Keine Angst, bei diesem Beitrag wird keiner zum Strahlemann. Aber blog.stromhaltig möchte der Frage nachgehen, wie flexibel sind eigentlich Kernkraftwerke bei ihrer Erzeugung. Wir wissen, dass Nachtspeicherheizungen eingeführt wurden, weil man in der Blüte des Atomzeitalters in den Nachtstunden nicht wusste, wie man den überschüssigen Strom loswerden soll. Viele Pumpspeicher wurden gebaut und der Begriff der Grundlast überhaupt erst erfunden. Eine Beobachtung bei den Daten des E.ON Atommeilers im Niedersächsischen Grohnde im August, spornte an, der Frage nach Flexibilität von Atomkraftwerken noch einmal zu betrachten.

Das vorgefertigte Bild war, was der Klimalügendetektor in einem Beitrag recht passend beschreibt:

Komisch, dass Umweltverbände, Wissenschaftler und die Branche der Erneuerbaren Energien das glatte Gegenteil sagen. Erst diese Woche wieder betonte der Sachverständigenrat für Umweltfragen der Bundesregierung: „Kernkraftwerke können aufgrund ihrer technischen Eigenschaften nur bedingt zum Lastfolgebetrieb eingesetzt werden, können also die schwankende Einspeisung aus erneuerbaren Energien nicht flexibel genug ergänzen.“

Dieser Aussage widersprechend tauchen von den Betreibern immer wieder Meldungen auf, die eigentlich das Gegenteil behaupten.RWE betont vor etwa einem Jahr die Flexibilität ihrer Kraftwerke mit den Worten:

Um bis zu 100 MW pro Minute könne der RWE-Konzern jeweils die Stromproduktion in den beiden Kernkraftwerken Gundremmingen (Bayern) und Emsland (Niedersachen) verringern. Das teilte das Unternehmen mit. Im Atomkraftwerk Emsland könne in rund 60 Minuten bis zu 850 MW Leistung reduziert werden. Auch Regelenergie könnten die Anlagen liefern. „Kleinere Netzschwankungen unter 100 MW können vom Kernkraftwerk im Emsland automatisch ausgeglichen werden“

Der BUND schreibt auf seiner Seite:

Als zentrales Argument für den Neubau von Kohlekraftwerken und den Weiterbetrieb der AKW wird von den Stromkonzernen immer wieder die Notwendigkeit einer Grundlastersorgung ins Feld geführt – ein Beleg dafür, dass die großen Energiekonzerne immer noch in den Strukturen von gestern denken. Notwendig sind kleine, flexible Kraftwerke, die auf Versorgungsschwankungen reagieren können.

Es gibt sehr viele Gründe, die für einen schnellen Ausstieg aus der Atomenergie sprechen. Endlagersuche, Gefahren im Betrieb – aber zur Frage der Flexibilität gibt es zumindest zwei unterschiedliche Aussagen, zu denen das Archiv des Deutschlandfunks auch einen Hintergrund liefert:

„Die Konstruktion damals schon 1972, als man das Kraftwerk gebaut hat, hat man so gebaut, dass wir Gradienten fahren von 130 MW pro Minute. Das ist mehr als jeder andere Kraftwerktyp, egal ob Gas oder Kohle fahren kann. Wir haben ja eine elektrische Leistung von 1200 MW. Wenn ich sage, wir haben einen Gradienten von 120 MW pro Minute, sagt das im Prinzip: In zehn Minuten kann ich die Leistung komplett von null auf 100 fahren oder auch umgedreht.“

Zwischen technisch können und tatsächlich die Erzeugung dem Bedarf anzupassen, ist ein weiter Weg. In der Energiewirtschaft wird häufig beobachtet, dass man wenig zusammenarbeitet und sinnvolles lieber nicht vornimmt. Beim E.ON Kraftwerk Grohnde sind folgende Meldungen zu sogenannten Redispatches im August aufgetaucht:

