Planungsoffensive zum Ausbau von Windkraft und Photovoltaik

Mit der Verwendung der Themenkarte „Versorgungssicherheit“ unter der Überschrift „Ausbau von Windkraft und Photovoltaik“ wird der Eindruck erweckt, ein weiterer Ausbau von Windkraft und Photovoltaik würde zu einer sicheren Stromversorgung führen. Dies trifft jedoch keineswegs zu. Allein mit Windenergie und Photovoltaik ist eine funktionierende Stromversorgung nicht zu schaffen, so weit man den Ausbau realistisch auch treiben mag. Die Versorgungssicherheit ist bisher durch die konventionellen Stromerzeuger mit Kernenergie, Kohle und Ergas gegeben, die nicht nach Wetterlage sondern nach Bedarf liefern und zusammen mit den sonstigen Erzeugern (Biomasse, Wasserkraft, Pumpspeicher usw.) ohne die Windenergie und ohne die Photovoltaik in jedem Zeitpunkt die benötigte Erzeugerleistung erbringen können.

Um eine Versorgung durch Windenergie und Photovoltaik zu beurteilen, muss man sich nur die SMARD-Stromnetzdaten der Bundesnetzagentur für Deutschland ansehen, z. B. für das Jahr 2019, das letzte Jahr vor der Pandemie. Am 24.1.2019 um 23:15 Uhr war die in ganz Deutschland mit Windenergie und Photovoltaik erzeugte elektrische Leistung 0,636 GW, also 0,61 % der installierten Leistung von 104 GW. Um in diesem Zeitpunkt den Leistungsbedarf des Netzes von 59,5 GW ohne die konventionellen Kraftwerke zu decken, hätten bei einer Leistung der sonstigen Erzeuger von 8,5 GW die Windenergie und die Photovoltaik statt der 0,636 GW eine Leistung von 51,0 GW erbringen müssen, wofür ein Ausbau auf das 80,2-fache der im Jahr 2019 installierten Leistung erforderlich wäre. Ein derartiger Ausbau ist nie und nimmer realisierbar.

Dabei ist der Leistungseinbruch der Photovoltaik und Windenergie im genannten Zeitpunkt kein Jahrhundertereignis. In jedem Monat des Jahres 2019 fällt die Stromerzeugung aus Windenergie unter 3 GW, in drei Monaten sogar unter 0,5 GW, und die Sonne scheint ohnehin nur in der Hälfte der Zeit. In anderen Jahren sind die Werte noch ungünstiger, so am 8.8.2020 um 10:15 Uhr mit einer Windenergie-Leistung von nur 0,12 GW. Die Vorstellung, man müsste für eine funktionierende Versorgung ohne konventionelle Kraftwerke nur Windenergie und Photovoltaik genügend weit ausbauen, ist also völlig utopisch.

Auch mit Speichern realistischer Größe ist keine funktionierende Versorgung zu schaffen. Wäre 2019 die installierte Leistung von Windenergie und Photovoltaik 2,56-mal so groß gewesen wie tatsächlich, so wäre es möglich gewesen, den Jahresverbrauch von 494 TWh ohne die konventionellen Kraftwerke zu erzeugen. Um jedoch in jedem Zeitpunkt des Jahres den Bedarf zu decken, wäre selbst unter idealen Speicherbedingungen ein unrealistisch hohes Speichervermögen von 15,2 TWh erforderlich gewesen, entsprechend dem Speichervermögen von 152 Mio. E-Autos, jeweils mit einer Batterie von 100 kWh. Eine lange Erzeugungslücke vom 8.7. 18:00 Uhr bis zum 5.12. 12:00 Uhr mit überwiegender Energieentnahme aus den Speichern hätte dieses Speichervermögen erfordert, wobei die anfangs vollen Speicher völlig entleert worden wären. Im Sommer überschüssig erzeugte elektrische Energie wäre gespeichert und für den hohen Bedarf im Winter geliefert worden.

