Variable Strompreise

Energiewende: Was bedeutet die aktuelle Windflaute?

Einige sprechen von einem Desaster, doch das ist es nicht unbedingt. Auch wenn ich das Thema nicht beschönigen möchte, ist die aktuelle Windstille ein vorübergehendes Phänomen, das derzeit erhebliche Preisobergrenzen am Strommarkt erzeugt. Ein Jahr hat 365 Tage und wenige Tage im Jahr in denen wir das Problem haben können sind ein Problem? Dennoch besteht kein Anlass zur Panik, da dieser Zustand nicht von Dauer ist. Vielmehr bietet er Anlass, die Situation zu analysieren und mögliche Lösungsansätze zu diskutieren.

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Im Kern zeigt die aktuelle Windflaute ein grundlegendes Problem der Energiewende auf: Die Abhängigkeit von Wind und Sonne, die nach ihrem eigenen Rhythmus Energie liefern und nicht konstant verfügbar sind. So ist in den letzten Tagen der Wind größtenteils ausgeblieben, während die Sonne in weiten Teilen des Landes schien. Das Zusammenspiel dieser Faktoren führt zu starken Schwankungen im Stromnetz, die eine sorgfältige Betrachtung und langfristige Planung erfordern

Die Herausforderung der Volatilität: Wenn Sonne und Wind unzuverlässig werden

Die Abhängigkeit von erneuerbaren Energiequellen wie Sonne und Wind bringt eine natürliche Volatilität mit sich, die sich in den vergangenen Tagen besonders deutlich gezeigt hat. Während die Sonne in weiten Teilen Deutschlands kräftig schien und damit eine hohe Solarstromproduktion ermöglichte, herrschte zugleich beinahe Windstille. Dies führt zu einer paradoxen Situation: Einerseits wurde aufgrund der starken Sonneneinstrahlung viel Solarstrom produziert, andererseits konnte der fehlende Windstrom den Bedarf nicht decken, insbesondere zu Zeiten, in denen der Solarertrag zurückging.

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Diese Unvorhersehbarkeit von Wind und Sonnenenergie stellt die Betreiber des Stromnetzes vor erhebliche Herausforderungen. Überschüssiger Solarstrom, der zeitweise nicht abgenommen werden kann, belastet das Netz und zwingt die Betreiber, Maßnahmen zur Stabilisierung zu ergreifen. So werden teilweise hohe Mengen an überschüssigem Strom ins Ausland abgegeben – oft zu Negativpreisen, um Überlastungen im deutschen Netz zu vermeiden. Diese Konstellation zeigt eindrucksvoll, dass das Energiesystem in seiner derzeitigen Form nicht nur auf Erzeugung, sondern auch auf die Fähigkeit zur Steuerung und Speicherung angewiesen ist.

Überproduktion durch Solarenergie: Ein Segen und eine Belastung zugleich

In der vergangenen Woche sorgte die starke Sonneneinstrahlung über weite Teile des Tages für hohe Solarstromproduktion, was auf den ersten Blick positiv klingt. Doch dieser Überfluss an Solarenergie bringt erhebliche Herausforderungen mit sich. Besonders in den Nachmittagsstunden wurde so viel Strom ins Netz eingespeist, dass das Stromangebot die Nachfrage überstieg. Dadurch verlor der Strom an Wert, und die Netzbetreiber sahen sich gezwungen, überschüssigen Strom ins Ausland abzugeben – teils sogar mit Zuschüssen, um eine Netzüberlastung zu vermeiden.

Das Problem liegt in der hohen Anzahl an Photovoltaikanlagen in Deutschland. Über zwei Millionen kleine Solaranlagen, die sich auf Hausdächern und in anderen dezentralen Anlagen befinden, speisen kontinuierlich Strom ins Netz ein, sobald die Sonne scheint – unabhängig davon, ob dieser Strom aktuell gebraucht wird. Diese dezentrale und unsteuerbare Einspeisung führt dazu, dass Netzbetreiber oft kaum Einfluss darauf haben, wie viel Solarstrom ins Netz eingespeist wird, was besonders in Zeiten hohen Sonnenscheins zu einem unerwünschten Überschuss führt.

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In den vergangenen Tagen fiel der Strompreis aufgrund dieses Überangebots mehrfach ins Negative, was bedeutet, dass Deutschland anderen Ländern sogar Geld zahlen musste, damit sie den überschüssigen Strom abnehmen. Am Sonntagmittag erreichte der Preis ein Minimum von -135 Euro pro Megawattstunde, was eine Belastung für die deutschen Stromerzeuger und das Netzmanagement darstellt. Dieses Beispiel verdeutlicht, wie wichtig es ist, Lösungen für die Speicherung oder Steuerung von Solarstrom zu entwickeln, um solche Überproduktionen zukünftig besser zu managen.

