Energiewende & Energieträger im Januar 2023 – Eine Beispielbetrachtung
Der Januar 2023 ist ein gut geeignetes Betrachtungsobjekt für diverse Wettervarianten und die daraus resultierende Stromerzeugung. Verschiedene Stromerzeugungs-Szenarien werden in all ihren Facetten gebündelt. Im Folgenden werden die einzelnen Energieträger – beginnend mit der Solarkraft – betrachtet und unter verschiedenen Blickwinkeln beleuchtet. Ergänzend werden Stromexporte sowie Stromimporte beispielhaft betrachtet. Der Preisfindung kommt ein besonderes Augenmerk zu. Für das Verständnis ist es sinnvoll, die Quellen der jeweiligen Charts – alle Charts wurden mit www.stromdaten.info erstellt – zu öffnen. Mit der Maus – einfach über den Chart führen – können Detailwerte aufgerufen und eingeordnet werden.
PV-Stromerzeugung im Januar 2023
Im Herbst und Winter ist die PV-Stromerzeugung generell schwach. Im Januar wurden lediglich 917 GWh PV-Strom erzeugt. Das sind 1,8 Prozent der Gesamtstromproduktion von 50.578 GWh (Generell gilt: Leichte Ungenauigkeiten wegen Rundungen auf eine Nachkommastelle sind möglich). Bei einer installierten Leistung von 64 GW ist das ein Ergebnis, welches nicht befriedigend ist. Nicht nur, dass die PV-Stromerzeugung immer nur halbtags stattfindet. Der Unterschied Sommer – Winter ist naturgemäß hoch. Vor allem, weil elektrische Energie vor allem im Winter benötigt wird, spricht dies nicht für die PV-Stromerzeugung. Wenn großflächig mit Wärmepumpen geheizt werden soll, ist gerade im Winter noch mehr Strom vonnöten. PV-Stromerzeugung wird – auch wenn noch mehr (massiv) ausgebaut wird – bei der Stromerzeugung für Wärmepumpen nur eine untergeordnete Rolle spielen. Sehen Sie sich die PV-Stromerzeugung im Jahr 2022 an.
Windstromerzeugung onshore, offshore Januar 2023
Die Windstromerzeugung auf See ist gering. Die Anlagen haben zwar einen Volllastanteil von 45,9 (2022 Ø 36,8) Prozent. Nur 8 GW installierte Leistung ist (noch) wenig. Es sind viel weniger Anlagen als an Land. Die bringen im Januar zwar nur einen Volllastanteil von 34,5 (2022 Ø 20,7) Prozent auf die Waage. Weil es aber viel mehr Anlagen mit einer installierten Leistung von 57 GW sind, ist die Stromerzeugung erheblich stärker.
War die PV-Stromerzeugung auf niedrigem Niveau absolut betrachtet wenig volatil, ist bei der Windstromerzeugung eine wesentlich stärkere Schwankungsbreite zu verzeichnen. Einige Windbuckel können nicht dafür sorgen, dass es zu einer hohen Windstromerzeugung kommt. Ab dem 16.1.2023 fällt die Windstromerzeugung onshore schrittweise in eine Dunkelflautenphase, die vom 23.1. bis zum 28.1.2023 anhält. Auch wenn man die PV-Stromerzeugung hinzusteuert, ist das Ergebnis der Stromerzeugung mittels Wind- und PV-Anlagen wenig befriedigend. Es ist offensichtlich, dass auch eine Vervielfachung der installierten Leistung Wind- und PV-Anlagen das Problem kaum lösen würde. Das Agora-Zukunftsmeter veranschaulicht diesen Sachverhalt eindrucksvoll. Die Residuallast liegt am 27.1.2023 um 18:00 Uhr trotz des rechnerisch-durchschnittlichen Ausbaugrades von 86 Prozent der „Erneuerbaren“ bei über 75 GW. Welches einen Backup-Kraftwerkspark ´Gas` von mindestens 100 GW inkl. Reserve notwendig macht. Wobei 31 GW installierte Leistung Gas bereits heute vorhanden sind. 69 GW installierte Leistung Gas bedeutet zusätzlicher Bau hunderter Gas-Stromerzeugungsblöcke. Hinzu kommt, dass in windstarken Zeiten eine erhebliche – praktisch nicht speicherbare und deshalb preissenkende (siehe unten) Strom-Übererzeugung – stattfinden würde. Ein weiteres Beispiel des Agora-Zukunftsmeters.
Biomasse & Wasserkraft – Stromerzeugung Januar 2023
Biomasse wird in erster Linie zur Wärmeerzeugung verwendet. Nicht zur Stromerzeugung.
