Windflauten und die Folgen, Juli 2023

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Stromverbrauch und Stromerzeugung im Juli 2023

Monatsdurchschnitt Summeneinspeisung ins Netz aus PV und Wind (blau): 23.675 MW. Monatsdurchschnitt Verbrauch (rot): 49.226 MW.                                                            Anteil des ausbaufähigen Ökostroms am Verbrauch: 48%.

Der in kurzfristigen Intervallen betrachtete Monatsverlauf blieb stark volatil und ist geprägt von vielen Erzeugungsspitzen, aber auch ebenso vielen Ertragseinbrüchen aufgrund von Windflauten bei gleichzeitig entfallener Sonneneinstrahlung. Die bis in den Schwankungsbereich des Verbrauchsverlauf (rot) hinein reichenden Spitzen erreichen in wenigen Fällen, minuten- bis stundenweise schon 100 % Ökostromeinspeisung. Diese extremen Schwankungen müssen aus Netz-Sicherheitsgründen durch entsprechenden Ersatzstrom aus konventionellen Anlagen (Kohle, Gas, Import) kompensiert werden und führten im Juli zu einer CO2-Ausstoß-Schwankung im Bereich zwischen 200 – 600 Gramm je kWh Stromerzeugung, ebenso wie im Vormonat [1]. Die maximal zu überwindende Versorgungslücke zwischen Erzeugung und Verbrauch, ermittelt aus durchschnittlichem Verbrauch 49.226 MW (rote Mittellinie) minus minimaler Erzeugung bei 861 MW, im Diagramm 1 mit grünem Pfeil gekennzeichnet, ergibt eine Reserve-Erzeugungskapazität von 48.365 MW (Werte gerundet), die jederzeit abrufbereit sein muss.

Bild 1: Verläufe von Stromerzeugung aus Wind + PV und Stromverbrauch bei aktuellem Ausbauzustand im Juli 2023; rechts Ausschnitt A mit größtem Reservebedarf.

 

Bild 2: Verläufe von Stromerzeugung aus Wind + PV und Stromverbrauch, hochgerechnet aus Juli 2023 entsprechend Planungsziel des BMWK für Juli 2030; rechts Ausschnitt A mit größtem Reservebedarf.

 

Kann der Erneuerbaren – Ausbau helfen?

Monatsdurchschnitt Summeneinspeisung ins Netz aus PV und Wind (blau): 65.297 MW. Monatsdurchschnitt Verbrauch (rot): 81.621 MW.                                                            Anteil des Ökostroms am Verbrauch: 80%.

Der geplante 80%-Anteil wird, wie im Vormonat, erreicht durch eine Ver 3-fachung der Erzeugungsleistung aus PV + WEA. Die Volatilität wird durch den Ausbau nicht verringert sondern vergrößert. Die Wind- und PV-Anlagen können in Summe auch nur an 14 von 31 Tagen den 80% – Anteil erreichen, dann allerdings mit noch um ein Vielfaches über den Bedarf (Verbrauch) überschießenden Spitzen. Das Maximum trat am 04. Juli auf. Um die Mittagszeit (etwa 12:15 Uhr) wurde der durchschnittliche Verbrauch um 104% überschritten. Trotzdem treten immer noch ebenso zahlreiche tiefe Einbrüche auf, mehrmals über den ganzen Monat verteilt. Ursache: Die Erzeugungsspitzen der Erneuerbaren können nicht für Schwachwindzeiten gespeichert werden. Die Anforderungen an Bedarfsdeckung, Netzstabilität und Verringerung des CO2-Ausstosses werden durch den bloßen Zubau an Anlagen bei fehlenden Speichern noch verstärkt. Der Maximale Fehlbetrag zwischen Erzeugungstiefststand der Erneuerbaren und dem Verbrauch etwa zur Monatsmitte (Ausschnitt A, grüner Pfeil) wächst auf 79.000 MW, nach der oben angegebenen Berechnung, abzüglich der Anteile aus Biomasse und Wasserkraft (im Diagramm nicht dargestellt) mit 6.000 MW, bleibt ein Wert von 73.0000 MW. Der entsprechende CO2-Ausstoß kann daher nur, gleiche Bedingungen wie im Juli 2023 vorausgesetzt, mit Sicherheit deutlich über dem aktuellen 2023er Wert (200 – 600 Gramm CO2 je kWh Stromerzeugung) liegen.