Beginn Ende Kraftwerke Gesamt Energiemenge Richtung Grund ca. Kosten
26.08.15 22:00 27.08.15 00:00 Grohnde 400 MWh Wirkleistungseinspeisung reduzieren Strombedingter Redispatch 32506€
26.08.15 09:45 26.08.15 19:00 Grohnde 3 MWh Wirkleistungseinspeisung reduzieren Strombedingter Redispatch 251€
25.08.15 08:15 25.08.15 17:15 Grohnde 888 MWh Wirkleistungseinspeisung reduzieren Strombedingter Redispatch 72155€
25.08.15 07:00 25.08.15 14:00 Grohnde 994 MWh Wirkleistungseinspeisung reduzieren Strombedingter Redispatch 80767€
24.08.15 17:00 25.08.15 00:00 Grohnde 1 MWh Wirkleistungseinspeisung reduzieren Strombedingter Redispatch 88€
24.08.15 15:00 24.08.15 18:30 Grohnde 649 MWh Wirkleistungseinspeisung reduzieren Strombedingter Redispatch 52737€
13.08.15 12:45 13.08.15 16:15 Grohnde 620 MWh Wirkleistungseinspeisung reduzieren Strombedingter Redispatch 50381€
04.08.15 10:00 04.08.15 16:00 Grohnde 550 MWh Wirkleistungseinspeisung reduzieren Strombedingter Redispatch 44693€

Was bedeuten diese Zahlen? Zumindest im August wurde dieses Kernkraftwerk tatsächlich sehr flexibel betrieben. Von Lastfolgebetrieb würde ich zwar noch nicht unbedingt sprechen, aber es werden Flexibilitäten gezeigt. Weitere Redispatches mit Kernkraftwerken wurden übrigens im Monat August bislang nicht gefunden. Vielleicht ist Grohnde tatsächlich das einzige flexible Kraftwerk der Atomklasse. Wichtig ist an dieser Stelle, dass die Anpassung durch einen Redispatch vom Übertragungsnetzbetreiber angewiesen werden – und eine Veränderung des gewünschten Fahrplans der Betreiber ist. Die Kosten, die hierfür entstehen sind von den Stromkunden über die Netzentgelte zu zahlen.

Jetzt die spannende Frage: Sind nur Druckwasserreaktoren flexibel? Wo ist die Quelle der Aussage, dass Kernkraftwerke nicht flexibel Strom erzeugen können?

Zumindest für die letzte Frage gibt es eine Vermutung: Wirtschaftlich ist, wenn nichts geregelt wird. Dieses Dogma hat die Nachtspeicherheizungen nach Deutschland gebracht.

Den Beitrag "Flexibilität von Atomkraftwerken offline Lesen:

5 Gedanken zu “Flexibilität von Atomkraftwerken

  1. Thorsten, danke für diesen Beitrag! Auf dem Scatterplot von Fraunhofer ISE

    http://energytransition.de/2014/02/bad-bank-for-german-coal/

    (von Johannes Meyer, nicht Bruno Burger) kann man gut sehen, dass die Kernkraft-Flotte in D insgesamt am trägsten reagiert. Die Preise stürzen ins Negative, sobald KKW unter 80% (oder, wenn man großzügig sein will, 60%) ihrer Leistung fallen. Nun könnte man sagen, das betrifft die ganze Flotte, nicht nur KKW (auch Gas & Kohle). Aber es ist markant.

    In den USA wird gar keine Flexibilität von KKW verlangt. Das dürfte weltweit so sein — bis auf FR & D, die bei den Kernkraft-Orgs auch so hervorgehoben werden. Die Kraftwerke sind aber nicht grundsätzlich anders (auch wenn die Franzosen ihre „francisé“ haben — so tatsächlich der terminus technicus.)

    Gegen das schnelle Hochfahren von KKW nach einem schnellen Runterfahren spricht die Xenon-Vergiftung. In dieser Präsentation aus dem fr. KKW-Sektor wird z.B. — für einen Druckreaktor! — argumentiert, man müsse das KKW „2 bis 24 Stunden“ ruhen lassen, wenn man es so schnell heruntergefahren hat, wie der dt. Kollege oben behauptet:

    https://prezi.com/sschjkvwhajy/how-to-handle-xenon-poisoning-in-pressurized-water-reactor/

    Kurz: Ich werde daraus auch nicht schlau. Auch EDF behauptet, man könne mir nichts, dir nichts quasi von 100 auf 0 und wieder hoch fahren — siehe diese Graphik von denen hier:

    http://www.renewablesinternational.net/nuclear-and-renewables-a-possible-combination/150/537/78260/

    Experten, die die Kernkraft befürworten, haben mir mal gesagt, das Hochfahren (es geht, wie so oft, nicht um die negative Regelenergie) sei „nicht trivial.“

    Mein Fazit: Es gibt kaum ein technisches Detail, das so ideologisch verbrämt ist, wie die Flexibilität von KKW.

