Aktuelle Lastganglinien der Windenergie- und Fotovoltaik-Anlagen

Transkript

1 Aktuelle Lastganglinien der Windenergie- und Fotovoltaik-Anlagen Windenergie: Mai 2016 In Deutschland sind aktuell ca Windenergie-Anlagen mit MW Nennleistung installiert (laut Bundesverband Windenergie Ende 2014: Anlagen mit MW Nennleistung). Als Nennleistung einer Anlage wird die höchste Leistung definiert, die bei optimalen Betriebsbedingungen (starke bis stürmische Windverhältnisse) dauerhaft zur Verfügung gestellt werden kann. In Bild 1 zeigen die Konturen der dunkelblauen Flächen den zeitlichen Verlauf der gesamten Einspeiseleistung aller deutschen Windkraftanlagen im Mai 2016 auf Basis von Viertelstundenwerten, die von den vier Übertragungsnetzbetreibern zur Verfügung gestellt werden. Bild 1: Lastganglinie der Windenergie-Anlagen in Deutschland im Mai 2016 Die dunkelblaue Fläche (Flächenintegral) stellt die in das Netz eingespeiste elektrische Arbeit aller Windkraftanlagen dar, die im betrachteten Zeitraum GWh (1GWh = 1 Million kwh) betragen hat. Die rot eingezeichnete obere Begrenzungslinie der hellblauen Fläche bezeichnet die installierte Nennleistung aller Windkraftanlagen in Deutschland. Sie steigt im Allgemeinen im Laufe eines Monats aufgrund von Zubau etwas an und lag Ende Mai 2016 entsprechend der nachstehenden Tabelle bei MW. In der Tabelle sind die im Betrachtungszeitraum tatsächlich erreichte maximale, die mittlere und die minimale Einspeiseleistung aufgeführt. Diese Einspeiseleistungen sind sowohl in der absoluten Einheit Megawatt (MW) als auch relativ in Prozent der installierten Nennleistung dargestellt.

2 Mai 2016 Kennzahlen Wind Proz. der Nennleist. Summe der erzeugten Energie 6.095GWh Verteilung der Einspeisung nach Klassen inst. Nennleistung MW 100,0% 0% bis 10% NL 242,00 h 32,4% max. 11% bis 30% NL 382,50 h 51,1% Einspeiseleistung MW 46,3% Mittelwert MW 17,5% 31% bis 50% NL 123,50 h 16,5% min. 51% bis 70% NL 0,00 h 0,0% Einspeiseleistung 390,0 MW 0,84% Summe 6.094,6 GWh größer 70% 0,00 h 0,0% Summe Stunden 748,00 h 100,0% In der rechten Tabelle werden die einzelnen Viertelstundenwerte der relativen Einspeiseleistung im Betrachtungszeitraum nach ihrer Größe sortiert und die jeweilige Anzahl in den fünf angegebenen Leistungsklassen (NL=Nennleistung) aufsummiert. Dies vermittelt eine Vorstellung, in welchen Leistungsklassen Windenergie wie lange zur Verfügung stand (absolut in Stunden sowie relativ in Prozent des Betrachtungszeitraums). Fotovoltaik: Mai 2016 In Deutschland sind aktuell Fotovoltaik-Anlagen mit MW Nennleistung installiert, was einer Kollektorfläche von weit über 400 Millionen m² entspricht. Bild 2: Lastganglinie der Fotovoltaik-Anlagen in Deutschland im Mai 2016 In den Wintermonaten laufen die Fotovoltaik-Anlagen aufgrund des niedrigen Sonnenstands und der wenigen Tagesstunden durch ein Erzeugungsminimum. Entsprechend nachstehender Tabelle wurden im Mai GWh erzeugt (Dezember 2015: 851 GWh). In 32,7 % des Betrachtungszeitraums (245 h von 748 h) lieferten die Anlagen keinen Strom. 13,3 % der Zeit im Monat lag die

3 Leistungseinspeisung oberhalb von 40 % der installierten Nennleistung. Der Mittelwert der Leistungseinspeisung lag im Berichtsmonat bei 6275 MW und entsprach damit 15,7 % der installierten Nennleistung. Mai 2016 Kennzahlen Solar Proz. der Nennleist. Summe der erzeugten Energie 4.694GWh Verteilung der Einspeisung nach Klassen inst. Nennleistung MW 100,0% Einsp. = 0 MW 244,75 h 32,7% max. Einspeiseleistung MW 65,5% 1% bis 20% NL 238,25 h 31,9% Mittelwert 6.275MW 15,7% 21% bis 40% NL 165,50 h 22,1% min. Einspeiseleistung 0MW 0,0% größer 40% 99,50 h 13,3% Summe 4.693,7GWh Summe 748,00 h 100,0% Addition von Wind- und Solarenergie: Mai 2016 Im Bild 3 wird die Leistungskurve der Solarenergie auf die Leistungskurve der Windenergie für Mai 2016 aufaddiert (gestapelt). Die installierte Nennleistung aller Windenergie- und Fotovoltaik-Anlagen in hellblauer Farbe mit roter Begrenzungslinie hinterlegt und beträgt aktuell MW. Zur Orientierung: Bei einem Jahresverbrauch von ca. 600 Milliarden kwh in Deutschland wird eine mittlere Einspeiseleistung (600 TWh/8760 h) des gesamten Kraftwerkparks von MW benötigt. Damit übersteigt die installierte Nennleistung dieser Anlagen die dem Stromverbrauch äquivalente mittlere Einspeiseleistung bereits um ca. 27 %. Trotzdem kann kein konventionelles Kraftwerk ersetzt werden, da keine gesicherte Einspeiseleistung zur Verfügung gestellt werden kann. Bild 3: Lastganglinie der Windenergie-und Fotovoltaik-Anlagen in Deutschland im Mai 2016

4 Das Dilemma der Stromerzeugung mit Windenergie- und Fotovoltaik-Anlagen in Deutschland wird auch eindrucksvoll durch den Vergleich der minimalen und maximalen Einspeiseleistung der Tabelle für Mai 2016 belegt. Die minimale Einspeiseleistung dieser Anlagen im Betrachtungszeitraum betrug lediglich 619 MW, was 0,71 % der Nennleistung entspricht. Die max. Einspeiseleistung wurde kurzzeitig um die Mittagszeit mit MW (51 %) am 08. Mai erreicht. Mai 2016 Wind Solar Wind + Solar Proz. der Nennleist. inst. Nennleistung MW MW MW 100,0% max. Einspeiseleistung MW MW MW 51,0% Mittelwert 8.148MW 6.275MW MW 16,6% min. Einspeiseleistung 390MW 0MW 619MW 0,71% Summe 6.095GWh 4.694GWh GWh Summe der erzeugten Energie GWh Verteilung der Einspeisung nach Klassen 0% bis 10% NL 215,25 h 28,8% 11% bis 20% NL 303,50 h 40,6% 21% bis 30% NL 140,25 h 18,8% 31% bis 40% NL 64,25 h 8,6% größer 40% 24,75 h 3,3% Summe 748,00 h 100,0% Bild 4: Stromverbrauch und Lastganglinien der Windenergie-und Fotovoltaik-Anlagen

5 Als zusätzliche Information ist im Bild 4 die Stromverbrauchskurve (mit Load bezeichnete braune Fläche) den Lastganglinien der Windenergie- und Fotovoltaik-Anlagen im Mai 2016 zum Vergleich überlagert. Die dem maximalen Stromverbrauch äquivalente maximale Einspeiseleistung aller Kraftwerke lag im Mai 2016 bei MW, der Mittelwert bei MW. Im Hintergrund des Diagramms ist die installierte Nennleistung aller Windkraft- und Fotovoltaik-Anlagen in Deutschland als hellblaue Fläche mit rot eingezeichneter oberer Begrenzungslinie (installierte Nennleistung: MW) als Vergleich zur Einspeiseleistung dieser Anlagen hinterlegt. Der Minimalwert der Leistungseinspeisung aller Fotovoltaik- und Windenergie-Anlagen lag im Betrachtungszeitraum bei 619 MW. Regelbare konventionelle Kraftwerke mussten die Netzstabilität zu jedem Zeitpunkt teilweise über längere Zeiträume in vollem Umfang absichern. Der Stromverbrauch im Mai 2016 lag entsprechend nachstehender Tabelle (Datenquelle: Entso-e und Netzbetreiber) bei 38,5 Milliarden kwh ( GWh). Von Windenergie-Anlagen wurden 6,1 Milliarden kwh (6 095 GWh) und von Fotovoltaik-Anlagen 4,7 Milliarden kwh (4 694 GWh) bereitgestellt. Mai 2016 Load D Wind Solar Wind + Solar Proz. der Nennleist. inst. Nennleistung MW MW MW Max MW MW MW MW 50,99% Mittelwert MW 8.148MW 6.275MW MW 16,64% Min MW 390MW 0MW 619MW 0,71% Summe Monat GWh 6.095GWh 4.694GWh GWh 27,99% Energiewirtschaftliche Bewertung der EEG-Einspeisungen im Mai 2016 Bild 5: Börsenpreise für in Leipzig und Paris gehandelten Strom

