Versorgungssicherheit : Sicher durch die Dunkelflaute

Dass es funktioniert, erleben wir täglich. Wie Versorgungssicherheit heute, morgen und langfristig gewährleistet wird, ist jedoch für viele nicht eingängig.

Worum geht es überhaupt? Wir reden über die sichere Energieversorgung in meteorologischen Wetterlagen, in denen wenig Wind weht und die Sonne nicht zu sehen ist. Das war so lange kein Thema, wie Wind- und Solarenergie in der Energieversorgung kaum eine Rolle spielten. 2025 haben sie aber bereits stattliche 45 Prozent zur Bruttostromerzeugung in Deutschland beigetragen. In Dunkelflauten kann sich der Anteil aber stark reduzieren. Die dann verbleibende Differenz zwischen Verbrauch und Wind- und Solarstromerzeugung – also die Residuallast - muss dann mit ergänzenden Technologien gedeckt werden.

Und genau hier setzen Kritik, aber vor allem Populismus an. Kritiker heben hervor, dass wir nur mit Wind und Solarstrom nicht durch Dunkelflauten kommen. Das hat zwar niemand je behauptet, es gibt aber einen gutes Strohmann-Argument ab. Und wer sich darüber freut, dass jetzt viele Batteriespeicher kommen, wird in Social Media unzählige Kommentare ernten, dass auch diese bei einer Dunkelflaute nicht helfen würden. Und auch hier hat niemand je behauptet, dass das Batteriespeicher alleine könnten. Also noch ein Strohmann-Argument, dessen sich gerne bedient wird.

Es ist also längst überfällig, dass aufgezeigt wird, wie die Stromversorgung auch in Dunkelflautenzeiten sicher gewährleistet wird.

Dabei stehen drei Aspekte im Vordergrund:

a)Wir brauchen einen systemischen Blick. Eine Vielzahl von Technologien ergänzen sich und sollten in ihrem Zusammenspiel betrachtet werden, so wie ein Orchester nicht nur aus einer Geige und einer Trommel besteht, sondern aus der Vielzahl der Instrumente. Was sich verändert ist die Zusammensetzung und die Einsätze.

b)Die erforderlichen Technologien stehen schon heute zur Verfügung: Die einzelnen Erneuerbaren Energien, sowohl die fluktuierenden als auch steuerbaren Kapazititäten wie z.B. Biogasanlagen; Pumpspeicher, Batteriespeicher, Nachfrageflexibilitäten, Turbinen und Motoren. Technischer Fortschritt wird die Leistungsfähigkeit der Technologien noch verbessern und die Kosten reduzieren.

c)Bei der mittel- und langfristigen Betrachtung ist es sinnvoll, zwischen Technologien auf der einen Seite und Energieträgern auf der anderen Seite zu unterscheiden. So wie heute Turbinen und Motoren als Back-Up zur Verfügung stehen, werden in der Zukunft Speicher immer öfter diese Rolle erfüllen. Was sich ändert ist die Menge der gespeicherten Energie sowie der in Motoren und Turbinen genutzte Brennstoff.

Die missverstandenen Kurzzeitspeicher

Kurzzeitspeicher wie die deutschen Pumpspeicher und Batteriespeicher werden in Dunkelflauten ganz anders betrieben als die Meisten denken. Nein, Batterien sind in Dunkelflauten nicht nach ein paar Stunden leer und das war es dann erst mal. Sie laden wie Pumpspeicher in Zeiten nach, in denen die Resisiduallast relativ niedrig ist. Dann sind auch die Preise niedriger. Und sie Speichern dann in den Stunden aus, in denen die Residuallast und damit auch der Börsenstrompreis hoch ist. Das geht bis zu zweimal am Tag. Das Abtragen der Residuallastspitzen ist von großer Bedeutung, da das die potenziell kritischen Stunden sind.

Pumpspeicherkraftwerke spielen diese Rolle schon seit Jahrzehnten. Die „Speicher-Welle“ bei Batteriespeichern baut sich gerade erst auf. Aktuell sind noch unter drei Gigawattstunden an Großbatteriespeichern installiert. Hunderte weitere Gigawattstunden werden in den nächsten 10 Jahren folgen.

Neben Großspeichern werden immer stärker auch Heimspeicher und Elektro-Autos Flexibilitätsdienstleistungen für unser Netz bereitstellen, da die Rahmenbedingungen für die Direktvermarktung bei Prosumern deutlich verbessert wurden. Kurzzeitspeicher wie diese stabilisieren schon heute das Netz, Sie passen damit mittelbar die Stromerzeugung bedarfsgerecht dem Verbrauch an.

Daneben gibt es noch eine Reihe von Nachfrageflexibilitäten. Dazu gehören Wärmepumpen und Elektroautos, über Kühlhäuser, bis hin zu gewerblichen und industriellen Prozessen. Dabei kann die Nachfrage über einige Stunden, z.T. aber auch über längere Zeiträume verschoben wird.

Der Einwand, dass Flexibilitäten aller Art nicht ausreichen werden, ist natürlich richtig. Daneben braucht es klassische Erzeugung und damit:

Turbinen und Motoren

Turbinen und Motoren sind heute noch zentraler Bestandteil in der Energieerzeugung und werden es - wenn auch mit abnehmenden Volllaststunden - auch morgen und übermorgen sein. Die Techniken sind lange vorhanden, sei es bei der Wasserkraft bis hin zu Turbinen und Motoren, die mit Brennstoffen betrieben werden – heute in Deutschland vor allem noch in Form von Kohle und Erdgas. Zusätzlicher Wind- und Solarstrom in Kombination mit Speichern wird Kohle und Erdgas zunehmend außerhalb von Dunkelflauten ersetzen, so dass Kohle und Gaskraftwerken perspektivisch nur noch eine Funktion als Lückenfüller zukommt. Dabei wird im Laufe des Jahres ein Vielfaches dessen an Brennstoffen eingespart werden, als in Dunkelflauten zur Deckung der Residuallast benötigt wird.

Was sich bei Turbinen und Motoren ändern wird, sind die Brennstoffe. Biogas wird bereits in Gasmotoren genutzt allerdings noch immer zu inflexibel, indem sie oft nicht passgenau auf das Angebot von Wind- und Sonnenstrom reagiert. Strom aus Bioenergie sollte sinnvollerweise genau dann erzeugt werden, wenn wir nicht genug Strom aus Wind und Sonne erzeugen können. Durch Flexibilisierung von Biogas ließe sich die heute installierte Biogaskraftwerksleistung in Höhe von sechs Gigawatt vervielfachen, ohne dass deswegen der Anbau von Energiepflanzen erhöht werden müsste.

Hinzu kommt in der Zukunft schrittweise Wasserstoff – idealerweise aus Erneuerbaren Energiequellen. Der Wasserstoff wird vor allem im Sommerhalbjahr in den Sonnenstunden erzeugt und gespeichert, er hilft so langfristige Dunkelflauten zu überbrücken. Auch hier stehen viele Technologie heute schon zur Verfügung. Elektrolyseure, die Wasserstoff erzeugen und Wasserstoffmotoren, die daraus wieder Strom machen, stehen seit Jahren zur Verfügung. Daneben gibt es die Möglichkeit grünes H2 sowie H2-Derivate zu importieren. Wie schnell die Umstellung auf H2 gelingen wird, können wir heute nicht wissen. Aber auch bei einer langsameren Umstellung kann auf vorhandene Brennstoffe zugegriffen werden. Bei blauem H2 gilt es im Übrigen zu bedenken, dass dieser die Abhängigkeit von fossilen Energieimporten sogar noch erhöhen würde, ein Aspekt, der gerne in der Diskussion zu kurz kommt.

Im Zentrum steht das Zielbild einer sicheren, auf erneuerbaren Energien beruhenden Energieversorgung. Und hier besteht große Gemeinsamkeit in der gesamten deutschen Energiewirtschaft, nämlich dass diese heute sicher ist und auch in Zukunft sicher sein wird. Wir haben gezeigt, wie es geht. Wir laden andere dazu ein, ihre Konzepte und Ideen mit einzubringen.

Carsten Pfeiffer ist Leiter Strategie und Politik beim Bundesverband Neue Energiewirtschaft.