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Unter Volllaststunden versteht man eine Vergleichszahl, mit der man Kapazitäten mit tatsächlicher Leistung vergleichen kann. Es ist kein Kriterium für eine qualitative Aussage, sondern lediglich ein Indikator wie viel Kapazität benötigt wird, um eine bestimmte Strommenge im Jahr zu erwarten. Ein Hilfswert zum Beispiel bei den Berechnungen des Strommix Navigators (s.h. Hintergrundinformationen zum Strommix Navigator).

Führt man einen Vergleich über mehrere Jahre durch, so wird in Deutschland der Umbau der Stromerzeugung und der technische Fortschritt deutlich. Im Jahre 2012 konnten mit Bruttostromerzeugungskapazitäten von 184,4 GW eine Stromerzeugung von 628 TWh erzeugt werden. Dies entspricht über den gesamten Erzeugungsmix 3507 Volllaststunden, oder anders ausgedrückt: Man hätte die Kraftwerke am 01.01.2012 unter voller Last starten können und bis zum 26.05.2012 den vollständigen Jahresbedarf an Strom gehabt.

Da Strom allerdings nur in begrenztem Umfang gespeichert werden kann, ist dies natürlich ein rein fiktiver Wert.  Vergleichbar mit einem Rennen zwischen zwei Fahrzeugen zwischen Karlsruhe und Frankfurt (~150 km). Hat das eine Fahrzeug eine Spitzengeschwindigkeit von 100 km/h und das andere von 150 km/h – benötigen beide durch starken Verkehr 3 Stunden, so hat das langsamere Fahrzeit 1,5 „Volllaststunden“ – das schnellere  lediglich 1 Volllaststunde. Die Entfernung bleibt die gleiche – die Dauer auch.

Volllaststunden für Deutschland

Jahr 2008 2009 2010 2011 2012
VLS 4320 3853 3858 3552 3507

Bei der Stromerzeugung sind Vollaststunden vor allem von den Fahrplänen abhängig. Veränderungen über die Jahre deuten darauf hin, dass ein anderer Kraftwerkstypus zum Einsatz kommt. Flexiblere Kraftwerke, oder aber auch Kraftwerke mit bauartbedingten Einschränkungen. So können Windkraftanlagen nur dann Strom erzeugen, wenn tatsächlich wind weht.

 Volllaststunden 2009 2010 2011 2012
Steinkohle 3676 3954 3724 3879
Braunkohle 6499 6466 6311 6546
Mineralöl 1916 1588 1168 1441
Erdgas 3524 3807 3618 3044
Kernenergie 6262 6535 6314 7834
Windkraft 1556 1427 1738 1679
Wasserkraft 994 1033 836 908
Biomasse 6004 6114 6107 6668
Photovoltaik 821 854 920 915

(Basisdaten BMWi – Stand 02.2014 – Aufbereitung: blog.stromhaltig)

Soll zum Beispiel die Stromerzeugung der Kernenergie bis zum Jahre 2022 vollständig durch die Windkraft abgefangen werden, so kann aus dieser Tabelle der Umrechnungsfaktor für die Kapazität ermittelt werden.

1 GW Kapazität eines Atomkraftwerkes kann ersetzt werden durch 7834/1679 = 4,66 GW Windkraft.  Die 12,7 GW, die zum Ende 2012 vorhanden waren, brauchen somit mindestens 59,18 GW Windkraftanlagen. Bei einer Dauer von 10 Jahren (2012 bis 2022) kommt man somit auf einen notwendigen Zubau von mindestens 5,9 GW pro Jahr.

(Bild des Beitrags im Original von Energieblog Niedersachsen)

Den Beitrag "Analyse der Volllaststunden für Deutschland offline Lesen:

12 Gedanken zu “Analyse der Volllaststunden für Deutschland

  1. Nach Veröffentlichung sind via Mail,Telefon und Twitter einige Fragen hochgekommen. Besonders die Frage nach den Werten für Wasserkraft und Biomasse scheinen „interessant“. Es wurde daher eine Anfrage an den BEE und den BDW gesendet – nach Erhalt einer Antwort gibt es einen gesonderten Beitrag dazu.

