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Dr. Björn Peters, Deutsche Asset & Wealth Management

Raus aus dem Wolkenkuckucksheim
der Energiepolitik

Eine Umfrage der Fachzeitschrift BIZZ im Dezember 2014 unter führenden Investoren der Finanzbranche zur Frage, welche Energie-Investments im Jahr 2015 lukrativ werden, führte zum Ergebnis, dass keiner von den Befragten in Deutschlands Energie-Infrastruktur investieren möchte. Das ist bedenklich, da die Politik auf die Finanzbranche setzt, wenn es darum geht, die Kosten der Energiewende zu schultern, da die Energiebranche die finanziellen Herausforderungen alleine nicht bewältigen wird. Warum halten sich Investoren so stark zurück?

Es zeigt sich jetzt allmählich, dass die Energiewende nicht bis zum Ende durchdacht wurde. Ein Umbau der Energieproduktion auf erneuerbare Energieträger, der vor allem auf fluktuierende Sonnen- und Windkraftwerke (WSK) setzt und der die Physik des Wetters außer Acht lässt, ist zum Scheitern verurteilt. Die Produktionsdaten von WSK der letzten Jahre zeigen, dass sechs Monate im Jahr zehn Prozent und weniger der installierten Wind- und Solarkraftwerksleistung auch tatsächlich zur Verfügung steht. Die Gesellschaft, die immer noch mehrheitlich ein Gelingen der Energiewende herbeiwünscht, muss sagen, ob sie weiter auf Sonne und Wind setzen will oder andere Alternativen für die wind- und sonnenlose Zeit entwickeln wird. Wenn ein kohärentes Konzept für eine Stromversorgung aus erneuerbaren Quellen entwickelt und gesellschaftlich akzeptiert ist, dann wird die Finanzbranche wieder gerne bei der Finanzierung im deutschen Energiesektor beitragen.

Bei WSK gibt es jedoch ein Problem, für das Lösungen, die sowohl technisch umsetzbar als auch bezahlbar sind, noch jahrzehntelang entfernt sind: die Statistik von Wetter. Das zeigt sich auf drei Feldern. Das erste wurde bereits angesprochen. Wind- und Sonnenstrom steht manchmal zur Verfügung, manchmal nicht. Dies ist bei der Solarenergie weniger problematisch, sie wird hauptsächlich dann produziert, wenn wir auch sozial und wirtschaftlich aktiv sind. So wird die Mittagsspitze im Stromverbrauch heutzutage meistens von Solarenergie abgedeckt. Dagegen weht der Wind, wann er will, aber nicht unbedingt dann, wenn wir ihn benötigen. Technisch gesprochen errechnet sich die Korrelation zwischen stündlicher Windproduktion und stündlichem Lastgang je nach Jahr zu 0-3 Prozent. Gerade Inversions-Wetterlagen im Spätherbst, wo abends an Werktagen mit ca. 85 GW die Jahres-Lastspitzen erreicht werden und gleichzeitig die Sonne bereits untergegangen ist und die Windproduktion deutschlandweit oft unter 5% der installierten Kapazität liegt, zeigen die hohe Abhängigkeit von thermischen Kraftwerken.

Zweitens sind Windstromproduktion und Wolkenbedeckung über große Entfernungen korreliert. Es kommt nur selten vor, dass Windkraftwerke im Harz bei einer Flaute an der Küste Windstrom liefern können, meistens produzieren sie gleichzeitig oder stehen gleichzeitig still. Die Korrelationslänge von Windstrom liegt in der Größenordnung von 600 km. Ein Leitungsausbau innerhalb von Deutschland oder nur nach Frankreich wäre daher nicht genug. Erst bei einem Leitungsausbau bis nach Portugal, Tschad und Aserbeidschan würden sich hinreichende räumliche Ausgleichseffekte in der Windstromproduktion einstellen. Dies ist übrigens auch ein starkes Argument gegen den Ausbau von Offshore-Windanlagen. Diese können wetterbedingt immer nur dann Strom liefern, wenn die küstennah aufgestellten Windkraftanlagen an Land bereits ein Überangebot an Strom liefern. Dafür kosten Offshore-Windanlagen einschließlich des Anschlusses ans Übertragungsnetz etwa das Vierfache von Windenergieanlagen an Land. Volkswirtschaftlich effizient wäre das nicht. Genauso ineffizient ist es volkswirtschaftlich übrigens, Windenergieanlagen heute noch an windschwache Standorte zu bauen.

Der Leitungsausbau für den europaweit theoretisch möglichen Ausgleich von Windstrom dürfte nicht einfach werden. Die RWTH Aachen hat einmal im Zusammenhang mit dem Desertec-Projekt errechnet, dass zur Errichtung einer 1 GW-Stromleitung von Südsizilien bis nach Aachen über 2.000 behördliche Einzelgenehmigungen notwendig wären – und hier sind die allfälligen Bürgerproteste noch nicht einmal mit berücksichtigt. Zum europaweiten Ausgleich von Windstrom wären aber Dutzende solcher Stromleitungen in jeder Himmelsrichtung und über viele tausend Kilometer nötig. Der räumliche Ausgleich von Solarstrom gelingt dagegen nur in Ost-West-Richtung – Desertec hätte hierzu keinen Beitrag geleistet – und das über sehr viele Zeitzonen hinweg, sodass gewaltige Leitungen quer durch ganz Asien und durch den Nordatlantik gezogen werden müssten, was eine erhebliche Änderung der heutigen Energiepolitik erfordern würde.

Drittens sind die Überschüsse aus WSK sehr ungleich übers Jahr verteilt. Daher können Stromspeicher derzeit nicht wirtschaftlich betrieben werden, um WSK-Strom auf Netzebene auszugleichen. Die existierenden Pumpspeicher wurden einmal errichtet, um, flapsig gesprochen, den billigen Atomstrom nachts auf den Berg zu pumpen, um ihn während der mittag- und abendlichen Bedarfsspitzen zu veredeln. Die existierenden Pumpspeicherkraftwerke in Deutschland und im Alpenraum wurden daher alle auf eine Speicherzeit von 4 – 8 Stunden ausgelegt. Da die Mittagsspitzen jetzt von Solaranlagen abgedeckt werden, verdienen die Pumpspeicher derzeit nicht genug Geld. Schlimmer noch: Zum Ausgleich von Windenergie müssten Speicheranlagen auf mehrere hundert Speicherstunden ausgelegt werden, also das Fünfzigfache heutiger Speicher. Grund ist, dass Wind über ca. 18 Stunden an- und abflaut und manchmal mehrere Wochen am Stück stark weht oder fast gar nicht.

Man kann aus den heutigen Produktionsdaten leicht errechnen, wie groß ein hypothetischer Speicher sein müsste, der es ermöglichen würde, Deutschland alleine aus WSK zu versorgen. Deutschland verbraucht im Mittel etwa 63 GW, und durchschnittlich könnte man dies mit WSK von je ca. 125 GW an Wind- und Solarkraftwerken abdecken. Tatsächlich würden die WSK nur in einem Sechstel der Jahresstunden Überschüsse erzeugen und an fünf Sechsteln des Jahres weniger produzieren als verbraucht wird, was durch Speicher ausgeglichen werden müsste. Die Größe des hypothetischen Speichers ist enorm: Während alle Großspeicher in Zentraleuropa heute ein Speichervolumen von ca. 60.000 MWh haben, müssten in dem hypothetischen Szenario der Vollversorgung aus WSK und einem Speicher dieser ein Speichervolumen von ca. 80.000.000 MWh haben, also etwa das Tausendfache. Ein Pumpspeicherkraftwerk in dieser Größenordnung müsste bei einer Höhendifferenz zwischen oberem und unterem Speicherbecken von 600 Metern etwa so groß wie der ganze Bodensee sein. Auch dürften die Kosten ein unüberwindliches Hindernis darstellen. Die günstigsten Speicher kosten heute etwa über 100 EUR/kWh (moderne Lithium-Ionen-Speicher noch das 5-10-fache) und Ausgaben von 8.000 Mrd. EUR sind auch für die deutsche Volkswirtschaft nicht zu verkraften. Hinzu kommt das Problem des niedrigen Wirkungsgrads. Jede Energie, die im Speicher nicht gespeichert wird, muss als Abwärme abgeführt werden. Insofern könnte es sinnvoll sein, die künftigen Großspeicheranlagen an die Standorte heutiger Kernkraftwerke zu bauen und die existierenden Kühltürme zur Entsorgung der Abfallwärme weiter zu nutzen.

Diese drei Probleme der Statistik des Wetters und der daraus resultierenden Häufigkeitsverteilung von Wind- und Solarstrom werden leider in der gesellschaftlichen Diskussion über die Energiewende noch immer nicht ausreichend berücksichtigt. Wir neigen alle seit Jahrzehnten dazu, Energiepolitik aus einer ideologischen Brille heraus zu betreiben – erst wurde Kernenergie als die Lösung aller künftigen Probleme angesehen, später verteufelt und nur noch Erneuerbare akzeptiert. