Kohle- oder Windkraft?

Von Wolfgang Pomrehn, 17.11.2008

Die Debatte über die neuen Kohlekraftwerke – 20 sind derzeit im Genehmigungsverfahren und sieben im Bau – dreht sich meist um die Kohlendioxidemissionen oder um die beachtlichen Mengen an Feinstäuben, Schwermetallen und anderen giftigen Abfallprodukten, die bei der Kohleverstromung entstehen und in die Luft geblasen werden.

Frauke Wiese, Wirtschaftsingenieurin an der Uni Flensburg, ist das Thema hingegen einmal von einer anderen Seite angegangen. Was passiert eigentlich, fragte sie sich in ihrer Diplomarbeit, die sie am Donnerstag in Berlin vorstellte, wenn in Brunsbüttel an der Unterelbe wie vorgesehen vier Kraftwerksblöcke á 800 Megawatt (MW) gebaut werden und dann auch noch die Offshore-Windparks ihren Betrieb aufnehmen?

Herauskam, was Fachleute eigentlich schon seit einiger Zeit erwarten: Kohle- und Windstrom geraten in eine direkte Konkurrenzsituation. Wenn an der Vorrangregelung des Erneuerbare Energien Gesetzes festgehalten wird, können die Kraftwerke in Brunsbüttel nur noch 4100 bis 6200 Stunden im Jahre (von 8760) laufen. Häufiges An- und Abfahren machen sie zusätzlich unwirtschaftlich.

Hintergrund ist die Tatsache, dass das Städtchen am südlichen Ende des Nord-Ostsee-Kanals, bisher eher durch seinen Pannenreaktor bekannt, zur "Steckdose E.ons" werden sollen. Der größere Teil der vor der Küste Schleswig-Holsteins geplanten Offshore-Windparks werden hier an das Netz angeschlossen. Im derzeit vorgesehenen Endausaubau , so Frauke Wiese, werden es einmal 11.500 MW elektrische Leistung sein, die allein hier ins Netz eingebunden werden müssen.

Die könnten in einem sehr guten Windjahr schon allein etwa acht Prozent des heutigen deutschen Stromverbrauchs abdecken. Hinzu kommen noch die 3200 MW Leistung der drei geplanten Kohlekraftwerke. Diese würden noch einmal etwa halb soviel elektrische Energie liefern, wenn sie tatsächlich die 7000 bis 8000 Stunden im Jahr laufen würden, für die sie technisch ausgelegt und betriebswirtschaftlich kalkuliert sind.

Dass die heutigen Netzkapazitäten in Brunsbüttel nicht ausreichen, ist klar. Frauke Wiese hat daher in ihrer Arbeit eine Verdoppelung auf 7000 MW vorausgesetzt. Das entspricht, so die Autorin, den in einer Untersuchung der Deutschen Energieagentur dena im Jahre 2005 festgestellten Ausbaubedarf in Brunsbüttel. So dann hat sie sich von den Meteorologen im Geesthachter Forschungszentrum (in der Nähe von Hamburg) Winddaten für ein ganzes Jahr besorgt, mit deren Hilfe sich der potenzielle Ertrag von Offshore-Anlagen ermitteln lässt.

Eine weitere Rahmenbedingung ist, dass Windstrom Vorrang hat, das heißt, wenn es weht muss zu erst der Strom der Windkraftanlagen ins Netz eingespeist und Kohlekraftwerke ggf. heruntergefahren werden. So sieht es seit einigen Jahren das Erneuerbare-Energiengesetz (EEG) vor.

Jahreseinspeiseverlauf in der Endausbaustufe der Offshore-Windparks mit Einspeisepunkt Brunsbüttel bei 7000 MW Netzkapazität. Blau eingezeichnet ist eine aus realen Winddaten errechnete Leistung der Windparks. An der unteren Achse ist die Zeit in Stunden vom 1.Januar bis zum 31. Dezember aufgetragen. Man sieht unter anderem, dass insbesondere im Herbst und Winter der Windertrag besonders gut ist. In dieser Zeit, sind die Intervalle schwächeren Windes oft so kurz, dass ein Anfahren der Kohlekraftwerke kaum lohnen würde.

Bild: Frauke Wiese

Mit diesen Grundvoraussetzungen und Daten hat die junge Wissenschaftlerin eine Modellrechnung durchgeführt, mit der sie die zu erwartenden Netzauslastung und die Laufzeiten der Kohlekraftwerke berechnen konnte. Heraus kam, dass zum einen das Netz in Zeiten von optimalem Wind nicht einmal für die Windparks ausreichen wird, und dass nur einer der vier 800-MW-Blöcke überhaupt über 6000 Stunden Volllast kommen wird.

