Erläuterungen und Quellen
Hier dieselbe Tabelle, mit einer Dezimalstelle mehr und Quellenangaben:
| 1. Spalte | 2. Spalte | 3. Spalte | 4. Spalte | 5. Spalte |
| Leistung | Strommenge | |||
| Jan. 2014 | Mittelwert | Juli 2014 | ||
| Solar | 35,65 GW | 0,8 TWh | 2,48 TWh [a] | 8 TWh |
| Wind | 32,51 GW | 6,1 TWh | 3,93 TWh [a] | |
| Gas | 27,24 GW | 4,1 TWh | 3,28 TWh [a] | |
| Steinkohle | 24,91 GW | 10,0 TWh | 9,19 TWh [a] | |
| Braunkohle | 21,24 GW | 12,3 TWh | 12,09 TWh [a] | |
| Kernenergie | 12,1 GW | 8,1 TWh | 7,69 TWh [a] | |
| Biomasse | 7,15 GW | 5,2 TWh | 3,55 TWh [d] | |
| Wasserkraft | 3,87 GW | 1,3 TWh | 1,28 TWh [a] | |
| Summe | 164,67 GW | 47,9 TWh | 43,49 TWh | |
| Verbraucher | 60 GW | 45 TWh | 46,67 TWh [b] | |
| Export | 1,8 TWh | 2,62 TWh [c] | ||
| Speicher | 7 GW | (0,04 TWh) |
Quelle: www.ise.fraunhofer.de
zu den Downloads
Es wurden folgende Dateien zur Bearbeitung heruntergeladen:
„Folien: Stromproduktion aus Solar- und Windenergie im Jahr 2014 [PDF document 2.6 MB]“ und
„Folien: Stromproduktion aus Solar- und Windenergie im Jahr 2013 [PDF document 12.1 MB]“.
Diese Dateien werden von Frauenhofer ISE in Abständen aktualisiert und erscheinen dann beim Download (Herunterladen) unter verändertem Namen. Bei der Ausarbeitung dieses Artikels erschien die erste Datei („Folien: … 2014“) unter dem Namen „Stromerzeugung_2014_KW7.pdf“ und die zweite Datei („Folien: … 2013“) unter dem Namen „Solar_Wind_2013_13b“. Inzwischen (am 13.03.2014) sind „Stromerzeugung_2014_KW10.pdf“ bzw. „Solar_Wind_2013_14a“ die aktuellen Datei-Namen nach dem Download.
2. Spalte, installierte Leistungen am 16.10.2013: siehe Datei „Stromerzeugung_2014_KW7.pdf“, Seite 3, Bei Windenergie: 32,005 GW Onshore; 0,508 GW Offshore
Die Leistung 60 GW aller Verbraucher wurde aus den Diagrammen der Datei „Solar_Wind_2013_13b“ Seite 56 bis 93 als eine Art Mittelwert abgeschätzt. Man sieht, dass Spitzen bis 80 GW auftreten (z. B. Diagramm Seite 93). Bei den Diagrammen handelt sich es zwar um die Stromproduktion, die Leistung für den Export liegt vermutlich aber immer unter 10 GW (z. B. Diagramm Seite 80), so dass die 60 GW als nicht zu hoch gegriffen erscheinen. Nachts kann die Leistung auch unter 50 GW absinken. Für eine genaue Analyse der Stromproduktion und des Stromverbrauches müsste man die Diagramme genau studieren und weitere Informationen heranziehen. Für unsere Betrachtung, dass eine immer weiter ansteigende Stromproduktion mit Energiequellen, die stark schwanken, zu schweren Problemen führen wird, wenn nicht gegengesteuert wird, reichen unsere Zahlen aber völlig aus.
3. Spalte, Stromerzeugung im Januar 2014: siehe Datei „Stromerzeugung_2014_KW7.pdf“. Die Zahlen wurden aus folgenden Diagrammen abgeschätzt (Die Zahlen sind die Seitennummern): Solar 9, 12, Wind 10,12, Wasser 14, Biomasse 15, Kernenergie 16, Braunkohle 17, Steinkohle 18, Gas 19, Export 20 (genauer „Exportüberschuss“ im Jan. 2014, Export 5,0 TWh, Import 3,2 TWh)
4. Spalte, Mittlere Stromerzeugung pro Monat im Jahr 2013: Dazu wurde der Jahresverbrauch durch 12 geteilt. Die Jahresverbräuche wurden der Datei „Solar_Wind_2013_13b“ entnommen.
