(Abbildung, bitte unbedingt anklicken. Es öffnen sich alle Abbildungen und mehr).
Der an diesen acht Tagen erzeugte überschüssige Strom hatte ein Volumen von 1,60 Terawattstunden (TWh). Die Menge des zusätzlich benötigten Stroms, der schlussendlich denn auch von den konventionellen Stromerzeugern hinzuerzeugt wurde, um die Stromversorgung Deutschlands aufrecht zu erhalten, lag bei 25,92 TWh.
Das mangelhafte Ergebnis der Wind- und Photovoltaikstromerzeugung ist umso aufrüttelnder, desto näher das Abschalten der letzten Kernkraftwerke rückt. Brokdorf, Grohnde und Grundremmingen werden in zehn Monaten vom Netz genommen. Damit fällt schlagartig eine installierte Leistung von 4,25 GW installierte Leistung weg. Eine Installierte Leistung, die sicher und nachhaltig gut 30 TWh Strom pro Jahr – auch wenn man Wartungsunterbrechungen berücksichtig – möglich macht. Etwa die gleiche Installierte Leistung fällt Ende 2022 weg. Dann gehen die Kernkraftwerke Isar 2, Emsland und Neckarwestheim vom Netz. Wieder fallen gut 30 TWh möglicher Strom weg (Abbildung 1). Abbildung 2 simuliert den Wegfall der Kernenergie für unsere 52 Analysetage. Der weiße Bereich zwischen der Bedarfslinie oben und der Stromerzeugung durch die farblich dargestellten diversen Energieträger, ist die Menge Strom, die fehlt und „irgendwoher“ kommen müsste. Wäre es Atomstrom aus Frankreich? Oder gar Kohlestrom aus Polen? Wahrscheinlich ist es ein Mix aus Gas- und Kohlestrom plus, wenn denn überhaupt bei unseren Nachbarn verfügbar. Importstrom, der – Ironie der Energiewende – zu einem erheblichen Teil aus bereits erwähntem Atomstrom aus Frankreich (Strommix-Anteil des Stroms erzeugt mittels Kernkraft = 70%) besteht. Wie es auch in dieser siebten Analysewoche der Fall war Abbildung 3. Zu einer Zeit, da die sechs Kernkraftblöcke in Deutschland noch Strom liefern. Es braucht kein Studium, um zu wissen, dass die Abschaltung der letzten Kernkraftwerke in Deutschland den CO2-Ausstoß steigen lassen wird. Windkraft- und Photovoltaikanlagen dienen faktisch und in erster Linie dazu, den Investoren eine in diesen zinsarmen Zeiten üppige Rendite zu verschaffen. Noch so ambitionierte Ausbaupläne nutzen nämlich nichts, wenn der Wind nur wenig weht und die Sonne kaum scheint. Sie werden weder Strom in der benötigten Durchschnittsmenge noch den Strombedarf zum jeweiligen Zeitpunkt, an dem die Energie benötigt wird, ausgleichen. Nachzulesen in einem detaillierten Artikel (Abbildung 4), der diesen Sachverhalt nachweist.
Die oben anschaulich dargestellte Tatsache der vollkommen unzureichenden regenerativen Stromerzeugung wird noch dadurch verschärft, dass das Wetter eine recht ordentliche Sonnenstromerzeugung zuließ (Abbildung 5). Doch erst am Wochenende mit dem dort üblichen geringen Strombedarf kam es zur tagesdurchschnittlichen Bedarfsdeckung mittels angenommener Verdoppelung. An einem normalen Werktag hätte es nicht gereicht. Wie der Bedarf zum Wochenende sinkt, ist am Herunterfahren der konventionellen Stromerzeugung gut erkennbar (Abbildung 6).
Die Tabelle mit den Werten der Energy-Charts und der daraus generierte Chart liegen unter Abbildung 7 ab.
Die Strompreisentwicklung, die Im-, Exportzahlen und das Verhältnis regenerativ-konventionell erzeugter Strom: Abbildung 8 . Da die konventionelle Stromerzeugung der regenerativen gut folgen konnte, ergab sich rein wirtschaftlich gesehen eine fast auskömmliche Woche für Deutschland. Lediglich das Wochenende riss die Preise nach unten. Und natürlich musste zur Schließung kurzfristiger Strom-Versorgungslücken viel Geld gezahlt werden. Immerhin wurde diese Woche kein Strom verschenkt.
