Erzeugungs- und Verbrauchsschwankungen verursachen Ersatzenergie
Im Januar setzte sich die Starkwindphase vom Dezember fort. Erwartbar war der extrem asynchrone Verlauf von Erzeugung und Verbrauch. Der Anteil erneuerbarer Stromerzeugung am Stromverbrauch erreichte 42 %, errechnet aus dem Verhältnis der Monatsdurchschnitte von EE-Erzeugung und Verbrauch. Im Monatsverlauf wechselten sich zahlreiche Überkapazitäten mit Ertragseinbrüchen ab. In Bild 1 ist zu sehen, dass die Erzeugungsspitzen schon mehrmals in den Schwankungsbereich des Verbrauchs hineinragen, das heißt kurzzeitig sind sogar 100 % EE-Stromerzeugung möglich. Im Zeitraum 20. – 28. Januar Leistungsminderung bis unter 2.000 MW aufgrund von Windflauten, was einem EE-Anteil von nur noch 4% vom Verbrauch bedeutet. Der Minimalwert kann mit der gesicherten Leistung, bezogen auf den Monat, gleichgesetzt werden. Die Folge: Ersatzenergie zur permanenten Bedarfsdeckung und daraus wiederum folgend ca. 300 Gramm CO2 je Kilowattstunde Gesamtstromerzeugung.
Zur Erklärung: a) Aus dem Verhältnis der Durchschnitte für EE-Stromerzeugung und Verbrauch wird wird ein Anteil von 42 % ermittelt, b) der Erzeugungs-Tiefstpunkt (rot eingekreist) von 1.200 MW bestimmt die maximale Ersatzkapazität von 56.000 MW, c) die spezifische CO2 – Intensität [1] ist auf die vorwiegend eingesetzte fossile Kraftwerkstechnik (Kohle, Erdgas) als Ersatzkapazität zurückzuführen.
Bild 1: Stromerzeugung und -verbrauch im Januar 2023 mit 42% EE-Anteil
Ist der Ausbau der Erneuerbaren die Lösung?
Die Antwort darauf soll der vom BMWK beschlossene Ausbauplan für erneuerbare Energie geben. Er enthält eine Erhöhung des Verbrauchs von derzeit 580 auf 715 Terawattstunden (TWh), der zu 80% durch Erneuerbare gedeckt werden soll. Das Diagramm 2 zeigt das Ergebnis eines solchen Ausbauplans. Er wurde im sogenannten “Osterpaket des BMWK” formuliert. Um das zu simulieren, wurden die Erzeugungs- und Verbrauchsangaben des aktuellen Szenarios (siehe Bild 1) entsprechend hochskaliert. Voraussetzung dafür sind: gleiche Umweltverhältnisse, gleichbleibende durchschnittliche Erzeugungsleistung der WEA, noch keine realisierte ausreichende Speicherkapazität.
Bild 2: Stromerzeugung und -verbrauch im Januar 2030 mit 80% EE-Anteil
Die Kurzanalyse fällt ernüchternd aus. Der asynchrone Verlauf von Erzeugung und Verbrauch wird sich eher noch verstärken. Nur rechnerisch ist der angestrebte Anteil von 80% Erneuerbaren als das Verhältnis der Monatsdurchschnitte von Erzeugung und Verbrauch erreichbar (strich-punktierte Mittellinien). Die kurzfristigen Erzeugungsschwankungen bewirken, dass der 80% – Anteil nur an 17 von 31 Tagen erreicht bzw. weit überschritten wird. Der kritische Punkt, an dem die EE-Einspeisung auf Minimum (3200 MW) sinkt, bleibt an der gleichen Stelle. Um bei der immer noch vorliegenden stark fluktuierenden Einspeiseschwankung den 80% – Durchschnitt zu erreichen, muss die installierte Leistung um den Faktor 2,7 erhöht werden. Damit wächst auch der Ersatzenergiebedarf von vorher ca. 56.000 auf 78.000 MW an der markierten Stelle (b). Entsprechend wächst die Zukunftsaufgabe “Speicherbedarf” mit dem geplanten Ausbau ebenfalls an.
[1] Quelle: Electricity Map]
