Die unzuverlässige Windenergie

Der Wind weht so unregelmäßig, dass er keinen eigenständigen Beitrag zur Deckung des Strombedarfs machen kann. Die folgende Grafik gibt dafür ein Beispiel (Quelle: William Korchinski, The Limits of Wind Power, Figure 6):

Das obige Bild zeigt die Windstromeinspeisung in das Netz des deutschen Energieversorgers E.ON zu Weihnachten 2004. Am Weihnachtstag erreichte die Windleistung um 9.15 Uhr ihr Maximum von 6.024 MW, um dann in nur 10 Stunden auf 2.000 MW zu fallen. Dieser Leistungsabfall von über 4.000 MW entspricht der Kapazität von 8 Kohlekraftwerksblöcken von je 500 MW. Der Absturz in der Windstromzulieferung belief sich an jenem Tag zeitweise auf 16 MW je Minute, im Durchschnitt war es ein Rückgang von 6,7 MW je Minute. Vom ersten bis zum zweiten Weihnachtsfeiertag fiel die Windstromeinspeisung von 4.500 MW auf unter 40 MW.

Die nächste Grafik stellt für den Bereich der PJM Interconnection Region, die Delaware, Illinois, Indiana, Kentucky, Maryland, Michigan, New Jersey, North Carolina, Ohio, Pennsylvania, Tennessee, Virginia, West Virginia und den District of Columbia umfasst, für den Zeitraum vom 18.12.2008 bis zum 22.01.2010 den tatsächlichen Stromverbrauch der Windstromeinspeisung gegenüber, die angefallen wäre, wenn nur Windstrom zur Verfügung gestanden hätte (Bildquelle: William Korchinski, The Limits of Wind Power, Figure 11):

Man sieht, dass ständig entweder viel zu viel oder viel zu wenig Windleistung zur Verfügung steht. Um die heftigen Schwankungen der Windenergie auszugleichen, müsste man den Strom aus dieser Quelle in Überschusszeiten speichern, um bei Windflaute das Netz versorgen zu können. Nur Pumpspeicherwerke können das wirtschaftlich leisten, alle anderen Verfahren (Batterien, Luftkomprimierung) sind weit von der Marktreife entfernt. Für die PJM Interconnection Region würde man unter der obigen Bedingung einen Speichersee von 5.200 km² benötigen, der 30 m tief ist. Es ist offenkundig, dass derartige Monsterbauwerke nicht realisierbar sind.

Das bedeutet: je höher der Anteil des Windstroms, desto instabiler wird das Netz, denn die schwankende Verfügbarkeit des Windes macht die hohe Verlässlichkeit der konventionellen Kraftwerke immer unbedeutender. Windkraftanlagen können daher die herkömmlichen Kraftwerke nicht ersetzen, sondern sie zwingen sie in einen Backup-Modus, in dem sie unwirtschaftlich arbeiten müssen.

E.ON stellt dazu fest (Wind Report 2005, Seite 9): "As wind power capacity rises, the lower availability of the wind farms determines the reliability of the system as a whole to an ever increasing extent. Consequently, the greater reliability of traditional power stations becomes increasingly eclipsed. As a result, the relative contribution of wind power to the guaranteed capacity of our supply system up to the year 2020 will fall continuously to around 4%. In concrete terms, this means that in 2020, with a forecast wind power capacity of over 48,000 MW, 2,000 MW of traditional power production can be replaced by these wind farms."