Windflauten und die Folgen

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Der Plan zum Ausbau der Stromerzeugungstechnologien auf Basis von Wind- und Sonnenenergie, auch als Ökostrom bezeichnet, wird hier einer kritischen Betrachtung unterzogen. Dazu wurden die von der Bundesnetzagentur auf der Internet-Plattform “SMARD” veröffentlichten Strommarktdaten übernommen und daraus Diagramme erzeugt. Die Diagramme zeigen, neben allen weiteren Teilnehmern am Strommix, den zeitlichen Ablauf des von Windenergieanlagen (WEA) generierten und ins Übertragungsnetz eingespeisten Stroms, sowie den Stromverbrauch. Es handelt sich also um nichts anderes als eine andere Darstellungsform der Daten der Bundesnetzagentur. Die als nicht mehr nennenswert ausbaufähig beurteilten Komponenten Wasserkraft, Biomasse sowie die Sonstigen werden hier aus Gründen des besseren Übersicht nicht betrachtet.

Windflauten und die Folgen, Kurzfassung

An vielen Tagen des Jahres führt die Summeneinspeisung aus allen ca. 30.000 Windenergie-Anlagen (WEA) während Schwachwindzeiten zu mehr oder weniger starken Ertragseinbrüchen und dem damit einhergehenden Zwang zur Bereitstellung von Ersatzkapazität, auch bei Berücksichtigung der Stromerzeugung durch Photovoltaikanlagen. Das besondere Interesse gilt hier, per Definition, der Hervorhebung von Minderleistung aus WEA an See und an Land, die während der Dauer einer Windflaute weniger als 5.000 Megawatt (MW) in Summe beträgt. Das entspricht einem Verhältnis von unter 8% der gesamten installierten Leistung (Stand 2022). Am Minimum einer solchen Phase entsteht der maximale Bedarf an Ausgleichskapazität, eine Hürde, die derzeit nur mit Hilfe von Ersatzeinspeisung aus konventionellen Kraftwerken überwunden werden kann. Das erlaubt im ersten Ansatz auch eine Abschätzung der eigentlich besseren Lösung, nämlich die Windflauten-Kompensation aus vorher eingespeichertem überschüssigem Strom, bisher noch eine ferne Zukunftsvision. Am Beispiel Dezember 2022 ist der extrem schwankende Verlauf des Windstroms, auch als Volatilität bezeichnet, in Bild1 zu sehen. Auffallend war eine bis zum 18. Dezember anhaltende Windflaute mit entsprechendem Windstrom-Ertrags-Einbruch.

    Bild 1: Verlauf der Windstromeinspeisung im Dezember 2022

Die Analyse des eingekreisten Schwachwindbereiches ergibt: Der maximale Ersatzenergie-Bedarf zur vollständigen Verbrauchsdeckung wurde im markierten Bereich am 13.12.  um 12:45 Uhr abgerufen mit 54 Gigawatt (GW). Davon stammen 50 GW von den emissionsreichen Kapazitäten der Kohle- und Erdgasverstromung. Der gleichzeitige Bedarf von 69 GW wurde also zu 78 % gedeckt, allerdings  unter Abgabe von sehr viel CO2. Der emissionsarme Beitrag aus Windenergie betrug 5 GW, aus Solarenergie 8 GW, und aus Kernenergie 4 GW.

Fazit: Die unmittelbare Folge von Stromertrags-Einbrüchen bei Windflauten ist daher ein entsprechend erhöhter Ersatzenergie-Bedarf. Der oft publizierte umgekehrte Fall, nämlich eine feste Vorgabe konventioneller Energie, die etwa die Einspeisung der emissionsarmen Energie behindert (Verstopfungstheorie) ist damit widerlegt. So kann sich Deutschland jedenfalls nicht von “braun” auf “grün” wenden! Bemerkenswert ist auch der Beitrag der Kernenergie-Verstromung. Er betrug zum betrachteten Zeitpunkt 80% des gesamten Windstroms aus allen 30.000 WEA. Ohne sie wäre ein gefährlicher Strommangel entstanden.

Windflauten und die Folgen, Langfassung

Hier wird eine das gesamte Jahr 2022 umfassende Windflauten-Analyse präsentiert, bestehend aus 12 Monatsanalysen mit statistischer Auswertung. Sie steht auf Anfrage beim Autor zur Verfügung [1]. Hier als Einzelergebnis die Anzahl von Tagen mit Windflauten pro Monat: Januar – 8    Februar: 1     März: 19     April: 15     Mai: 19    Juni: 22     Juli: 18    August: 29   September: 16     Oktober: 9     November: 6    Dezember: 12, in Summe 174 Tage mit Windflauten. Zum Vergleich: Im Jahr 2021 waren es 161

[1] Link zu: Windflauten und die Folgen 2022

 

 

Bodo Zierenberg
Diplomingenieur im Ruhestand, berufliches Umfeld überwiegend in der Kerntechnik. Private Interessen: kritische Beobachtung der Energiewende, Beschäftigung mit klassischer Musik.