Weht irgendwo immer Wind für eine Grundversorgung mit Strom?

Fakten zur Stromerzeugung, Juni 2017

von VGB PowerTech e. V.

Windenergie in Deutschland und Europa

Status quo, Potenziale und Herausforderungen in der Grundversorgung mit Elektrizität

Teil 1: Entwicklungen in Deutschland seit 2010
Thomas Linnemann, Guido S. Vallana

Unverdächtige Branchenstudie zum Unsinn der Windenergieerzeugung

Die Studie eines internationalen Fachverbandes für Speichertechnologie weist die Ineffizienz der Stromerzeugung durch Windenergie anhand einer Plausibilitätsüberprüfung zeitlich synchronisierter Transparenzdaten nach. (Erinnert ein wenig an die Methodik der ebenso unverdächtigen Registerstudie der Gesellschaft zur Krebsbekämpfung in Dänemark zu Schallerkrankungen)
Diese Arbeit bestätigt einmal mehr die vielen Untersuchungen und Ausführungen der vergangenen Jahre zum Thema, z.B. der Deutschen Physikalischen Gesellschaft “Elektrizität: Schlüssel zu einem nachhaltigen und klimaverträglichen Energiesystem” von 2010.

Mit jedem Jahr mehr Daten und immer wieder die gleiche Bestätigung des Windkraftwahnsinns.
Auch eine schöne Bestätigung für den Weg, den die neue CDU-FDP-Koalition in NRW eingeschlagen hat und die klaren Worte von Christian Lindner bei der Vorstellung des Koalitionsvertrags, das ihm heftiges Bashing durch ärgerliche Lobbyisten und natürlich die Medien beschert hat.

Wer dennoch den Weg der weiteren Landeszerstörung durch eine massenhafte Bebauung mit WEA zur Erreichung eines 300%-Ziels geht, um die Bedürfnisse von Windkraft-Lobbyisten zu befriedigen und eigene Ideologien auszuleben wie die neue Koalition in SH unter Federführung des Energiewendeministers Habeck, GRÜNE, der handelt nicht fahrlässig, sondern vorsätzlich.
Das wird sich vermutlich nicht nur bei den nächsten Wahlen rächen.
JR
Mit Dank an alle Zusender der VGB-Studie!

Im Folgenden einige der Hauptsätze – gern zum Weitergeben an Politik-, Behörden- und Medienvertreter., in der Hoffnung, dass nicht alle lobbyabhängig und ideologisiert sind.

Fakten zur Stromerzeugung, Juni 2017

Fakt:
Die Nennleistung sämtlicher Windenergieanlagen in Deutschland hat sich in den letzten 16 Jahren auf 50.000 MW verachtfacht.

Wussten Sie, dass

  1. … die Leistungseinspeisungen aller Windenergieanlagen stark fluktuieren?
  2. … die Nennleistung sämtlicher Windenergieanlagen niemals erreicht wird?
  3. … die Minimalwerte seit Jahren fast unverändert kleiner als 150 MW sind?
  4. … Offshore-Windenergie ebenfalls stark schwankende Leistungen liefert?
  5. … die Leistungseinspeisungen aus Windenergie nicht normalverteilt sind?
  6. … die intuituiv vermutete Glättung nur in geringfügigem Maße eintritt?
  7. … Windenergie praktisch nicht zur Versorgungssicherheit beiträgt?
  8. … Windenergie fast 100 % planbare Backup-Technik erfordert?

Ausgangspunkte

  • Transparenzdaten für Deutschland
  • Zeitreihen zur Stromversorgung
  • Auflösung in Viertelstundenwerten
  • Nennleistung der Windenergieanlagen
  • Gesamtleistung der Windenergieanlagen
  • Gesamtleistung der Verbraucher (Last)

Hinweis

  • Keine eigene Daten, sondern Plausibilitätsüberprüfung zeitlich synchronisierter Transparenzdaten (UTC: koordinierte Weltzeit)
  • Lineare Interpolation bei Datenlücken
  • Verifizierung interpolierter Werte auf Basis weiterer Datenquellen

Kernfrage

Weht irgendwo immer Wind für eine Grundversorgung mit Strom?

Fazit

Deutschland

Windstromproduktion von 2010 bis 2016 auf 77 TWh verdoppelt
Gesamte Nennleistung von 2010 bis 2016 auf 50 GW fast verdoppelt
Trotz verdoppelter Nennleistung kein Beitrag zur Versorgungssicherheit
Seit 2010 unveränderte gesicherte Leistung von 1 % der Nennleistung
Keine Normalverteilung für Leistungseinspeisungen aus Windenergie
Hohe Volatilität der Leistungseinspeisungen auch auf dem Meer
Geringere Ausnutzung im Vergleich zu anderen Ländern
Bedarf an 100 % planbarer Backup-Leistung
Dringender Bedarf an Speichertechnik

Optionen für eine künftige Grundversorgung mit Strom

  • Kernenergie – Politisch unerwünscht
  • Kohle – Politisch unerwünscht
    Gilt auch für CCS-Technologien
  • Gas – Brückentechnologie
    Importabhängigkeit
  • Biomasse – Eingeschränkt verfügbar
    Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion
  • Wasserkraft – Eingeschränkt verfügbar
    Praktisch weitgehend ausgeschöpft
  • Photovoltaik – Allein unzureichend, Komplementärtechnik erforderlich
    Beitrag nachts: Null
  • Windenergie – Allein unzureichend, Komplementärtechnik erforderlich
    Unstet verfügbar, große Korrelationslängen der Windstromproduktion

VGB-Faktencheck: Zusammenfassung

  1. Die Leistungseinspeisungen aller Windenergieanlagen fluktuieren stark.
  2. Die Nennleistung sämtlicher Windenergieanlagen wird niemals erreicht.
  3. Die Minimalwerte sind seit Jahren fast unverändert kleiner als 150 MW.
  4. Offshore-Windenergie liefert ebenfalls stark schwankende Leistungen.
  5. Die Leistungseinspeisungen aus Windenergie sind nicht normalverteilt.
  6. Die intuituiv vermutete Glättung tritt nur in geringfügigem Maße ein.
  7. Windenergie trägt praktisch nicht zur Versorgungssicherheit bei.
  8. Windenergie erfordert fast 100 % planbare Backup-Technik.

VGB PowerTech e.V.
Thomas Linnemann, Guido Vallana
Deilbachtal 173, 45257 Essen, Germany
thomas.linneman@vgb.org, guido.vallana@vgb.org
Vorsitzender des Vorstandes: Dr. Hans Bünting
Geschäftsführer: Erland Christensen
Registergericht: Amtsgericht Essen
Registernummer: VR 1788
www.vgb.org

 

Erkenntnisse

  • Nennleistung seit 2010 nahezu auf 50 GW verdoppelt
  • Windstromproduktion auf 77 TWh mehr als verdoppelt
  • Kein Anstieg der Minimalleistung (¼-h-Wert) seit 2010
  1. Technik
    Schwachlastfähigkeit großer Windturbinen
  2. Statistik
    1. Leistungseinspeisungen nicht normalverteilt
    2. Hohe Wahrscheinlichkeit für niedrige Werte
    3. Gesicherte Leistung kleiner als 1 % der Nennleistung
    4. Hohe Volatilität der Leistungen auch auf dem Meer
    5. Bedarf an 100 % planbarer Backup-Leistung

Deutschland: Effizienz der Windstromproduktion

Erkenntnisse

Außerordentliches Windjahr 2015 mit ausgeprägter Produktion deutlich über langjährigen Durchschnittswerten (2005 bis 2014)

 

Maximalwerte im November und Dezember 2015 (Allzeithoch)

Im Jahr 2016 keine Maximalwerte oberhalb von 10 TWh

Einflussfaktoren auf monatliche Windstromproduktion

Winddargebot des betrachteten Jahres (Energiemeteorologie)

Zubau und Rückbau von Windenergieanlagen im Jahresverlauf
Normierung auf jeweils installierte Nennleistung

Ausnutzung

ηA = Stromproduktion / potenzielle Stromproduktion

Erkenntnisse

Signifikant höhere Ausnutzung des Winddargebotes in vielen anderen Ländern im Vergleich zu Deutschland im Zeitraum von 2000 bis 2015:

Land Ausnutzung ηA,Ø
Deutschland  1.531 h/a
Irland 2.264 h/a (+ 48 %)
Großbritannien  2.200 h/a (+ 44 %)
Dänemark 2.195 h/a (+ 43 %)
Spanien 2.060 h/a (+ 35 %)
Portugal 1.996 h/a (+ 30 %)
Schweden 1.856 h/a (+ 21 %)
Niederlande 1.836 h/a (+ 20 %)
Polen 1.766 h/a (+ 12 %)

 Ausnutzung:
Deutlich höhere Werte in vielen anderen Ländern

Versorgungssicherheit:
Praktisch kein Unterschied zu Deutschland

 

Deutschland: Schwachwindphasen und ausgeprägte Minima

Erkenntnisse

Mehrtägige Schwachwindphasen mit P < 5.000 MW keine Seltenheit

Seit dem Jahr 2010 rund 160 Fünftagesphasen mit P < 5.000 MW
(d. h. durchschnittlich alle zwei Wochen zu erwarten)

Zehn- bis 14-tägige Schwachwindphasen in jedem Jahr seit 2010

Seit 2010 unveränderte gesicherte Leistung von 1 % der Nennleistung zum Zeitpunkt der Jahreshöchstlast (dargebotsabhängige Energieform)

 

Deutschland: Backup-Bedarf

Erkenntnisse

Pumpspeicherkraftwerke bewährte Technik

Auf Bedarf konventioneller Kraftwerke ausgerichtet:
  • Vergleichmäßigung der Produktion (Tag-Nacht-Zyklus)
  • Kurzfristiger Ausgleich von untertägigen Spitzenlasten
  • Heutige Maximalleistung von 6.500 MW für sechs Stunden
  • Heutiges Arbeitsvolumen von 0,04 TWh pro Entladezyklus
Arbeitsvolumen = Speichervolumen im TWh-Bereich erforderlich
(d. h. Steigerung um zwei Größenordnungen gegenüber heute)
Realisierbares Zubaupotenzial von etwa 2 bis 3 TWh in Europa

Fazit:

Ausbau wünschenswert, allein jedoch keine Lösung!

Studie

VGB PowerTech e. V. ist der internationale Fachverband für die Erzeugung und Speicherung von Strom und Wärme.

VGB PowerTech e.V. ist ein Zusammenschluss von Unternehmen, für die der Kraftwerksbetrieb und die dazugehörige Technik eine wichtige Grundlage ihres unternehmerischen Handelns bilden.