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  2. „1 GW Kernkraft kann durch 4,66 GW Windkraft ersetzt werden“ Natürlich nur, wenn der Wind künftig konstant weht… Aber mit solchen irrelevanten Zahlen kann man den doofen Stromkunden schon seit langem hoch nehmen, was machen Sie denn bei tagelangen Flauten? Was machen Sie mit ihren 90 GW Windkraft, wenn gleichzeitig Wind und Sonne ihr Bestes geben bei kleiner Netzlast, wie am Pfingstmontag?
    Speicher sind nur marginal vorhanden und langfristig weder technisch noch ökonomisch realierbar, aber weiter feste druff, solange bezahlt wird.

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    • Herr Stock,

      einige Anmerkungen zu Ihrem Argument:

      1) Moderne Onshore-WKAs haben Kapazitätsfaktor im Bereich 30-45% oder 2700-4000 FLH, es reichen also weniger als 3 GW Onshore-Wind, um 1 GW Kernkraft oder Kohle zu ersetzen.

      2) Es spricht nichts dagegen, eine entsprechende regelbare Leistung (70 GW) in Form von Gasturbinen und abgeschriebenen Kohlekraftwerken vorzuhalten, um ca. 14 Tage im Jahr, wenn Wind und PV in der Tat nichts leisten, den Gesamtbedarf zu stellen.

      Gasturbinen/Kohlekraftwerke plus WKAs sind zur Zeit deutlich preiswerter als neue Nuklearreaktoren.

      Da die Gasturbinen nur mit überschaubarem Kapazitätsfaktor laufen würden, ist Brennstoffpreis bzw. Effizienz nicht so kritisch.

      AKWS sterben zur Zeit aus ökonomischen Gründen, auch wenn das einigen Zeitgenossen noch nicht verstehen wollen.

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  3. @Willi Stock

    Es wird doch hier lediglich vorgerechnet wieviel Windkraft benötigt wird um die Volllast von Kernkraftwerken zu erreichen.

    Des weiteren sollten Sie sich informieren bevor Sie Aussagen tätigen. Speicher sind alles andere als langfristig, technisch und ökonomisch unrealisierbar. Genau das Gegenteil ist mit dem Laufe der Zeit der Fall.

    Außerdem können Sie doch bitte mal eine Statistik einreichen bei der es in ganz Deutschland einen Tag lang weder Wind noch Sonne gab. Geschweigedenn von restlichen EE-Anlagen, die Wetterunabhängig Strom produzieren. Zur Grundsicherung sind übrigens im Moment immernoch Ihre wahrscheinlich sehr geliebten Kohlekraftwerke am Netz.

    Probleme mit zu kleiner Netzlast treten eher deshalb auf, da Kohlekraftwerke in keinem Fall abgeschaltet werden, sondern mittlerweile unter allen Umständen einspeisen. Folge dessen ist, dass diese Kraftwerke dann den Strom produzieren den wir billig, oder sogar aufzahlend an bspw. Frankreich über die Strombörse verkaufen müssen.

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  4. “1 GW Kernkraft kann durch 4,66 GW Windkraft ersetzt werden” Interessante Kalkulation. Wird dabei angenommen, dass die AKWs alleine durch Windkraftwerke ersetzt werden und PV keine Rolle spielt?
    Realistischeweise müsste man natürlich schon den ganzen Kraftwerkspark berücksichtigen. Wenn man aber ausrechnen will durch welche Kapazitäten die in Zukunft stillzulegenden Kraftwerke ersetzt werden müssen ist wohl der größte „Streitpunkt“ die gerade Frage, wann die bestehenden (und z. T. erst gerade neu gebauten) konventionellen Kraftwerke überhaupt stillgelegt werden sollen (oder ob sie z. B. durch „Kapazitätsmärkte“ am Leben gehalten werden sollen.
    Wenn man dann (wie die Bundesregierungen) relativ lange Laufzeiten annimmt sind die Pläne der Regierung alle im Grünen bereich.
    Dabei ist aber eigentlich die obige Fragestellung dieser Berechung schon fragwürdig. Entscheidend sollte vielmehr sein wie viele konventionelle Kraftwerke noch zum Ausfüllen der schrumpfenden Residuallast nötig sein werden um die Lücken der REN-Erzeugung zu füllen. Und nicht umgekehrt.

