14012020_Lektionsheft_Teil_VI
Dieses Dokument ist Teil der Anfrage „Material "Kleine Klimaschula"“
®, | 9 my SAIDI, „Gesamt © Minuten ©, 25 — BEE % \21,53 g 20 1925 | %% 1463 149 1531 13,91 15,32 15,14 Br » 1228 12,7 128 10 5 gs T & ’ . EEE Berichtsjahr SAIDI: Mittlere Dauer der Versorgungsunterbrechungen 1.000 SAIDI in min/a BEI ESGSESESEESESEBESENGES Ta ai Quelle: FFE HK-O44P Leitfaden Strommarkt 20-mbH_09013 Im Vergleich zu den anderen europäischen Staaten (Abbildung 27) weist das deutsche Netz mit rund 15 Minuten Stromunterbrechung je Jahr (sogenannter SAIDI-Index) eine hervorragende Verfügbarkeit auf. Das Schlusslicht bilden Lettland und Rumänien mit je über 600 Minuten Nichtverfügbarkeit. Dieser Vergleich wird vom Rat der europäischen Energieregulierungsbehörden (Council of European Energy Regulators/ CEER) regelmäßig durchgeführt.
Yo Gr x? Pr %& o Deutlicher sichtbar wird die Auswirkung der , Energiewende Auf die Versorgungssicherheit im Bereich der Netzeingriffe. Vereinfacht dargestellt, Bet: die Stromnetze früher durch die Zu- oder Abschaltung jederzeit verfügb Kapazitäten aus sicheren Energieträgern dem Bedarf von Verbrauchern I, Wirtschaft angepasst. Da heute je nach Anfall Wind- und Solarstrom Vorfahrt ins% Stromnetz haben, müssen alle anderen Energieträger entsprechend geregelt werden, um die Netze stabil zu halten. Dies betrifft die großen Übertragungsnetze und geschieht durch die Übertragungsnetzbetreiber. Durch den Ausbau der Erneuerbaren nimmt dieser Regelbedarf beständig zu. Waren diese sogenannten „Redispatch"- Maßnahmen vor 15 Jahren die große Ausnahme und lagen jährlich weit unter einhundert Eingriffen, so erfolgten im Jahr 2017 über 20.000 Netzeingriffe, Tendenz steigend. Entwicklung der Redispatchmaßnahmen im deutschen Übertragungsnetz: Gesamtvolumen in GWh 20.438 2000 2013 2014 2015 2016 2017 Quelle: Monitoringreferat der Bundesnetzagentur In 2017 waren über 20.000 Netzeingriffe, sogenannte Redispatch-Maßnahmen, zur Stabilisierung des Übertragungsstromnetzes infolge des volatilen Anfalls erneuerbarer Energien notwendig. Ein weiterer Aspekt sind sogenannte Lastabwürfe, mit denen das Stromnetz durch die Abschaltung bestimmter, starker Verbraucher im Industriebereich größere und ungeplante Schwankungen ausgleicht. So verbraucht eine einzige deutsche Aluminiumhütte ca. 1 % des gesamten in Deutschland produzierten Stroms. Bei starken Stromschwankungen kann das Abschalten von Teilen solch energieintensiver Unternehmen das Stromnetz vor einem Zusammenbruch bewahren. Ins Leben gerufen wurde dieser sogenannte Lastabwurf aus einem ganz anderen Grund: Im Jahr 2012 gelangte Deutschland erstmals an den Rand eines großflächigen Stromausfalls, weil infolge des Konflikts zwischen Russland und der Ukraine kurzfristig Gaslieferungen ausblieben. Damals wurden große Teile der energieintensiven Industrie notabgeschaltet, um einen Stromausfall zu vermeiden. Noch im gleichen Jahr wurde für solche Notfälle mit der Lastabschaltverordnung ein Notfallprotokoll % %
(ai . KR beschlossen, um das Stromnetz im Ernstfall zu schützen. Es wurde ursprüh lich bis 2016 befristet, ist aber inzwischen auf unbestimmte Zeit verlängert. Allein im r 2018 kam dieses Protokoll 78 Mal zum Einsatz. Meist werden dabei Teil& der - Aluminiumindustrie abgeschaltet, um Schwankungen im Stromnetz auszugleiche Dafür erhält die betroffene Industrie attraktive Ausgleichszahlungen, ebenso erhält Zahlungen für die grundsätzliche Bereitschaft zur Lastabschaltung ganz unabhängig%; Ar h von deren Nutzung. Auch der Stromaustauschsaldo (Verhältnis zwischen Export und Import des in Deutschland produzierten Stroms) hat sich verändert. Noch immer exportiert Deutschland aufgrund seiner großen Kapazitäten an Wind- und Solarstrom bei deren unregelmäßigem Anfall in großen Mengen Strom, 2018 verringerte sich der Saldo aus