Solar- und Windenergie – plus Batterien?

Dr. Lars Schernikau: Energieökonom, Rohstoffhändler, Autor

Können wetterabhängige Energiequellen in Verbindung mit Speichern jemals wirklich zuverlässig sein?

 Ein aktueller Bericht der Internationalen International Renewable Energy Agency (IRENA) [1] hat große Aufmerksamkeit erregt. Darin wird behauptet, dass Solarenergie und Windkraft in Kombination mit Batteriespeichern inzwischen rund um die Uhr zuverlässig Elektrizität zu Kosten bereitstellen können, die mit denen konventioneller Stromerzeugung konkurrieren.

Diese Schlussfolgerung wurde von großen Medien schnell aufgegriffen und prominent in Schlagzeilen verbreitet. Der Eindruck: Fossile Brennstoffe seien nicht länger nötig, um uns zuverlässig mit Elektrizität zu versorgen.

Die Idee dahinter ist… Wenn Solaranlagen an sonnigen Tagen Elektrizität erzeugen, Windkraftanlagen Strom produzieren, wenn der Wind weht, und Batterien überschüssige Energie für später speichern, dann müsste diese Kombination doch jederzeit Elektrizität liefern können, wenn sie gebraucht wird… oder?

Das stimmt so nicht!

Die Behauptung der IRENA hängt stärker davon ab, wie wir Zuverlässigkeit definieren, als von den tatsächlichen Fakten.

Im Durchschnitt Elektrizität zu erzeugen ist nicht dasselbe, wie sie genau dann bereitzustellen, wenn sie gebraucht wird.

Unsere moderne Welt und die Volkswirtschaften, die sie am Laufen halten, sind darauf angewiesen, dass rund um die Uhr und an 365 Tagen im Jahr Elektrizität verfügbar ist. Krankenhäuser, Fabriken, Flughäfen, Siliziumhütten, Rechenzentren und Haushalte funktionieren nicht nach Jahresdurchschnittswerten, sondern nach dem tatsächlichen Bedarf.

Dieser entscheidende Unterschied wird oft übersehen.

Wir wissen alle, wie viel Zeit und Geld Länder wie Deutschland in den Ausbau von Solar- und Windenergie investiert haben. Das Ergebnis: eine der weltweit höchsten installierten Leistungen wetterabhängiger Energiequellen. Auch die durchschnittliche Erzeugung aus Wind und Sonne erreicht sehr hohe Anteile. Doch wenn die Erzeugung aus beiden Quellen gleichzeitig auf sehr niedrige Werte fällt und das über Stunden, Tage oder gelegentlich sogar Wochen anhält, ist auch Deutschland weiterhin auf konventionelle regelbare Erzeugung angewiesen.

Die folgende Abbildung zeigt, wie wenig zuverlässig Solar- und Windenergie in Deutschland in jedem einzelnen Monat während der jeweils schlechtesten 4- oder 12-Stunden-Zeiträume sind. Obwohl sich die installierte Leistung von Solar- und Windenergie in den vergangenen sechs Jahren verdoppelt hat, bleibt die Versorgung in den schlechtesten Stunden… ungedeckt.

Und genau hier kommen Batteriespeicher ins Spiel… als vermeintliche „Lösung“.

Befürworter und auch die IRENA argumentieren, dass Batterien diese Lücken schließen können: Sie speichern überschüssige Elektrizität in Zeiten hoher Erzeugung und geben sie wieder ab, wenn die Erzeugung aus Wind und Sonne zurückgeht. Damit wäre eine zuverlässige Versorgung rund um die Uhr gewährleistet? Das klingt nach einer einfachen Lösung. Die Herausforderung liegt jedoch in der erforderlichen Größenordnung und in den unbequemen Realitäten der Energiewirtschaft und der Physik.

Eine Industriewirtschaft während längerer Phasen mit geringer Solar- und Windenergieerzeugung mit Elektrizität zu versorgen, ist etwas völlig anderes, als mit einem Akkupack ein Mobiltelefon aufzuladen.

Der benötigte Speicherumfang wird schnell enorm und teuer – und ist nicht so umweltfreundlich, wie wir es uns wünschen würden.

Auch Batteriespeicher werfen weitere Fragen auf… Sie benötigen große Mengen an Rohstoffen, erhebliche Energie für die Herstellung, müssen regelmäßig ersetzt werden und brauchen eine umfangreiche Infrastruktur.

Außerdem geben Batterien nicht die gesamte Elektrizität zurück, die zu ihrer Ladung verwendet wurde. Bei jedem Lade- und Entladezyklus entstehen in der Praxis Energieverluste (Round-Trip-Effizienz, RTE). Mit der Zeit nimmt zudem ihre Fähigkeit, Energie zu speichern, ab, weil ihre Speicherkapazität durch Alterung und Nutzung nachlässt.

Wie Sie sehen, geht es bei dieser Diskussion um weit mehr als nur um die Elektrizitätserzeugung.

Zuverlässige Energiesysteme brauchen mehr als Energie. Erforderlich sind Stabilität, Fehlertoleranz, Spannungsregelung, Frequenzregelung, Trägheit, Netzstärke und die Fähigkeit, unmittelbar auf veränderte Nachfrage zu reagieren. Konventionelle Kraftwerke stellen diese Systemdienstleistungen von Natur aus bereit. Solar- und Windkraftanlagen – ich nenne ihre wetterabhängige Erzeugung „digitale Energie“ – benötigen zusätzliche Technologien und Infrastruktur, um diese Eigenschaften nachzubilden. Bislang ist das in keinem Stromnetz vollständig gelungen.

Wenn Solarenergie, Windkraft und Batteriespeicher einen erheblichen Überbau, Großspeicher, Backup-Systeme, ausgebaute Übertragungsnetze und zusätzliche Technologien zur Netzstützung erfordern, sollten diese Kosten und Anforderungen dann nicht auch in den Vergleich mit konventioneller Erzeugung einfließen?

Die Antwort ist besonders wichtig, denn Elektrizität bildet das Fundament der modernen Zivilisation. Sie beeinflusst die Kosten für Lebensmittel, Verkehr, Produktion, Gesundheitsversorgung und praktisch jeden Bereich der Wirtschaft, wie wir sie kennen.

Bei der Debatte geht es also nicht darum, ob Solaranlagen und Windkraftanlagen Elektrizität erzeugen können. Das können sie eindeutig.

Die entscheidende Frage lautet vielmehr: Können sie die Zuverlässigkeit bieten, die moderne Gesellschaften benötigen, ohne dass die wirtschaftlichen, ökologischen und systemischen Kosten immer weiter steigen…?

Diese unbequeme Frage verdient eine genauere Betrachtung. Deshalb lade ich Sie ein, meinen vollständigen Blogbeitrag zu lesen. Darin untersuche ich reale Daten zur Solar- und Windenergieerzeugung, die Grenzen von Batteriespeichern, die Anforderungen an die Netzzuverlässigkeit, die Annahmen hinter den jüngsten IRENA-Modellierungen und die praktischen Herausforderungen beim Aufbau groß angelegter erneuerbarer Elektrizitätssysteme.

Weitere Informationen, einschließlich des vollständigen Blogbeitrags „Können Solar- und Windenergie + Batterien wirklich 24/7/365 Strom liefern?“ finden Sie unter https://unpopular-truth.com/

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