Bitte beachten: unterschiedliche Skalierung der Y-Achsen in Bild 1 und 2 (zur Verdeutlichung der Volatilität)!

Quellen:  [1] Agora Energiewende; [2] Langfassung der Analyse beim Verfasser des Artikels erhältlich

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

7 Kommentare

  1. Im Artikel steht: (…..) “Die Anforderungen an Bedarfsdeckung, Netzstabilität und Verringerung des CO2-Ausstosses werden durch den bloßen Zubau an Anlagen bei fehlenden Speichern noch verstärkt.”! (….)

    Ich kombiniere das mit einer anderen Ausage an anderer Stelle: (…..) “Das lässt sich auch nicht durch politische Kreistagsbeschlüsse ändern.” (…..)

    Herr Diplom-Ingenieur ich finde Sie werfen hier zwei Dinge durcheinander, welche ich so nicht unkommentiert stehen lassen möchte.

    Ich bin Maurer und nicht in der Lage kompliziertere Berechnungen und die daraus resulierenden Diagramme “richtig zu lesen”. Ich bin also auf korrektes Fachwissen angewiesen, insbesonders auf die fachlichen Konsequenzen aus diesen Daten. Also vielen Dank, dass Sie sich geäußert haben.

    ABER Nr. 1

    Was mir in den Kopf rein geht ist doch, dass wir in der heutigen BRD den aktuellen Wohlstand kräftig runter fahren müssen, damit wir nicht völlig in der Klimakatastrophe untergehen (teilweise sind negative Entwicklungen schon heute nicht mehr abzuwenden – aktuell Schlagwetterkatastrophen). Hauptsächlich die Abschaffung der Privat-PKWs (die sollen ja jetzt mit Strom fahren) steht auf der Tagesordnung. (Natürlich parallel massivster Ausbau des OEPNV damit Menschen “auf dem flachen Land” noch zur Arbeit kommen ….!!)

    Ob – und falls ja in welchem Zeitraum – wir Speichermöglichkeiten entwickeln können ist bei dieser Sicht völlig nebensächlich. (Also auch der Zeitraum bis wann diese Ingenieurleistung erbracht worden ist. Wir müssen jetzt raus aus der Privat-PKW-Wirtschaft!!)

    ABER Nr. 2

    Kreistagsbeschlüsse sind (fast) immer zweierlei: politsche Standortbestimmung und praktischer Handlungsrahmensetzung. Zur politschen Standortbestimmung will ich Nichts sagen (Zielzeitpunkte ist völlig Banane, da viel zu spät …) und zum Handlungsrahmen nur soviel:
    Natürlich werden die grundsätzlichen Entscheidungen (z.B. Vergesellschaftung der PKW-Wirtschaft als Voraussetzung deren weitestgehenden Abschaffung) nicht im Giessener Kreistag, auch nicht im hessischen Landtag, vielleicht nicht einmal im Bundestag (bin kein Jurist – vielleicht letztendlich in Brüssel???) gefällt. ((Als Linker gehe ich davon aus, dass so etwas un Konzernzentralen erfolgt, aber das ist ein anderes Thema!)) Aber ein so grundsätzliche “Wende” bedarf die Unterstützung breitester Bevölkerungskreise. Die muss – nicht gerade in den Parteien, sondern innerhalb der Zivulgesellschaft – erst einmal geschaffen werden. Sicher kein leichtes Vorhaben, wenn mann / frau bedenkt, wie stark wir in der BRD uns in den letzten Jahrzehnten an den Lebensstandadard / Wohlstand gewöhnt haben.

    Herr Zierenberg – mir geht es ähnlich – jeder Mensch ist von dem Potential seines Berufes schwer überzeugt. Das finde ich irgendwie natürlich. Aber ist der Berufsstand der Ingenieure in dieser der Menschheitsgeschichte wichtigen Entwicklungen wirklich noch relevant? Ich finde nicht. Konkret: Wir haben im großen Umfang keine Speichermedien! Deren Entwicklung hin zu einer Massenverwendung dauert 3,4,5, …. was weiss ich … Jahre. Diese Zeit haben wir nicht mehr. Wenn wir den ablaufenden Wahnsinn überstehen wollen müssen wir jetzt handeln.

    Herr Zierenberg, wie gesagt, ich bezweifele nicht das Können der Ingenieuren, aber leider wurden sie von den Kapitalisten nicht zur richtigen Zeit mit diesen Aufgaben beauftragt.

