Konventionelle Kraftwerke - Erneuerbare Energien
Die meisten Leute sind der Meinung, dass man ganz einfach die konventionellen Kraftwerke abschalten kann und durch Krafwerke wie Windkraftanlagen und PV-Anlagen ersetzen kann. Doch leider gibt es hier große Unterschiede, welche nicht so einfach zu lösen sind.
Auf der folgenden Seite möchte ich ein wenig auf die Unterschiede und die Herausforderungen eingehen, vor welchen wir aktuell stehen.
Unterschied zwischen Erneuerbaren und Konventionellen
Bevor wir weitermachen, ist es wichtig, dass wir uns schon einmal die Unterschiede zwischen den Erneuerbaren Energien und den konventionellen Kraftwerken bewusst machen.
Konventionelle Kraftwerke
Konventionellen Kraftwerke wie:
- Kohlekraftwerk (Braun- und Steinkohle)
- Ölkraftwerk
- Gaskraftwerk
- Atomkraftwerk
haben alle gemeinsam, dass sie auf Energiequellen zugreifen, in welchen die Energie gespeichert ist.
Bei einem Kohlekraftwerk ist die Energie in der Kohle gespeichert und durch den Zeitpunkt der Verfeuerung der Kohle und der Menge kann gesteuert werden wann und in welcher Menge das Kraftwerk Strom in das Stromnetz einspeist.
Das gleiche gilt für Gaskraftwerke, Ölkraftwerke und auch für Atomkraftwerke.
Der Entscheidende Vorteil von konventionellen Kraftwerken ist, dass sie Energiequellen verwenden, in welchen die Energie bereits gespeichert ist. Wir können durch das Aktivieren des Kraftwerkes und die Menge des Brennstoffes entscheiden, wann und in welcher Menge das Kraftwerk Strom in das Stromnetz einspeist.
Man spricht hier von regelbaren Kraftwerken.
Erneuerbare Kraftwerke
Erneuerbare Kraftwerke wie:
- PV-Anlagen
- Windkraftanlagen
greifen Energie von schwankenden Energiequellen wie Wind und PV ab. Da diese beiden Energiequellen die Energie nicht speichern sondern eben nur da ist, wenn der Wind weht oder/und die Sonne scheint. Das hat zur Folge, dass Windkraftanlagen und auch PV-Anlagen nur eingeschränkt gesteuert werden können.
Sind Wind und Sonne als Energiequelle vorhanden, so kann diese entsprechend abgegriffen werden. Ist zu viel Wind oder/und Sonne da können diese Anlagen zum Teil abgeregelt werden.
Ist aber Wind oder/und Sonne als Energieträger nicht vorhanden, dann gibt es keine Möglichkeit Energie abzugreifen. Dabei spielt es keine Rolle, wie viele PV-Anlagen und Windkraftanlagen wir haben. Wenn die benötigte Energiequelle nicht vorhanden sind, liefern alle Erneuerbaren eben keinen Strom
Bei den Erneuerbaren Kraftwerken wie Windkraftanlagen und PV-Anlagen ist das Hauptproblem, dass sie die Energie von volatilen Energieträgern abgreifen. Sie greifen nicht auf gespeicherte Energie zurück, sondern auf stark schwankende Energieträger.
Somit können solche Kraftwerke nur dann zur Stromproduktion eingesetzt werden, wenn die Energieträger Wind oder/und Sonne vorhanden sind.
Für Erneuerbare Energien müssen die Speicher noch gebaut werden, welche bei konventionellen Kraftwerken die Speicher bereits im Energieträger enthalten ist.
Für Erneuerbare Energien müssen die Speicher noch gebaut werden, welche bei konventionellen Kraftwerken die Speicher bereits im Energieträger enthalten ist.
Stromversorgung bis zum Jahr 2000
Bis etwa zum Jahr 2000 hat Deutschland seine Energie fast ausschließlich aus konventionellen Kraftwerken gewonnen. Hinzu kam ein Teil aus Wasserkraft und einige Biogasanlagen. Doch die meiste Energie wurde auf fossilen Brennstoffen und den Atomkraftwerken gewonnen. Ab dem Jahr 2000 begann man immer mehr sog. Erneuerbare Energie mit zu integrieren. Das waren Windkraftanlagen und PV-Anlagen, welche Strom produzierten und ins Stromnetz eingespeist hatten.
