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Dunkelflauten werden durch gutes Stromsystem-Design beherrschbar

Zu wenig Wind- und Solarstrom im Netz, weil kein Wind weht und die Sonne nicht scheint: Das könne zu Versorgungslücken führen, schüren Kritiker Ängste. Doch ist dies wirklich eine Gefahr in Deutschland? Wie sieht es heute aus und wie, wenn 70 Prozent und mehr regenerativer Strom im Netz sind?

„Wir brauchen keine Angst vor Dunkelflauten zu haben“, betont Julia Badeda, die mehrere Jahre zu energiewirtschaftlichen Fragen an der RWTH Aachen geforscht und sich intensiv mit Studien zu Dunkelflauten beschäftigt hat. „Sonnen- und windarme Zeiten sind berechenbar und unsere Stromversorgung kann heute und in Zukunft sichergestellt werden. Allerdings ist dafür ein adäquates Stromsystem-Design notwendig, das schon jetzt konsequent auf den Ausbau von Photovoltaik und Windenergie setzt und dementsprechend konzipiert sowie zügig umgesetzt wird.“

Auf der Fachkonferenz Forum Neue Energiewelt am 21./22. November 2019 in Berlin wird Julia Badeda, Expertin für Speichertechnik, einen Impulsvortrag zum Thema Dunkelflaute halten, der unter anderem auf der Arbeit des wissenschaftlichen Mitarbeiters am Forschungszentrum Jülich Robin Beer basiert.

Dunkelflaute oder kalte Dunkelflaute

Badeda plädiert dafür, zunächst einmal eine Begriffsklärung vorzunehmen. Eine Dunkelflaute wird häufig als eine Zeitspanne beschrieben, in der es gleichzeitig wenig Sonnenlicht und wenig Wind gibt. Die „kalte Dunkelflaute“ bezeichnet hingegen das längerfristig geringe Angebot an PV- und Windstrom bei niedrigen Außentemperaturen und gleichzeitig hoher Nachfrage nach Elektrizität, die zusätzlich zum Heizen benötigt wird. „Wir müssen zunächst klären, von welchen Zeitspannen wir sprechen und ob diese schon systemkritisch sind, es also überhaupt eine problematische Untererzeugung gibt“, führt Badeda aus.

Bei dem derzeitigen Ausbau der Photovoltaik und Windenergie in Deutschland könnten Dunkelflauten problemlos mit der existierenden Kraftwerksleistung beherrscht werden, so die Energie-Expertin. Für die zukünftige Auslegung sollte die Systemgrenze aus ökonomischen Gründen immer im europäischen Verbund gedacht werden. Deutschland könne die Erneuerbaren aber bereits im aktuellen Verbund konsequent und schnell ausbauen.

In einem zukünftigen Energiesystem mit einem deutlich höheren Anteil der fluktuierenden Erneuerbaren Energien im Stromnetz – Badeda nennt hier Anteile ab 70 Prozent ¬–  müssten die Zeiträume für mögliche Dunkelflauten bewertet werden, indem der dann bestehende Windturbinen- und PV-Mix in die Überlegungen einfließt. Darüber hinaus würden die Großwetterlagen in Europa eine zunehmende Rolle spielen. Zusätzlich müssten auch Klimaveränderungen und Auswirkungen der Sektorkopplung betrachtet werden. „Die Antworten darauf ergeben die relevante Größe und Art der benötigten technischen Einheiten für Flexibilisierung des Systems und die Zusammensetzung des Kraftwerksparks“, fährt Badeda fort.

Dieser müsste aus verschiedenen Anlagentypen bestehen, zu denen auch hochflexible Gaskraftwerke zählen. „Und wir brauchen einen deutlich höheren Zubau an Wind- und Photovoltaikanlagen“, so Badeda. „In der Summe werden wir eine Überproduktion benötigen, und diese für die saisonale Speicherung nutzen.“ Für die Langzeitspeicherung käme zum Beispiel Wasserstoff in Frage. „Die technologischen Lösungen sind vorhanden, sie müssen nur konsequent und ohne eingefahrene regulatorische Hürden implementiert werden.“

Darüber hinaus plädiert die Energie-Expertin, im europäischen Kontext zu denken und die hier zur Verfügung stehenden, flexiblen Kapazitäten zu berücksichtigen. „In dem großen geographischen Raum ist es wesentlich unwahrscheinlicher, dass Sonne und Wind gleichzeitig zu wenig Energie liefern. Damit wird auch die Wahrscheinlichkeit von Dunkelflauten deutlich reduziert.“ In dem Zusammenhang könne auch das EU-weite Netz ausgebaut werden, um die Herausforderung kosteneffizienter zu meistern.

Grundsätzlich plädiert Badeda für mehr Vertrauen in die dezentrale Energieversorgung und die Digitalisierung. Dadurch werde es möglich sein, auch kleinere Einheiten schnell und flexibel zu steuern. „Die Umwandlung des Energiesystems ist industriepolitisch eine große Chance. Wir sollten jetzt alle Hebel, die wir haben, sinnvoll einsetzen, um ein funktionierendes Stromsystem-Design unter Berücksichtigung des gesamteuropäischen Kontextes zu entwickeln und nicht auf dem Status-quo verharren, weil er uns jetzt bequemer erscheint.“

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