbrauch an die verfügbare Strommenge anpassen. Es gibt Konzepte, um Kohlekraftwerke reaktionsschneller und flexibler zu machen - und noch viele andere Ansätze. Sie müssten angesichts der immer häufigeren Schwankungen nur eben rasch ausgebaut und verfeinert werden.

Die Regierung arbeitet gerade an einem solchen Konzept - für einen Strommarkt, der flexiblen Ausgleich fördert und unflexible und klimaschädliche Kraftwerke unrentabel macht.

Zusammengefasst: Extreme Schwankungen in der deutschen Stromversorgung werden bis 2030 stark zunehmen, weil die Produktion von Solar- und Windanlagen steigt. Die Energiewende ist trotzdem machbar, wenn Techniken für einen flexiblen Ausgleich gefördert werden.

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Forum - Diskussion über diesen Artikel
insgesamt 147 Beiträge
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Seite 1
darthmax 16.03.2015
1. Null Problemo
Da der eingespeiste Solarstrom so überflüssig wie ein Kropf ist, findet er bei der Energierzeugung sowieso keine Berücksichtigung. So schnell wie sich eine Wolke vor die Sonne schiebt, kann kein Kraftwerk ausgleichen. Bei der Energiepolitik herrscht aber Wunschdenken, Kraftwerke werden auf 100 % ihrer Leistung ausgelegt, jede Regelung verschlechtert Ihre Effizienz und kostet mehr. Zum Vergleich : Volllast bei PV etwa 12 % der Zeit.
Mach999 16.03.2015
2. Stress? Unsinn!
Das ist nun wirklich kein Stresstest. Bei einem Fußballspiel ändert sich der Stromverbrauch in der Pause innerhalb kürzester Zeit, bei einer Sonnenfinsternis ändert sich die Stromerzeugung durch Sonnenenergie stetig und in einem sehr viel längeren Zeitraum. Da fährt man ein Kraftwerk nach dem anderen sukzessive wieder runter oder ein Speicherkraftwerk nach dem anderen sukzessive hoch. Das können die Stromanbieter locker durchrechnen und entsprechende Vorkehrungen treffen, zumal Sonnenenergie ja nur einen Teil des Stroms ausmacht. Wenn sie das nicht schaffen sollten, wären sie wirklich Versager. Sieht für mich nach Panikmache der Konzerne aus, um die Energiewende zu verlangsamen und noch möglichst lang von ihren bereits abgeschriebenen Kraftwerken profitieren zu können.
Mach999 16.03.2015
3.
Zitat von darthmaxDa der eingespeiste Solarstrom so überflüssig wie ein Kropf ist, findet er bei der Energierzeugung sowieso keine Berücksichtigung. So schnell wie sich eine Wolke vor die Sonne schiebt, kann kein Kraftwerk ausgleichen. Bei der Energiepolitik herrscht aber Wunschdenken, Kraftwerke werden auf 100 % ihrer Leistung ausgelegt, jede Regelung verschlechtert Ihre Effizienz und kostet mehr. Zum Vergleich : Volllast bei PV etwa 12 % der Zeit.
Da eine Wolke einen Anfang und ein Ende hat, wird der Leistungsverlust vorne durch den Leistungsanstieg hinten ausgeglichen. Bei genügend Solaranlagen gibt es also gar keine merkliche Schwankung.
mit66jahren 16.03.2015
4. Volksabstimmung zur Subventionierung des Zufallsstroms
Eines ist klar: Das Backup-System für die Zeiten der Ökostromflauten wird bei einem weiteren Ausbau der Photovoltaik- und Windkraftanlagen nicht billig sein. Egal, ob unter der Regie der großen Energieerzeuger oder des Staates. Unser Strompreis geht durch die Decke und die Versorgungssicherheit nimmt ab. Damit ist unser Industriestandort gefährdet. Eine Volksabstimmung über die weitere Subventionierung von Wind und Photovoltaik über die Stromrechnung ist geboten.
syracusa 16.03.2015
5. EE-Anlagen müssen regeln
Laut EEG müssen sich die EE-Anlagen an das Netz anpassen. Das ist natürlich nur durch Abregelung machbar. Damit wird gerade der als besonders heikel beschriebene Fall der Überkapazität völlig problemlos. Nach der Sonnenfinsternis kommen die PV-Anlage also nicht schlagartig mit zusätzlichen 15 GW ins Netz, wenn das Netz diese nicht aufnehmen kann. Die dazu nötige Technik ist seit ein paar Jahren gesetzlich vorgeschrieben und ist heute bereits implementiert. Speicheranlagen werden sich erst weit oberhalb von 50% EE-Anteil im Stromnetz lohnen. Für die Überbrückung von solchen kurzen Einbrüchen bis zu maximal 2 bis 3 Tagen sind Pumpspeicherkraftwerke die ideale Lösung. Diese kann man auch im Flachland problemlos überall bauen.
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