[a] Seite 5, in TWh Solar 29,7; Wind 47,2; Gas 39,4; Steinkohle 110,3; Braunkohle 145,1; Kernenergie 92,3; Biomasse (Biogas fehlt); Wasserkraft 15,4
[b] Seite 2 (Nettostromverbrauch 560 TWh)
[c] Exportüberschuss 2013: 31,4 TWh; Export 70,4 TWh und Import 38,9 TWh
[d] Biogas 42,6 TWh /Link/ (pdf, 43 KB)
5. Spalte, nur zur Abschätzung: 5,0 / 22,1 * 35,7 = 8,1 (gerundet in der Tabelle: 8 TWh), dabei ist 5,0 TWh der im Juli 2013 erzeugte Solarstrom, 35,65 GW die am 16.10.2013 installierte Leistung, 22,1 GW die etwa ein Jahr davor installierte Leistung
Letzte Zeile: Die Speicherleistung 7 GW und die Gesamtspeicherkapazität 0,040 TWh = 40 GWh wurde aus dem Artikel „Energiewende - quo vadis?“,Physik Journal, Dezember 2013, Seite 37, entnommen.
Situation: Gas 12 GW, Steinkohle 20 GW, Braunkohle 20 GW, Kernenergie 12 GW, Wasserkraft 2 GW = 66 GW.
Diagramm Seite 93, 12.12.2013 abends: Gas 12 GW, Steinkohle 20 GW, Braunkohle 20 GW, Kernenergie 12 GW, Biomasse ? GW (vielleicht im „Gas“ enthalten), Wasserkraft 2 GW = 66 GW.
Eine andere Situation: Aus Datei „Solar_Wind_2013_13b“ Diagramm Seite 88, 17.07.2013 abends: Gas 3 GW, Steinkohle 15 GW, Braunkohle 17 GW, Kernenergie 9 GW, Biomasse ? GW (vermutlich im „Gas“ enthalten), Wasserkraft 2 GW = 46 GW. Offenbar wurde zu diesem Zeitpunkt nicht so viel Strom benötigt. Das Diagramm zeigt sehr gut die Spitzen vom Solarstrom bis 24 GW am Mittag und die völlig unzureichende Speicherleistung der Pumpspeicherkraftwerke.
Grundlastkraftwerke, mit Vorrang betriebene Kraftwerke, Ersatzkraftwerke
Bevor die regenerativen Energien eine Rolle spielten (also im letzten Jahrtausend), wurden die Kraftwerke zur Stromerzeugung - ohne genaue Abgrenzung - in Grundlast-, Mittellast- und Spitzenlastkraftwerke eingeteilt. Grundlastkraftwerke erzeugen den Strom, der immer gebraucht wird. Es sind Kraftwerke mit hohen Fixkosten und niedrigen Brennstoffkosten, nämlich Braunkohle- und Kernkraftwerke (auch Wasserkraftwerke). Am anderen Ende stehen die Spitzenlastkraftwerke mit möglichst geringen Baukosten, aber hohen Brennstoffkosten, im Allgemeinen die Gaskraftwerke. Dazwischen sind die Mittellastkraftwerke, wie Steinkohlekraftwerke.
Da Braunkohle- und Kernkraftwerke immer mit Volllast laufen sollen (um die Kapitalkosten auszugleichen), wurde auch kein Wert daraufgelegt, dass ihre Leistung geregelt werden kann. Auf der anderen Seite können Gaskraftwerke bei Bedarf sehr schnell hochgefahren werden.