    • Lieber Herr Wagner,
      es mag einige Gründe geben, die viele Menschen dazu bewegen, sich der linken Ideologie anzuschließen. Einige linke Grundsätze klingen ja durchaus von Humanismus geprägt, wie z. B. Die Solidarität zwischen Menschen generell und allem voran die internationale Solidarität. Doch andere Parteien beanspruchen diese Prinzipien ebenfalls. Zur zwischenmenschlichen Solidarität gehört auch die Solidarität zwischen Berufsgruppen, die Sie in Ihrem Kommentar leider vermissen lassen. Bitte bedenken Sie, dass ich Ingenieur bin, kann man auch als Schicksalsweg bezeichnen. Übrigens, auch ich entstamme einem Arbeitermilieu. Ich wäre vermutlich auch in der von Ihnen bevorzugten Gesellschaftsform Ingenieur. Wir alle, Facharbeiter wie Sie und Ingenieure wie ich, Wissenschaftler, Wirtschaftsfachleute arbeiten alle in einem globalen Räderwerk der Menschheitsgeschichte.
      Ich bezweifle, ob eine Vergesellschaftung unserer Autoindustrie das globale Problem des Klimaschutzes, der ja unsere Energiewende dienen soll. Allein aus organisatorischen Gründen wird sie das nicht können, denn es handelt sich hier lediglich um einen geringen Teil der Endenergie, etwa ein Viertel, aus der die Treibhausgasemissionen stammen. Den weitaus größeren Anteil am derzeitigen jährlichen CO2-Ausstoß haben gerade Ihre „Vorbildnationen“ Russland und China, neben den USA und Indien. Hier vermisse ich Ihren Appell an die internationale Solidarität, die sie doch mit Ihren Fahnen immer gerne voran tragen. Solange die größten Emittenten nicht mit ins international bewegte Klimaschutz-Boot kommen, nützt dem Klimaschutz das isolierte deutsche Abstrampeln rein gar nichts.
      Auch das imaginäre System eines Weltkommunismus würde an den zugrunde liegenden Fakten der Energieerzeugung nichts ändern können. Auch natürlich kein rechnerisch begründeter Kreistagsbeschluss. Meine Diagramme basieren auf Fakten. Sie können mir gerne ganz detaillierte Fragen zu meinen Diagrammen stellen, ich werde sie Ihnen, soweit mir das möglich ist, gerne beantworten.
      Aber wir sollten uns auf die Sache selbst beziehen und gesellschaftspolitische Grundsatzdiskussionen vermeiden.
      Gruß Bodo Zierenberg

        • Herr Zierenberg, ich achte Ihre Bitte Grundsatzdiskussionen zu meiden. Meinen grundsätzliche politische Ausrichtung habe ich lediglich angedeutet. Von “Vorbildnationen” war bei mir nicht die Rede.

          Zurück zur Nichtbeauftragung der Ingenieure zur rechten Zeit. Letztes Jahr hat sich der Bericht des “Club of rome” zum 50 mal gejährt. Das stand an die Adresse der Regierungen / Entscheidungsträger (egal welchem politischen Lager zuzuordnen) ganz deutlich drin: Wirkt dem Raubbau der Natur konsequent entgegen bevor es zu spät ist! Ich denke Sie können mir zustimmen, dass das fast völlig verhallt ist. Wie Sie bin ich der Ansucht: Eine rechtzeitige Beauftragung der Ingenieurzunft hätte gangbare Wege und Lösungen gebracht.
          Jetzt ist es zu spät! Oder ich wende mich an die leider sehr häufig geäußerte Meinung: Wir haben doch schlaue Leutchen en masse; irgendetwas wird denen noch einfallen.
          Ja, denen wird schon etwas einfallen, aber – um nur ein Beispiel zu nennen – ich bezweifele, dass alle Ingenieurkunst bei der Erhöhung der niederlämdischen Deiche ausreichen wird die Überschwemmung von geschätzten 1/3 der Länderfläche Niederlandes für mehr als ein paar wenigen Monaten zu bremsen.
          Nein, Herr Zierenberg, nur ein radikales (an die Wurzel gehendes) Umschwenken in Richtung drasticher Senkung des Wohlstandes als Voraussetzung der wirklich jetzt noch sich auf den ökologischen Kreislauf auswirkenden Emmisionen biete meiner Meinung nach eine geringe Chance das Gasnze nicht abzuwenden, aber zumindest abzufedern.
          Ich bin heilfroh, dass ich mich in meiner Jugend dafür entscheiden habe Kinder in die Welt zu setzen. Denn diese werden uns als ganze Generation – da gibt es dann keine Differenzierungen mehr – zu recht verdammen. (So nach dem Motto: 50 Jahre Alles gewußt und viel zu wenig gemacht.)