6 Im Bild 5 sind die Börsenpreise für den in Paris und Leipzig gehandelten Strom dokumentiert. In den stark volatilen Preisen ist selbstverständlich auch der durch die EEG-Anlagen eingespeiste Strom eingebunden. Im Mai 2016 wurden mehrfach negative Strompreise besonders an den Wochenenden bei stark reduziertem Verbrauch erwirtschaftet. Über die gesetzlich geregelte EEG-Umlage muss die Differenz zwischen dem Börsenpreis und der an die Betreiber der EEG-Anlagen zu zahlenden EEG-Vergütung ausgeglichen werden. Die vom nicht privilegierten Stromkunden für 2016 zu zahlende EEG-Umlage beträgt aktuell 6,35 Cent/kWh. Bild 6: Wertigkeit der EEG-Einspeisungen im Zeitraum Mai 2016 Die mit blauer Linie umrandeten grünen Flächen im Bild 6 kennzeichnen die ausgezahlten EEG- Vergütungen, die dunkelblauen Flächen den Wert für diesen an der Strombörse gehandelten Strom: Der Erlös an der Strombörse muss von der gezahlten EEG-Vergütung in Abzug gebracht werden, um die Netto-Kosten zu errechnen. Die roten Flächen kennzeichnen also den resultierenden Betrag aus dem Vergütungssystem zu Lasten aller Stromverbraucher; sie sind vor allem durch die hohen Windeinspeisungen und die täglichen Fotovoltaik-Stromspitzen um die Mittagszeit charakterisiert. Hier schlagen die vergleichsweise hohen EEG-Vergütungen für die Fotovoltaik-Einspeisungen vor allem in den Sommermonaten besonders zu Buche. Mai.2016 Wind + Solar EEG-Wert Wind + Solar Börsenwert EEX Differenz EEX-Wert - EEG-Wert EEX Preis Max / h , ,3 40,21 /MWh Mittel / h , ,2 22,36 /MWh Min /h , ,2-130,09 /MWh Summe Mon , , ,5

7 Der vorstehenden Tabelle können die entsprechenden Eurobeträge für die EEG-Vergütung ( EEG- Wert ), den Börsenwert ( Börsenwert EEX ) und die über die EEG-Umlage vom Stromkunden zu tragende Differenz ( Differenz EEX-Wert minus EEG-Wert ) entnommen werden. Für den Zeitraum Mai 2016 fielen 1,9 Milliarden Euro an EEG-Vergütung zugunsten u.a. der Betreiber der Windenergie- und Fotovoltaik-Anlagen an. An der Börse wurden für diesen Strom 202 Millionen Euro erwirtschaftet, so dass für Mai 2016 rund 1,74 Milliarden vom Stromkunden zur Speisung des EEG-Kontos durch die EEG-Umlage aufzubringen waren. Wichtig für die Einschätzung der wirtschaftlichen Situation aller deutschen Stromversorger ist der an der Strombörse erzielte mittlere Verkaufspreis für eine MWh z.b. von 22,4 /MWh entsprechend 2,2 Cent/kWh im Mai An diesem Strompreis orientieren sich die Verkaufsverträge der Erzeuger, die auf Basis dieses niedrigen Ergebnisses einen Großteil ihrer nicht privilegierten konventionellen Anlagen nicht mehr wirtschaftlich betreiben können und diese Anlagen daher verstärkt bei der Bundesnetzagentur zur Stilllegung anmelden. In den letzten Monaten wurde berichtet, dass der Betreiber des Gaskraftwerks Irsching zwei Blöcke nur wenige Jahre nach Inbetriebnahme stilllegen lassen will. Hintergrund ist die mangelnde Perspektive für einen wirtschaftlichen Betrieb. Die Betreiber stellen fest, dass die zunehmenden Mengen subventionierten Stroms aus erneuerbaren Energien und die niedrigen Großhandelspreise für Strom keinen Einsatz am Markt mehr zulassen. Im Jahr 2014 hat das Kraftwerk zu keiner Stunde Strom für den Markt produziert. Die Blöcke 4 und 5 von Irsching wurden in 2014 lediglich zur Stabilisierung des Stromnetzes vorgehalten. Die vertraglich vereinbarte Vergütung kann nur entstehende Kosten decken. Nach Auslaufen dieser mit der Bundesnetzagentur geschlossenen Verträge besteht keine wirtschaftliche Perspektive mehr. Daher die Aussage zur Stilllegung. Zubau und installierte Nennleistung Windenergie: Der Zubau der Windenergie bewegt sich weiterhin auf einem hohen Niveau. Den Bildern 7 und 8 ist zu entnehmen, dass sich der Zubau von Windenergie-Anlagen in Deutschland auf einem leicht absinkenden Niveau befindet. Immerhin ist mit einer Zunahme der Nennleistung in 2015 von 4000 MW zu rechnen. Der Zubau von Fotovoltaik-Anlagen stagniert in diesem Jahr bei ca MW. Am Ende des Jahres 2015 werden in Deutschland auf Basis der vorliegenden Werte von Mai 2016 Windenergie- und Fotovoltaik-Anlagen mit einer hochgeschätzten Nennleistung von knapp MW installiert sein. Zur Erzeugung des Jahresverbrauchs von 600 Milliarden kwh wird eine mittlere Einspeiseleistung des gesamten Kraftwerkparks von MW gebraucht. Damit übersteigt die installierte Nennleistung der EEG-Anlagen die tatsächlich benötigte mittlere Einspeiseleistung am Ende des Jahres um mehr als 22 % mit allen negativen Konsequenzen. Entsprechend der Ziele der Energiepolitik in Deutschland ist dies noch lange nicht das Ende der Fahnenstange. Bis zum Jahr 2030 will z.b. Rheinland-Pfalz seinen Strombedarf vollständig mit erneuerbaren Energien mit hohem Anteil von Windstrom decken. Ähnlich ehrgeizige Pläne bestehen auch in weiteren Bundesländern. Solche Pläne können die politisch Verantwortlichen nur aufrechterhalten, wenn sie

