Der deutsche Strommix - Januar 2019

Von jetzt an soll regelmäßig über deutsche Stromproduktion aus regenerativen und anderen Quellen berichtet werden. Die Informationen stammen vom Agorameter.

Den Anfang macht der Januar 2019.

Deutschlands Stromproduktion im Januar 2019

Da gab es einige Tage, wo der Beitrag des Windes sehr dürftig war, vor allem in der zweiten Monatshälfte. Allein der Strom aus Photovoltaik kann gelegentlich ein wenig aufblitzen. Auch wenn die Produktionsspitzen der regenerativen Energien kurzzeitig in die Nähe der Verbrauchswerte gelangen, so ist doch in der weitaus überwiegenden Zahl der Tage der Strom aus Wind und Sonne weit ab vom Schuss. Sozusagen ein typischer Januar.

Eine kurze Geschichte der Kohle (3) - Blick auf die Gegenwart

Ende 2018 wurde die letzte deutsche Zeche (Prosper Haniel) geschlossen. Damit ging eine langjährige Tradition zu Ende. Und zwar völlig sang- und klanglos. Einige Medien berichteten darüber.

Wie in zwei früheren Postings dargelegt, steht die Nutzung der Kohle als Energielieferant am Anfang der Industrialisierung in Großbritannien und Deutschland (und anderen Ländern). Der erste Weltkrieg führte zu einer Zäsur dieser Entwicklung. Bald darauf begann das Erdöl seinen Siegeszug und verdrängte die Kohle vor allem im Bereich der Mobilität.

Vor allem in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts ging die Kohleförderung in Europa stark zurück, in erster Linie aus Kostengründen. Importkohle aus Australien, Nord- und Südamerika und China war deutlich günstiger und einfacher zu gewinnen.

Noch gibt es in Europa etliche mit Kohle befeuerte Kraftwerke, die die nötige Grundlast der Elektrizitätsversorgung liefern, doch nicht mehr lange, wie das Beispiel Deutschland zeigt. Und so scheint es dem Bewohner der Alten Welt, dass das fossile Zeitalter endgültig an sein Ende gekommen sei.

Doch dieser Eindruck täuscht. Ein Blick nach China zeigt, dass der gewaltige ökonomische Aufschwung, den das Land erlebte, zu einem nicht unwesentlichen Teil von der Nutzung der Kohle getrieben wurde. Beinahe meint man, ein déjà-vu-Erlebnis zu haben. Ebenso wie auf dem europäischen Kontinent im 19. Jahrhundert, so ist der wirtschaftliche Aufstieg Chinas unmittelbar mit der Verfügbarkeit fossiler Energien verknüpft.

Man sehe sich folgende Graphik an, deren Rohdaten aus der Statistical Review of World Energy von BP stammen.

Fig. 1 Kohleverbrauch in ausgewählten Ländern.

Spätestens jetzt wird klar, dass all die Bemühungen um den Kohleausstieg in Ländern wie Großbritannien und Deutschland (und anderswo) eigentlich nur ein laues Hintergrundrauschen sind verglichen mit der jüngsten Entwicklung im Reich der Mitte. Es versteht sich von selbst, dass die entsprechenden Daten über die CO2-Emissionen ein analoges Bild liefern. Auch hier spielt die Musik längst nicht mehr in Europa. Selbst die USA haben in den letzten Jahren ihren Kohleverbrauch spürbar reduziert.

Auch wenn wir in Europa die Kohle zum Auslaufmodell erklären - die weltweite Entwicklung spricht jedenfalls eine deutlich andere Sprache. Das sollte man sich vor Augen halten.

Energieverbrauch in der Praxis - Jahresbilanz 2018

Der Energieverbrauch eines Hauses in Luxemburg war bereits zweimal Thema dieses Blogs, nämlich hier und hier.

Heute wollen wir die Verbrauchswerte in den letzten beiden Jahren vergleichen. Wie bereits früher berichtet, ist das Haus voll elektrifiziert, d.h. auch die Heizung erfolgt elektrisch, und zwar mittels einer Luft-Luft-Wärmepumpe.

Der Gesamtenergieverbrauch fiel 2018 etwas geringer aus als 2017. Besonders interessant ist hier der Vergleich der ersten beiden Monate des Jahres. Der Januar 2018 zeichnete sich durch relativ milde Temperaturen aus, es gab nur wenige Tage mit Werten unter Null. Im Gegensatz dazu war der Februar 2018 wesentlich kälter als der vorgehende Monat. Entsprechend hoch fiel der Energieverbrauch aus. Da konnten auch die besseren Produktionszahlen der Sonnenkollektoren nicht wirklich gegensteuern. Auch der März 2018 war noch recht kühl, was sich an Fig. 1 ablesen lässt. Gleichzeitig war die Kollektorleistung in diesem Monat schwächer als im Jahr davor. Erst im April wurde es dann spürbar wärmer, was sich entsprechend im Verbrauch niederschlug.

Gesamtenergieverbrauch:

2017: 9750 kWh

2018: 9240 kWh

Fig. 1 Gesamtenergieverbrauch eines Einfamilienhauses 

Die Solarkollektoren lieferten 2018, aufgrund der besonders sonnigen Witterung, deutlich mehr als im Jahr zuvor. Bemerkenswert die überdurchschnittlich guten Produktionswerte von Juli bis Oktober.