Energietransformation per Biomasse ist nicht beliebig erweiterbar. Da ist die sogenannte Tank-Teller-Problematik. Warum sollen bei immer noch starkem Hunger in der Welt (gut 800 Millionen Menschen leiden lt. UN Hunger) Weizen, Mais und andere Nahrungsmittel für die Fortbewegung angebaut werden? Nicht mehr verwertbare Biomasse ist begrenzt.
Biomasse wird in Deutschland bereits heute im Rahmen der Primärenergieverbrauchs in erheblichem Umfang benötigt. Sie wird im Rahmen der „Erneuerbaren“ geführt. Die trugen im Jahr 2022 17,2% zu Primärenergieverbrauch bei:
Die Analyse der Zusammensetzung der 17,2 Prozent „Erneuerbarer“ oben ergibt, dass lediglich 11 Prozent (von 17,2 Prozent Erneuerbarer gesamt) der Biomasse = 1,89 Prozent der Erneuerbaren zur Stromerzeugung verwendet wird. Der Rest dient der Wärmeerzeugung und als Biokraftstoff dem Verkehr.
Bemerkenswert ist in diesem Zusammenhang, dass Wind- und PV-Strom mit 35 Prozent an den 17,2% Erneuerbaren gesamt lediglich 6,02 Prozent Anteil hat. Allerdings handelt es sich bereits um ´veredelte` Energie. Um diese Menge Strom (ca. 165 TWh) zum Beispiel fossil herzustellen ist etwa das dreifache an Primärenergie notwendig. Deshalb gibt es den Begriff Endenergie: „Endenergie ist die Energie, die aus Primärenergieträgern wie z.B. Braunkohlen, Steinkohlen, Erdöl, Erdgas, Wasser oder Wind durch Umwandlung gewonnen wird. Dabei wird die Primärenergie in eine Form umgewandelt, die der Verbraucher nutzen kann, z.B. Strom, Wärme oder Kraftstoffe.“ (Quelle). Da die Primärenergie niemals 1 zu 1 gewandelt werden kann, ist die Endenergie mit knapp 2.500 TWh entsprechend geringer als der Primärenergiebedarf mit um die 3.500 TWh Energie. Wobei die Nutzung von Primärenergie zur Wärmeerzeugung wesentlich weniger Verluste ausweist als die fossile Stromerzeugung. Der Anteil des mittels Windkraft- und PV-Anlagen regenerativ erzeugten Strom (165 TWh) am Endenergiebedarf (2.500 TWh) liegt bei 6,6%. Das ist die Realität, das ist unseres Erachtens sehr wenig nach den bisherigen Milliardeninvestitionen in die ‚Erneuerbaren‘, in „Wind & Solar“, sowie die damit verbundenen Landschaftsveränderungen und diversen Abschaltungen fossiler – und kernenergetischer Anlagen, welche die ursprünglich hohe Strom-Versorgungssicherheit Deutschlands immer mehr sinken lässt.
Zur Ergänzung noch den praktisch immer gleichen Endenergieverbrauch Deutschlands nach Sektoren …
… und die Verteilung der einzelnen Energieträger auf die jeweiligen Sektoren:
Die Stromerzeugung per Biomasse zählt – wie die Stromerzeugung per Wasserkraft/Laufwasser – zu den ‚Erneuerbaren‘. Weil durch Brennstoffzufuhr und/oder gesteuertem Wasserzulauf die Stromerzeugung weitgehend gesteuert werden kann, sind beide Stromerzeugungsvarianten grundlastfähig. Im Gegensatz zu den Energieträgern Wind und Solar, die, wie oben gesehen, hochvolatil sind. Der Monat Januar 2031 mit der durchgängig gleichförmigen Stromerzeugung mittels Biomasse und Laufwasser:
Die Stromerzeugung in Deutschland per Wasserkraft/Laufwasser ist praktisch ausgereizt. Mehr als die vorhandenen Anlagen können praktisch und wirtschaftlich sinnvoll kaum erstellt/betrieben werden. Auch wenn zum Beispiel eine Verdoppelung möglich wäre: Der Chart oben belegt, dass es nur ein Tropfen auf den heißen Stein wäre.
Nimmt man für den Januar 2023 alle ‚Erneuerbare‘ zusammen ergibt sich dieser Chart. Alle Erneuerbaren zusammen schaffen es nicht, den Bedarf zu decken. Doch auch wenn dem so wäre, gibt es einen Punkt, weswegen die Konventionellen Strom erzeugen müssten.