Die Tagesanalysen
Montag, 15.2.2021: Anteil erneuerbare Energieträger an der Gesamtstromerzeugung 44,57 Prozent, davon Windstrom 33,71 Prozent, Solarstrom 2,29 Prozent, Strom Biomasse/Wasserkraft 8,57 Prozent. Die Agora-Chartmatrix: Hier klicken.
Der Montag verlief ruhig. Deutschland erzielte für seinen Exportstrom Preise zwischen gut 30 und fast 70€/MWh. Die Konventionellen führten gut nach. Man erkennt, wie sie die sinkende regenerative Erzeugung ausgleichen. Diese Nachbarn kaufen den Strom.
Dienstag, 16.2.2021: Anteil erneuerbare Energieträger an der Gesamtstromerzeugung 37,97 Prozent, davon Windstrom 25,32 Prozent, Solarstrom 2,53 Prozent, Strom Biomasse/Wasserkraft 10,13 Prozent. Die Agora-Chartmatrix: Hier klicken.
Heute gelingt die Nachführung der konventionellen Stromerzeuger nicht den ganzen Tag. Oder ist es gewollt? Am Morgen fehlt etwas Strom, der günstig hinzugekauft wird. Dafür wertvolle Pumpspeicherressourcen einzusetzen, lohnt sich nicht. Für den Rest des Tages ist der so erzeugte Strom wesentlich wertvoller. Per Saldo exportiert Deutschland Strom. Bemerkenswert ist allerdings, dass die Niederlande, Frankreich und Dänemark verhältnismäßig viel Strom liefern.
Mittwoch, 17.2.2021: Anteil erneuerbare Energieträger an der Gesamtstromerzeugung 51,52 Prozent, davon Windstrom 37,58 Prozent, Solarstrom 4,24 Prozent, Strom Biomasse/Wasserkraft 9,70 Prozent. Die Agora-Chartmatrix: Hier klicken.
Der Mittwoch ist per Saldo wieder ein reiner Exporttag für Deutschland. Die Konventionellen produzieren den fehlenden regenerativen Strom passend plus etwas Mehr. Dieses Mehr wird Preisen zwischen 37 und 71€/MWh an diese Nachbarn verkauft. Wieder fällt auf, dass die Niederlande, Frankreich und Dänemark Strom nach Deutschland liefern.
Donnerstag, 18.2.2021: Anteil erneuerbare Energieträger an der Gesamtstromerzeugung 53,13 Prozent, davon Windstrom 36,25 Prozent, Solarstrom 6,88 Prozent, Strom Biomasse/Wasserkraft 10,00 Prozent. Die Agora-Chartmatrix: Hier klicken.
Heute fehlt am Morgen wieder Strom, der gleichwohl günstig hinzugekauft wird. Für den Rest des Tages ist Deutschland per Saldo Stromexporteur, der immer noch ordentliche Preise erzielt. Erst zur Nacht fallen die Preise. Die Konventionellen führen gut nach. Wichtiges Instrument zum Austarieren der Strommenge sind Pumpspeicherkraftwerke. Das ist der Handelstag im Detail.
Freitag, 19.2.2021: Anteil erneuerbare Energieträger an der Gesamtstromerzeugung 50,65 Prozent, davon Windstrom 33,12 Prozent, Solarstrom 7,79Prozent, Strom Biomasse/Wasserkraft 9,74 Prozent. Die Agora-Chartmatrix: Hier klicken.
Der Freitag zeigt ein Bild, was in der Vergangenheit bereits recht häufig zu erkennen war. Zum Vorabend können die Konventionellen nach dem Wegfall von Solarstrom nicht schnell genug den fehlenden Strom hinzuerzeugen, so dass eine teure Stromlücke für Deutschland entsteht. Dass die Niederlande, Frankreich und Dänemark davon profitieren, wundert nicht. liefern die Nachbarn bereits die ganz Woche Strom nach Deutschland.