Windstille in Deutschland: Wenn die Windkraft zum Erliegen kommt

Während die Solarenergie in der letzten Woche einen Höhepunkt erreichte, blieb die Windkraftproduktion weit hinter den Erwartungen zurück. Die mehr als 30.000 Windkraftanlagen, die in Deutschland sowohl an Land als auch auf See installiert sind, erreichten aufgrund der windstillen Wetterlage lediglich eine Auslastung von rund 6 Prozent. Dies bedeutet, dass statt der theoretisch möglichen 11,7 Terawattstunden (TWh) nur etwa 0,83 TWh durch Windkraft erzeugt wurden. Damit konnte die Windkraft nur einen minimalen Beitrag zur Deckung des Strombedarfs leisten.

Diese geringe Windkraftleistung zeigt deutlich, wie stark Deutschland bei der Stromversorgung von wetterbedingten Schwankungen abhängig ist. Trotz des Überschusses an Solarstrom musste daher weiterhin auf konventionelle Energiequellen wie Kohle und Gas zurückgegriffen werden, um die Versorgungssicherheit zu gewährleisten. Besonders in den Abend- und Nachtstunden, wenn die Sonne nicht scheint, ist der Bedarf an ergänzenden Energieträgern spürbar gestiegen. In dieser Phase stieg der Anteil von Kohle- und Gasstrom auf bis zu 45 Prozent der gesamten Stromproduktion an und führte so zu einem Anstieg der CO₂-Emissionen.

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Das Beispiel der Windflaute verdeutlicht ein Grundproblem der Energiewende: Erneuerbare Energien wie Sonne und Wind können alleine nicht zuverlässig für eine konstante Stromversorgung sorgen. Ohne ausreichende Windstärken bleiben die Windräder still, und der notwendige Strom muss aus anderen Quellen bereitgestellt werden.

Kohle und Gas als unverzichtbare Stützen der Stromversorgung

Um den fehlenden Windstrom auszugleichen und die Schwankungen in der Solarproduktion zu bewältigen, musste Deutschland verstärkt auf fossile Energiequellen zurückgreifen. Kohle- und Gaskraftwerke übernahmen einen erheblichen Anteil der Stromversorgung, was zu einem bemerkenswerten Anstieg des Anteils konventioneller Energieträger führte. Im Wochendurchschnitt lag ihr Beitrag bei rund 30 Prozent, während er in den Abend- und Nachtstunden zeitweise auf 45 Prozent anstieg, als die Solaranlagen nicht mehr zur Verfügung standen.

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Diese verstärkte Nutzung fossiler Brennstoffe hatte unmittelbare Auswirkungen auf den CO₂-Ausstoß: An drei aufeinanderfolgenden Tagen (6., 7. und 8. Mai) emittierte Deutschland über 400 Gramm CO₂ pro Kilowattstunde Strom – eine Menge, die etwa 20-mal höher ist als die in Frankreich, das durch den Einsatz von Kernenergie eine niedrigere Emissionsintensität aufweist. Diese Entwicklung unterstreicht die Tatsache, dass die derzeitige Energiewende trotz des Ausbaus der erneuerbaren Energien noch stark auf fossile Energieträger angewiesen ist. Aber Vorsicht: Wir sprechen hier von wenigen Tagen eines Jahres. Das Problem wird ausgeglichen durch die sonst „normalen“ Tage, die erneuerbare Energien erzeugen. Und das ist meistens der Fall. Betrachtet man den Zyklus eines Jahres sprechen wir von aktuell durchschnittlich 60 % erneuerbarer Energieproduktion. Hervorragend.

Die hohe Emissionsintensität in Phasen schwacher Erzeugung durch erneuerbare Energien verdeutlicht, dass ein stabiler und verlässlicher Energiemix weiterhin notwendig ist, um Versorgungssicherheit zu gewährleisten und gleichzeitig die Klimaziele nicht zu gefährden. Diese Abhängigkeit von Kohle und Gas zeigt, dass kurzfristige Schwankungen in der erneuerbaren Stromproduktion nicht ohne erhebliche Konsequenzen ausgeglichen werden können.