          • Hallo Herr Wagner,
            ich stimme Ihnen zu, dass die Empfehlung des Club of Rome an die Regierungen, Entscheidungsträger, egal welcher Couleur, völlig verhallt ist. Dafür kann man einige Beispiele aufführen. Eines davon ist die an Ignoranz grenzende Behandlung der Petition von 20 Wissenschaftlern vor der Bundestagssitzung zum Erneuerbaren-Energie-Gesetz (Datum gerade nicht präsent). Sie wurde im Petitionsausschuss zwar behandelt, war aber von Regierungsvertretern mit nachweislich nicht sachkompetenten Vertretern besetzt. Die Petition, obwohl sie das vorgeschriebene Quorum erreichte, war somit zum Scheitern vorgesehen (geplant?). Das Parlament entblödete sich in der Debatte nicht, der AfD den Vortritt bei der Argumentation zu geben. Die AfD hatte, als einzige Partei in der Bundestagsdebatte die sachlich richtige Argumentation vorgebracht. So kann man diese rechtsradikale Partei nicht bekämpfen!

            Weiterhin stimme ich Ihnen zu, dass eine erforderliche Deicherhöhung in den Niederlanden eine schwer zu bewältigende Anforderung darstellt. Aber erstens ist die „Ingenieurskunst“ bisher immer an den Aufgaben gewachsen und zweitens hat die Menschheit ja immer noch die Chance das scheinbar Unabwendbare noch abzuwenden, also den gigantischen Meeresspiegelanstieg.

            Für eine Wohlstandssenkung, wahrscheinlich nur bei uns machbar, aus Klimaschutzgründen, wird die Politik keine Mehrheit finden und das Vorhaben Klimaschutz scheitert, bevor es richtig begonnen hat.

            Wenn Sie mich nach meiner Meinung zu einer echten Chance für den Klimaschutz fragen, dann denke ich an den Klimaklub, der ja zu Anfang der Ampelregierung vom Kanzler Scholz sogar angeklungen war, dann aber gleich wieder „vergessen“ wurde. Alle Großemittenten müssen darin beteiligt sein. Eine solche Art Klimaklub wurde übrigens auch vom Prof. Dr. Hans Werner Sinn vorgeschlagen und sogar konkretisiert. Schauen Sie sich doch mal seine Vorträge bei Youtube an. Sie sind für jeden aufmerksamen Beobachter gut verständlich.

            Ich merke Ihnen an, dass Sie sich ernsthaft um den Klimaschutz Gedanken machen. Wir wissen alle nicht, wie die Energiezukunft in 50 Jahren aussieht, aber noch sehe ich einige Möglichkeiten, die bei unserer Bundesregierung leider noch keine Rolle spielen. Eines meiner wichtigsten privaten Anliegen ist daher, mit meinen Arbeiten (siehe Diagramme 1 und 2) die in der politischen Debatte ausgeblendeten Wahrheiten hervorzuheben. Der Diskurs, den wir beide hier führen, muss in der gesamten Gesellschaft stattfinden. Er wurde und wird bisher gnadenlos vermieden, wenn nicht unterdrückt.