Samstag, 20.2.2021: Anteil Erneuerbare an der Gesamtstromerzeugung 60,90 Prozent, davon Windstrom 37,59 Prozent, Sonnenstrom 12,03 Prozent, Strom Biomasse/Wasserkraft 11,28 Prozent. Die Agora-Chartmatrix: Hier klicken. & Sonntag, 21.2.2021: Anteil erneuerbare Energieträger an der Gesamtstromerzeugung 56,10 Prozent, davon Windstrom 30,89 Prozent, Sonnenstrom 13,82 Prozent, Strom Biomasse/Wasserkraft 11,38 Prozent. Die Agora-Chartmatrix: Hier klicken.
Wochenende, wenig Bedarf, viel Strom aus Windkraft- und Photovoltaikanlagen: Die Strompreise fallen. Die konventionelle Stromerzeugung produziert auf Sparflamme. Viel weniger ist aus Netzstabilitätsgründen kaum möglich. Um den Bedarf am Vorabend des Sonntags zu decken, wird vor allem die Stromerzeugung aus Braunkohle und mittels Pumpspeichern hochgefahren. So können Höchstimportpreise verhindert werden. Um die 55€/MWh müssen dennoch hingelegt werden.
Peter Hager aus Lauf an der Pegnitz in Franken hat wichtige Informationen in Sachen neue PV-Dachanlagen zusammengetragen. Diese werden überwiegend mit einem Batteriespeicher ausgerüstet. Motivation ist, den Eigenverbrauchsanteil deutlich zu erhöhen. Damit der Hausbesitzer auch dann über Strom verfügt, wenn keine Sonne scheint. Die Einspeisevergütung (02/2021: 8,06 Ct/kWh) liegt mittlerweile deutlich unter dem Strombezugspreis der Energieversorgungsunternehmen. Da ist der Eigenverbrauch des selbst erzeugten Stroms sinnvoll.
In modernen Batteriespeichern werden heute überwiegend Lithium-Akkus (Oberbegriff für verschiedene Lithium-Akkutypen) eingesetzt, die sich je nach Elektrodenmaterial unterscheiden:
- Lithium-Kobaltoxid-Akku (LCO)
- Lithium-Manganoxid-Akku (LMO)
- Lithium-Nickel-Mangan-Kobaltoxid-Akku (NMC) – diese werden auch bei E-Autos eingesetzt (aufgrund der hohen Energiedichte auch bei E-Autos)
- Lithium-Polymer-Akkus (LiPo), darunter Lithium-Eisenphosphat-Akku (ohne flüssige Elektrolyten)
Zu den Unterschieden zwischen den Speichertechnologien Lithium-Nickel-Mangan-Cobalt und Lithium-Eisenphosphat gibt es ein gutes Video einer Firma, die Batteriespeicher herstellt (Abbildung 9).
Auch in der Industrieautomatisierung werden an Stelle von Blei-Akkus seit mehreren Jahren zunehmend Akkus mit Zellen aus Lithium-Eisenphosphat eingesetzt. Damit lassen sich Netzunterbrechungen bis in den Stundenbereich im 24-V-Steuerstromkreis überbrücken – unter anderem, um Produktionsprozesse in einen definierten Zustand zu bringen.
Noch Fragen? Ergänzungen? Fehler entdeckt? Bitte Leserpost schreiben! Oder direkt an mich persönlich: stromwoher@mediagnose.de. Alle Berechnungen und Schätzungen durch Rüdiger Stobbe nach bestem Wissen und Gewissen, aber ohne Gewähr.
Die bisherigen Artikel der Kolumne Woher kommt der Strom? mit jeweils einer kurzen Inhaltserläuterung finden Sie hier.
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Herr Dr. Ullrich,
Sie schreiben: „Dem Land ist nicht zu helfen, es geht an seinen Politikern und den Grünen unaufhaltsam zugrunde“. Selten spricht mir einer so aus der Seele. Aber da erhebt sich für mich die nächtse Frage: Die Politiker und die Grünen gehen doch dann auch unter. Oder haben die irgendwo ihre Schäfchen ins Trockene gebracht?
Christian Freuer
Vielleicht könnte man Peter Altmaier noch etwas weiter aufpumpen und ihn als Druckluftspeicher nutzen – wobei die Wärmemenge seiner heißen Luft, die er permanent von sich gibt natürlich auch genutzt werden sollte!