Stromexport und Stromimport aber erstmals um mehr als 10 %. Im Juni 2019 war Deutschlands Stromsystem mehrfach auf die Hilfe von Stromimporten und somit die europäischen Nachbarn angewiesen, da im Inland weniger Strom erzeugt werden konnte, als benötigt. Am 10. Januar 2019 wiederum kam es in Europa zu einem plötzlichen Abfall der Netzfrequenz, in vielen Berichten war von einem „Beinahe- Blackout“ die Rede. Netzerschütternde Ereignisse nehmen zu - laut Experten hat die Sicherheit im Betrieb des deutschen und auch des europäischen Stromnetzes messbar abgenommen. Im Gegensatz dazu stieg die installierte Leistung durch den Ausbau der Erneuerbaren bislang von Jahr zu Jahr an. Sie liegt heute insgesamt bei rund 216 GW (112 GW Erneuerbare, 93 GW konventionelle Kraftwerke und Sonstige, 11 GW Kernkraft). Da die installierte Leistung aber nur die mögliche und nicht die tatsächlich verfügbare Leistung umschreibt, wird deutlich, dass diese Zahl für die Versorgungssicherheit keine Aussage treffen kann. Installierte Leistung in Gigawatt (GW) in Deutschland jeweils zum 31.12.: 225 216 2x0 175 167 169 149 157 IE 52% LE 150 145 97 Eu 121 125 5 124 127 130 135 m EI 721 Bu Installierte Leistung in GW u 3 E89 ss 37 [2 43% 22 Pi 21 ra) ri pi ri {hl 2016 {A 207° 5% 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 I Kernenergie I konventionelle Wärmekraftwerke und Sonstige IM Erneuerbare Energien * vorläufig Quelle: BDEW, Stand 03/2018 Installierte Leistung in Gigawatt (GW) in Deutschland jeweils zum 31.12. des Jahres. Versorgungssicherheit durch Nachbarn in Europa I G; ER:
u Br S Bei der Problematik der Versorgungssicherheit im deutschen Stromnetz“ird oft auf das europäische Stromnetz verwiesen. Verglichen mit unseren europäischen Nachbarn wie Frankreich, Polen und Belgien ist das Niveau der Versorgungssiöfferheit in Deutschland noch relativ hoch. Studien bestätigen allerdings in extremen Bedarfssituationen eine gewisse Gleichzeitigkeit des Strombedarfs bei den europäischen Nachbarn. Wenn in Deutschland ein hoher Bedarf auftritt und Erneuerbare z.B. wenig Beitrag liefern können, ist das bei den Nachbarn grundsätzlich y ähnlich — insbesondere in Winterphasen mit hohem Energiebedarf und Ausfall von Wind und Sonne. Zudem fahren viele Länder im Rahmen .der Veränderung ihrer Energiesysteme Kraftwerkskapazitäten zurück. Frankreichs Atomkraftwerke sind in die Jahre gekommen und stehen immer häufiger nicht als Sicherheitsnetz zur Verfügung. Insbesondere in den Hitzesommern haben viele Nachbarn Probleme, da ein Großteil der Kraftwerke mit Flusswasser gekühlt werden. Bei langanhaltender Hitze, mit der im Klimawandel künftig häufiger zu rechnen ist, können diese Kraftwerke in solchen Extremsituationen aufgrund der Erwärmung des Flusswassers nur eingeschränkt arbeiten. Folglich kann Deutschland sich in kritischen Situationen nicht auf Stromimporte verlassen. Leider wirken internationale Klimaabkommen der Sicherheit durch Abstimmung unter den Nachbarländern entgegen. Strom schlägt sich in dem Land mit Emissionen in der Klimabilanz nieder, in dem er erzeugt wird. Wer viel importiert, hat weniger Erzeugung im eigenen Land und somit auch weniger CO>2- Emissionen — wer viel exportiert, erzeugt entsprechend mehr Strom im eigenen Land und erhält dafür auch die Emissionen zugerechnet. Durch Stromimporte verbessert sich die nationale Klimabilanz; durch Stromexporte verschlechtert sie sich. Und an diese Bilanzen sind künftig empfindliche Strafzahlungen geknüpft, wenn Mitgliedsländer der EU ihre Emissions-Minderungsziele nicht erfüllen. Dadurch entsteht ein kontraproduktiver Anreiz für die EU-Staaten, Nachbarländer mit Versorgungslücken nicht abzusichern, sondern lieber selbst vermehrt auf Stromimporte zu setzen („Jeder setzt auf seinen Nachbarn‘). %
