Das Dilemma zwischen dem Abschalten kontinuierlicher und dem Zubauen volatiler Stromerzeugung

Das Kohleausstiegsgesetz, welches der Bundestag am 3. Juli beschlossen hat, verschärft bei Fachleuten die Sorge um eine sichere, unabhängige Stromversorgung in der Zukunft. Die Versorgungssicherheit, die früher auch ein wichtiger Standortvorteil für Deutschland war, scheint in der aktuellen politischen Debatte nicht mehr ausreichend bedacht zu werden.

Denn zum Ausstieg aus der Kernkraft (Wegfall bis Ende 2021 gut 4 GW installierte Leistung plus bis Ende 2022 noch mal gut 4,1 GW), was den Ausstieg aus heimischer, regelbarer und CO2-freier Stromerzeugung bedeutet, kommt nun noch der Einstieg in den Ausstieg aus der Kohleverstromung. Bis Ende 2022 werden 1,2 GW Braunkohleleistung vom Netz genommen und bis Ende 2022 noch mal 1,62 GW installierte Leistung. Insgesamt muss Deutschland, bis Ende 2022 gut 11 GW konventionelle und (witterungs- bzw. tageszeitunabhängige) sichere installierte Leistung ersetzen. Im Jahr 2019 haben diese 11 GW insgesamt 75,65 TWh Strom erzeugt. Das sind etwa 15 % der gesamten Nettostromerzeugung Deutschlands und entspricht 78,51 % der installierten Leistung der Atom- und Braunkohlekraftwerke.

Quelle: Werte der Energy-Charts  und Ausstiegsfahrplan

Aktuell kann man in diversen Medien lesen, dass der Ausbau der Windkraftanlagen auf See, wo bereits 1.500 Anlagen mit einer installierten Leistung von in Summe 5 GW gebaut wurden, massiv vorangetrieben werden soll. Das Ziel, welches 2013 formuliert wurde, wurde erreicht. Die tatsächliche Stromerzeugung Offshore lag 2019 bei 24,37 Terawattstunden (TWh). Das entspricht 37,1 % der installierten Leistung der 1.500 Anlagen à 5 MW. Bis zum Jahr 2030 sollen 12,5 GW Windkraftleistung auf Nord- und Ostsee hinzu installiert werden. Das entspricht 1.667 Windkraftanlagen à 7,5 MW. Diese nicht geringe zusätzliche Anzahl von Windkraftwerken werden, wenn man die Stromerzeugung des Jahres 2019 auf See zugrunde legt, rein rechnerisch 40,20 TWh pro Jahr erzeugen. ´Rein rechnerisch` bedeutet, dass diese Menge Strom zwar insgesamt, aber nicht kontinuierlich erzeugt werden wird.

Insgesamt werden im Jahr 2030 – so denn alles läuft, wie geplant – 3.167 Windkraftanlagen in Nord- und Ostsee 65 TWh Strom erzeugen. Wie oben gezeigt werden bereits bis 2022 zwar nur 11 GW installierte Leistung Kernenergie- und Braunkohle wegfallen. Diese erzeugten gleichwohl pro Jahr über 75 TWh Strom. Das sind etwa 35 TWh mehr Strom als der, der auf See mittels der 1.667 bis 2030 neu zu errichtenden Windkraftanlagen erzeugt wird und immerhin noch gut 10 TWh mehr als der insgesamt auf See erzeugte Strom.

Was das für den Zeitraum von 2023 bis 2030 bedeutet möchten wir an dieser Stelle nicht spekulieren. Vermutlich aber nichts Gutes, wenn selbst im geplanten Endausbau 2030 viel zu wenig Strom erzeugt werden wird, um die allein bis 2022 abgeschalteten Mengen zu ersetzen.

Hinzu kommt, dass der Strom aus Kernkraft und Braunkohle kontinuierlich fließt und die Erzeugung bis zu einem gewissen Umfang regelbar ist.

Die Tücken des nicht kontinuierlich vorhandenen/verfügbaren Energieträgers Windkraft wurden in den vergangenen Wochen überdeutlich. Die Betrachtung und Analyse des Monats Juli 2020 in Gänze belegt, dass die Windstromerzeugung Offshore nur einen geringen Bruchteil des Gesamtstrombedarfs abdecken kann.

