Dunkle Tage für die deutsche Sonnenenergie

Können Wind- und Sonnenenergie die konventionellen Kraftwerke ablösen?

“Die Stromproduktion soll möglichst bereits bis 2030, die Wärmeproduktion bis 2040 komplett auf erneuerbare Energien umgestellt sein”, fordert die Partei Bündnis 90/Die Grünen. Die Grünen glauben, dass das Erneuerbare Energiegesetz (EEG) “zum weltweiten Modell für erfolgreiche Energiepolitik geworden” sei. Für den Beginn eines erfolgreichen Wandels auf dem Strommarkt, den sich die Grünen als ihren Erfolg zuschreiben, fehlen allerdings sowohl Beweise als auch eine offene Zwischenbilanz.

Nach der Windenergie (die installierte Gesamtleistung aus Windenergie lag Ende Oktober 2017 bei onshore Wind bei 50 GW und bei offshore Wind bei 5,3 GW), folgt die Solarenergie mit einer installierten Leistung von 42,7 GW der Windenergie dicht auf dem Fuß. Gibt es tatsächlich gute Aussichten für die komplette Umstellung der Stromproduktion auf Erneuerbare Energien? Alle Anzeichen sprechen dagegen.

 

“Mine Fru, de Ilsebill, Will nich so, as ick wol will”

Die Verfechter der Erneuerbaren Energien sind überzeugt, dass in Europa irgendwo immer der Wind weht und die Sonne scheint, sodass mit einem cleveren Management und einem ausgebauten Stromnetz die Stromversorgung sicher sei. Welche Leistung Windräder liefern, hängt nach ihrer Auffassung von der Großwetterlage ab. Sie sorge für konstante und berechenbare, regional jedoch sehr unterschiedliche Windverhältnisse in ganz Europa. “Ist zum Beispiel der Wind im Nordseeraum schwach, bläst er dagegen in Nordskandinavien und Südosteuropa kräftig”, behauptet zum Beispiel Christian Grams vom Institut für Atmosphäre und Klima der ETH Zürich. Eine ähnliche Auffassung vertritt auch das Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES in Kassel, das rund 600 Mitarbeitende mit einem Einkommen versorgt. Ein weiterer Ausbau führe zur Glättung und damit zur Vergleichmäßigung der Einspeisung, lautet die Botschaft der Öko-Industrie und ihrer nachgeordneten Verwaltungen und Forschungseinrichtungen. Sie wollen es, und so soll es sein.

In einem viel beachteten Beitrag kommt Detlef Ahlborn allerdings zu einem gegenteiligen Ergebnis. Er weist mathematisch nach, dass ein Ausbau der Windkraft zwar die Streuung der Einspeisung erhöht. Die von IWES-Wissenschaftlern aufgestellte Behauptung zur Glättung steht nach seiner Analyse aber im klaren Widerspruch zu eindeutigen Sätzen der mathematischen Statistik: “Die Behauptung ist schlicht falsch!” Dr.-Ing. Detlef Ahlborn ist Maschinenbauingenieur und mathematische Statistik sein Steckenpferd. Er ist selbständiger Unternehmer und engagiert sich in seiner Freizeit bei vernunftkraft.de.

Eine Windenergieanlage speist durchschnittlich während drei Vierteln der Zeit Strom ins Netz. Optimale Werte (Volllaststunden) werden von deutschen Onshore-Windenergieanlagen aber nur relativ selten erreicht: 2016 waren es nur 1553 Volllaststunden (von 8.760 Stunden pro Jahr).