Die Rolle von Stromimporten zur Stabilisierung des deutschen Netzes

In Zeiten, in denen die inländische Energieproduktion schwächelt, spielen Stromimporte eine wichtige Rolle, um das Netz stabil zu halten. So musste Deutschland in der vergangenen Woche verstärkt Strom aus dem Ausland beziehen, insbesondere aus Frankreich, um die Nachfrage zu decken. Rund 39 Prozent der importierten Energiemenge kamen aus französischen Atomkraftwerken, deren Strom eine vergleichsweise niedrige CO₂-Bilanz aufweist. Insgesamt importierte Deutschland in dieser Woche netto 1,144 Terawattstunden (TWh) Strom, was die höchste Importmenge des laufenden Jahres darstellt und zuletzt Ende August 2023 erreicht wurde.

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Die hohen Stromimporte zeigen, dass Deutschland zwar nicht direkt auf ausländischen Strom angewiesen ist, da inländische Kapazitäten aus Kohle und Gas theoretisch zur Verfügung stehen. Allerdings sind diese Importe oft günstiger und klimaschonender als die Eigenproduktion aus fossilen Energieträgern. Der verstärkte Import bedeutet daher auch einen Beitrag zur Erreichung der Klimaziele, da so die CO₂-Emissionen in Deutschland reduziert werden können.

Diese Abhängigkeit von Stromimporten verdeutlicht jedoch auch eine Schwäche der Energiewende: Deutschland ist in Zeiten schwacher Wind- und Solarleistung oft auf die Unterstützung anderer Länder angewiesen. Das Vertrauen auf Importe als Backup-Lösung könnte jedoch riskant werden, wenn auch Nachbarländer ihre Energie für den eigenen Bedarf benötigen.

Einspeisevergütung und Haushaltskosten: Die finanzielle Belastung durch überschüssigen Solarstrom

Ein zentrales Problem der aktuellen Solarüberproduktion ist die gesetzlich garantierte Einspeisevergütung für Solarstrom. Betreiber von Solaranlagen erhalten unabhängig von der tatsächlichen Nachfrage für ihren erzeugten Strom eine festgelegte Vergütung, auch wenn dieser nicht benötigt wird und ins Ausland gegen eine Gebühr abgegeben werden muss. Diese Regelung wurde ursprünglich geschaffen, um den Ausbau erneuerbarer Energien zu fördern. Mit der stark gestiegenen Anzahl an Solaranlagen entwickelt sich diese Vergütung jedoch zunehmend zu einer finanziellen Belastung.

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Früher wurde die Differenz zwischen der Einspeisevergütung und den Erlösen am Strommarkt über die EEG-Umlage auf der Stromrechnung der Verbraucher finanziert. Seit der Abschaffung dieser Umlage trägt nun der Bundeshaushalt die Kosten, was im aktuellen Jahr zu erheblichen Mehrausgaben führt. Da die Strompreise unerwartet niedrig sind, klafft eine immer größere Lücke zwischen der Einspeisevergütung und den tatsächlichen Einnahmen. Die für dieses Jahr vorgesehenen 10,6 Milliarden Euro im Bundeshaushalt reichen bei weitem nicht aus, um die Differenz zu decken.

Es wird geschätzt, dass mindestens 10 Milliarden Euro zusätzlich benötigt werden, um die Finanzierungslücke zu schließen. Einige Experten prognostizieren sogar Mehrkosten von bis zu 20 Milliarden Euro. Diese Entwicklung belastet den ohnehin angespannten Bundeshaushalt und stellt eine Herausforderung für die Finanzierung der Energiewende dar.

Wunschdenken vs. Realität: Grenzen der Erneuerbaren Energien in der Praxis

Die Vision einer vollständig grünen und klimaneutralen Energieversorgung ist attraktiv, doch in der Praxis zeigt sich, dass erneuerbare Energien wie Sonne und Wind allein die Anforderungen an eine verlässliche Stromversorgung nicht erfüllen können. Ein häufig übersehener Punkt: Nachts scheint keine Sonne, und bei Windstille bleiben die Windräder ebenfalls still. Das bedeutet, dass selbst eine deutliche Erhöhung der Anzahl von Windkraftanlagen keine Garantie für eine zuverlässige Stromproduktion bietet. Selbst bei einer Million Windräder würde bei absoluter Windstille keine zusätzliche Energie produziert.

Dieser Umstand wird oft plakativ als „Dunkelflaute“ bezeichnet – eine Phase, in der sowohl Solar- als auch Windkraft nicht ausreichend Energie liefern. Laut dem Fraunhofer-Institut wurde bisher zwar kein exakter Nullwert bei der Windenergieproduktion gemessen, doch die aktuelle Windflaute zeigt erneut, wie empfindlich das System auf Wetterbedingungen reagiert. Ohne ausreichende Speichermöglichkeiten für überschüssig erzeugte Energie bleibt das deutsche Energiesystem daher auf fossile und importierte Energien angewiesen, wenn Wind und Sonne nicht verfügbar sind.

