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Kalte Dunkelflaute - Robustheit des Stromsystems bei Extremwetter

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Deutschland könnte künftig während extremer Wetterlagen nicht ausreichend mit Strom versorgt sein. Das besagt eine Studie des Analyseinstituts Energy Brainpool im Auftrag der Ökoenergieanbieters Greenpeace Energy. Die Gefahr drohe, wenn Deutschland immer mehr kohlendioxidfrei Strom erzeuge, besonders in Zeiten einer längeren "kalten Dunkelflaute". Wenn es zu dunkel ist und kein Wind weht, kann es künftig mit der Stromversorgung eng werden, sagt der Ökostromanbieter. Er bietet dafür einen Lösungsansatz an. Studie von von Energy Brainpool im Auftrag von Greenpeace Energy, 5/2017

Mittlere monatliche

Mittlere monatliche (Residual-)Last in GW Abbildung 8 zeigt die Schwankungen der Last und der Residuallast um den Monatsmittelwert. Residuallast Last 80 70 60 50 40 30 20 10 - Wetterjahr 2006 Wetterjahr 2008 Wetterjahr 2007 Wetterjahr 2011 Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Abbildung 8: Schwankungen um den Mittelwert der Residuallast und der Last um den Mittelwert bei Zugrundelegung der Wetterjahre 2006 bis 2016 (Residuallast mit Wind- und Solaranlagen 2016) Dabei zeigt die Residuallast, welche mittlere elektrische Leistung nicht von Wind- oder Solaranlagen gedeckt werden kann. Die Last zeigt einen jahrestypischen Verlauf. Die Nachfrage ist in den Wintermonaten im Mittel höher als im Sommer. Die Schwankungen um den Mittelwert sind temperaturabhängig in den Wintermonaten höher als in den Sommermonaten. Abbildung 8 zeigt die Temperaturabhängigkeit der Stromnachfrage für das Jahr 2016. Das Profil der Stromnachfrage kann sich jedoch, etwa als Folge der Sektorenkopplung mit dem Wärmemarkt (insbesondere elektrische Heizungskomponenten und Klimaanlagen) zukünftig verändern. Würden beispielsweise mehr Klimaanlagen in Deutschland installiert, so würde die Schwankungsbreite der Last in den Sommermonaten zunehmen und die Stromnachfrage in den Sommermonaten auch insgesamt steigen. Mehr Wärmepumpen würden hingegen die Temperaturabhängigkeit im Winter erhöhen, für eine kalte Dunkelflaute über zwei Wochen bräuchte das Stromsystem zusätzliche langfristige Flexibilität. Auch die durchschnittliche Residuallast ist im Winter höher als im Sommer. Entsprechend den hohen Schwankungen der Einspeisung der erneuerbaren Energien sind auch die Schwankungen der benötigten Residuallast in den Wintermonaten höher. Im Januar könnten also durchschnittlich je nach Wetterlage zwischen 46 und 68 GW zusätzliche Erzeugung benötigt werden. Kalte Dunkelflaute 12

Mittlere monatliche Einspeisung in GW Mit steigenden Anteilen von Solar- und Windenergieerzeugung steigt auch der Einfluss dieser Technologien auf die Residuallast – das Stromsystem wird wetterabhängiger. Solar Wind 80 70 Schwankung Faktor 3,7 60 50 40 Schwankung Faktor 4 30 20 10 - Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Abbildung 9: Schwankungen der durchschnittlichen monatlichen Einspeisung von Wind- und Solaranlagen um den Mittelwert bei Zugrundelegung der Wetterjahre 2006 bis 2016 in einem Stromsystem mit 69 % erneuerbaren Energien (Im 80%-Pfad der Bundesregierung entspricht das dem notwendigen Anlagenpark im Jahr 2040) Abbildung 9 verdeutlicht diese Entwicklung anhand der Wetterjahre 2006 bis 2016 für einen möglichen Anlagenpark des Jahres 2040, so wie er sich aus den Ausbauzielen der Bundesregierung ergibt. Dabei wird die installierte Leistung von Wind an Land mit 106 GW und von Wind auf See mit 15 GW angenommen, Solar hat hier eine installierte Leistung von 69 GW 4 . Der erneuerbare Anteil der Bruttostromnachfrage läge in einem durchschnittlichen Wetterjahr dann bei 69 Prozent. Es ergibt sich eine mittlere monatliche Schwankung der Windeinspeisung zwischen 18,9 und 69,4 GW. Der Faktor der Schwankungsbreite läge trotz des Ausbaus von Windund Solarkapazität und der Erhöhung des Anteils von Wind auf See weiterhin auf dem Niveau von 2016 (vgl. Abbildung 7). Der Einfluss des zugrunde gelegten Wetterjahres auf die Last und Residuallast wird in Abbildung 10 aufgezeigt. 4 Die installierte Leistung für 2040 wurde für ein Wetternormaljahr angenommen, unter der Bedingung, dass der Ausbaupfad zu einer zu 80 % erneuerbaren Stromerzeugung 2050 eingehalten wird. Kalte Dunkelflaute 13

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