            Gruß Bodo Zierenberg

  2. Sehr geehrter Herr Sann,
    gerne will ich Ihnen eine schätzende Beschreibung Beschreibung abgeben.
    Auf einen kurzen Nenner gebracht gilt grundsätzlich folgendes:
    die Energiewende leidet schwer daran, dass von Anfang an bis zum heutigen Tag und darüber hinaus physikalische Grundlagen, geologische Gegebenheiten und mathematische Statistik nicht oder nur in unzureichendem Maße bei den politischen Entscheidungen berücksichtigt werden. Es findet auch keine Hinzuziehung von Wissenschaftler und Praktikern statt, um diesem “Leiden” entgegenwirken zu können. Man muss es so hart ausdrücken: daran droht das Vorhaben der mit der Energiewende verbundenen Transformation zu scheitern.
    Soweit die grundsätzliche Analyse und damit zu ihrer konkreten Frage:
    Rein rechnerisch ist es möglich, eine 100 – prozentige Erneuerbaren-Versorgung zu konstruieren, aber nur unter der Voraussetzung, dass man die physikalisch/geologischen Bedingungen in der Betrachtung ausblendet. Schauen Sie sich meine Diagramme dazu an, dann erkennen Sie das naturgegebene Phänomen der Volatilität. Hinzu kommt noch der begrenzte Raum und die sinkende Akzeptanz der Maßnahmen vor Ort. Das lässt sich auch nicht durch politische Kreistagsbeschlüsse ändern. Meine Diagramme zeigen ja auch, dass kurzfristig eine 100-prozen-EE-Versorgung möglich ist, aber immer nur in sehr kurzfristigen Spitzen. Ein Ausbau kann das nicht verringern, sondern nur noch vergrößern (Stichwort steigende Überkapazitäten). Einziger Ausweg, generell und für den Kreis: ein Moratorium des Ausbaus und warten auf realisierbare Speicherlösungen zu erträglichen Kosten. Alternativ dazu bleibt nur das bisherige Vorgehen der Beibehaltung fossiler Ersatzkraftwerke (für den Kreis der Fremdbezug). Es tut mir leid, Ihnen keine positivere Nachricht zu senden. Das Thema ist in unserem Land sozusagen zu einem Tabu geworden, das nicht mehr kritisch in der Presse hinterfragt werden darf und das für viele zu einem noch nie dagewesenen Geschäftsmodell geworden ist, zum Vorteil von Geschäftemachern und zum Nachteil des Klimaschutzes. Ein Scheitern kann bei fortgesetzter Ignoranz der Kritik nicht mehr ausgeschlossen werden.
    Für weitere Fragen stehe ich gerne zur Verfügung.
    Gruß aus Fernwald
    Dipl.-Ing. Bodo Zierenberg

  3. Sehr geehrter Herr Zierenberg,
    kontrovers zu ihren Ausführungen in diesem interssanten und aktuellen Bericht zur volantilen Energieversorgung mit Erneuerbarer Energie, schreibt Landrätin Anita Schneider im Vorwort der Veröffentlichung der Broschüre „Integriertes Klimaschutzkonzept für den Landkreis Gießen“: „Liebe Bürgerinnen und Bürger, im September 2011 hat der Kreistag beschlossen, die Energiewende im Landkreis Gießen zu forcieren. So sollen bis 2020 Strom und Wärme zu einem Drittel aus Erneuerbaren Energien gewonnen werden. Nur 10 Jahre später, bis 2030 soll der der Bedarf an Strom und Wärme zu 100 Prozent aus Erneuerbaren Energien generiert werden.“
    Wenn ich das von ihnen, Herr Zierenberg, beschriebene Szenario betrachte, wird weder der Strombedarf noch der Wärmebedarf im Jahr 2030 so, wie vom Kreistag 2011 beschlossen, zu 100 Prozent aus Erneuerbarer Energie gedeckt werden. Die Kreisverwaltung jedoch hat diesen Kreistagsbeschluss als Auftrag der Politiker aus dem Jahre 2011 zu realisieren. Dabei wird die Verwaltung besonders durch den Klimaschutz- und Energiebeirat des Landkreises Gießen unterstützt. „Als Fachgremium unterstützt der Klimaschutz- und Energiebeirat den Landkreis Gießen bei seiner Aufgabe, die energie- und klimapolitischen Ziele zu erreichen sowie eine regionale Energiekonzeption zu entwickeln und fortzuschreiben.“ Diese konzentrierte Fachkompetenz sollte mittlerweile für die verbleibenden Jahre bis zum vom Kreistag beschlossenen Zieljahr 2030 eine realisierbare Grundlage entwickelt haben. Schließlich müssen in diesem Zeitfenster nicht nur viele Windenergieanlagen, sondern ergänzend auch Photovoltaik geplant, genehmigt und gebaut werden. Dazu gehören als integrale Bestandteile zum einen die notwendigen Stromspeicherkapazitäten und zum anderen Wärmepumpentechnik für die Wärmeversorgung frei von Kohlenstoffdioxid und der Bereich der wachsenden Elektromobilität ohne Kohlenstoffdioxid. Herr Zierenberg, können sie die den Umfang der Maßnahmen schätzend beschreiben, den die Kreisverwaltung leisten müsste, damit der Kreis Gießen in sieben Jahren seinen Bedarf an Strom und Wärme zu 100 Prozent aus Erneuerbarer Energie generieren kann?