Windenergie wird doch gebraucht, um Atom- und Kohlekraft­werke zu ersetzen. Da kann doch niemand dagegen sein, oder?

Will man nicht nur ein paar Glühlampen betreiben, bei denen es egal ist, ob sie mal heller oder dunkler leuchten (wobei es allerdings ärgerlich ist, wenn sie überhaupt nicht leuchten oder gar durchbrennen), sondern ein hochindustria­lisiertes Land mit Strom versorgen, kommt es auf eine hohe Spannungs‐ und Frequenzkons­tanz der Netzspannung an. Diese ist aber nur gegeben, wenn sich in jedem Augenblick produzierte und abgenommene elektrische Leistung  (im Millisekunden Bereich) die Waage halten, was erhebliche Konsequenzen für die Stromerzeugung hat.

Unter diesem Aspekt soll der Zeitverlauf der deutschlandweiten Stromeinspei­sung durch WKA genauer angesehen werden.

Es ist ersichtlich, dass

• die im Jahresmittel eingespeiste Windenergie von 107 TWh (entsprechend einer mittleren Einspeiseleistung von 12,2 GW, was gerade mal 21% der installierten Wind­leistung von 56,2 GW entspricht) sich aus extremen, zufälligen und nicht regelbaren Schwankungen der elektrischen Einspeise­leistung zusammensetzt. Diese reichen von wenigen 100 MW bis über 30 GW.
• die Fluktuationen der Offshore Windleistung denen der Onshore Leistung folgen, eine Glättung der eingespeisten Windleistung ist daher auch durch einen weiteren Ausbau der Offshore WKA nicht zu erwarten.

Vor diesem Hintergrund ist offensichtlich, dass WKA bzw. Windparks für sich genommen völlig nutzlos sind. Ihre nicht regelbare, fluktuierende Einspeiselei­stung stimmt nie oder nur zufällig mit der gerade benötigten Leistung überein.

Es gibt nur zwei Möglichkeiten (bzw. eine Kombination aus beiden), um den Windstrom überhaupt zur Einspeisung in das Netz nutzen zu können:

• Pufferung der fluktuierenden Einspeiseleistung durch Speicher. Nach Exper­tenaussagen (Fraunhofer‐Institut für Windenergie und Energiesystem­tech­nik, IWES) würden für eine sichere Versorgung zum Ausgleich der Schwan­kungen bei Wind und Sonne deutschlandweit Speicherkapazitäten von ca. 30 TWh benötigt (das würde eine Überbrückung von ca. drei Wochen ohne bzw. mit geringer Einspeisung von Wind- und Solarstrom ermöglichen). Zur Einordnung der geforderten Kapazität: Die Speicherkapazität aller Pump­speicher­werke in Deutschland beträgt etwa 0,04 TWh bei 6 GW Turbinen­leistung und beträgt nur etwa 2% des mittleren Tagesverbrauch von ca. 1,7 TWh. Bei Li‐Akkus redet man z.Z. über Kapazitäten im 100 kWh‐Bereich. Die vorhandenen Speichermöglichkeiten zur Pufferung sind also völlig unzu­reichend und die erforderlichen bezahlbaren Speicherkapa­zi­täten sind auch längerfristig nicht in Sicht.
• Der Weg, der beschritten wird, ist, dass konventionelle Kraftwerke zur Ausregelung der fluktuierenden Wind‐ und Solarleistung herangezogen werden. Da die deutschlandweite Wind‐ und Solarleistung  immer wieder bis auf wenige GW bzw. bis in den 100 MW Bereich(!) absinkt, muss daher nach wie vor eine konventionelle Kraftwerkskapazität am Netz installiert sein, die etwa dem deutschlandweitem Bedarf an elektrischer Leistung von ca. 80 GW entspricht.

An dieser Stelle ist schon offensichtlich, dass konventionelle Kraftwerke mit einer dem deutschlandweiten Bedarf entsprechenden Kapazität im Netz vorgehalten werden müssen. Das soll noch etwas durch eine Simulation vertieft werden.

In der folgenden Abbildung, die den Verlauf der Stromproduktion aus allen Energieträgern vom 01.11.2016 bis 06.11.20117 zeigt,

werden nun CO₂ erzeugende Kraftwerke (Braunkohle, Steinkohle, Gas) und Atomkraft­werke "abgeschaltet" (herausgenommen) und die fehlende Energie von 403 TWh (Braunkohle 147,5 TWh, Steinkohle 92,6 TWh, Erdgas 86,5 TWh, Atomkraft 76,3 TWh) durch Windenergie ersetzt. Das bedeutet, dass die 2017 eingespeiste Windenergie um den Faktor 3,8 erhöht werden muss (das würde eine Vergrößerung der Anzahl der Windräder von derzeit ca. 28.675 auf ca. 109.000(!) bedeuten). Mit dem entspre­chenden Zeitverlauf der erhöhten Windeinspeisung ergibt sich näherungsweise folgendes Bild

Es ist ersichtlich, dass

• sich die Einspeiselücken bei Windflaute nur unwesentlich geändert haben,
• die Einspeisespitzen hingegen auf über 120 GW angestiegen sind, also fast doppelt so groß sind wie die derzeit benötigte Einspeiseleistung!
• für die Pufferung dieser Leistungsspitzen Speicher mit einer Anschlusslei­stung von mindestens 60 GW benötigt würden, die etwa der derzeitigen Anschlussleistung aller deutschlandweiten Verbraucher entspricht.