Welchen Nutzen haben Windkraftanlagen?

> Windkraftanlagen können keine Kern- und Kohlekraftwerke ersetzen!

Bei der Frage, ersetzt Windkraft Atom- und konventionelle Kraftwerke und vermindert entsprechend den CO2-Ausstoß, werden immer wieder die Konsequenzen daraus übersehen, dass Wind und Sonne stark fluktuierende, nicht regelbare Energieträger, also nicht grundlastfähig sind. Die durch Windenergieanlagen deutschlandweit eingespeiste Leistung betrug 2014 im Mittel ca. 6,4 GW (8,7% der gesamten eingespeisten Leistung), schwankte jedoch von einigen 100 MW zu Schwachwindzeiten bis über 30 GW (Leistungskapazität von ca. 30 Kernkraftwerken (!)) an Starkwindtagen.
Datenquelle: http://www.agora-energiewende.de

Aus der Abbildung ist ersichtlich, dass die im Mittel eingespeiste Leistung (im Jahr 2014 6,4 GW, violette Linie) durch regellosen Spitzen gebildet wird. Da produzierter und abgenommener Strom sich in jedem Augenblick die Waage halten müssen, ist es wegen völlig unzureichender Speichermöglichkeiten unmöglich, diese “Mittelung” technisch durchzuführen. Um die Windfluktuationen auszugleichen, müssen daher konventionelle Kraftwerke eingesetzt werden. Das hat zur Folge, dass fast die gesamte deutschlandweit benötigte Einspeiseleistung durch konventionelle Kraftwerke vorgehalten werden muss, wie die folgende Abbildung zeigt.

Datenquelle: http://www.agora-energiewende.de

Die installierte Leistung für Windkraft- und Solaranlagen liegt in der gleichen Größe wie die der konventionellen Kraftwerke. Allerdings ist die tatsächlich eingespeiste mittlere Leistung deutlich darunter.
Um die Stromversorgung sicher zu stellen, müssen die extremen Windschwankungen ausgeregelt werden, was, wie in der Abbildung beispielhaft für den Zeitraum von November 2014 bis April 2015 gezeigt wird, mit dem konventionellen Kraftwerkspark geschieht. Datenquelle: http://www.agora-energiewende.de

Zudem sieht man, dass auch Laufwasserkraftwerke zum Ausregeln genutzt werden, was völliger ökologischer Unsinn ist!
Die vorhandene Speicherkapazität z. B. von Pumpspeicherwerken ist dafür ungeeignet, da sie bei weitem zu gering ist. Momentan ist auch keinen Weg ersichtlich, um die dafür erforderliche enorme Speicherkapazität in naher Zukunft zur Verfügung zu stellen.
Überdies ist noch ein wichtiger Aspekt zu sehen: Es gibt durchgehend eine Stromüberproduktion, die an Starkwindtagen besonders hoch ist, obwohl die Windmaxima nicht für den benötigten Stromverbrauch ausreichten (scheinbar wurden nicht genug konventionelle Kraftwerke vom Netz genommen). Das führte zu einer Absenkung der Strompreise an den Strombörsen z. T. bis in den negativen Bereich (es musste also noch Geld bezahlt werden, um den Strom loszubekommen!)
Das liegt u. a. daran, dass, um die Windfluktuationen schnell genug ausregeln zu können, die Kohlekraftwerke die nötige Betriebstemperatur halten und daher im Teillastbereich mitlaufen müssen, egal, ob der dabei produzierte Strom überhaupt gebraucht wird. Hinzukommt, dass der Wirkungsgrad von Kohlekraftwerken im Teillastbetrieb deutlich absinkt, d.h., pro kWh elektrische Energie deutlich mehr CO2 produziert wird als im Vollastbetrieb. Flexibler lassen sich Gaskraftwerke betreiben, deren Betrieb aber durch die Struktur der Subventionen unrentabel geworden ist.

> Wind ist ein stark fluktuierender, nicht regelbarer Energieträger, der nicht
   grundlastfähig ist. Auch ein weiterer Zubau von WKA ändert daran nichts.

Der Hauptteil des Ausregelns der fluktuierenden Windkraft geschieht durch Steinkohle- und Gaskraftwerke. Kernkraftwerke laufen mit annähernd konstanter Leistung, sie liefern die Grundlast. Braunkohlekraftwerke und Wasserkraftwerke (!) werden bei Starkwindspitzen mit zur Ausregelung herangezogen und tragen sonst mit zur Grundlast bei.
Datenquelle: http://www.agora-energiewende.de

Zur Veranschaulichung ist auf der rechten Seite die Wind-Einspeiseleistung für den gleichen Zeitraum dargestellt, skaliert unter der Annahme, dass die mittlere Einspeiseleistung der eingespeisten Leistung durch die Kernkraft entspricht. Es ist offensichtlich, dass entgegen der immer wieder geäußerten Meinung die regellos fluktuierende Windkraft prinzipiell nicht die Grundlast der Kernkraftwerke ersetzen kann. Das ist der Grund, weshalb mit dem Abschalten von Kernkraftwerken die installierte Kohlekraftwerkskapazität wieder zugenmommen hat.