8 die Fakten weiterhin ignorieren und die Medien auch zukünftig die Verbreitung der Datenlage boykottieren. Bild 7: Jahreszeitlicher Verlauf der installierten Nennleistung und des Zubaus von Windenergie- Anlagen Bild 8: Jahreszeitlicher Verlauf der installierten Nennleistung und des Zubaus von Fotovoltaik- Anlagen Fazit: Im Bild 9 ist die Leistungseinspeisung aller deutschen Windenergie- und Fotovoltaik-Anlagen im Zeitraum ab 2011 dokumentiert. Dem Lastganglinien-Diagramm ist eindeutig zu entnehmen, dass trotz massivem Zubau dieser Anlagen von MW installierter Nennleistung in 2011 auf MW im März 2015 ( MW im Mai 2016) keine Änderung der Einspeisecharakteristik und keine

9 Bild 9: Leistungseinspeisung aller deutschen Windenergie- und Fotovoltaik-Anlagen 2011 bis 2015 Bild 10: Installierte Nennleistung aller deutschen Windenergie-Anlagen 2011 bis Mai 2016 Sockelbildung aufgetreten ist, was aufgrund der Abhängigkeit dieser Anlagen von Wind und Sonne auch nicht zu erwarten war. Bei Flaute stehen alle Windenergie-Anlagen still, was übrigens auch im

10 gesamteuropäischen Raum zu beobachten ist. Gleiches gilt für Fotovoltaik-Anlagen in den Nachtstunden bzw. bei Schlechtwetterperioden. Im November 2015 lieferten die Anlagen in 57,6 % der Zeit keinen Strom, im Dezember 2014 in 62 % der Monatszeit. Die Differenz zwischen den hochsubventionierten und vorrangig eingespeisten Strommengen aus Windenergie- und Fotovoltaik-Anlagen und dem Stromverbrauch muss wegen des hoch volatilen Charakters der EEG-Anlagen durch den konventionellen Kraftwerkspark ausgeglichen werden. Da gelegentlich über längere Zeiträume so gut wie keine Stromeinspeisung aus diesen EEG-Anlagen erfolgt, muss jederzeit der komplette konventionelle Kraftwerkspark zur Verfügung stehen. Durch die EEG-Gesetzgebung wird das Rückgrat der deutschen Stromversorgung der konventionelle Kraftwerkspark systematisch in die Unwirtschaftlichkeit getrieben. Ein weiterer Knackpunkt wurde bisher in der Energiewende-Diskussion kaum berücksichtigt. Durch den Anstieg der hochvolatilen Stromeinspeisung der Windenergie- und Fotovoltaik-Anlagen erhöht sich zwangsläufig der Regelbedarf des konventionellen Kraftwerksparks. In jüngster Vergangenheit treten verstärkt systematische Schäden an Wärmekraftwerken (hier vor allem Steinkohlekraftwerke mit hoher Regelbeanspruchung) auf. An mehreren relativ neuen Anlagen liegen bereits temperaturinduzierte Materialschäden an großen Anlageteilen mit hohen Wartungskosten und langen Reparaturzeiten vor. Anhang: Leistungseinspeisung diverser regenerativer und konventioneller Erzeugung Bild 11: Leistungseinspeisung regenerativ und konventionell im Mai 2016