Solarthermie:

2017:  3169 kWh

2018:  3776 kWh

Fig. 2 Energiebereitstellung durch Solarkollektoren

Das bedeutet, dass in der warmen Jahreszeit der gesamte Warmwasserbedarf von den Solarkollektoren abgedeckt werden konnte. Ja, mehr als das. Es ergab sich sogar ein Überschuss, der quasi ungenutzt verpuffte, weil in den warmen Monaten mehr produziert wurde als benötigt.

Solarkollektorüberschuss:

2017: 130 kWh

2018: 550 kWh

Es ist eben das alte, hier schon mehrfach angesprochene Dilemma, das sowohl für die Photovoltaik als auch für die Warmwasser produzierenden Solarkollektoren gilt: Im Sommer zuviel, im Winter zuwenig. Nur in der Übergangszeit (März, April, September, Oktober) kann die Solarthermie einigermaßen zur Heizleistung beitragen. In den Wintermonaten ist der Beitrag so gut wie vernachlässigbar.

Der Heizwärmebedarf des Hauses lag 2018 bei rund 18 kWh/m^2.

Photovoltaik in der Praxis - Jahresbilanz 2018

Eine PV-Anlage in Linz, deren Daten mir regelmäßig zur Verfügung stehen, war schon mehrmals Thema auf diesem Blog (hier und hier). Die Anlage hat eine Maximalkapazität von 2,4 kWp.

Inzwischen liegen alle Produktionswerte für 2018 vor, und wir werden einen kurzen Blick darauf werfen.

Fig. 1 Stromproduktion eine PV-Anlage in Linz

Gerade in der zweiten Jahreshälfte waren die Erträge überdurchschnittlich. Kein Wunder angesichts eines überaus sonnenreichen Sommers. Dagegen fiel das erste Halbjahr etwas schwächer aus.

Die Gesamtproduktion betrug im letzten Jahr 1894,0 kWh. Das wiederum entspricht einem Kapazitätsfaktor von 8,9%, d.h. die Anlage lieferte 8,9% der Strommenge, zu der sie theoretisch in der Lage ist.

Insgesamt ergibt sich für das Jahr 2018 ein Autarkiegrad von 21%, was den Stromverbrauch betrifft. Mit anderen Worten: 21% des gesamten Stromverbrauchs im Haushalt wurden von der PV-Anlage abgedeckt.

Hätte das Haus auch eine Batterie mit einer Kapazität von 2,5 kWh, so könnte die Autarkie auf 36% gesteigert werden.

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.

Ein Beinahe-Blackout in Frankreich

Am 10. Januar gegen 21 Uhr schrammte Frankreich an einem Stromblackout vorbei. Der Grund: mangelnde Stromimporte aus Deutschland und Belgien. Dadurch kam es zu einem Versorgungsengpass im französischen Stromnetz. Einige Großverbraucher (mit mehr als 1500 MW) mussten sofort vom Netz genommen werden, um größere Ausfälle zu vermeiden.

Zwar bemüht sich der Bericht von france inter, explizite Vorwürfe gegen Deutschland und Belgien zu vermeiden, indem pflichtschuldig davon gesprochen wird, dass das europäische Stromnetz sehr eng miteinander verwoben ist. Andererseits wird aber darauf hingewiesen, dass zum fraglichen Zeitpunkt Strom aus diesen beiden Nachbarländern importiert wurde.

Auf einer deutschen Webseite ist zu sehen, dass an jenem Tag die Stromerzeugung aus regenerativen Quellen (vor allem Wind und Solar) extrem gering war. Zur fraglichen Zeit lieferten die deutschen Windturbinen nur gut 4 GW während die Photovoltaik naturgemäß pausierte.

Wie in einem früheren Beitrag besprochen, sind großflächige Windflauten in Europa gar nicht so ungewöhnlich, sodass der Hinweis auf das eng verflochtene europäische Stromnetz in dieser Hinsicht ins Leere läuft. Denn, so ist zu vermuten, auch andere Länder wie UK, die Schweiz oder Spanien hatten nicht die entsprechenden Stromüberschüsse, um den Mangel in Frankreich auszugleichen.

Spannende Zeiten.

Grüne Mythen - El Hierro

Ein Update zum grünen Vorzeigeprojekt El Hierro bietet Roger Andrews auf Energy Matters. 2018 lieferte die Kombination aus regenerativen Energien und einem großen Wasserspeicher 56,6% der lokalen Elektrizität und deckte 13,0% des Energiebedarfs.

Hier ein Bild, das die Entwicklung seit Projektbeginn zeigt:

Fig. 1 Stromerzeugung durch regenerative Quellen und Dieselaggregate aus El Hierro. Quelle: http://euanmearns.com/el-hierro-fourth-quarter-2018-performance-update/

Von einer völlig autarken Energieversorgung auf der Insel ist man also noch meilenweit entfernt und das trotz sehr guter Voraussetzungen. Ohne den Einsatz von Dieselgeneratoren sähe es auf El Hierro ziemlich mau aus.