Gleichzeitigkeit und Grenzkuppelkapazitäten in Europa (ahreshöchstlast in Deutschland am 13.12.2017 um 17:00 Uhr): Quelle: Kurzstudie Betrachtungen zur Mindesterzeugung von Braunkohlekraftwerken im Kontekt des Netzbetriebs, Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg, 26.02.2018 Gleichzeitigkeit einer auftretenden Jahreshöchstlast in Deutschland und bei europäischen Nachbarn am Beispiel des 13.12.2017 um 17:00 Uhr. Inzwischen sind auch bei Nachbarländern im Zuge der Entwicklung ihrer Stromnetze in den Wintermonaten Versorgungslücken absehbar. Bedeutung der Versorgungssicherheit für Deutschland Deutschland ist ein hochentwickeltes Industrieland. Das betrifft die Wirtschaft, aber auch viele Bereiche des gesellschaftlichen und zivilen Lebens, vom Krankenhaus bis zum Smart Home. Insbesondere in der Wirtschaft sind verschiedene Branchen auf eine. hohe Qualität der Versorgungssicherheit angewiesen. So führen die Schwankungen im Stromnetz trotz aller Regeleingriffe inzwischen zu merkbaren Qualitätsverlusten. Ein Beispiel ist die Chemieindustrie, die in vielen Prozessen (z.B. Wertstoffverarbeitung in Zentrifugen) auf einen absolut gleichmäßigen Stromfluss angewiesen ist und aktuell in ersten Regionen wie Bayern Probleme zu verzeichnen hat. Ein weiteres Beispiel liefert der Reifenhersteller Dunlop, bei dem Stromschwankungen einen ganzen Maschinenpark mit Pressen beschädigten. Beispiele dieser Art nehmen zu. Da die Digitalisierung immer mehr Bereiche unseres täglichen Lebens und der Wirtschaft erobert, nimmt auch hier die Anzahl sensibler Prozesse zu, die auf Stromschwankungen sensibel reagieren. Ein einfaches Beispiel, wie wir das zu Hause nachvollziehen können, ist die Uhr in der Mikrowelle, die sich infolge zunehmender Stromschwankungen immer öfter auf Null zurückstellt. Künftige Herausforderungen bei der Versorgungssicherheit Mit dem Ausstieg aus Atom und Kohle wird Deutschland nach aktuellen Prognosen die mögliche Spitzenlast nicht mehr durch sichere Energie decken können. Dieser Lücke könnte man auch durch mehr Energieeffizienz und somit weniger Energiebedarf entgegenwirken. Aus diesem Grund schauen wir auf die Sektoren außerhalb der Energiewirtschaft, ob hier Entlastungen absehbar sind:
N? Verkehr: Im Verkehr will Volkswagen Deutschland zum Vorreiter der e-Mobilität machen. Der Konzern will im kommenden Jahrzehnt 22 Millionen Elektroatitos auf die Straßen bringen. Unabhängig vom Netzausbau und der Infrastruktur mit Ladesäulen : 4 muss für diese Elektroautos erst einmal der Strom zum Betanken produziert werden. Auch hier muss der Strom sicher und rund um die Uhr zur Verfügung gestellt werden, unabhängig von Wind und Sonne. Die e-Mobilität wird den Bedarf an sichere, elektrischer Energie deutlich erhöhen — und dies in einer Zeit, da Erneuerbare nach 9 aktuellen Erkenntnissen bezüglich Netzausbau und Speichertechnologie noch keinen substanziellen Beitrag zur Versorgungssicherheit leisten können. Insofern scheint die e-Mobilität im Verkehr eine Zunahme der sicheren Leistung in der Energiewirtschaft zu bedingen. Gebäude und Wärme: Hier geht es vor allem um den Ersatz alter Ölheizungen durch moderne Wärmepumpen - die mit elektrischer Energie betrieben werden. Von Seiten der CDU wurde eine Abwrack-Prämie für alte Ölheizungen ins Gespräch gebracht, um hier für eine massive Umrüstung zu sorgen. Zudem werden viele Wohnhäuser in der Gebäudetechnik von Gas auf Elektro umgestellt (Elektroherde ersetzen Gasherde). Im Bereich Gebäude und Wärme ist künftig also auch mit mehr Bedarf an elektrischer Energie zu rechnen, die ebenso jederzeit und sicher zur Verfügung stehen muss. Auch diese Entwicklung spricht für eine Zunahme der sicheren Leistung. Industrie: Deutschland verfügt derzeit über die höchsten Strompreise Europas. Dies spürt auch die Industrie. Nach der Erhöhung der Lohnkosten in den zurückliegenden Jahren sorgen die hohen Energiepreise im Vergleich