Eine Satelliten-Karte zur aktuellen Großwetterlage in Verbindung mit einem aktuellen Windströmungs-Film ermöglicht, sich selbst einen Überblick über die aktuellen Wetter- und Windverhältnisse in Europa zu verschaffen: http://www.windbranche.de/wind/windstrom/europa

Es gibt drei charakteristische Windgeschwindigkeiten:

  • Einschaltgeschwindigkeit – der Rotor setzt sich in Bewegung, sobald der Wind eine Geschwindigkeit von 2 Metern pro Sekunde (m/s) erreicht (bis 4 m/s jedoch ohne Stromproduktion);
    Umgerechnet sind dies rund 4 – 8 Knoten.
  • Nominalwindgeschwindigkeit – die Windenergieanlage erreicht ihre maximale Leistung mit der Nominalwindgeschwindigkeit (ungefähr 12 m/s);
    Umgerechnet sind dies rund 12 Knoten.
    Erreicht wird die maximale Leistung bei Onshore-Windenergieanlagen nur an rund 1553 Stunden (Volllaststunden) im Jahr.
  • Abschaltgeschwindigkeit – um Sturmschäden am Rotor zu vermeiden, wird die Windkraftanlage abgestellt, sobald die Windgeschwindigkeit je nach Anlage zwischen 28m/s und 35 (90 km/h) übersteigt.
    Umgerechnet sind dies rund 54 – 68 Knoten.
Windströmung über Europa, 21. Januar 2018, 12:00 Uhr, http://www.windbranche.de/wind/windstrom/europa

Die Grundlastfähigkeit der Erneuerbaren Energien ist durch “Glättung” nicht erreichbar

Als Grundlastfähigkeit wird die Fähigkeit eines Kraftwerks bzw. von Kraftwerkstypen bezeichnet, den jeweiligen Strombedarf jederzeit, dauerhaft sicherstellen zu können. Die Grundlastfähigkeit ist die Voraussetzung für eine sichere Stromversorgung. Windenergie- und Solaranlagen sind nicht grundlastfähig. Sie sind Zufallsstromerzeuger und können die Versorgung mit Strom aus Kohle- und Kernkraftwerken nicht ersetzen. Das ist selbstverständlich auch den Verfechtern der Erneuerbaren Energien bewusst, zumindest einem Teil von ihnen. Um aber dieses alles entscheidende Manko ausgleichen zu können, erfanden sie die “Glättung”. Ein Ausbau der Windkraft soll insgesamt eine Glättung der Einspeisung zur Folge haben.

“Glättung” bedeutet nichts anderes als die Annahme, dass beim Bau unendlich vieler Windkraftanlagen in Europa irgendwann die Grundlastfähigkeit erreicht sein wird, weil irgendwo immer Strom entsteht und verteilt werden kann. Danach müsste allerdings jede Region so viele Windkraftanlagen bauen, dass sie den Rest Europas im Bedarfsfall mit Windstrom versorgen kann…

Die Hoffnung, der Strombedarf könne durch einen großflächigen, europaweiten Ausbau von Windkraftanlagen gedeckt werden, ist unrealistisch. Dies bestätigt unter anderem die Grafik, in der die Produktionsdaten der Windkraftanlagen von neun europäischen Ländern dargestellt sind. Bei den Ländern handelt es sich um Belgien, Tschechei, Dänemark, Finnland, Frankreich, Irland, Deutschland, Spanien und Großbritannien. Sie überdecken ein Landgebiet von 2,3 Millionen Quadratkilometern und dehnen sich von Osten nach Westen über 2.000 Kilometer und von Norden nach Süden über 4.000 Kilometer aus.

Stündlich gemessene Stromproduktion von Windkraftanlagen in neun europäischen Ländern, 2013. http://euanmearns.com/wind-blowing-nowhere/

Eine “Glättung” ist ausgeschlossen, da bei ähnlichen Windbedingungen im Großraum Eruopa die Stromproduktion nicht den notwendigen Überschuss bereitstellen kann, um Europa zuverlässig mit Strom zu beliefern. Die Wahrscheinlichkeit, dass sich unter den Bedingungen einer totalen Umstellung Europas auf Erneuerbare Energien, wie es die Öko-Industrie fordert, Energie-Verteilungskriege zwischen den Ländern Europas entstehen, wächst mit jedem weiteren Ausbau und der steigenden Abhängigkeit der europäischen Länder von Erneuerbaren Energien.

 

Rettet uns die Sonne?

Im Dezember 2017 gab es durchschnittlich 30 Sonnenstunden in Deutschland, in Hannover schien die Sonne sogar nur 10 Stunden.

