3 Tage im November 2037

In der Simulation des Szenarios B 2037 der Bundesnetzagentur sieht man  Anfang November  Zeiten, in denen der Strombedarf nicht gedeckt werden kann, im Diagramm rot gefärbt.  Vom 5.11.   bis 8.11. gibt es einen zusammenhängenden Zeitraum von 68 Stunden, in  dem alle EE (Solaranlagen, Windmühlen, Wasserkraftwerke, Biogasanlage  usw.  grün)  in D nicht ausreichend Strom erzeugen, obwohl zusätzlich alle thermischen Kraftwerke (64,2 GW,  hellblau) pausenlos Volllast fahren.  Die Batterien sind bereits vorher seit vielen Stunden leer und können nichts liefern.

Am kritischsten ist es am Mittwoch 6.11. um 18 Uhr mit einem Verbrauch von 128 GW,  die EE liefern nur 7 GW.  (bei 570 GW installierter Leistung). Die regelbaren, thermischen Kraftwerke laufen mit voller Leistung und bringen 64,2 GW. Dennoch bleibt ein Defizit von 57,3 GW.

Das ist ein ernstes Problem und muss gelöst werden. Mögliche  Massnahmen sind Flexibilisierung, Stromimporte, Lastabwurf oder ein Kraftwerkspark der ausreichende Leistung hat. Die regelbaren Kraftwerke mit 64,2 GW reichen offensichtlich nicht aus. 

Überschuss und Defizit  von Januar bis Dezember

Im linken Diagramm ist nach oben die

Überschussleistung =EE + Therm - Last-Speicher_laden-Elektrolyse aufgetragen, also der echte Überschuss.

Auch hier besteht akute Gefahr der Netzüberlastung und Massnahmen wie Abschalten von PV und Windanlagen, Fleixibilisierung und Export sind erforderlich.

 

Nach unten die

Defizitleistung= EE+Therm+Speicher_entladen - Last

Besonders in den Wintermonaten mit der Häufung im November.

 

Im rechten Diagramm die selben Werte, aber aufsteigend als Jahresdauerlinie.

Am linken Rand  ca. 1000 h Defizit in denen alle Kraftwerke und Speicher in D nicht ausreichen, um den Strombedarf zu decken. Das Minimum  -57 GW am 6.11. liegt in dem 68 h Zeitfenster in dem der Mangel Dauerzustand ist.

Im Mittelteil ist Erzeugung und Verbrauch durch die Speicherbe- und entladung  perfekt ausgeglichen.

Rechts ca. 1000 h mit Stromüberschuss, der in D nicht genutzt werden kann. Maximum 118 GW

Stromdefizit im November

In dem Diagramm als "Import" bezeichnete Kurve ist der 68 h Bereich als durchgehend rot gut zu erkennen. Die Energiemenge von 2269 GWh und Minimum  57 GW muss irgenwie beschafft oder geregelt werden um Schlimmes zu vermeiden.

Flexibilisierung wird als Möglichkeit zur Glättung von Nachfragespitzen geplant. Nehmen wir an, dass es durch intelligentes, bundesweites, koordiniertes steuern gelingt, alle Spitzen zu vermeiden und  die Last vollkommen gleichmäßig zu gestalten, dann würden 33 GW zusätzliche Kraftwerksleistung ausreichen. (Rechteck im Diagramm)

 

 

Fazit:

Die geplanten 64,2 GW Thermische Kraftwerke sind nicht ausreichend, ein Wert von 100 GW erscheint mir erforderlich zu sein für Sz. B 2037 und das Wetterjahr 2025.

Real sollte die Leistung höher sein weil:

Gelingt die Flexibilisierung nur teilweise ist die benötigte Leistung höher. Ohne Flexi in der Spitze 121 GW

Das von mir gewählte Wetterjahr 2025 ist sicher nicht das kritische hinsichtlich Dunkelflaute. Es ist warscheinlich, dass ungünstigere Wetterlagen auftreten können.

Es ist sehr optimistisch zu erwarten, dass immer alle Kraftwerke verfügbar sind und gleichzeitig die volle Leistung bringen können. Ein (aus der Erfahrung der Vergangenheit) realistischer  Überhamg sollte verfügbar sein. 

zum Vergleich: 2024 war der Spitzenverbrauch 80 GW bei 76 GW installierte regelbare Kraftwerksleistung, 80/76=1.05. 

