Samstag, 18. November 2017
-   Meinungen & Fakten

Nicht die Leistung ist entscheidend für die Versorgungssicherheit, sondern die Arbeit!

Die installierte Leistung erneuerbarer Energien ist im Jahr 2016 auf gut 104 Gigawatt (GW) ausgebaut worden und machte damit erstmals die Hälfte der gesamten Stromerzeugungskapazität in Deutschland aus. Steuert Deutschland nun auf gewaltige Überkapazitäten zu? Im Folgenden soll die Differenz zwischen Leistung und Arbeit sowie deren Bedeutung für die Bewertung der Versorgungssicherheit näher betrachtet werden.

Für das Grundverständnis muss man wissen, was sich hinter den physikalischen Größen „Leistung“ und „Arbeit“ verbirgt: Die installierte Leistung eines Kraftwerks ist vereinfacht beschrieben die höchste Stromabgabe, die im Betrieb einer technischen Anlage unter Nennbedingungen dauerhaft erreicht werden kann. Sie wird in der Einheit Watt (W) angegeben. Die elektrische Arbeit ist die Leistung über die Zeit (h). Die erzeugte Strommenge, die Arbeit, wird in Wattstunden (Wh) gemessen.

Die „Leistung“ der verschiedenen Stromerzeugungstechnologien „arbeitet“ auf unterschiedliche Weise. Wie sich die erzeugte Stromarbeit in Deutschland auf die verfügbaren Kapazitäten verteilt, zeigt Abb. 1.

Erneuerbare erzeugen lediglich 30 % des Stroms

Nahezu 90 % der 104 GW EE-Kapazität verteilen sich auf Wind- und PV-Anlagen. Naturgemäß sind die 41 GW PV-Anlagen (20 % der Gesamtkapazität) jedoch lediglich tagsüber verfügbar und dann auch nur, wenn die Sonne scheint. Im Jahr 2016 erzeugten sie 6 % des Stroms. Die 50 GW Windenergieanlagen (24 % der Gesamtkapazität) trugen 12 % zur Gesamterzeugung bei. Aber auch ihre Verfügbarkeit ist bekanntlich abhängig von den Witterungsverhältnissen. Die Einspeisung erfolgt also nicht nach Bedarf, sondern rein stochastisch [1]. Zusammengenommen erzeugten erneuerbare Energien mit der Hälfte der deutschen Gesamtkapazität lediglich 30 % des gesamten Stroms.

Die andere Hälfte der installierten Leistung – die konventionelle Kraftwerkskapazität – hat 2016 demnach noch 70 % Strom zur Deckung des Bedarfs in 2016 bereitstellen müssen. Beachtlich ist, dass Braunkohlekraftwerke mit 10 % der installierten Leistung mit fast 23 % den höchsten Anteil am Stromoutput lieferten.

Es muss ausreichend regelbare Kapazität verfügbar bleiben

Als Maß der Versorgungsfähigkeit der unterschiedlichen Stromerzeugungsanlagen können die Jahresvolllaststunden verstanden werden. Sie geben an, wie viele der 8.760 Stunden eines Jahres eine Anlage bei maximaler Leistung gelaufen sein muss, um ihre Jahresproduktion zu erzeugen (Abb. 2) [2].

Kernenergie-, Braunkohle-, aber auch Biomassekraftwerke weisen eine hohe Auslastung auf. Da Erdgaskraftwerke preisbedingt eher zur Abdeckung der Spitzenlast zum Einsatz kommen, sind die Jahresvolllaststunden dieser Anlagen deutlich geringer. Im Jahr 2016 sind die Werte für die Erdgasanlagen aufgrund einer verbesserten Wettbewerbsposition wieder gestiegen. Bei Wind- und PV-Anlagen wird die Auslastung neben technischen Parametern maßgeblich von den Witterungsverhältnissen bestimmt. Der Nutzungsgrad von Photovoltaik-Anlagen bspw. lag 2016 bei nur knapp 11 %.

Entscheidend ist es folglich, bei der gesamten installierten Leistung der Stromerzeugungsanlagen in Deutschland zwischen regelbarer bzw. jederzeit abrufbarer und nicht regelbarer, volatiler Leistung zu unterscheiden. Für die Versorgungssicherheit ist es essenziell, dass neben den volatil einspeisenden Kapazitäten immer ausreichend regelbare Kapazität verfügbar bleibt (Abb. 3).

Kraftwerkskapazität wird schon in naher Zukunft knapp

Nach Untersuchungen des BDEW und der Bundesnetzagentur wird die Kraftwerksleistung im Bereich der jederzeit verfügbaren regelbaren Anlagen bis zum Jahr 2022 um mehr als 26 GW zurückgehen. Hierzu gehören neben der auslaufenden Kernenergie, 2,6 GW Braunkohlekraftwerke, die nach der Sicherheitsbereitschaft stillgelegt werden, sowie verschiedene Steinkohle- und Erdgaskraftwerke, die marktbedingt vom Netz gehen. Anlagenzubauten sind durch den weiteren Ausbau von Windkraft- und PV-Anlagen lediglich für den Bereich des volatilen Anlagenparks zu erwarten. Da die Bundesnetzagentur bei der Planung des zukünftigen Stromnetzes [3] auch in den dreißiger Jahren eine Jahreshöchstlast von 84 GW zugrunde legt, wird Kraftwerkskapazität, die die Versorgungssicherheit gewährleistet schon in naher Zukunft eher knapp werden.

Anmerkungen

  1. Siehe auch: Erneuerbare: Rekorde bei der Erzeugung – Flaute bei der Versorgungssicherheit in Energiewirtschaftliche Tagesfragen, 67. Jg. (2017), Heft 8  ↩

  2. Werte 2016 vorläufig (Stand: 27_032017); bedeutsame unterjährige Leistungsveränderungen sind entsprechend berücksichtigt.  ↩

  3. https://data.netzausbau.de/2030/NEP/NEP2030_BNetzA-VorlErg.pdf, S. 21  ↩

„et“-Redaktion

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