Aktuelle Lastganglinien der Windenergie- und Fotovoltaik-Anlagen Windenergie: Juni 2015 In Deutschland sind aktuell knapp 25000 Windenergie-Anlagen mit 41200 MW Nennleistung installiert (laut Bundesverband Windenergie Ende 2014: 24867 Anlagen mit 38115 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 Juni 2015 auf Basis von Viertelstundenwerten, die von den vier Übertragungsnetzbetreibern zur Verfügung gestellt werden. Auf der vertikalen Leistungsachse kann die Höhe der Einspeiseleistung zu dem auf der horizontalen Zeitachse jeweils gewählten Zeitpunkt abgelesen werden. Bild 1: Lastganglinie der Windenergie-Anlagen in Deutschland Die dunkelblaue Fläche stellt die in das Netz eingespeiste elektrische Arbeit aller Windkraftanlagen dar, die im betrachteten Zeitraum 4217 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 Juni 2015 entsprechend der nachstehenden Tabelle bei 41209 MW. In der Tabelle sind die im Juni tatsächlich erreichte maximale, die mittlere und die minimale Einspeiseleistung aufgeführt. Alle diese Einspeiseleistungen sind sowohl in der absoluten Einheit Megawatt (MW) als auch relativ in Prozent der installierten Nennleistung dargestellt.
Jun 2015 Kennzahlen Wind Proz. der Nennleist. Summe der erzeugten Energie 4.217GWh Verteilung der Einspeisung nach Klassen inst. Nennleistung 41.209MW 100,0% 0% bis 10% NL 295,75 h 41,1% max. Einspeiseleistung 26.025MW 63,2% 11% bis 30% NL 375,75 h 52,2% Mittelwert 5.857MW 14,2% 31% bis 50% NL 34,50 h 4,8% min. Einspeiseleistung 267,0MW 0,65% 51% bis 70% NL 14,00 h 1,9% Summe 4.217,2GWh größer 70% 0,00 h 0,0% Summe Stunden 720,00 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: Juni 2015 In Deutschland sind aktuell Fotovoltaik-Anlagen mit über 38 846 MW Nennleistung installiert, was einer Kollektorfläche von über 400 Millionen m² entspricht. Bild 2: Lastganglinie der Fotovoltaik-Anlagen in Deutschland In den Wintermonaten laufen die Fotovoltaik-Anlagen aufgrund des niedrigen Sonnenstands und der wenigen Tagesstunden durch ein Erzeugungsminimum. Im Juni 2015 wurden entsprechend nachstehender Tabelle 4462 GWh erzeugt (Januar: 561 GWh). In fast 28,2 % des Betrachtungszeitraums (203 h von 720 h) lieferten die Anlagen keinen Strom. 96 Stunden lag die Leistungseinspeisung
oberhalb von 40 % der installierten Nennleistung. Der Mittelwert der Leistungseinspeisung lag bei 6197 MW und entsprach damit 16 % der installierten Leistung. Jun 2015 Kennzahlen Solar Proz. der Nennleist. Summe der erzeugten Energie 4.462GWh Verteilung der Einspeisung nach Klassen inst. Nennleistung 38.846MW 100,0% Einsp. = 0 MW 202,75 h 28,2% max. Einspeiseleistung 24.847MW 64,0% 1% bis 20% NL 255,75 h 35,5% Mittelwert 6.197MW 16,0% 21% bis 40% NL 165,25 h 23,0% min. Einspeiseleistung 0MW 0,0% größer 40% 96,25 h 13,4% Summe 4.461,5GWh Summe 720,00 h 100,0% Addition von Wind- und Solarenergie: Juni 2015 Im Bild 3 wird die Leistungskurve der Solarenergie auf die Leistungskurve der Windenergie für Juni 2015 aufaddiert (gestapelt). Der so gebildeten Summenleistungskurve Wind + Solar ist die installierte Nennleistung aller Windenergie- und Fotovoltaik-Anlagen in hellblauer Farbe mit roter Begrenzungslinie hinterlegt und beträgt aktuell 80 054 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 68 500 MW benötigt. Bild 3: Lastganglinie der Windenergie-und Fotovoltaik-Anlagen in Deutschland Die Tabelle für Juni 2015 verdeutlicht eindrucksvoll das Dilemma der Stromerzeugung mit Windenergie- und Fotovoltaik-Anlagen in Deutschland. Die minimale Einspeiseleistung dieser Anlagen im Betrachtungszeitraum betrug lediglich 554 MW, was 0,69 % der Nennleistung entspricht. Die max. Einspeiseleistung wurde kurzzeitig um die Mittagszeit mit 42 843 MW am 02.Juni erreicht.