Durchschnittliche Anzahl der Sonnenstunden pro Monat in Deutschland von Dezember 2016 bis Dezember 2017

Die Hoffnung der Windbranche, dass sich im Jahresverlauf die Wind- und Solarstromerzeugung sehr gut ergänzen, ist ein weiterer Trugschluss der grünen Lobby. Das folgende Diagramm von Agora, einem Thinktank der Bundesregierung, veranschaulicht den Strombedarf (rot) und den Beitrag der Solarenergie zur Stromversorgung (gelb).

Stromerzeugung Solarenergie und Stromverbrauch, Dezember 2017

Ein Vergleich der beiden Energieformen Solar- und Windkraft zeigt, dass, obwohl die installierte Gesamtleistung aus Solarenergie fast ebenso groß ist wie die aus Windenergie, die Solarenergie – saisonal bedingt, zum Beispiel im Winter – kaum zur Stromversorgung beiträgt.

Stromerzeugung Wind- und Solarenergie und Stromverbrauch, Dezember 2017

 

Gibt es dennoch gute Aussichten für die komplette Umstellung der Stromproduktion auf Erneuerbare Energien? Alle Anzeichen sprechen dagegen.

Ende 2017 waren in Deutschland Photovoltaik-Module mit einer Nennleistung von 42,8 GW installiert, verteilt auf über 1,6 Mio. Anlagen. Weltweit nimmt Deutschland damit einen dritten Platz nach China und Japan ein. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, immerhin das größte Forschungsinstitut für Solarenergie in Europa, hat errechnet, dass zur Deckung unseres Energiebedarfs die vier- bis fünffache Menge, insgesamt 150-200 GW installierte PV-Leistung, benötigt wird. Dann sei es möglich, meint das ISE, den Energiebedarf (gemeint ist der Strombedarf) überwiegend oder vollständig aus Erneuerbaren Energien zu decken.

Das Forscherteam von ETH Zürich und Imperial College London warnt allerdings davor, den möglichen Beitrag der Photovoltaik zum Ausgleich europaweiter Schwankungen zu überschätzen. Ihren Berechnungen zufolge müsste die Kapazität der Solaranlagen in Europa um das Zehnfache wachsen, um eine winterliche Flaute über der Nordsee zu kompensieren.

 

Jenseits aller Vernunft

Was nutzt die Vervielfachung der Photovoltaikanlagen, die, abgesehen von dem Problem des anwachsenden Sondermülls, zwar die Spitzenleistungen bei Sonnenschein erhöhen, aber den Dienstleister Sonne nicht überzeugen können, auch nachts zu scheinen?

“Jetzt, nachdem du vor Lachen auf den Boden gefallen bist und es geschafft hast, wieder auf deinen Stuhl zu kommen, kannst du verstehen, was im grünen La-Land passiert”, sagt der Bauingenieur und kritische Beobachter der Debatte über den Klimawandel, Pierre Gosselin, auf seiner Homepage notrickszone.com. Für ihn stellt sich die Geschichte der deutschen Energiewende so dar: “Installieren Sie für jeden Typ Erneuerbarer Energie so viel Kapazität wie möglich und hoffen Sie, dass einer von ihnen funktioniert, wenn es die anderen nicht tun.” Mit über 40 Gigawatt installierter PV-Kapazität könne Deutschland derzeit an einem sonnigen Tag mittags die Hälfte des Landes mit Strom versorgen. Aber nicht in der Nacht oder im Winter, wenn die Sonne wegen des notorisch trüben Klimas in Deutschland und der wenigen Stunden des Tages nicht scheint.