Die Überwindung dieser strukturellen Schwächen erfordert mehr als den bloßen Ausbau erneuerbarer Energien. Solange es keine effizienten und skalierbaren Speichermöglichkeiten gibt, ist eine kontinuierliche, wetterunabhängige Stromversorgung eine Herausforderung, die zur Stabilität des Stromnetzes beiträgt und die Nutzung von fossilen Energien unvermeidlich macht.

Fossile Energien als unverzichtbare Rückfallebene bei schwankender Erneuerbarer Erzeugung

In Zeiten, in denen die erneuerbaren Energien aufgrund von Wetterbedingungen ausfallen, bleibt Deutschland auf fossile Energieträger wie Kohle und Erdgas angewiesen. Diese konventionellen Energieträger übernehmen die wichtige Rolle einer Rückfallebene, um die Versorgungssicherheit zu gewährleisten und das Netz stabil zu halten. Während der vergangenen Wochen hat insbesondere Erdgas eine zentrale Rolle gespielt, wenn Solar- und Windkraft keine ausreichende Leistung liefern konnten.

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Am vergangenen Montag um 17 Uhr beispielsweise, als die Stromnachfrage in Deutschland bei etwa 66.000 Megawatt (MW) lag, betrug die Windenergieproduktion lediglich 4.300 MW. Zum Vergleich: Nur wenige Wochen zuvor, am 30. September zur gleichen Uhrzeit, trug die Windenergie noch mit 26.000 MW zur Stromversorgung bei. Die fehlende Leistung wurde hauptsächlich durch Kohle und Gas gedeckt, was zu einer massiven Zunahme fossiler Stromproduktion führte. Pumpspeicherwerke leisteten einen kleinen, aber wichtigen Beitrag mit rund 4.900 MW, doch ihre Kapazitäten reichen bei weitem nicht aus, um die Nachfrage vollständig zu decken.

Die hohe Abhängigkeit von Kohle und Erdgas in solchen Situationen verdeutlicht die Grenzen der Energiewende. Obwohl der politische Wille in Deutschland auf einen Ausstieg aus fossilen Energien abzielt, zeigt die Praxis, dass diese Energieträger derzeit unverzichtbar bleiben, um die Schwankungen in der erneuerbaren Stromerzeugung auszugleichen. Fossile Energien bieten derzeit die Flexibilität, die das deutsche Energiesystem in Phasen schwacher Wind- und Sonnenenergie dringend benötigt.

Blick in die Zukunft: Speicherkapazitäten als Schlüssel für eine stabile Energiewende

Um die Abhängigkeit von fossilen Energieträgern in Zukunft zu verringern, ist der Ausbau von Speichermöglichkeiten für überschüssig erzeugten Strom aus erneuerbaren Energien entscheidend. In Phasen hoher Solar- oder Windstromproduktion könnten großflächige Speichersysteme helfen, diesen Überschuss für Zeiten zu bewahren, in denen die Erzeugung durch erneuerbare Energien nicht ausreicht. Aktuell stehen jedoch nicht ausreichend Speicherkapazitäten zur Verfügung, um die Versorgungssicherheit ohne fossile Energiequellen zu gewährleisten.

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In der politischen Debatte wurden bereits Ideen wie die „Produktion nach Wetterlage“ ins Spiel gebracht, bei der Industrien ihre Produktionszeiten an die Verfügbarkeit von Wind- und Sonnenstrom anpassen sollen. Doch solche Vorschläge stoßen auf massive Kritik, da sie die Flexibilität und Planbarkeit der Industrie stark einschränken würden und wirtschaftlich kaum tragbar sind. Eine nachhaltigere Lösung wäre der Ausbau von Speichertechnologien wie Batteriespeichern, Pumpspeicherkraftwerken und perspektivisch auch Wasserstoffspeichern, die den Strombedarf flexibler decken könnten.

Die Zukunft der Energiewende hängt davon ab, ob es gelingt, eine zuverlässige, speicherbasierte Infrastruktur aufzubauen, die die natürliche Schwankung erneuerbarer Energien ausgleicht. Ohne eine solche Lösung werden fossile Energien weiterhin eine zentrale Rolle spielen, um das Energiesystem in Phasen schwacher Solar- und Windkraftproduktion zu stabilisieren. Nur durch eine Kombination aus erneuerbaren Energien und flexiblen Speichermöglichkeiten kann Deutschland eine klimafreundliche und zugleich stabile Energieversorgung sicherstellen.

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