Sehr geehrter, lieber Herr Stobbe,Ihre Rubrik, „Woher kommt der Strom“, gehört schon lange zu meiner regelmäßigen Lektüre auf EIKE. Sehr schön strukturiert und durch den gleichen Aufbau wunderbar über die Zeit vergleichbar. Einen Wunsch hätte ich jedoch. Sie zeigen regelmäßig auf, daß eine Verdoppelung der installierten Leistung nur an wenigen Tagen zur Deckung der real nachgefragten Leistung ausgereicht hätte. Wie hier an nur 8 von 52 Tagen und im Tagesdurchschnitt. Also bleibt das Problem der nicht bedienbaren Spitzen bestehen. Es wäre schön, wenn zusätzlich die Information bereitgestellt würde, an wieviel Tagen die angebotene alternative Leistung über den ganzen Tag hinweg ausgereicht hätte, also inklusive der Spitzen. Die Wende-Apologeten setzen ja das Ziel der 100% Wende. Dann sollte man sie beim Wort nehmen und die Tage herausstellen, an denen dieses Ziel erreicht wird. Ich bin davon überzeugt, daß damit dieser Irrweg noch leichter als solcher zu sehen ist.
@Stephan Bujnoch, vielleicht hilft diese Zahl ein wenig. Im Vergleich zum Vorjahr beträgt der Beitrag Wind dieses Jahr 2021 (Stand 21. Februar) nur 66,3 Prozent. Der gesamte Anteil NKV erreicht dieses Jahr bis jetzt 72,9 Prozent vom Vorjahr. Dabei waren im letzten Jahr der Februar und der Januar die stärksten Windmonate. Der März war leicht dahinter. Der Feb, Jan, Mär waren um Längen die stärksten Monate. Danach kam erst der Dezember, mit einem gehörigen Abstand. Wind ist also weiterhin totaler Käse, nicht speicherbar, sehr stark schwankend und wenn man ihn braucht, verzieht er sich.
Die Abbildungen öffnen sich nicht.
Danke für den Hinweis, ist korrigiert!
Die Grafiken kommen hier nicht an, lediglich eine leere Rahmen-Seite „Stromdatenanalyse“ öffnet sich, aber kein Grafiken. (Stand 12:46 6.3.)
Soviel steht fest, der Stromimport bei Wetterlagen wie im Februar ist einen Fata Morgana der grünen Art. Nach Abschaltung der letzten KKW sowie weiterer Kohlekraftwerke steuert Deutschland geradewegs auf eine Stromrationierung im Winterhalbjahr zu. Die entsprechenden Gesetze sind ja schon auf den Weg gebracht. Die Schlafschafe merken nichts davon, die werden anderweitig abgelenkt. Und wenn es soweit ist, wird das halt zur „neuen Normalität“ erklärt. Wir schaffen das.
Wobei auch diese Betrachtung irreführend ist denn ohne Netzanschluss kann kein Haushalt über die Runden kommen, trotz Batteriespeicher. Die Bezugskosten des Netzstromes beinhalten ja alle Infrastrukturkosten vom Kraftwerk bis zum Hausanschlusskabel. Traditionell wurde das über den Verbrauch beglichen, was aber bei zunehmender Eigenproduktion nicht mehr funktioniert. Korrekt wäre es die Fixkosten als Pauschale in Rechnung zu stellen und den Verbrauch als Arbeitspreis getrennt zu fakturieren. Damit wäre jede PV-Installation, egal ob mit oder ohne Batteriespeicher, sofort unwirtschaftlich – und das für alle Zeiten. Da das aber politisch nicht opportun ist werden wohl weiter die Fixkosten der Stromnetze mehr und mehr über den Steuertopf finanziert (siehe EEG) um das Narrativ des „billigen PV-Stroms“ am Leben zu erhalten. DDR 2.0 auf dem Vormarsch, Preise werden ideologisch festgelegt. Wie das enden wird, haben die meisten wohl schon wieder vergessen….
Das wäre ein Schritt in Richtung mehr Gerechtigkeit. Besser wäre, wenn der, der eine PV betreibt, abhängig von der Leistung einen höheren Bezugspreis zahlen müsste. Je mehr intermittierende PV installiert sind, desto mehr Backup muss von den Erzeugerunternehmen vorgehalten werden und so unwirtschaftlicher werden die Kraftwerke betrieben. Warum sollten die dadurch entstehenden zusätzlichen Kosten auf die Grundgebühr für alle Kunden geschlagen werden? Das hat gefälligst der PV-Betreiber zu tragen und in seine Rentabilitätsrechnung einzubeziehen.