Jun 2015 Wind Solar Wind + Solar Proz. der Nennleist. inst. Nennleistung 41.209MW 38.846MW 80.054MW 100,0% max. Einspeiseleistung 26.025MW 24.847MW 42.843MW 53,5% Mittelwert 5.857MW 6.197MW 12.054MW 15,1% min. Einspeiseleistung 267MW 0MW 554MW 0,69% Summe 4.217GWh 4.462GWh 8.679GWh Summe der erzeugten Energie 8.679GWh Verteilung der Einspeisung nach Klassen 0% bis 10% NL 298,50 h 41,5% 11% bis 20% NL 198,50 h 27,6% 21% bis 30% NL 175,75 h 24,4% 31% bis 40% NL 32,00 h 4,4% größer 40% 15,25 h 2,1% Summe 720,00 h 100,0% Als zusätzliche Information ist im Bild 4 die Stromverbrauchskurve (mit Load bezeichnete braune Fläche) den Lastganglinien der Windenergie- und Fotovoltaik-Anlagen im Juni 2015 zum Vergleich überlagert. Bild 4: Stromverbrauch und Lastganglinien der Windenergie-und Fotovoltaik-Anlagen Die dem maximalen Stromverbrauch äquivalente maximale Einspeiseleistung aller Kraftwerke lag im Juni 2015 bei 70 877 MW, der Mittelwert bei 50 231 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: 80 054 MW) als Vergleich zur Einspeiseleistung dieser Anlagen hinterlegt. Der Minimalwert der Leistungseinspeisung aller Fotovoltaik- und Windenergie-Anlagen lag im Betrachtungszeitraum bei 554 MW. Regelbare
konventionelle Kraftwerke mussten die Netzstabilität zu jedem Zeitpunkt teilweise über längere Zeiträume in vollem Umfang absichern. Der Stromverbrauch im Juni 2015 lag entsprechend nachstehender Tabelle (Datenquelle: Entso-e und Netzbetreiber) bei 36 Milliarden kwh (36 166 GWh). Von Windenergie-Anlagen wurden 4,2 Milliarden kwh (4217 GWh) und von Fotovoltaik-Anlagen 4,5 Milliarden kwh (4462 GWh) bereitgestellt. Jun 2015 Load D Wind Solar Wind + Solar inst. Nennleistung 41.209MW 38.846MW 80.054MW Max 70.877MW 26.025MW 24.847MW 42.843MW 53,52% Mittelwert 50.231MW 5.857MW 6.197MW 12.054MW 15,06% Min 25.086MW 267MW 0MW 554MW 0,69% Summe Monat 36.166GWh 4.217GWh 4.462GWh 8.679GWh 24,00% Energiewirtschaftliche Bewertung der EEG-Einspeisungen für den Zeitraum Juni 2015 Bild 5: Börsenpreise für in Leibzig und Paris gehandelten Strom 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 Juni wurden zeitweise ebenfalls wieder negative Strompreise erwirtschaftet. Über die gesetzlich geregelte EEG-Umlage muss die Differenz zwischen dem Börsenpreis und der an die Betreiber der EEG-Anlagen zu zahlende EEG-Vergütung ausgeglichen werden. Die vom nicht privilegierten Stromkunden zu zahlende EEG-Umlage beträgt aktuell 6,17 Cent/kWh.
In Bild 6 wird die Differenzrechnung zwischen EEG-Vergütung und dem an den Strombörsen ermittelten tatsächlichen Wert des vorrangig eingespeisten Stroms aus Windenergie- und Fotovoltaik-Anlagen visualisiert. Bild 6: Wertigkeit der EEG-Einspeisungen im Zeitraum Juni 2015 Die mit blauer Linie umrandeten grünen Flächen kennzeichnen die EEG-Vergütungen, die dunkelblauen Flächen den Wert für diesen an der Strombörse gehandelten Strom. Analog Bild 5 waren negative Strompreise zu konstatieren (im Mai zeitweise bis 15 ct/kwh). Die roten Flächen kennzeichnen den resultierenden Betrag aus dem Vergütungssystem zu Lasten aller Stromverbraucher, die vor allem durch die hohen Windeinspeisungen und die täglichen Fotovoltaik- Stromspitzen um die Mittagszeit charakterisiert sind. Hier schlagen die vergleichsweise hohen EEG- Vergütungen für die Fotovoltaik-Einspeisungen besonders zu Buche. Der nachstehenden 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. Jun.2015 Wind + Solar EEG-Wert Wind + Solar Börsenwert EEX Differenz EEX-Wert - EEG-Wert EEX Preis Max / h 7.971.367,0 1.099.094,1 50,97 /MWh Mittel / h 2.381.956,5 352.519,9 30,06 /MWh Min /h 46.536,0 17.099,9 4,89 /MWh Summe Mon. 1.715.008.653,0 253.814.307,3-1.461.194.345,7
Für den Zeitraum Juni 2015 fielen 1,71 Milliarden Euro an EEG-Vergütung zugunsten der Betreiber der Windenergie- und Fotovoltaik-Anlagen an. An der Börse wurden für diesen Strom 254 Millionen Euro erwirtschaftet, so dass für Juni 2015 rund 1,5 Milliarden Euro vom Stromkunden zur Speisung des EEG-Kontos durch die EEG-Umlage aufzubringen sind. Wichtig für die Einschätzung der wirtschaftlichen Situation aller deutschen Stromversorger ist der an der Strombörse erzielte mittlere Verkaufspreis für eine MWh z.b. von 30 /MWh entsprechend 3 Cent/kWh im Juni 2015 (im Mai 2,5 Cent/kWh). 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. Fazit: Die Differenz zwischen den hochsubventionierten und vorrangig eingespeisten Strommengen aus Windenergie- und Fotovoltaik-Anlagen und dem Stromverbrauch muss wegen ihres hoch volatilen Charakters der EEG-Anlagen durch den konventionellen Kraftwerkspark ausgeglichen werden. Da zeitweise 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 systematischen 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.