Zu jedem Zeitpunkt muss die Erzeugung und der Verbrauch von elektrischer Energie in der Balance sein. Die Qualität von Vorhersagemethoden ist für die Stromversorgung unerlässlich. Abweichungen von Soll und Ist-Werten sind in der täglichen Praxis von den Netzbetreibern und Marktakteuren kurzfristig auszugleichen, was mit einem wirtschaftlichen Risiko verbunden ist.

Die Stromversorgung muss als Gesamtsystem betrachtet werden, welches lediglich mit Einhaltung der Balance stabil und verlässlich funktionieren kann. Der Aufwand für die Herstellung einer Balance macht keine Unterscheidung zwischen Unsicherheiten der Erzeugung oder des Verbrauchs. Fehlen 25% der Erzeugung aus Gaskraftwerken, wie die Kraftwerksbetreiber aktuell in ihren „Wichtigen Marktmeldungen“ melden, so ist dies genauso bedenklich, wie ein plötzlicher Anstieg des Stromverbrauchs.

Mit zunehmender Verfügbarkeit von Strom aus Windkraft oder Solarenergie zur Deckung des Bedarfs, wird eine integrative Analyse der Differenzbilanzen notwendig.

Anteil des Sonnen/Windstroms an der Systemlast
Anteil des Sonnen/Windstroms an der Systemlast

Im Frühjahr 2015 erreicht der zeitgleich erzeugte Strom aus Windkraftanlagen und Solarenergie einen Anteil von 15% in den Spitzenwerten. Entsprechend dieses Anteils wirkt sich der Anteil bei der Herstellung einer Balance aus.

Zur Erarbeitung einer belastbaren Prognosequalität wurden die Rohdaten der Übertragungsnetzbetreiber für den Zeitraum Januar 2015 bis April 2015 im Office-Format aufbereitet (Download). Es wurden die fehlenden Daten entfernt und die Stundenwerte gebildet. Nur wenn für eine Stunde alle Daten vorhanden sind, wurde der Datensatz zur weiteren Verwendung herangezogen.

Auszug aus den Daten

Zeit Last Soll Last Ist Last Differenz PV Soll PV Ist PV Differenz Wind Soll Wind Ist Wind Differenz
2015-1-10-10 256697 262166 5469 1180 4101,5 2921,5 18873,8 29610,8 10737
2015-1-10-11 262789 268215 5426 1412,75 5265,5 3852,75 18905,5 29631,8 10726,2
2015-1-10-12 258841 269494 10653 1477,5 4623,5 3146 19021,5 29230 10208,5

Nicht beachtet wurden Interconnect-Strommengen, die sich aus dem Austausch mit den Nachbarländern von Deutschland ergeben. Bei der Betrachtung der Prognoseabweichungen wurde der Day-Ahead Wert verwendet, der auch als Basis für den Handel am Spot-Markt und die Veräußerung der EEG-Strommengen dient. Die Einheit der Skalierung beträgt 0,1 MWh bzw 100 KWh.

Prognoseabweichungen in MW
Prognoseabweichungen in MW

In der Auswertung in Blau dargestellt ist die Abweichungen in der Bedarfs-Prognose. Die Ausschläge übersteigen sowohl im positiven als auch im negativen Bereich deutlich die Werte der beiden gewählten Erzeugungsformen. Allein zur Absicherung der Vorhersagegüte beim Stromverbrauch wird nach dieser Auswertung ein Äquivalent von zwei Großkraftwerken benötigt, die sehr schnell dem Lastgang folgen können.

Die Prognoseabweichungen bei der Sonnen und Windstromerzeugung liegen deutlich unterhalb der Lastgangwerte. Zur Absicherung wird im Betrachtungszeitraum etwa 1GW (=1 Großkraftwerk) für ganz Deutschland benötigt. Bei der Bildung eines 100% EE-Szenarios auf Basis des vorliegenden Zahlenmaterials, sind die vorhandenen Pumpspeicher mit etwa 9GW Kapazität in der Lage die Absicherung vollständig zu übernehmen, wobei die fast 4 GW Laufwasser weiterhin Reserve herangezogen werden können.

(Beitragsbild Antranias @ Pixabay)

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Ein Gedanke zu “Kurz-Studie: Stromverbrauch schlechter vorhersagbar als Erzeugung aus Wind/Sonne

  1. Hallo Herr Zoerner,

    Ihre Betrachtung funktioniert nur, weil die noch vorhandenen konventionellen Kraftwerke das Netz grundsätzlich stabil und am funktionieren halten. In 2014 lag die minimale addierte Erzeugungsleistung von Wind + PV bei kleiner 0,2 GW. Da würde ich gerne mal verstehen, wie dann bei 100 % EE die 4 GW Laufwasser u. 9 GW Pumpspeicherwerke das Netz stabil halten. Das funktioniert vielleicht, wenn alle industriellen, gewerblichen und öffentlichen Verbraucher dann gleichzeitig abgeschaltet werden. Schöne neue Energiewende-Welt.

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