Da zu dieser Zeit der Anteil der Erneuerbaren Energien sehr gering war, war das auch kein Problem, diese Kraftwerke in das Stromnetz zu integrieren. Auch die schwankende Verfügbarkeit von Wind und PV war kein Problem, denn der Verbrauch schwankte über den Tag, die Woche und übers gesamte Jahr. Somit konnte man eh mit schwankender Stromnachfrage umgehen. Und wenn nun vereinzelt Windkraftanlagen und PV-Anlagen Strom in das Netz einspeisten, war eben die Strommenge, welche die konventionellen Kraftwerke liefern mussten, etwas geringer.
Prinzip der Doppelpufferung
Bis etwa zum Jahr 2000 war die Einspeisung der Erneuerbaren weitgehend beherrschbar, auch wenn immer mehr PV-Anlagen und Windkraftanlagen ans Netz gingen.
Das war beherrschbar, da das Prinzip der Doppelpufferung angewendet wurde.
Die Doppelpufferung sagt aus, dass wir zum einen die Erneuerbaren Quellen haben und diese vorrangig einspeisen dürfen, wenn sie liefern können. Liefern die Erneuerbaren Quellen wetterbedingt nicht, springen die konventionellen Kraftwerke ein und speisen den fehlenden Strom in das Stromnetz ein.
Deutschland war zu jeder Zeit in der Lage den benötigten Strom mit konventionellen Kraftwerken zu produzieren.
Der Vorteil dieses Konzeptes ist es, dass Brennstoffe eingespart werden können, wenn die Erneuerbaren Quellen liefern. Liefern sie jedoch nicht, stehen die konventionellen Kraftwerke zur Verfügung und produzieren den fehlenden Strom.
Der Nachteil dieses Konzeptes ist zum einen, dass kein einziges konventionelles Kraftwerk eingespart werden kann und zum Andern natürlich hohe Kosten verursacht. Denn es gab zum einen die Erneuerbaren Anlagen und auf der anderen Seite die konventionellen Kraftwerke. Wir hatten also den Kraftwerkspark doppelt. Das verursacht natürlich auch die doppelten Kosten, was sich auch auf den Strompreis auswirkt.
Stromversorgung nach dem Jahr 2000
Da nun immer mehr Kraftwerke der Erneuerbaren an das Netz gingen und gleichzeitig immer mehr konventionelle Anlagen vom Netz gingen, kam der Schnittpunkt an welchem es nicht mehr genügend konventionelle Kraftwerke gibt, um genügend Strom produzieren zu können, wenn die Erneuerbaren Quellen wetterbedingt nicht liefern können.
Das hat sich im November und Dezember 2024, vor allem am 12.12.2024 gezeigt. Zu dieser Zeit lieferten die Erneuerbaren wenig bis gar keinen Strom, da kein Wind wehte und auch die Sonne nicht schien.
Die Problematik der Erneuerbaren ist also das Fehlen der Speicher bei den zugrundeliegenden Energiequellen. Während fossile Brennstoffe Energie speichern und somit Energiespeicher sind, fehlt diese Speichereigenschaft bei den Erneuerbaren. Hier kann nur dann Energie abgegriffen werden, wenn Wind weht oder/und Sonne scheint. Ist das nicht der Fall, liefern die Erneuerbaren keinen Strom, ganz egal wie viele Windkraftanlagen und PV-Anlagen man aufstellt.
Erneuerbare erfordern den Bau von Speicher
Da die Erneuerbaren nur dann Energie in Strom umwandeln können, wenn der Wind weht oder die Sonne scheint, müssen dringend Speicher gebaut werden. Diese Speicher benötigen wir nur bei den Erneuerbaren. Bei den konventionellen Kraftwerken sind keine Speicher notwendig, da hier bereits die Energieträger selbst als Speicher dienen.
Das Fehlen der Speichereigenschaft bei den Erneuerbaren ist das Hauptproblem und auch die Herausforderung unsere Energieversorgung verlässlich aufzubauen. Eine fast unlösbare Herausforderung ist das deswegen, denn die Größe der Speicher ist einfach gigantisch, lediglich wenn ein Tag überbrückt werden soll.