Ein Zubau an WKA verstärkt die Probleme noch: die niedrige Leistungseinspeisung zu Schwachwindzeiten erhöht sich nur marginal, so dass der konventionelle Kraftwerkspark nach wie vor vorgehalten werden muss.
Dagegen nimmt die Differenz zu den Einspeisespitzen stark zu. Nimmt man z.B. eine Verdoppelung der eingespeisten Windleistung an, erhöht sich die eingespeiste Leistung zu Schwachwindzeiten nur um wenige 100 MW, zu Starkwindzeiten aber auf über 60 GW, etwa  so hoch wie die zur Zeit benötigte Einspeiseleistung. Berücksichtigt man noch die ebenfalls schwankende Solarenergie sowie, dass trotzdem Kohlekraftwerke bei etwa halber Leistung im Teillastbereich mitlaufen müssen, führt das dazu, dass die Spitzen weit über der benötigten Einspeiseleistung liegen würden. Aufgrund der fehlenden Möglichkeiten, solche gewaltigen Leistungsspitzen zu speichern, bliebe nur die Möglichkeit, einen Großteil der WKA bei Windspitzen vom Netz zu nehmen. Damit würde sich die mittlere Einspeiseleistung durch WKA nicht, wie man auf den ersten Blick erwarten würde, ebenfalls verdoppeln, sondern wesentlich geringer ausfallen.

> Trotz der hohen Subventionierung durch die EEG-Umlage liefert Windkraft
   nur einen  verschwindend geringen Beitrag zur CO2 Verringerung im
   Rahmen des CO2-relevanten Gesamtenergieverbrauchs.

Ca. 26.500 WKA in Deutschland deckten im Jahr 2015 nur 2,4% des bundesweiten, gesamten Energieverbrauchs ab. 2,4% lassen sich sicher ohne größeren Aufwand beim Gesamtenergieverbrauch einsparen. Auch ein weiterer Zubau von WKA würde daran nichts Wesentliches ändern. Ihr Beitrag zum Gesamtenergieverbrauch bliebe im einstelligen Prozentbereich, es würden nur die Probleme durch die fluktuierende, nicht regelbare Windenergie verstärkt.
Auch im Strombereich fällt die CO2 Vermeidung wesentlich geringer aus, als man es entsprechend dem Zubau der letzten Jahre erwarten würde. Datenquelle: UBA 2016

Der Anteil der erneuerbaren Energieträger an der Deckung des Stromverbrauchs in Deutschland ist von 6,6% im Jahr 2000 auf 32,5% in 2015 gestiegen. Etwa die Hälfte dieses Zuwachses ist bedingt durch den Zubau von Windkraftanlagen. Wie die Abbildung zeigt, hat die CO2-Emission pro kWh Strommix (zusammengesetzt entsprechend dem Beitrag der verschiedenen Energieträger zum Stromverbrauch) für den Inlandsverbrauch jedoch nur unwesentlich abgenommen (das vor dem Hintergrund der Subvention der erneuerbaren Energien von ca. 128 Mrd. EUR durch die EEG-Umlage seit dem Jahr 2000).


> Windparks ermöglichen keine Energieautarkie der Gemeinden.

Energieautarkie einer Gemeinde klingt schön und heimelig, ist aber eine Illusion. Auch wenn das immer wieder suggeriert wird, bedeutet autarke Stromversorgung schließlich nicht, über das gesamte Jahr gemittelt so viel Strom erzeugen zu können, wie im gleichen Zeitraum verbraucht wird. Elektrische Energie muss genau immer dann zur Verfügung stehen, wenn sie gerade gebraucht wird. Die völlige Wetter-Abhängigkeit der Windkraft lässt ihren Beitrag unvorhersehbar zwischen Starkwind und Flaute schwanken.
Bei Flaute kann die Windkraft keinen Strom zur Verfügung stellen. Selbst die größten Windkraftbefürworter ob Privatpersonen oder Kommunen möchten daher nicht ausschließlich von ihrem Windanlagenpark abhängen und die damit verbundenen Schwankungen des Stroms bis zum Totalausfall in Kauf nehmen.
Bei Starkwind müsste die daraus resultierende Überkapazität mangels Speichermög­lichkeit kurzfristig in benachbarte Netze eingespeist werden, wo es aber ähnliche Probleme gäbe, da Wetter ein großflächiges Phänomen ist. Erforderliche Speicher in der geforderten Größenordnung existieren nicht bzw. sind für die Kommunen nicht bezahlbar. Eine sichere Stromversorgung ist nur im Netzverbund möglich und bedingt eben auch die Stromlieferungen von konventionellen Kraftwerken. Nur dadurch ist es bisher möglich, Stromnachfrage und -angebot jederzeit auszugleichen.




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Bürgerinitiative zum Schutz des Hochschwarzwalds St. Märgen e.V.
info (at) bi-hochschwarzwald.de