Eine anderes Diagramm zeigt Deutschlands Stromerzeugung im Dezember 2017. Kohle und Kernkraft (graue Fläche) decken den Strombedarf, wenn Sonne und Wind (grün und gelb) ausfallen. Manchmal trug der Wind im Dezember 2017 mit 50 GW zur Stromversorgung bei, dann bejubelten die Verfechter der Erneuerbaren Energien diesen Erfolg, manchmal waren es nur 5 GW, aber einen Misserfolg vermögen die Freunde von Wind- und Solarkraft darin nicht zu sehen. Kohle, Gas und Importe haben das Stromversorgungsnetz gerettet und damit den gefürchteten flächendeckenden Blackout verhindert.

http://qbusters.com.au/ida/germ2.jpg

Die Stromimporte (braun) stiegen zeitweise auf 15 GW. Das bedeutet, dass Kohle und der nach Ansicht der grünen Bundesregierung gefährliche Atomstrom aus dem Ausland importiert werden mussten.

Die Lichter, Heizungen, Züge, Fernseher und Telefone liefen dank deutscher Kohlekraft, französischer Atomkraft, russischem Gas und skandinavischer Wasserkraft – und den unvorhersehbaren Stromstößen von den wenigen Windturbinen, die nicht vereist, wegen eines Sturms abgeschaltet, oder wegen einer Flaute nicht in Betrieb waren, sagt Viv Forbes, Geologe und Mitglied des australischen Instituts für Bergbau und Metallurgie.

Das Wunschdenken der Bundesregierung und die Realität sind einfach nicht kompatibel. Sie hält die Abschaltung des AKW Grundremmingen für einen gelungenen Streich:

Deutschland trägt die Narrenkappe

Nicht das ISE oder ein anderes Institut machen auf diese Grenzen der Nützlichkeit zufällig erzeugten Stroms aufmerksam. Die Unfähigkeit der Bundesregierung zur Reflexion und Selbstkritik machen Beobachtungen aus dem Ausland, das erstaunt und teils amüsiert dem Treiben in Deutschland zusieht, besonders wertvoll.

Viv Forbes, Chairman der australischen Carbon Sense Coalition, 1988 mit dem “Australian Adam Smith Award für Dienste für die Freie Gesellschaft” ausgezeichnet, fasst seine Beobachtungen der Energiewende in Deutschland zusammen. Er sagt, Deutschland habe lange zwei inkompatible Ideen unterstützt: technische Exzellenz und grünen Totalitarismus. Angela Merkels Unterstützung des Klimaalarmismus bei gleichzeitiger Verkündung der Energieeffizienz setze diese diskordante Tradition fort. “Aber König Winter hat die schwache Unterseite der deutschen Energiepolitik bloßgelegt. Kaiserin Merkel sieht sich jetzt einem feindseligen politischen Klima ohne Kleidung gegenüber.”

Der grüne Energie-Rückzug habe im eigenen Kernland der grünen Energie-Bewegung begonnen, sagt Viv Forbes. Alle wissen das, nur die Bundesregierung weiß es nicht.

Weiterführende Literatur, von Viv Forbes empfohlen:

 

Erich Boson

Quellen:

Titelfoto: seagul

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2 Gedanken zu „Dunkle Tage für die deutsche Sonnenenergie

  1. Da sollte man sich annehmen, dass die Kohlefreunde sich freuen wenn ihre Kraftwerke Mal im Land und nicht nur zum Export gebraucht werden…

    Aber mal ernsthaft: solche Zeiten sind Teil der Energiewende. An diesen Tagen ist die Residuallast besonders hoch und es gibt bei weitem ausreichend Anbieter die Flexibilität liefern können. Also ganz normal und absolut kein Problem.

    1. Lieber Hr. Höhle,
      eine aktuelle Untersuchung der vier Uebertragungsnetzbetreiber kommt zu dem Schluss, dass die Fähigkeit Deutschlands, die eigene Stromversorgung selbst unter widrigen Umständen aufrechtzuerhalten, bereits im Jahre 2020 nicht mehr gegeben sein wird. Und zwei Jahre später werden wir auch die letzten Kernkraftwerke abschalten. Holen wir dann bei Engpässen den Strom in Eimern aus Norwegen? Und wollen die überhaupt welchen abgeben?
      Vielleicht werfen Sie mal einen Blick darauf, wie der deutsche Strommix tatsächlich aussieht. Das haben Sie nämlich offensichtlich noch nie getan.
      Mfg

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