@Gerald Pesch:
Richtig, ein Haushalt mit einer PV-Anlage ist heute auch mit Batteriespeicher auf einen Netzanschluß angewiesen, da von November bis Februar der PV-Strom nicht annähernd ausreicht um den Eigenverbrauch zu decken (das gilt auch ohne Laden eines E-Autos bzw. ohne Betrieb einer Wärmepumpe). Dennoch ist diese Betriebsart der reinen PV-Einspeisung vorzuziehen, denn die PV-Stromnutzung vor Ort wird verstetigt und Einspeisespitzen werden verringert.
Über eine faire Beteiligung an den Netzinfrastrukturkosten lässt sich trefflich diskutieren, z.B. durch einen höheren Bezugspreis in den Wintermonaten (die Digitalzähler können das). Regionale Preisunterschiede der Netzentgelte oder Kostenunterschiede bei der Erschliessung ländlicher sowie städtischer Gebiete wären ebenfalls mit zu berücksichtigen.
Durch die Energiewende werden auch die Netzentgelte weiter steigen (neue HGÜ-Leitungen von Nord nach Süd, netzsichernde Maßnahmen wie Netzbooster oder Gaskraftwerke, Ausbau der Mittel- und Niederspannungsnetze). Alleine die Anbindung der geplanten Offshore-Windparks bedeutet laut neuestem Netzentwicklungsplan je nach Ausbauszenario Investitionskosten zwischen 33 und 38,5 Milliarden Euro.
https://www.netzentwicklungsplan.de/sites/default/files/paragraphs-files/NEP_2035_V2021_1_Entwurf_Zahlen-Daten-Fakten.pdf
Um die Strompreissteigerung zumindest zu begrenzen, wird dies wahrscheinlich wieder auf eine Deckelung (wie bei der EEG-Umlage) hinauslaufen (Finanzierung durch den Steuerzahler).
Und auch hier wird immer wieder nur ein Teilaspekt der Energiewende behandelt, der Ersatz der derzeitigen Stromerzeugung durch EE. Das mag ja vielleicht noch ein realistisches Unterfangen sein. Ziel ist aber doch, bis 2050 die gesamte Energieversorgung Deutschlands mit EE Strom. Da gibt es ja inzwischen einige neue Studien mit plausiblen Werten, welche zeigen, wie absurd das ganze Unterfangen ist. Einfuhr von 600 TWh/a grünem Wasserstoff und ähnliche Spässchen.
Bis 2050 ist noch viel Zeit, die genutzt werden kann, Deutschlands Energiebedarf mithilfe von grünem Wasserstoff, gewonnen in den sonnigen Ländern der Erde, zu versorgen.
Herr Vogt,ich empfehle die Beschäftigung mit ein paar Fremdworten, von denen Sie m.E. nach noch nie gehört haben. Dies sind- Energiebilanz-EROEI (Energy Returned on Energy Invested)- Desertec (Grüner Wasserstoff ist gleichbedeutend mit „Die Rückkehr der Desertec-Mumie“. Ich konnte bisher noch nicht entscheiden, ob ich ich dieses Remake als Horrorfilm oder als Schmierenkomödie einstufen soll)
Ist das jetzt Ironie oder meinen Sie das im Ernst?
Die Frage geht an Herrn Vogt.
Ich weiß jetzt nicht ob das Ironie ist oder Ihr Ernst… In jedem Fall kenne ich diese Art Argumente seit 15 Jahren aus unzähligen Diskussionen, alle Probleme werden durch eine zukünftige Wundertechnologie in den nächsten Jahren gelöst. Das hat noch nie funktioniert und wird auch nicht funktionieren. Der „grüne Wasserstoff“ ist eben so ein Trugbild wie die wundersamen Stromspeicher oder der Treibstoff vom Acker. Unglaublich wie leichtfertigt mit der Versorgungssicherheit im Stromsektor umgegangen wird.
Sehr richtig Herr Vogt. Wenn man sich nur einen lichtdichten Jutesack aus ökologischer und nachhaltiger Fairtradeproduktion im Jahr anschafft, hat man 2050 einen schönen Vorrat, um genügend Sonnenenergie ins Haus zu bekommen und glücklich zu leben!