Inzwischen hat sich die Situation grundlegend geändert: Es gibt seit einigen Jahren Kraftwerke, die per Gesetz allen Strom, den sie gerade erzeugen, ins Netz einspeisen dürfen und zwar ohne Rücksicht darauf, ob der Strom gebraucht wird oder nicht. Es handelt sich dabei im Wesentlichen um Photovoltaikanlagen, Windkraftwerke und Biogasanlagen. Die Biogasanlagen erzeugen sehr gleichmäßig Strom, wir haben sie deshalb in unserer Einteilung bei den Grundlastkraftwerken aufgenommen. Die Photovoltaikanlagen und Windkraftwerke wurden in unserer Beschreibung in die Gruppe der mit Vorrang betriebenen Kraftwerke aufgenommen. Da die Leistung dieser Kraftwerke abhängig von Sonne und Wind sind, müssen Ersatzkraftwerke bereitstehen, die dann – wenn erforderlich - die Leistung übernehmen. Dafür hat die Stromwirtschaft zunächst die früheren Spitzenlastkraftwerke, also Gaskraftwerke, eingesetzt, da diese am besten geregelt werden können. Inzwischen sind - wie z. B. die Diagramme, Seite 82 bis 93, in der Datei „Solar_Wind_2013_13b“ (zu den Downloads) zeigen -, auch Steinkohlekraftwerke hinreichend schnell regelbar. Für Näheres s. /Link/.
Wie wir mit unseren Zahlen zeigen wollen, wurden inzwischen so viele Photovoltaik- und Windkraftanlagen installiert, dass die vorhandenen Ersatzkraftwerke und Speicherkraftwerke gerade noch die Schwankungen dieser mit Vorrang betriebenen Kraftwerke ausgleichen können.
Man kann jetzt daran gehen, zu erforschen, wie die Regelung der Braunkohlekraftwerke verbessert werden kann, damit auch diese teilweise als Ersatzkraftwerke dienen können /Link/.
Aber falls die Photovoltaikanlagen und Windkraftwerke weiterhin so ungezügelt wie bisher ausgebaut werden, lässt sich leicht absehen, wann dieser Strom entweder „vernichtet“ werden muss oder das Netz zusammenbricht, weil der Regelbereich überschritten wird.
36 GW
Siehe Diagramm auf Seite 43 in der Datei „Solar_Wind_2013_13b“ (zu den Downloads). Man muss aber damit rechnen, dass dieser Wert ansteigen wird, da Photovoltaik und Windkraft immer noch ausgebaut werden.
Das Quotenmodell in Schweden, das sogenannte "Elcertifikatsystemet"
Nach diesem Modell wird für die erneuerbare Energie im Unterschied zu Deutschland keine Einspeisevergütung bezahlt. Dafür bekommt jeder Stromproduzent, der erneuerbare Energie ins Netz einspeist und eine Zulassung seiner Produktionsanlage von der schwedischen Energiebehörde hat, für jede produzierte MWh von der schwedischen Netzbehörde ein Zertifikat, das der Stromerzeuger weiterverkaufen kann. Der Stromproduzent von erneuerbarer Energie verdient also am Verkauf des Stromes und der Zertifikate. - Einige vom Gesetz festgelegte Stromverbraucher müssen für einen vom Gesetz festgelegten Anteil (2008: 16,3%) ihres benötigten Stromverbrauches entsprechend viele Zertifikate vorweisen. Fehlen Zertifikate, dann müssen sie eine Strafgebühr bezahlen.
Auf diese Weise wird erreicht, dass Strom aus erneuerbaren Energiequellen abgenommen wird, auch wenn er teurer ist als konventionell erzeugter Strom. Aber es kommen nur die Erzeuger zum Zuge, die am billigsten anbieten können. Im Unterschied zu unserem System mit Einspeisevergütungen bleibt beim Quotenmodell die freie Marktwirtschaft bei den regenerativen Energien bestehen. Auch den Preis für die Zertifikate regelt der Markt. Die zusätzlichen Kosten für den Endverbraucher durch das System mit den Zertifikaten liegt in Schweden unter 1 Cent pro kWh. Im Vergleich dazu beträgt die EEG-Umlage in Deutschland über 5 Cent pro kWh. Allerdings sind die Voraussetzung in Schweden und Deutschland unterschiedlich, so dass es einer genauen Analyse bedarf, ob das System mit den Einspeisevergütungen beibehalten werden sollte oder auch in Deutschland ein (evtl. modifiziertes) Quotenmodell besser wäre.
/Link1/, /Link2/ (pdf, 187 KB), Liste der bis 2035 geplanten Quoten /Link3/
11.03.2014 r (letzte Änderungen am 17.03.2014)