zum Ausland für einen ‚Wettbewerbsnachteil. In den vergangenen Jahren hat so die Verlagerung von Unternehmen aus Deutschland ins Ausland zugenommen. Zudem sorgen immer mehr Unternehmen im Rahmen der Digitalisierung für effizientere Prozesse und versuchen, aufgrund der hohen Strompreise elektrische Energie zu sparen. Hier sorgt der Nachteil hoher Strompreise infolge der Energiewende bei vielen Unternehmen für Innovationen und Anpassungen. Eine ambivalente Entwicklung ist mit der Zunahme der Digitalisierung in allen Unternehmensprozessen verbunden, die einerseits Prozesse effizienter gestaltet und somit Energie spart, andererseits aber auch mit einem steigenden Bedarf an elektrischer Energie einhergeht. Mit einem Blick auf die vergangenen Jahre ist im Bereich der Industrie mit einem stabilen Bedarf an elektrischer Energie zu rechnen — es sei denn, die zum Jahresende 2019 angekündigte Rezession manifestiert sich und die Wirtschaft fragt weniger elektrische Energie nach oder energieintensive Unternehmen werden aufgrund der hohen Strompreise vermehrt ins Ausland verlegt. In diesem Fall würde mit dem Bedarf an elektrischer Energie allerdings auch die Wertschöpfung einbrechen und die Kosten der Energiewende würden sich noch stärker auf die privaten Verbraucher verteilen. Insgesamt wird die Energiewende insbesondere im Verkehr und bei den Gebäuden für einen zunehmenden Bedarf an elektrischer Energie sorgen. Vor diesem Hintergrund kommt der Versorgungssicherheit und hier vor allem der sicheren Leistung eine zentrale Rolle zum Gelingen der Energiewende auch in den weiteren Sektoren neben der Energiewirtschaft zu. Exkurs: Blackout Im Zusammenhang mit der Versorgungssicherheit im deutschen Stromsystem wird auch vom Ernstfall eines Blackouts, eines großflächigen und langandauernden (zumindest mehrere Tage) Stromausfalls gesprochen. Da Strom aus der Steckdose für uns eine Selbstverständlichkeit ist und wir in Deutschland ein hohes Maß an Sicherheit in allen Versorgungsprozessen genießen, ist das Szenario eines Blackouts %
%, = u nur. schwer nachzuvollziehen. Solche Szenarien wurden vor allem wegen“ r Gefahr des Angriffs durch Hacker oder durch Terroristen entwickelt. Inzwischen w rd,immer häufiger ein Blackout infolge von zunehmenden Unsicherheiten im Strom&ystem diskutiert. % Wie bereits geschildert, werden die großen Übertragungsnetze in jeder Sekunde durch, die Übertragungsnetzbetreiber geregelt und stabil gehalten. Bei plötzlichen und% ungeplanten Änderungen im Stromnetz gibt es bestimmte Notfallszenarien, zu denen SG auch die beschriebenen Lastabschaltungen z.B. von Teilen der äußerst energieintensiven Aluminiumindustrie zählen. Hilft dies nicht, setzt eine Reihenfolge weiterer Abschaltungen ein bis hin zur Trennung ganzer Regionen vom Stromnetz — solche Zwischenfälle können aber auch zu einem Blackout führen. Ein Blackout betrifft einen ungeplanten Stromausfall infolge eines Netzzusammenbruchs in einem Gebiet von einer Größe, das nicht von außen versorgt werden kann — etwa Berlin und einen Umkreis von 100 bis 200 Kilometern, oder noch größere Gebiete. Für die Bundesregierung hat ein Expertengremium ein Blackout-Szenario erarbeitet. Ein kurzer Überblick soll skizzieren, wie katastrophal sich ein Blackout auf den betroffenen Teil des Landes auswirkt: Bereits nach kurzer Zeit bricht die Kommunikation zusammen, dies betrifft aufgrund vieler elektronischer Knotenpunkte auch Mobiltelefone und das Internet. Schon nach wenigen Stunden kommt der Verkehr auf Straßen, Schiene, In der Luft oder auf dem Wasser zum Erliegen. Auf der Schiene fällt der elektrisierte Verkehr quasi sofort aus. Die Infrastruktur für Wasser bricht nach kurzer Zeit zusammen, Wasser kann nur limitiert zur Verfügung gestellt werden und auch der Abwasserkreislauf wird gestört. Insbesondere in Städten fällt fließendes Wasser