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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

Zusatnd Gasspeicher in

Zusatnd Gasspeicher in TWh Abbildung 16 zeigt den Speicherzustand dieses Gasspeichers auf monatlicher Basis. 50 30 10 -10 -30 -50 Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Speicherbefüllung Speicherentleerung durchschnittlicher monatlicher Speicherfüllstand Abbildung 16: Zustand des Gasspeichers auf monatlicher Basis. Betrachtet wird hier zum einen der mittlere Speicherfüllstand. Damit auch im Wetterjahr 2006 während der Dunkelflaute genug Speichergas zur Verfügung steht, muss der Speicherfüllstand zu Beginn des Jahres 44 TWh betragen (dies entspricht etwa 17 Prozent (Sterner, et al., 2015) der deutschen Gasspeicherkapazitäten), da der Speicher im ersten Quartal stärker entleert als befüllt wird. Die Wind- und Solarkapazitäten aus Tabelle 1 wurden so gewählt, dass der Speicherfüllstand zum 31.12.2040 wieder den Ausgangswert von 44 TWh erreicht. Zum anderen zeigt die Abbildung die monatliche, kumulierte Speicherbefüllung und -entleerung. Kalte Dunkelflaute 26

FAZIT Die vorliegende Untersuchung der „kalten Dunkelflaute“ gibt Aufschluss über die zeitliche und geografische Dimension dieses Phänomens. Sie zeigt weiterhin, wie Stromsysteme mit hohen Anteilen erneuerbarer Energien einen langen Zeitraum mit hoher Residuallast versorgungssicher überdauern können. Bei der Analyse der Wetterjahre 2006 bis 2016 stellten sich die 14 Tage vom 23. Januar bis 6. Februar des Wetterjahres 2006 als Extremfall einer kalten Dunkelflaute heraus. Weiterhin zeigte sich in jedem zweiten Jahr mindestens eine zweiwöchige Phase mit einer ähnlich angespannten Situation. Die genauere Analyse des Wetterjahres 2006 zeigte, dass selbst bei Annahme einer (theoretischen) Flexibilitätstechnologie, die einen perfekten Ausgleich der Einspeisung von Wind- und Solarstrom über eine ganze Woche ermöglicht, in 362 Stunden eines Jahres dennoch weniger als die Hälfte der durchschnittlichen Wind- und Solareinspeisung zur Verfügung stünde. Neben der zeitlichen spielt ebenso die geografische Dimension eine entscheidende Rolle: Die Analyse der Wetterdaten der genannten zweiwöchigen kalten Dunkelflaute zeigte, dass ein europäischer Ausgleichseffekt über die mit Grenzkuppelkapazitäten verbundenen Stromsysteme bei stabiler und homogener Großwetterlage nur sehr bedingt existiert. Darüber hinaus wurde ermittelt, von welcher Erzeugungstechnologie und aus welchem Nachbarland die Stromimporte während der kalten Dunkelflaute kommen, die die Versorgungssicherheit gemäß eines dem „Strom 2030“-Diskussionsprozess folgenden Szenarios absichern. Erdgas- , Wasser- und Kernkraftwerke und Strom aus den Niederlanden, Frankreich und Österreich sind dominierend. Bei einem zusätzlich angenommenen Ausstieg aus der Braunkohleverstromung reichen die berücksichtigten Zubauten an Grenzkuppelkapazitäten nicht aus, um die Versorgungssicherheit während der kalten Dunkelflaute zu gewährleisten. Dazu werden langfristige Flexibilitätsoptionen benötigt. Eine besondere Herausforderung ist, eine Lösung für die Versorgungssicherheit in diesen unterschiedlich intensiven, jedoch regelmäßig eintretenden kalten Dunkelflauten zu finden, mit der die Klimaziele der Bundesregierung tatsächlich erreicht werden können. Im letzten Teil der Studie wird ein gleichzeitig robustes wie auch nachhaltiges Stromsystem entworfen, das über Elektrolysegas aus erneuerbaren Energien und Biogas die verfügbaren Gasspeicher füllt, um in Zeiten der kalten Dunkelflaute Versorgungssicherheit mit klimaneutralen Gaskraftwerken zu gewährleisten. Elektrolyseure haben bei einer Kapazität von 42,7 GW 2478 Volllaststunden und verursachen 2 Prozent der Gesamtkosten des Systems. Sie verbrauchen 106 TWh Strom, um das Kalte Dunkelflaute 27

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