Die anspruchsvollste Aufgabe bei der Umstellung der Stromversorgung auf 100 Prozent Erneuerbare Energien liegt in der Überwindung der sogenannten Dunkelflauten. Wenn es dunkel ist oder zumindest der Himmel dicht mit dunklen Wolken bedeckt ist und wenn gleichzeitig der Wind deutschlandweit nur wenig weht, liefern weder die derzeit installierten Millionen von Solaranlagen noch die Hunderttausende von Windanlagen genügend Strom zur Sicherstellung des Stromverbrauchs. Das wird sich tendenziell auch nicht wesentlich ändern, selbst wenn die Zahl der Solar- und Windanlagen verzehnfacht würde. Ohne Wind gibt es keinen Windstrom und ohne hellen Himmel keinen Solarstrom!
Die Vervielfachung der Solar- und Windanlagen alleine genügt also nicht. Es müssen vielmehr möglichst dicht neben den Solar- und Windanlagen eine sehr große Zahl von Stromspeichern errichtet werden, die bei starkem Sonnenschein und starkem Wind die überschüssige elektrische Energie aufnehmen, um sie bei Strommangel wieder herzugeben. So einfach ist die Lösung.
Ohne Speicher geht es nicht! Doch die konventionelle Stromwirtschaft setzt alles daran, diese einfache Lösung zu verhindern, sie aus der öffentlichen Diskussion herauszuhalten, sie vergessen zu machen. Und leider helfen die NEXT-Kraftwerke dabei mit.
Nicht alle, aber die meisten der von den NEXT-Kraftwerken angebotenen Lösungsvorschläge lenken von der richtigen Lösung ab, denn sie weisen versteckte Mängel auf, die wir hier ansprechen werden.
(NEXT-Kraftwerke:) Alle zwei Jahre etwa würde eine extreme Dunkelflaute auftreten.
(SFV:) Das ist stark untertrieben. Im zurückliegenden Jahr waren etwa 50 Dunkelflauten zu überbrücken und sehr viel mehr Tage, an denen die Solar- und Windanlagen nur einen Bruchteil der möglichen Leistung lieferten.
(NEXT-Kraftwerke:) "Zur wirksamen Dunkelflauten-Bekämpfung wäre beispielsweise eine Integration der großen, wetterunabhängigen Wasserkraftwerke in Österreich und Norwegen über HGÜ-Leitungen ins deutsche Stromnetz denkbar und sinnvoll."
(SFV:)
- Deutschland braucht zur Überbrückung einer kalten Dunkelflaute etwa 80 GW. Norwegen verfügt aber nur über 31 GW Wasserkraftleistung, die braucht es selber.
- Österreich betreibt sogar selber noch einige Kohlekraftwerke, da die Leistung der Wasserkraftwerke noch nicht einmal für den österreichischen Bedarf ausreicht - und soll dann noch Wasserkraftleistung abgeben??
- Sollen die Österreicher und Norweger immer dann, wenn in Deutschland eine Dunkelflaute auftritt, Wasserkraftstrom nach Deutschland liefern und an den übrigen Tagen nicht? Dafür würden ungeheure Investitionen in diesen Ländern notwendig. So wird eine von Deutschland zu lösende Aufgabe auf Nachbarländer abgewälzt und es entstehen durch den Bau riesiger HGÜ-Leitungen zusätzliche Kosten, die man besser für den Bau von Stromspeichern einsetzen sollte.
- Im Zeitalter von Wetterextremen und Terroranschlägen, sollte man aus Sicherheitsgründen möglichst dezentrale Lösungen wählen.
(NEXT-Kraftwerke:) "Netzersatzanlagen, auch Notstromaggregate genannt, sind derzeit in Deutschland mit einer Gesamtleistung von 10.000 bis 20.000 MW installiert. Heute schon werden bereits 500 bis 1.000 MW aus Netzersatzanlagen in Virtuellen Kraftwerken zum Ausgleich von Netzfrequenzschwankungen genutzt. Die ständig in Bereitschaft gehaltenen Generatoren können binnen kürzester Zeit ihre volle Leistung ins Stromnetz einspeisen und so einfach und reaktionsschnell die Versorgungslücken überbrücken."
(SFV:) Soweit diese Notstromaggregate fossilen Kraftstoff oder Kraftstoff auf Biomassebasis benötigen, arbeiten sie jedoch nicht klimafreundlich.
(NEXT-Kraftwerke:) "Variable Stromtarife und Demand Side Management
Die Flexibilisierung der Verbraucherseite stellt eine zusätzliche Möglichkeit dar, um Stromversorgungslücken in Dunkelflauten zu minimieren: Mit variablen Stromtarifen werden Anreize geschaffen, die Stromnachfrage von teuren Stunden, in denen Stromknappheit herrscht, in günstige Stunden zu verlegen, in denen reichlich Strom vorhanden ist. Dies ist nicht nur ökonomisch für die Verbraucher sinnvoll, sondern es wirkt sich auch positiv auf die Stabilität des gesamten Stromnetzes aus. Strom wird dann verbraucht, wenn er reichlich vorhanden und günstig ist in stromarmen und daher teuren Zeiten, wie beispielweise während einer Dunkelflaute, reduzieren Stromverbraucher freiwillig und ökonomisch motiviert ihre Nachfrage."