aus, Abwasserleitungen verstopfen aufgrund von wenig Durchsatz und Ablagerungen, Sanitäranlagen sind binnen kurzer Zeit (Tagesfrist) nicht mehr benutzbar. Die Lebensmittelversorgung bricht ebenso zusammen, Kühlstrecken tauen binnen Stunden ab, nur wenige zentrale Lager können eine Notstromversorgung länger als zwei Tage gewährleisten, die weiterverarbeitende Lebensmittelindustrie fällt sofort aus. Bereits nach 24 Stunden ist die Funktionstüchtigkeit des Gesundheitswesens erheblich beeinträchtigt. Krankenhäuser können bei großflächigem Ausfall nicht von außen versorgt, Patienten nicht verlegt werden, die Bevölkerung durch fehlenden Rückgriff auf Technologien und Personal nicht mehr versorgt werden. Kurzum: Ein großflächiger Blackout verursacht auch in Deutschland eine Katastrophe mit einem Zusammenbruch des öffentlichen Lebens und menschlichen Opfern. Szenarien reichen bis hin zu Plünderungen und bürgerkriegsähnlichen Zuständen. Ein Szenario mit einer genauen Beschreibung im Auftrag des Bundestags schildert diese Prozesse und Möglichkeiten der Vorsorge detailliert. Übrigens bereiten sich Landkreise zunehmend auf Blackout-Szenarien vor, solche Schulungen erfolgen in der Akademie für Krisenmanagement, Notfallplanung und Zivilschutz des Bundesamts für Bevölkerungsschutz und Katastrophenhilfe im pfälzischen Bad Neuenahr-Ahrweiler. _ Hier geht es direkt zu dem für die Bundesregierung erarbeiteten Blackout-Szenario: ://www.tab-beim-bundestag.de/de/pdf/publikationen/buecher/petermann-etal-2011-141.pdf Fazit Die Versorgungssicherheit ist beim bevorstehenden Atom- und Kohleausstieg ein wichtiger Parameter, um unser Land als hochentwickelten Industriestandort und somit unseren Wohlstand abzusichern. Da bei den erneuerbaren Energien vor allem auf den Ausbau von Wind und Solar gesetzt wird, die (noch) keinen Beitrag zur z
e % 4 Versorgungssicherheit leisten können, muss Deutschland quasi zwei Systeme unterhalten: Ein System mit grundlastfähigem sicheren Strom, den Erneuerbare he 8, mit nicht erweiterbarer Biomasse und einem geringen Aufkommen an Wasserkraft nuf% in kleinem Umfang leisten können, sowie fossilen Energieträgern, wobei Gaskraft %, sichere, grundlastfähige Energie aus Atom und dann nach und nach aus Kohle ersetzen muss. Parallel entsteht durch den Ausbau von Wind und Solar quasi ein zweites System, dass die installierte Leistung der sicheren Energieträger inzwischen übersteigt. Verschiedene Entwicklungen der deutschen Energiewende können künftig zu mehr Bedarf an elektrischer Energie und damit auch an gesicherter Leistung führen, zudem verändern sich auch bei unseren europäischen Nachbarn die Stromsysteme. Die ab 2020 entstehende und dann zumindest übergangsweise in den 2020er-Jahren wachsende Lücke bei der Versorgungssicherheit wird als Risiko in immer mehr Expertisen ausgewiesen. Dabei wird auf den seit Jahren zunehmenden Regulierungsbedarf im deutschen Stromnetz verwiesen, der inzwischen von Vorfällen begleitet wird, die einen Blackout wahrscheinlicher machen. Ein großflächiger Blackouts mit seinen Auswirkungen kann die heute bestehende Akzeptanz für die Energiewende und entsprechende Klimaschutzmaßnahmen in der Bevölkerung deutlich mindern. Auch aus diesem Grund sollte die Versorgungssicherheit Grundvoraussetzung für jegliche Veränderung im Stromsystem unseres Landes mit Blick auf ein Gelingen von Klimaschutzmaßnahmen und Energiewende sein. These für Live Abstimmung Energiewende und Klimaschutz sollten keine Rücksicht auf die Versorgungssicherheit Deutschlands mit elektrischer Energie nehmen. Tachooptionen: -links: stimme überhaupt nicht zu -Mitte: stimme zur Hälfte zu -rechts: stimme völlig zu Oder Klimaschutz ist mir wichtiger als Versorgungssicherheit. Tachooptionen: -links: stimme überhaupt nicht zu -Mitte: stimme zur Hälfte zu -rechts: stimme völlig zu Po ©, ‘ 9% 9 % U