Mit einem noch weiter gehenden Ausbau wären die Erzeugungslücken und damit auch das erforderliche Speichervermögen kleiner gewesen. Aber selbst bei gegenüber dem tatsächlichen Wert 4-mal so großer installierter Leistung von Windenergie und Photovoltaik wäre für die Versorgung ohne die konventionellen Kraftwerke noch ein Speichervermögen von 4,7 TWh erforderlich gewesen, gegeben durch eine Erzeugungslücke von Windenergie und Photovoltaik vom 18.1. 5:45 Uhr bis 25.1. 18:15 Uhr, bis aufkommender Wind die Flaute beendet und zu überschüssiger Erzeugung geführt hätte.

Auch bei diesem großen Ausbau von Windenergie und Photovoltaik hätte man also mit realistischer Speichergröße keine Versorgungssicherheit herstellen können. Wenn künftig vermehrt Wärmepumpen eingesetzt werden, liegen die Anforderungen an die Stromversorgung an kalten Wintertagen noch viel höher. Und was ist, wenn die Flaute nicht am 25.1. endet, sondern ein paar Tage länger dauert? Und wer weiß, wie das Wetter in ein paar Jahrzehnten ist? Auf soviel Unsicherheit lässt sich keine sichere Stromversorgung aufbauen.

Für die Menschen im Land ist es eine Zumutung, wenn sie ihr mühsam für einen Hausbau zusammengetragenes Geld verwenden müssen, um eine Photovoltaikanlage zu finanzieren, ohne dass ersichtlich ist, wie es damit zu einer funktionierenden Stromversorgung ohne Kraftwerke auf fossiler Basis kommen soll.

Speicher im erforderlichen Umfang gibt es bis heute nicht und wird es auch in absehbarer Zukunft nicht geben. Alle bisher bekannten Speicher haben entweder in Deutschland keine auch nur theoretisch ausreichende Kapazität (Pumpspeicherkraftwerke), oder haben zu wenig Kapazität und sind zu teuer (Batteriespeicher) oder haben einen so schlechten Wirkungsgrad, dass man eigentlich gar nicht von einem Speicher sprechen kann (Umwandlung in Wasserstoff und Rückverstromung in Gaskraftwerken). Allen gemeinsam ist, dass sie viel zu teuer sind und daher nicht in größerem Umfang realisierbar.
Fazit: Strom muss dann erzeugt werden, wenn er gebraucht wird! Dazu benötigt man regelbare Kraftwerke, die den Lastverlauf abbilden können und ganzjährig gleichmäßig zur Verfügung stehen. Wind- und Solarkraftwerke können das ihrer Natur nach nicht leisten und können daher nur eine Ergänzung zu konventionellen Kraftwerken (Kohle, Gas, Atom und Wasserkraftwerke) sein.

Der Ausbau der Stromerzeugung durch erneuerbare Energien ist nur dann sinnvoll, wenn
- ausreichend Speichermöglichkeiten geschaffen werden. Die Kapazität von Speichern muß so groß sein, dass wirklich auch die Industrie zuverlässig währen Dunkelflauten versorgt werden kann. Zur Zeit sind solche Speicher aber realistisch nicht machbar! Und nur ideologisch verkündbar!

- ferner müssen für den Ausbau der Stromerzeugung durch erneuerbare Energien die Stromtrassen im Niederspannungs-, Mittelspannungs- und Hochspannungsbereich wesentlich ertüchtigt werden. Bereits jetzt reichen die Netzte nicht aus und es müssen viele Anlagen bei Sonne und Wind abgeregelt werden und/oder der Strom ins Ausland verschenkt werden.

- allein aus diesen beiden Realitäten ist der weitere Ausbau von Anlagen zur Stromerzeugung durch erneuerbare Energien nicht sinnvoll! Das Geld sollte z. B. in die Verbesserung der Infrastruktur (Strassen, Schienen, Wasserwege etc.) oder die dringende Verbesserung der Vorsorge für Katastrophen/Katastrophenschutzmaßnahmen (Hochwasser, Sturm, Flugzeugabsturz, große Verkehrsunfälle etc.) investiert werden.

