Der Ausbau erneuerbarer Energien bringt für die Stromnetze große Herausforderungen. Denn Sonneneinstrahlung und Wind schwanken und mit ihnen auch die Einspeisung von Strom ins Netz. Als Folge kommt es an wind- und sonnenreichen Tagen oft zu einem Überangebot im europäischen Netz, an anderen dagegen herrscht eher Mangel.
Doch nun zeigt eine neue Studie, dass dies keineswegs nur am Wetter liegt. Viele Netzschwankungen könnten vermieden werden, wenn die europäischen Länder und Stromerzeuger stärker zusammenarbeiten würden. Für ihre Untersuchung haben Daten über großräumige Wetterverhältnisse der vergangenen 30 Jahre mit Wind- und Solarstromproduktionsdaten verglichen. Auf dieser Basis modellierten sie unter anderem, wie sich die Windstromproduktion in Bezug auf sieben in Europa vorherrschende Großwetterlagen verhält und zukünftig ändern wird.
Großwetterlagen: Irgendwo ist immer Wind
Das Wetter in Europa wird von charakteristischen Großwetterlagen bestimmt. Einige Regime sind von Tiefdruckgebieten über dem Atlantik geprägt, die starken Wind in Westeuropa verursachen, gleichzeitig aber mit ruhigeren Verhältnissen weiter östlich einhergehen. Während anderer Wetterlagen ist das Wetter dagegen in Westeuropa ruhiger, zur gleichen Zeit herrscht jedoch stärkerer Wind in Südeuropa und Nordskandinavien.
“Es gibt kaum eine Wettersituation, in der auf dem ganzen Kontinent gar kein Wind weht und damit ganz Europa gar kein Potential für Windenergie hätte”, erklärt Christian Grams von der ETH Zürich. Das bedeutet: Würde man die Windparks so über Europa verteilen, dass immer irgendwo Windstrom produziert wird, ließen sich extreme Schwankungen im Stromnetz vermeiden. Man könnte das Niveau der Fluktuationen auf dem heutigen Niveau von rund 20 Gigawatt stabilisieren, so die Forscher.
Jeder plant für sich
Das Problem dabei: Eine solche europaübergreifende Zusammenarbeit oder gar Planung gibt es bislang nicht. Die Windparks sind heute einseitig verteilt, vor allem in Ländern um die Nordsee. Herrscht über der Nordsee während einiger Tage oder gar Wochen wegen eines stabilen Hochdruckgebiets Flaute, wie im Winter 2016/17, sackt die gesamteuropäische Windenergieproduktion dadurch drastisch ab.
In Zukunft könnte dies noch verschärft werden, weil die Länder meist ihren eigenen Strategien für den weiteren Ausbau der Windkraft folgen. Die Differenz zwischen hoher Produktion bei günstigen Windverhältnissen und tiefer Produktion bei Flaute könnte bei besonders ungünstigen Verhältnissen sogar bis zu 100 Gigawatt erreichen, wie die Wissenschaftler ermittelten. Dies entspricht in etwa der Kapazität von 100 Atomkraftwerken, die innerhalb weniger Tage zusätzlich bereitgestellt respektive gedrosselt werden müssten.