Statt mit den erhofften 8000 Stunden Laufzeit im Jahr unter optimalen Bedingungen, können die Betreiber nur mit 4111, 4411, 5243 und 6190 rechnen, und das ist mit Ausnahme vielleicht des letzten Falles, eindeutig nicht mehr rentabel. Zur verminderten Ausnutzung kommt nämlich noch, dass Kohlekraftwerke dieser Größenordnung sehr träge sind. An- und Abfahren brauchen Zeit während der der Wirkungsgrad vermindert ist, außerdem führen sie zur schnelleren Materialermüdung.

Brunsbüttel sei in gewisser Weise beispielhaft, so Olav Hohmeyer, der die Diplomarbeit an der Uni Flensburg betreute. Ähnliches gelte an anderen Netzkontenpunkten in Niedersachsen und Mecklenburg-Vorpommern, wo an den Küsten überall überdimensionierte Kohlekraftwerke in Planung sind, für deren Strom es in den jeweiligen Regionen gar keinen Bedarf gibt.

Wie eng es schon jetzt werden kann demonstrierte Anfang Oktober ein historisches Ereignis. Am ersten Wochende des Monats bekamen an der Leipziger Strombörse Verbraucher erstmals Geld bezahlt, wenn sie Strom abnahmen. Der Grund: Während einer nächtlichen Abnahmeflaute hatte es an den Küsten besonders kräftig geweht. Fast der ganze Strombedarf konnte für einige Stunden durch die erneuerbaren Energieträger gedeckt werden.

Denkwürdiges Ereignis Anfang Oktober 2008. In der Nacht von den 4. auf den 5. Oktober wurde nahezu der gesamte deutsche Strombedarf von den erneuerbaren Energieträgern abgedeckt. Die Folge: An der Leipziger Strombörse wurde Kohle- und Atomstrom nicht nur verschenkt, Kunden bekamen sogar noch Geld, wenn sie Strom abnahmen.

Dargestellt sind Stromverbrauch (rot) und Angebot der Erneuerbaren (grün), beides in Megawatt (linke Achse), über die Zeit, beginnend mit dem 2. Oktober. Der Stromverbrauch hat einen typischen Tages- und Wochengang. Mit einem Minimum jeweils Nachts und Spitzen am Morgen und am Abend. Besonders niedrig ist es in der Nacht von Samstag auf Sonntag.

Bild: DUH

In Zukunft wird derlei sicherlich häufiger geschehen, denn der Zuwachs an Kapazitäten ist rasant. Alle Vorhersagen zur Entwicklung der Erneuerbaren sind bisher übertroffen worden, meinte DUH-Geschäftsführer Rainer Baake letzte Woche in Berlin bei der Vorstellung der Studie. Denkbar ist gar, dass schon in wenigen Jahren zeitweise mehr Strom durch Wind & Co. zur Verfügung gestellt wird, als verbraucht werden kann. Daher müsste man sich eigentlich dringend Gedanken über Speichermöglichkeiten machen.

Grundlastkraftwerke, die wie bisher die Atomkraftwerke und die meisten Kohlekraftwerke Tag und Nacht laufen, wird man jedoch nicht mehr brauchen, ist sich Olav Hohmeyer sich. Als Ergänzung zu den Erneuerbaren seien mittelfristig moderne Gaskraftwerke viel besser geeignet, weil sie besser zu Regeln sind.

Wenn außerdem die CO2-Zertifikate künftig versteigert würden, was voraussichtlich ab 2013 der Fall sein wird, dann seien Gaskraftwerke auch günstiger als Kohlekraftwerke. Bei den gegebenen Bedingungen mit dem Vorrang für die Erneuerbaren seien die Kohlekraftwerke künftig kaum noch wirtschaftlich zu betreiben.

Hohmeyer und Baake gehen daher davon aus, dass es zu erheblichen Interessenskonflikten kommen wird. Seitens der Konzerne sei schon bald eine Kampagne gegen das EEG und den Ausbau der Erneuerbaren zu erwarten, wie es sie bereits zur Laufzeitverlängerung der Atomkraftwerke gibt.

Als Druckmittel werden dazu sicherlich die jetzt getätigten Investitionen herhalten müssen. Nicht zuletzt in den Kommunen, deren Stadtwerke sich an neuen Kohlekraftwerken beteiligen, wird ein erheblicher politischer Druck gegen die Erneuerbaren entstehen, weil die erhofften Einnahmen ausbleiben.

Hier kann die Studie "Auswirkungen der Offshore-Windenergie auf den Betrieb von Kohlekraftwerken in Brunsbüttel" heruntergeladen werden: http://www.duh.de/uploads/media/Windenergie-Kohlekraftwerke_Brunsbuettel_Wiese.pdf