Laut Daten von Agora Energiewende haben wir schon heute viel zu wenig Speicher um die Schwankungen von PV und WE auszugleichen. Wir behelfen uns mit billigem Export und teurem Import von den Nachbarländern. Wenn wir nicht in großem Umfang Anlagen abregeln wollen, dann ist es technisch erforderlich, dass ein weiterer Ausbau von PV und WE begleitet wird von Verträgen mit den Nachbarländern oder einem Speicherausbau: Konkrete Anlagen, nicht nur Ideen.

zwei Anmerkungen dazu:

1. Die Gebäude und Flächen in öffentlicher Hand werden nur sehr wenig genutzt. Ich arbeite selbst in einer Körperschaft des öffentlichen Rechts, da wird das Thema nur stiefmütterlich behandelt - kostet ja zuerst einmal Geld und das ist knapp. Umgesetzt wird eigentlich nur, was mit wenig oder gar keinen Kosten und Aufwand umzusetzen ist.

2. Der Privatmann trifft auf Hürden, wenn er auch im "Kleinen" was machen will. Ich spiele zum Beispiel mit dem Gedanken für ein "Balkonkraftwerk". Die 600 Watt würden für das Homeoffice genügen. Aber die Infrastruktur passt hier schon mal nicht: die Energieversorger haben da die Stromzähler noch nicht durchgängig modernisiert, damit man diese Dinger (wie in der Werbung angepriesen) einfach anschließen kann. Außerdem ist momentan eh nichts lieferbar.

technisch möglich sind zahlreiche Speicher von z.B. Kondensatoren und Schwungmassenspeichern für kurzfristige Lastspitzen über Tages-/ Wochenspeicher bis zu saisonalen Großspeichern (verschiedene Batteriespeicher, z.B. auch Redox-Flow Batterien, Pumpspeicherwerke, Druckluftspeicher etc.)
Mit intelligentem Lastmanagement und mit Sektorenkopplung (Strom zu Wärme, Wasserstoff, Methan, Kraftstoff....) lässt sich viel Speicherbedarf ersetzen.
Es fehlt nicht an technischen Möglichkeiten, sondern an den gesetzlichen Rahmenbedingungen!
Übrigens: auch in Ländern mit einem wesentlich höheren Anteil Erneuerbarer Energien funktioniert die Energieversorgung.

Warum wird hier ein aktuelles politisches Thema als Kriterium für eine strategische Fragestellung ins Feld geführt? Der Ukrainekrieg zeigt doch nur, dass wir uns in Abhängigkeit eines Dritten begeben haben, der diese Abhängigkeit jetzt zu seinem Vorteil nutzt. Das Ziel muss also sein, Unabhängigkeit bei der Energieversorgung. Der richtige Titel müsste lauten Autarkie.

Es gibt keine saisonale Speichermöglichkeit für Strom (Prof. Sinn)
Die Nord-Süd-Netzleitungen sind frühestens 2025 fertig. In Baden-Württemberg muss Strom aus dem Ausland importiert werden ( Studien von LRF, Stuttgart)
Für die E-Mobilität müsste das Verteilnetz neu gemacht werden, was ca. 15 Jahre dauert. Daher ist E-Mobilität Unsinn.
Die ESYS-Studie unter Federführung der Leopoldina hat für die deutsche Energiewende folgende Aussagen:
- 7 mal mehr Wind- und Solaranlagen . Dafür kein Platz
- 7 Billionen € Aufwand
- gleiche Kapazität an fossilen Reservekraftwerken (Dunkelflaute)
Windkraft in Baden-Württemberg sinnlos, da nur ein Zehntel der Energie gewonnen wird wie in Schleswig-Holstein.
Zur Aufrechthaltung der Frequenz im Sekundenbereich sind 40% konventionelle thermische Kraftwerke nötig.

Ein Großteil der baden-württembergischen Industrieproduktion ist nicht mit einer nachhaltigen Welt vereinbar. Wenn es darum geht, neue Industrien anzusiedeln, müssen diese mit Kreislaufwirtschaft, einer effizienten Ressourcennutzung und einer absoluten Reduktion der eingesetzten Ressourcen (Suffizienz) vereinbar sein. Eine Versorgungssicherheit sollte nicht für Industriezweige gewährleistet werden, deren Tätigkeit nicht mit dem dauerhaften Fortbestand der Menschheit vereinbar ist.
Zur Versorgungssicherheit gehören meiner Meinung nach insbesondere auch Sektorkopplung, Energiesparen, intelligentes Lastmanagement, Diversifizierung von Energiequellen, Bildung von kaltstartfähigen Clustern...