Langzeitprognosen beim Wetter

Im folgenden Bild sehen Sie eine 10-Tagesprognose für Luxemburg von kachelmannwetter.com. Die Vorhersage gilt ausschließlich für den Temperaturverlauf, beinhaltet also keinerlei Aussagen über Wind, Sonne, Regen etc.

Bemerkenswert ist, dass die verschiedenen Modelle während der ersten drei Tage kaum nennenswerte Differenzen aufweisen, dann aber spürbar auseinander laufen. Ab dem vierten Tag werden die Prognosen immer unsicherer und sind dann kaum noch brauchbar.

Wie gesagt, hier geht es nur um einen Parameter, nämlich die Temperatur. Über alle anderen Wetterphänomene ist damit noch gar nichts ausgesagt. Man geht aber nicht fehl in der Annahme, dass entsprechende Prognosen mit eben solchen Unsicherheiten befrachtet sind wie im Fall der Temperaturvorhersage.

Der Grund für das Auseinanderlaufen der Modelle liegt in der komplexen Natur der Wetterphänomene, die nur eine näherungsweise Beschreibung erlauben. Die Fehlerbalken der einzelnen Modelle werden mit zunehmender Länge der Prognose immer größer, was das Bild sehr schön zum Ausdruck bringt.

Gibt es noch andere komplexe Systeme, die nicht auf lange Sicher vorhersagbar sind? Ja, und zwar eine ganze Menge. Eines davon ist das Klima. Die mathematischen Gleichungen, die die Klimamodelle dominieren, entsprechen durchaus jenen für die Wettervorhersage, insbesondere was die Unsicherheit bei Langzeitprognosen betrifft.

Langfristige Klimaprognosen sollten deshalb immer die Fehlergrenzen mit angeben, ansonsten kann man sie nicht ernst nehmen.

Falsche Prognosen: Norwegens Ölförderung

Es muss etwa 2001 oder 2002 gewesen sein, als ich in einer Fachpublikation las, dass (nach damaligem Stand) Norwegens Ölförderung in rund 15 Jahren zu Ende gehen würde. Leider finde ich das Originalzitat nicht mehr. Gleichwohl hat es mich derart beeindruckt, dass ich mich noch heute daran erinnere.

Da war sie also: eine Vorhersage mit klarer Aussage und einem festen und noch dazu kurzfristigen Horizont. 15 Jahre ist eine Zeit, die man recht gut überblicken kann. Man vergleich das mal mit Aussagen anderer Prognosen, die das Jahr 2100 betreffen, das die meisten der heute Lebenden wohl nicht mehr erleben dürften.

Und wie ist es um die Ölförderung in Norwegen inzwischen bestellt?

Schauen Sie sich mal dieses Bild an, dessen Rohdaten aus der BP Statistical Review of World Energy stammt.

Verglichen mit dem Spitzenwert, der um die Jahrtausendwende erzielt wurde, ist die Förderung um etwa die Hälfte zurückgegangen.

Aber von der Nulllinie sind wir noch ein gehöriges Stück weit entfernt.

Soviel zur Qualität von Prognosen. In Fachpublikationen.

Was lässt sich daraus für andere Vorhersagen ableiten?

Zwangsabschaltung im Namen der Energiewende

Die Schwankungen der Wind- und Solarstromerzeugung fordern ihren Tribut. So müssen, wenn Angebot und Nachfrage nicht in Einklang gebracht werden können, Zwangsabschaltungen dafür sorgen, dass das Stromnetz einigermaßen stabil bleibt. Die FAZ berichtete unlängst darüber.

Was bis vor kurzer Zeit lediglich in den Studierstuben von Energieexperten diskutiert wurde, hat nun die Ebene der Realität erreicht. Die Fluktuationen des Stromnetzes werden mitunter so groß, dass Verbraucher vom Netz getrennt werden müssen, um größere Unbill zu vermeiden.

Am Mittag des 14. Dezember 2018 gab es in Deutschland "zu wenig Elektrizität". Wie kann das sein? Nun, die FAZ zitiert die Netzbetreiber mit den Worten: "Prognosefehler bei den erneuerbaren Energien aufgrund einer seinerzeit komplexen Wetterlage". Konkret heißt das, bestimmte Vorhersagemodelle haben eine gewisse Strommenge (aus regenerativen Quellen) in Aussicht gestellt, die allerdings zum fraglichen Zeitpunkt sich nicht einstellen wollte. Folglich war dann das Angebot geringer als die Nachfrage. Wenn in dieser Lage keine weiteren Kapazitäten (etwa über Importe) zur Verfügung stehen, müssen eben manche Verbraucher ohne Strom auskommen. So kann´s gehen.

In der Tat herrschte in diesen Tagen in Deutschland eine relative Flaute, was Wind und Sonne betrifft (siehe hier).

In solchen Situationen, wo also die Stromerzeugung (+ Importe) nicht ausreicht, um die Nachfrage zu decken, werden Großverbraucher zeitweilig vom Netz genommen. Dass dies gar nicht so selten vorkommt, zeigt ein Brief von Hydro Aluminium, indem es heißt: "Bisher sind dieses Jahr 78 Abschaltungen alleine der Aluminiumhütten erfolgt." Neben den Produktionsausfällen besteht auch die Gefahr, dass technische Anlagen Schaden nehmen.

Netzbetreiber müssen die Nachfrage für den nächsten Tag prognostizieren. Dafür schätzen sie ab, wie viel Wind- und Sonnenstrom anfällt. Der hat im Netz Vorfahrt vor Elektrizität aus Atom-, Kohle- oder Gaskraftwerken. Kommt es zu Prognosefehlern, müssen abschaltbare Lasten ran, wie an jenem Freitag im Dezember. Die Fehler können groß ausfallen, wie die Netzbetreiber gelernt haben. Bei Hochnebel kann die Abweichung zwischen am Vortag geschätzter und realisierter Sonnenstromgewinnung 8000 Megawatt betragen. Das sind 10 Prozent vom Verbrauch.

Es geht mithin um recht ordentliche Stromkapazitäten, die hier quasi lotteriemäßig zur Verfügung stehen oder eben auch nicht. Da kann einem unerwarteter Nebel einen Strich durch die Rechnung machen.

Die Frage, ob eine hochtechnisierte, moderne Industriegesellschaft allein mittels regenerativer Energien (und ohne ausreichende Speichermöglichkeiten) versorgt werden kann, dürfte damit beantwortet sein. Und das, obwohl der Anteil der Regenerativen am Strommix noch deutlich unter 50% liegt.

Wenn nach dem Atom- auch der Kohleausstieg erst mal vollzogen ist, steht turbulenten Zeiten eigentlich nichts mehr im Wege.