    Antworten
    • Hallo Craig – zunächst habe ich noch ein paar Anfragen bei den Betreibern offen, wollte aber mit dem Beitrag nicht ewig warten. Zudem hatte mich nach dem Schreiben noch ein Bekannter angerufen, der mir versucht hat den Zusammenhang zwischen Reststrommengen (Restlaufzeit) und Flexibilität versucht hat zu erklären. Ich versuche es in meinen Worten: Die Reststommengen gehen von 100% aus – würde man jetzt anfangen flexibel zu sein, so würde man etwa 15% der Strommenge nicht nutzen. Wenn der VK Preis nun extrem nieder ist (weil Kosten ausgeblendet werden) – so ist auch der EK Preis nieder. Ist man flexibel, so steigt der durchschnittliche EK Preis auf das Niveau der Redispatchkosten.

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  2. Nur Wahnsinnige fahren einen Lastfolgebetrieb im AKW, weil nicht alles was technisch möglich ist ganz ohne Risiko daherkommt. Die Xenonvergiftung ist dabei das hinlänglich bekannte Problem, aber sehr gut mess- und beherrschbar und am Ende sogar umgehbar.

    Man muss sich nur mal vorstellen, wieviel thermische Energie aus dem Raktor abgeführt werden muss und wieviel davon in elektrischen Strom gewandelt wird. Anschliessend muss man noch in Betracht ziehen, dass in einem AKW für den nötigen Sicherheitsgewinn alles mehrfach Redundant ausgelegt wird. Es ist prinzipiell im AKW möglich die komplette Reaktorleistung einfach über die Kühlung abzufüren. Das abführen von Energie über das E-Werk ist gar nicht notwendig und lässt sich daher recht beliebig über die thermische Kühlleitung steuern. Man muss die elektische Leistung also gar nich über die Steuerstäbe an der Primärenergie regeln, man kann die Xenonvergiftung umgehen. Der Doppelfehler verkeilte Steuerstäbe und Ausfall im E-Werk ist annehmbar und muss im AKW beherrschbar sein.
    Allerdings muss man wahnsinnig sein, die Kühlung zum Abführen zu hoher deLeistung zu verwenden, denn man „verkauft“ damit eines der Sicherheitssysteme für den Regelbetrieb und hat für den Störfall entsprechend weniger Spielraum.

    Klar erzählen AKW Betreiber gerne, was die Dingeralles können und sie lügen dabei nicht. Sie könnten auch kaum anders, sonst kämen ja Zweifel an der Beherrschbarkeit auf.
    Man darf das aber nicht so verstehen, dass alle Möglichkeiten auch Alltagstauglich sind und im regulären Tagesbetrieb eingesetzt werden sollten.

    Also Lastfolgebetrieb nur als „Rettungsmaßnahme“ auf Anweisung der Netzbetriber, bevor das Netz zusammbricht, weil der Netzzusammenbruch exakt identisch zur vorweggenommen schnellen Leistungsreduktion wäre und dise Notmassnahme im AKW damit unausweichlich ist.

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  3. Flexibel muessen die Girokonten der schweizer Fernwaermekunden diesen Winter ueber sein:

    http://www.aargauerzeitung.ch/aargau/zurzach/oel-statt-akw-fernwaerme-hoehere-heizkosten-fuer-refuna-kunden-129482972

    Im Sommer wird im Fernwaermenetz von Betznau rund 1/12 des Winterbedarfs an Oel verheizt – in 30 Jahre alten Brennern. Siehe Seite 11 (Fig.9)

    http://www.iaea.org/inis/collection/NCLCollectionStore/_Public/29/067/29067739.pdf

    In den 90ern betrug der Verlust im Fernwaermeverteilnetz von Betznau rd. 15% (siehe Seite 14), der thermische Verlust durch Alterung (mech. Beschaedigungen, Durchfeuchtung, Ausgasung von Isoliergasen) im Heiznetz kann enorm sein.
    Eine in-situ Studie aus Island (leider kein link) verweist auf 30% Isolierverlust von PU-geschaeumten Fernwaermerohren innerhalb von 12 Jahren.
    Richtig flexibel sind die dann auch nicht mehr, eher sproede.

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