(SFV:) Wenn das Fehlen von wenigen GW Leistung auszugleichen wäre, wäre die Idee einer Erhöhung der Stromtarife durchaus diskussionswürdig. Wenn jedoch 20 GW oder gar 60 bis 80 GW einzusparen wären, müsste das gesamte Wirtschaftsleben stillgelegt werden. Nur noch dringende Notdienste dürften erfolgen. So schön es auch sein kann, wenn man nicht zur Schule, zur Ausbildung oder zur Arbeit muss und draußen schönes Wetter ist, so katastrophal wäre es, wenn an eiskalten Tagen die Heizung, der Küchenherd und das Licht ausfallen, keine Bahn fährt, das Trinkwasser zur Neige geht, die Klospülung versagt, die Geschäfte und Tankstellen geschlossen haben und auch das Internet nicht mehr zur Verfügung steht.
(NEXT-Kraftwerke:) "Power-to-Gas- und Power-to-Heat-Anlagen
Große Potentiale bieten Power-to-Gas (P2G) und Power-to-Heat (PTH)-Anlagen, die flexibel günstige überschüssige Wind- oder Solarenergie in Form von Wasserstoff oder thermischer Energie speichern können".
(SFV:) Zunächst einmal zum Vorschlag der Power-to Gas Technik:
Diese Technik soll zum Zeitpunkt überschüssiger Solar- und Windstrom-Leistung diese Überschussleistung dafür verwenden, durch Elektrolyse Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zu zerlegen. Ferner soll CO2 aus der Atmosphäre entnommen werden, was erhebliche Energie verlangt und dann soll auf chemischen Wege CH4 (Methan) erzeugt werden, das dann bei Bedarf zur Erzeugung von elektrischer Leistung z.B. in Gaskraftwerken Verwendung findet.Trotz des hohen Energieaufwandes ein guter Vorschlag, denn die Überschussenergie müsste andernfalls abgeregelt werden!
Der Power to Heat-Vorschlag wird immer wieder gemacht. Er stellt zwar gegenüber dem Abregeln von Solar- oder Windanlagen einen Fortschritt dar, aber er füllt nicht die Stromlücke in der Dunkelflaute, um die es in dem Beitrag der NEXT-Kraftwerke geht. Man kann überschüssige elektrische Energie leicht in Wärme verwandeln. Doch die Zurückverwandlung von Wärme in Strom, um die Stromlücke zu schließen ist kaum möglich, insbesondere nicht bei hohen Außentemperaturen.
Dagegen vermissen wir den Vorschlag von Power-to-Liquid, also die Erzeugung von Methanol aus dem CO2 der Atmosphäre. Methanol hat den Vorteil, dass es in Tankwagen auch dorthin gebracht werden kann, wo keine Gasleitungen liegen.
(NEXT-Kraftwerke:) "Batteriespeicher
Batteriespeicher können ebenfalls zu einer Überbrückung der Dunkelflaute beitragen, in einigen Pilotprojekten werden Großspeicher mit mehreren Megawatt Kapazität realisiert. Batteriespeicher dieser Größenordnung sind jedoch mit hohen Investitionskosten verbunden. Nach konservativen Hochrechnungen von r2b energy consulting GmbH im Auftrag von Next Kraftwerke wird bis 2020 mit einem Ausbau von stationären Batteriespeichern auf ca. 300 MW gerechnet, zusätzliche Kapazitäten könnte die im Aufbau befindliche Elektromobilität bieten."
(SFV:) Momentane Angebots- und Bedarfsschwankungen sollen durch Kurzzeitspeicher ausgeglichen werden. Dies wird jährlich viele tausend mal vorkommen. Wenn die dafür eingesetzten Speicher schlechte Wirkungsgrade haben, entstehen bei jedem dieser Speicher-Einsätze hohe Energieverluste. Diese Kurzzeitspeicher müssen deshalb hohe Wirkungsgrade haben, sonst entstehen die hohen Verluste viel tausendmal im Jahr. Batteriespeicher haben gute Wirkungsgrade, sind deshalb für Kurzzeitspeicherung gut geeignet. Für Langzeitspeicherung kommen sie jedoch nicht in Frage, weil Batterien mit der dafür erforderlichen Kapazität erheblich mehr Platz einnehmen als chemische Speicher (Methan oder Methanol). Sie kommen deshalb eher zum Ausgleich momentaner Schwankungen in der Erzeugung von Solarstrom in Frage, nicht aber zur Überbrückung von Dunkelflauten (um die es in dem NEXT-Kraftwerke-Beitrag geht).
(NEXT-Kraftwerke:) "Durch eine Kombination der verschiedenen, vorgestellten Strategien kann der Einsatz von konventionellen Kraftwerken im Fall einer Dunkelflaute zukünftig überflüssig werden. Jedoch müssen dazu konsequent Flexibilisierungsoptionen ausgebaut werden. Nach heutigem Stand ist dies noch nicht vollständig realisierbar. Entscheidend ist daher die politische Unterstützung der vorgestellten Konzepte zur Versorgungssicherheit, insbesondere durch internationalen Netzausbau und das Vorantreiben tragfähiger Konzepten im Power-to-Gas-Bereich. Wenn es genügend Möglichkeiten gibt, den von Sonne und Wind in guten Zeiten erzeugten Überschussstrom zwischenzuspeichern, können konventionelle Energieträger auch in den mageren Zeiten einer Dunkelflaute überflüssig werden."
(SFV:) Zum Überbrücken der Dunkelflauten bieten die NEXT-Kraftwerke ein Gemisch ungeeigneter und geeigneter Maßnahmen an. Damit werden die notwendigen Anstrengungen zersplittert. Entscheidend wäre vielmehr eine Schwerpunktbildung, die Konzentration auf PtG und PtL.