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  5. Für Pumpspeicher-Kraftwerke werden mit 600 Stunden
    „Voll-Last“ pro Jahr angegeben.
    Üblich und erfahrungsgemäß optimal sind 4 Stunden
    Stromerzeugung pro Tag, die restlichen 20 Stunden eines Tages verbleiben für den Pumpbetrieb.
    Pumpspeicher-Kraftwerke erzeugen also etwa 1.500 Stunden unter „Voll-Last“ Strom. Bei 600 Stunden wäre eine solche Anlage völlig unwirtschaftlich.
    Beim Pumpspeicher-Kraftwerk Glems nennt EnBW sogar etwa 4.000 Stunden und begründet dies damit, dass durch eine neue Technik dieses Kraftwerk auch zum Ausgleich von Netzschwankungen genutzt wird.

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    • Danke für die Infos. Gibt es dafür einen Link / Quellenangabe, dann würde ich ein entsprechendes Update auch zu den Pumpspeicher schreiben. Eine Aktualisierung gab es bereits für Laufwasser.

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  6. Die Fraunhofergesellschaft veröffentlicht die Ganglinien der Stomerzeugung in Deutschland detailliert nach Erzeugungsarten und mit einer (ca.) viertelstündigen Auflösung auf http://www.ise.fraunhofer.de/de/downloads/pdf-files/data-nivc-/stromproduktion-aus-solar-und-windenergie-2014.pdf (ab Folie 137). Daraus ist gut zu ersehen, dass auch nachts unter der Woche in Deutschland 40 GW Strom benötigt werden und auch an Wochenenden noch ca. 25-30 GW . Weiterhin ist gut zu sehen, dass es Nächte gibt, an denen die ca. 33 GW Windturbinen weniger als 1 GW Strom produzieren. Arbeiten wir, wenn der Wind weht, dann ließen sich größenordnungsmäßig 10 GW Bedarf verschieben, aber die Begeisterung der davon Betroffenen dürfte sich in Grenzen halten.

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    • Die Datensammlung des Fraunhofer Instituts stellt zwar sehr gut die Kennzahlen unserer gegenwärtigen Stromversorgung dar, aber daraus kann man nicht unbedingt absolut korrekte Schlussfolgerungen ziehen.
      Offshore-Windkraft spielt gegenwärtig im Stromversorgungssystem keine nennenswerte Rolle, ist aber aufgrunde sehr geringer Nichtverfügbarkeiten ein wichtiger Baustein zur Deckung der Grundlast.
      Onshore-Windkraft spielt zwar eine bedeutende Rolle, aber die die Nichtverfügbarkeiten haben nur eingeschränkte Aussagekraft, da eine Verstetigung der Erzeugung über die Verteilung der Anlagen in der Fläche nur unzureichend ausgereizt wird. Hessen, Bayern und Baden-Württemberg dürften flächenmässig fast die halbe Republik darstellen, haben aber kaum Windkraft, Anlagen dort können die Flauten im Norden aber zum teil kompensieren.
      Biomasse erzeugt zwar viel Energie, aber die Anlagen werden im überwiegend Dauerbetrieb gefahren und die eigentliche Stärke der permanenten Verfügbarkeit wrid nicht zum Ausgleich volatiler Erzeugung genutzt.

      Wie man an auf Seite 45 (mit dem Bezug zu S. 137) deutlich erkennen kann, treten wir erst jetzt langsam in eine Phase ein, in der volatile Erzeuger ihre Leistung nicht mehr einfach „im Meer“ des Verbrauchs versenken können. Erst jetzt kommen wir bei der Energiewende in eine Phase in der man die Kosten für eine zeitweise Abregelung der erneuerbaren, dem Netzausbau zur besseren Anbindung zusätzlicher Verbraucher und auch einer Speicherung gegeneinander abzuwägen.

      Die Phase in der man die nicht Verfügbarkeiten von Wind und Sonne schlußendlich lösen muss, wird die Energiewende zum Abschluss bringen. Aber wir sind da noch lange nicht so weit! Insofern hat der Blick auf die momentane Situation mit 33 GW Erzeugungskapazität aber weniger als 1 GW Einspeiseleistung keine große Bedeutung. Es besteht die Möglichkeit, dass in der Summe unserer 13 Nachbarländer zumeist immer noch genug Wind weht, auch wenn bei uns totale Flaute ist, so dass man den geeringen verbleibenden Rest, mit Biomasse „abfackeln“ könnte.

      Die momentanen Phase wird vom Themenblock Regelenergie geprägt, wer das thematisiert kommt ganz schnell zur Feststellung, dass man auch damit schon einen guten Teil der Probleme der letzten Phase überwinden wird.

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  7. Pingback: Aktualisierte Kraftwerksliste / Deutlich mehr Kohlestrom im Strommix | blog.stromhaltig

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