Quelle: https://www.agora-energiewende.de

Erst die Windstromerzeugung Onshore, deren weiterer Ausbau allerdings z. Zt. fast zum Erliegen gekommen ist, bringt den Energieträger Windkraft zum Teil in akzeptable Bereiche. Über einen erheblichen Zeitraum (13. bis 20.7.2020) und als ´Täler` in windstarken Zeiten ist auch die Windstromerzeugung an Land unbefriedigend.

Quelle: https://www.agora-energiewende.de

Sonnenstromerzeugung ergänzt zumindest über Tag die Energieversorgung Deutschlands mittels erneuerbarer Energieträger. In Kombination mit starker Windstromerzeugung und den grundlastfähigen erneuerbaren Energieträgern Biomasse und Wasserkraft werden teilweise Rekordwerte von bis zu 99 % des Strombedarfs erreicht. Gleichzeitig aber werden auch negative Strompreise generiert. Am 5. Juli musste Deutschland um 13:00 Uhr 64,55€/MWh bezahlen, damit das benachbarte Ausland insgesamt 12 GW abnahm. Das kostete insgesamt fast 775.000 €, die Deutschland zusätzlich zum geschenkten Strom bezahlen musste. Für eine Stunde von fünfen, an der ähnliche Exportmengen und negative Preise aufgerufen wurden.

Quelle: https://www.agora-energiewende.de

Der Chart zeigt sehr eindrücklich, dass die konventionelle Stromerzeugung gar nicht so schnell heruntergefahren werden kann, wie sie phasenweise mittels Erneuerbarer Energieträger plötzlich steigt. Das führt dann insgesamt temporär zu einem massiven Überangebot, was zu den negativen Preisen führt. Bricht die fluktuative EE-Erzeugung hingegen witterungsbedingt plötzlich ein, müssen regelbare, gesicherte Kraftwerke wenig effizient sehr schnell hochfahren – eine immer größere Herausforderung, wenn die nutzbare Kraftwerkskapazität in diesem Bereich drastisch zurückgebaut wird.

Als Fazit lässt sich zusammenfassen, dass der Ausbau der Offshore-Windkraftanlagen in Nord- und Ostsee bis 2030 nicht mal die Strommenge erzeugen wird, die bereits bis 2022 konventionell wegfällt. Im Gegenteil. Trotz der massiven Eingriffe in Flora und Fauna der Meere werden auch noch im Jahr 2030 10 TWh kontinuierlich fließender Strom pro Jahr fehlen. Hinzu kommt, dass Windkraft höchst volatil ist, woran der geplante Ausbau Offshore nichts ändern wird. Um die Stromversorgung Deutschlands als Industriestandort weiter zu gewährleisten ist der Aufbau eines gewaltigen (zusätzlich mindestens 60 GW zu den bestehen Gaskraftwerken) Backup-Gaskraftwerkparks unabdingbar, welches die Abhängigkeit von ausländischen Gaslieferanten jedoch vergrößert.

Gas aus grünem Wasserstoff bleibt vor allem wegen der nicht vorhandenen Überschüsse grünen Stroms vorerst eine Illusion. CO2-neutral ist Gasverbrennung nicht, sodass eine Energiewende mit dem Ziel null CO2 (ohne Energie aus Kern- oder Fusionskraftwerken oder riesigen Speicherkapazitäten) derzeit ein wenig realistisches Ziel ist. Da Gaskraftwerke jedoch mehr als 75% Emissionen im Vergleich zu Kohlekraft einsparen, wäre ein entsprechender flankierender Ausbau eine realistische Klimastrategie unter Beibehalt der Versorgungssicherheit. Realistisch insbesondere auch, da der Anteil Deutschlands am weltweiten CO2-Ausstoß nur bei gut 2 % liegt. Die viel wichtiger Vorbildfunktion für die großen Emittenten in der Welt wird Deutschland aber verspielen, wenn ein gefährlicher Pfad unplanbare Versorgungs- und auch Kostenrisiken aufzeigt.

Auf die Kosten einer „doppelten Stromversorgung (Erneuerbare Energieträger plus Backup-Gaskraftwerke)“ Deutschlands, soll hier und heute nicht weiter eingegangen werden. Sicher ist nur, dass alle Ausbaupfade den Strompreis weiter steigen lassen werden. Das Gerede von den immer billiger werdenden Stromkosten durch die Energiewende (im internationalen und historischen Vergleich) bleibt vorerst unrealistisches Wunschdenken.