Konventioneller Strom und Strompreis
Auch wenn die regenerative Stromerzeugung manchmal recht nah an die Bedarfslinie reicht, ist insgesamt eine erbliche Menge konventionell erzeugter Strom notwendig, um den Strombedarf Deutschlands jederzeit zu decken. Da es sich für die konventionellen Stromproduzenten ab und zu rein wirtschaftlich nicht lohnt, den Bedarf Deutschlands komplett zu decken, werden Stromimporte herangezogen.
Fällt der Kernenergie-Strom am 15.4.2023 weg, müssen die konventionellen Kraftwerke entsprechend mehr Strom/CO2 erzeugen. Für den Januar wären es 1,739 TWh gewesen. Die Stromerzeugung per Kernkraft lief – abgesehen von Wartungen – kontinuierlich durch. Die übrigen konventionellen Stromerzeuger werden je nach der Menge Strom, der zur Ergänzung der der regenerativen Stromerzeugung notwendig ist, zugesteuert.
Der gestrichelten Linie kommt eine besondere Bedeutung zu. Von dort bis zu den Feldern der konventionellen Erzeugung ist die Stromerzeugung „erneuerbar“. Da die Komplettdarstellung unübersichtlich ist, wählen wir zwecks unserer Preisanalyse für den Januar 2023 diese Darstellung.
Höchstpreise werden dann aufgerufen, wenn Strom – aus welchen Gründen auch immer – importiert wird. Alle Markteilnehmer bekommen den jeweiligen, auch den hohen Preis. Es gibt für die konventionellen Stromerzeuger überhaupt keinen Grund, mehr Strom zu einem unter dem Strich niedrigeren Ertrag zu erzeugen, um Stromimporte zu vermeiden. So der Importstrom zur Verfügung steht.
An den vielen Tagen, an denen konventioneller Strom in zum Teil hohem Umfang über Bedarf erzeugt werden muss, geht der Strompreis schnell mal Richtung 0€/MWh-Linie.
Warum aber wird von den Konventionellen über Bedarf Strom produziert? Könnte die konventionelle Erzeugung nicht einfach an die Erzeugung der ‚Erneuerbaren‘ angepasst werden? Der nächste Chart mit einem Ausschnitt aus den Januar 2023 hilft bei der Lösung.
Am 5. 1.2023 lag der Strompreis von 0:00 bis 3:00 Uhr bei 0,1 €/MWh. Ab 6:00 Uhr fiel die regenerative Stromerzeugung ab: von 85 Prozent auf 31,8 Prozent um 18:00 Uhr. Bereits ab 15:00 Uhr reichte die Stromerzeugung Deutschlands nicht mehr aus, um den Strombedarf zu decken. Stromimporte wurden notwendig. Der Preis liegt um 15:00 Uhr bei 159,50€/MWh, um 17:00 und 18:00 Uhr bei 197,40€/MWh, um zum Ende der Strom-Importphase um 0:00 Uhr des 6.2.2023 auf 107,20€/MWh zu sinken.
Von 3:00 bis 6:00 Uhr wird der komplette Strom praktisch verschenkt. Die Konventionellen produzieren den Strom, mit dem im Normalfall die Netzfrequenz stabil bei 50 Hz gehalten wird. Nur große Stromerzeugungsgeneratoren, die gleichmäßig Strom liefern, können diese Systemdienstleistung im nötigen Umfang = etwa 25 Prozent der Gesamtstromproduktion liefern. Bei unerwarteten Frequenzschwankungen dient zusätzlich die Regelenergie zum Austarieren der Netzfrequenz.
Die europäischen Nachbarn nutzen die deutsche Stromerzeugung über/unter Bedarf, um Gewinne einzufahren.
Wenn Deutschland Strom benötigt, steigt der Preis. Hat Deutschland zu viel Strom, muss Deutschland Strom exportieren, fällt der Preis. Selbstverständlich spielen weitere Faktoren, zum Beispiel der Zeitraum, eine Rolle. Insgesamt lässt sich aber sagen, dass vor allem Angebot und Nachfrage den Preis bestimmen. Zuviel Strom in der Nacht ist erheblich günstiger zu haben als zu viel Strom um die Mittagszeit, wie der Import-Exportchart belegt. Fehlt Strom, kostet das immer mehr Geld als genügend oder zu viel Strom.
Den Beleg für alle Aussagen und alle genannten Werte finden Sie in den Auswertungen des Januar 2023 gesamt und des Zeitraums 4. Januar 2023 bis 6.Januar 2023. Die Auswertungen ermöglichen viele weitere Analysen sowie Vergleiche mit den Vorjahren bis 2016 einschließlich.
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