Auftakt der Dunkelflautensaison: Wie erkennt und beherrscht man sie?

„Die Solarprognosen und Windprognosen – jeweils Stromeinspeisung in Deutschland, Stand vom 6.11. beziehungsweise 5.11., – zeigen deutlich eine Windflaute am kommenden Wochenende, 8. und 9.11., sowie eine bis Sonntag abnehmende Solareinstrahlung (siehe Grafik, Quelle: Fraunhofer IEE).“

„Nach dem Wochenende nimmt die Einspeisung aus Wind und Solar aber wieder zu. Es kann daher aktuell noch nicht von einer drohenden Dunkelflaute gesprochen werden.“

„Am vergangenen Wochenende Anfang November lag die Last zwischen 38 Gigawatt (GW) und 55 GW [3]. Die Last durch Erneuerbare Energien zu decken, wird also am Wochenende nicht möglich sein. Phasen wie die nun kommende sind nach unserer Einschätzung nicht sehr selten, sondern sind erfahrungsgemäß fünf bis zehn Mal jährlich beobachtbar.“

„Die erwartete Windflaute mit Einspeisungen unter fünf Gigawatt am Wochenende ist kein außergewöhnliches, aber ein gutes Beispiel für die notwendige Systemflexibilität. Kurzfristige Flauten lassen sich im heutigen Stromsystem gut abfedern – durch europäische Stromverbünde, flexible (Reserve-)Kraftwerke, Speicher und ein zunehmend aktives Lastmanagement (Vorübergehendes Senken des Stromverbrauchs (Last), um Anfahren von Reservekraftwerken zu vermeiden; Anm. d. Red.). Selbst bei windarmen Tagen stehen ausreichend Reserven bereit.“

„Mit dem Kohleausstieg wächst jedoch der Bedarf an flexiblen, klimaneutralen Back-up-Kapazitäten: Batteriespeicher, Wärmespeicher, flexible Biogas- und künftig Wasserstoffkraftwerke. Entscheidend ist, dass diese Kapazitäten rechtzeitig aufgebaut, digital vernetzt und marktbasiert angesteuert werden. Für längere Dunkelflauten von ein bis zwei Wochen braucht es ergänzend saisonale Speicher und eine engere europäische Kooperation – keine fossilen Reservekapazitäten, sondern ein intelligentes Zusammenspiel vieler Flexibilitätsbausteine.“

„Die aktuelle Situation zeigt, wie kurzfristige Flauten temporär den Strompreis anheben, weil in windarmen Stunden teure Gas- oder Kohlekraftwerke zum Einsatz kommen.“

„Kurzfristige Flauten führen oft zu temporären Strompreisspitzen, weil in Zeiten knapper Erzeugung teure konventionelle Kraftwerke zum Einsatz kommen. Diese Preissignale sind systemimmanent und können Anreize für Flexibilität und Speicherinvestitionen setzen. Längere Dunkelflauten von ein bis zwei Wochen wirken stärker auf die Großhandelspreise, doch sie sind selten und kalkulierbar. Langfristig senken erneuerbare Energien insgesamt die Stromkosten, weil sie keine Brennstoffkosten haben – Schwankungen werden durch Speicher, Nachfrageflexibilität und europäische Netze geglättet.“

„Ein kostengünstiges Back-up-System beruht auf Vielfalt: Batterien und Laststeuerung für Stunden, flexible Kraftwerke für Tage, Wasserstoff- und Wärmespeicher für längere Phasen. Je diverser und integrierter das System, desto stabiler und günstiger bleiben Strompreise – auch in Dunkelflauten.“

„Während einer ausgeprägten Dunkelflaute ist die Stromerzeugung von Photovoltaik und Wind extrem niedrig. Dieses extrem niedrige Angebot führt zu Preisspitzen auf dem Großhandelsmarkt für Strom.“

„Die Preisspitzen signalisieren eine Knappheit – ein wichtiges Signal für die Marktakteure: Zum einen werden Investitionen in Erzeugung, insbesondere gesicherte Leistung, wirtschaftlicher, wenn die Preise hoch sind. Zum anderen werden dann auch Investitionen in Flexibilität wirtschaftlicher, dies gilt sowohl für Speicher als auch für Nachfrager. Und schließlich können auch Haushalte profitieren, wenn sie zeitvariable Stromtarife abgeschlossen haben und ihren Strombedarf verschieben. Mit Hilfe von Speichern können Haushalte in der Dunkelflaute sogar Geld verdienen.“

„Preisspitzen während Dunkelflauten sind also ein effizientes Steuerungssignal im Strommarkt, solange der Markt funktioniert und zum Beispiel keine Marktmacht ausgeübt wird.“

„Problematisch können Dunkelflauten werden, wenn der Markt auch beim zulässigen Maximalpreis von 3000 Euro pro Megawattstunde (MWh) nicht mehr ,cleared‘, also auch bei extrem hohen Preisen die Nachfrage noch größer als das Angebot ist. In einem solchen Fall könnten nicht alle Verbraucher beliefert werden und der Strom würde rationiert werden. Dieser Fall ist in Deutschland jedoch noch nie eingetreten – trotz bereits 60 Prozent erneuerbaren Stroms im System.“

„Viel problematischer als vereinzelte Preisspitzen sind die hohen Durchschnittspreise in Deutschland, die ungefähr doppelt so hoch sind wie in wichtigen Wettbewerbsmärkten. Dies ist ein Wettbewerbsnachteil für die Industrie und eine Kostenbelastung für die Haushalte, die die Energiewende zusätzlich aus ihren Steuern finanzieren.“

„In Dunkelflauten steigt der Strompreis aufgrund des geringen Stromangebots so stark an, dass sich die Stromerzeugung auch für relativ teure Kraftwerke lohnt. Dabei schwankt der Strompreis auch innerhalb einer Dunkelflaute: Morgens und abends ist er meist besonders hoch, während er nachts wegen der geringeren Last und tagsüber wegen der – wenn auch geringen – Solarstromerzeugung etwas zurückgeht. Dadurch haben Stromspeicher einen Anreiz, nachts und mittags zu laden und morgens und abends zu entladen.“

„Für die Überbrückung von Dunkelflauten ist in der Regel ein Mix aus verschiedenen Technologien kostenoptimal. Gaskraftwerke sind aktuell die günstigste Option, um den durchschnittlichen Energiebedarf in Dunkelflauten zu decken. Zukünftig könnten hier klimafreundlichere Wasserstoffkraftwerke eine Rolle spielen. Pumpspeicherkraftwerke und Batterien hingegen können kurzfristige Bedarfsschwankungen innerhalb von Dunkelflauten kosteneffizient ausgleichen.“

„Zudem können Konsumenten durch Verbrauchsreduktion und die Verschiebung von Verbrauch in Mittag- und Nachtstunden zur Versorgungssicherheit in Dunkelflauten beitragen. Über dynamische oder andere innovative Stromtarife können sie davon auch finanziell profitieren.“