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29.06.2018 | Energie | Im Fokus | Onlineartikel

Wie Versorgungssicherheit trotz Dunkelflaute funktioniert

Autor:
Frank Urbansky

Versorgungsicherheit nur durch erneuerbare Energien direkt zu gewährleisten, ist nicht möglich. Hierzu braucht es gesicherte Kraftwerksleistung, Demand Side Management, Speicher und Stromimporte.

Die neue Bundesregierung feilt weiter an der Ausgestaltung des Strommarktes. Wesentliche Elemente sind bei einem höheren Anteil an fluktuierenden Energien wie Wind- oder Sonnenstrom jene, die die Versorgungssicherheit gewährleisten. "Maßnahmen wie "Kapazitätsmärkte", "strategische Reserven", aber auch "Netzreserven" werden dann benötigt, wenn das normale Marktgeschehen das geforderte Maß an Versorgungssicherheit nicht mehr sicherstellen kann", beschrieben dies Kurt Misak, Stefan Höglinger und Johannes Hierzer in ihrem e & i Elektrotechnik und Informationstechnik-Zeitschriftenbeitrag Versorgungssicherheit – ein aktuelles Lagebild auf Seite 394. 

Versorgungssicherheit – ein aktuelles Lagebild (538)

Die aktuelle Leitstudie der Deutschen Energie-Agentur (dena) zur integrierten Energiewende befasst sich auch ausführlich damit. Statt jedoch nur auf regulierende, staatliche Maßnahmen zu setzen, ergründet sie weitere, eher marktwirtschaftliche Elemente, die der Netzstabilität dienlich sind.

Keine direkte Abdeckung möglich

"Die Stromnachfrage zu jedem Zeitpunkt direkt durch erneuerbare Energien abzudecken, wird auch zukünftig nicht möglich sein, weil diese weitgehend witterungsabhängig sind und Strom nur entsprechend dem Dargebot bereitstellen können", beschreibt die Studie das Grundproblem. Sie sieht dabei vier Quellen, die der Netzstabilität jenseits regulatorischer Maßnahmen dienen können:

  • gesicherte steuerbare Kraftwerksleistung, darunter vor allem Gaskraftwerke und größere sowie kleinere Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen, die zunehmend durch synthetische Brennstoffe betrieben werden
  • Demand Side Management, also nachfrageorientierte beziehungsweise angebotsbasierte Produktion und Lieferung von Strom aufgrund hoher Preiselastizität
  • Speicher, vor allem dezentral 
  • Stromimporte

Mit diesen Mitteln könnte trotz besonderer Wetterereignisse wie der berüchtigten Dunkelflaute, meist im Januar, die Versorgungssicherheit aufrechterhalten werden.
Doch billig ist dies nicht zu haben. Allein die Kosten für die gesicherte Kraftwerksleistung belaufen sich je nach Szenario auf bis zu 170 Milliarden Euro und 320 Milliarden Euro. Dies wäre nicht über den Strommarkt zu finanzieren, weil in ihm nur tatsächlich gehandelte Strommengen vergütet werden. Stattdessen bedarf es staatlicher Lenkung – die Kosten landen also bei der Allgemeinheit.
Um diesen Prozess zu stemmen, empfiehlt die Studie folgendes:

  • Stakeholder-Prozess zur Versorgungssicherheit ergänzend zu der geplanten Kommission zu den Fragen des Kohleausstiegs und Strukturwandels einrichten, Fokus auf Bedarf an gesicherter Leistung für Strom 
  • Monitoringsysteme weiterentwickeln, inklusive engen Monitorings von Knappheitspreisen und -situationen am Strommarkt als auch der Entwicklung des Kraftwerkparks sowie des Angebots an Speichern und Nachfrageflexibilität
  • Reservemechanismen auf Weiterentwicklungsbedarf für das derzeitige Instrumentenset überprüfen

Einen besonderen Schwerpunkt räumen die Wissenschaftler der Dunkelflaute ein, also jener Zeit im Winter, in der kaum die Sonne scheint und der Wind nicht weht. Diese dauerte im Extremfall schon bis zu zwei Wochen. Zentrale Fragen sind, welche Auswirkungen die Energiewende auf die Entwicklung der Versorgungssicherheit haben wird und ob es überhaupt zusätzlich erforderlich ist, sich auf eine sogenannte Dunkelflaute einzustellen. Sie zielen darauf ab, wie hoch Strommenge und Spitzenlast während einer solchen Phase ist und welcher Ertrag aus erneuerbarer Stromerzeugung ihr gegenübersteht. 

Blackouts in Kauf nehmen?

Und: In welchem Umfang will sich Deutschland dabei auf Lieferungen der Nachbarländer verlassen, die ja eventuell von den gleichen Wetterphänomenen betroffen sein könnten. Schließlich, so die Studie, kann man auch fragen: "Inwieweit ist Deutschland bereit, aus Effizienzgründen seltene und extreme Wetterereignisse nicht mehr abzusichern, sondern gegebenenfalls Versorgungsausfälle in überschaubarem Maß zu akzeptieren?"

So weit ist in der Diskussion bisher noch niemand gegangen. Denn die Versorgungssicherheit – in Deutschland fällt etwa pro Jahr nur für zwölf Minuten der Strom aus – wird als hohes Gut geschätzt. Stattdessen würde wohl der klassische Weg beschritten. "Lediglich zu Zeiten der Dunkelflaute würden Reservekraftwerke mit höheren Grenzkosten aktiviert werden. Dabei handelt es sich dann um genau jene Situation, wenn Photovoltaik- und Windenergieanlagen mangels Primärenergiedargebot am Markt nicht teilnehmen beziehungsweise den Bedarf nicht vollständig decken können", beschreibt diesen auf Seite 370 seines Buchkapitels Strommarkt Springer Vieweg-Autor Christian Synwoldt.

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