Im Sz B2037  sind die Zahlen 128 /64=2

Dunkelflaute  und  Versorgungssicherheit

In diesem Kapitel wollte ich ursprünglich die Dunkelflaute auswerten für Szenario B 2037. Bei der Recherche über die Definition stellte ich fest, dass es keine allgemein akzeptierte Beschreibung gibt. Manche sprechen von einer DF wenn nur noch 10% des Verbrauchs durch EE gedeckt sind, andere halten 20% für angemessen oder 50% oder 90%. Beim Nachdenken über meinen Favoriten kam ich zu der Erkenntnis, dass mein Ziel bei der ganzen Berechnung eigentlich ein anderes ist. Die Frage, welchen prozentualen Anteil an der Stromproduktion Solar, Wind onshore und Wind offshore haben ist vielleicht für Freaks interessant, die von einer Stromversorgung nur aus PV, Windkraft und Batterien träumen, aber nicht für mich als normalen Stromverbraucher. Ich bin für eine liberale und technologieoffene Energiewende. Solange die Versorgungssicherheit gewährleistet ist, kann der Strom aus EE, aber auch aus umweltfreundlichen thermischen Kraftwerken, BHKW oder Kernkraftwerken  kommen. 

Mir geht es  also um die Frage, ob die Stromversorgung gesichert ist

Versorgungssicherheit 

Das energiepolitische Zieldreieck aus Versorgungssicherheit, Kosten und Umwelt zeigt 3 konkurierende Variable, die in der Vergangenheit relativ frei  aufeinander abgestimmt wurden. Die Balance aus Versorgungssichherheit, Wirtschaftlichkeit und Umwelt hat sich mit der Energiewende zugunsten der CO2-Reduzierung verschoben und wird noch weiter zur Erreichung  der Umweltziele 2045 optimiert.

Seit Beginn der  Energiewende sind einige Entscheidungen getroffen worden, die den Spielraum einengen.

  • Die Klimaneutralität mit Null CO2 ist in der EU bis 2050 und in D  für 2045 festgeschrieben, Hamburg 2040!
  • Kohlekraftwerke werden bis 2038 abgeschaltet und müssen durch neue, umweltfreundliche Anlagen ersetzt werden
  • die Kernkraftwerke sind vom Netz
  • PV und Windkraft werden durch Subventionen gefördert
  • Großbatteriespeicher werden benötigt
  • Elektrolyseanlagen in D sollen gebaut werden
  • H2-Infrastruktur muss aufgebaut werden, viel Import muss organisiert werden
  • Stromtrassen Nord->Süd im Bau, teure Erdverlegung gewünscht
  • Ausbau Netzinfrastruktur
  • neue thermische Kraftwerke (H2-ready) werden gebaut
  • Erdgas soll durch Wasserstoff ersetzt werden
  • Wärmepumpen und E-Autos werden subventioniert
  • Ladestationen, Hausanschlüsse von 32 auf 50 Ampere aufrüsten, smart-Meter
  • usw.

 

Damit ist die Variable Umwelt keine Variable mehr, sondern eine feste Zielgröße hinsichtlich klimaschädlicher Gase , der sich die Wirtschaftlichkeit und die Versorgungssicherheit unterordnen müssen. Es ist zu erwarten, dass die Kosten weiter steigen  und die Versorgung unsicherer wird. 

Nach all diesen Überlegungen halte ich die Versorgungssicherheit für entscheidend  und verstehe die Dunkelflaute als Zustand, an dem alle verfügbaren Kraftwerke nicht ausreichend sind um den Bedarf zu decken. 

Wenn wir eine sichere Stromversorgung fordern, ergeben sich daraus die technischen Anlagen als Notwendigkeit und die Kosten als einzige freie Variable. 

Was bedeutet Versorgungssicherheit? 

Die Versorgungssicherheit ist gegeben, wenn die Stromerzeugung aus allen  Kraftwerken in D den aktuellen Verbrauch deckt. 

Dazu zählen neben Solar, Wind , Wasser auch Speicher und thermische Kraftwerke (H2 oder Erdgas mit CCS). Auch in Zeiten extremer Dunkelflaute sollte D sich selbst versorgen können und nur  importieren, wenn es in den Nachbarländern dadurch nicht zu Engpässen oder Preisschocks kommt. Ein Strommarktdesign, dass die Risiken der Versorgungssicherheit ins Ausland verschiebt halte ich für unsolidarisch  und unwürdig.  2024 hat D in dieser Dunkelflaute in der Spitze 16 GW importiert (850 €/GWh) was zu einem scharfen Protest der schwedischen und norwegischen Energieminister führte. "Wir sind stinksauer" war der Kommentar.

Wenn die Netzstabilität nur durch  Lastabwurf, zwangsweiser  Flexibilisierung, extremem Strompreis  oder Stromimporten größeren Umfangs zu halten ist, ist ein kritischer Zustand erreicht und den werte ich für das Szenario B 2037 aus.

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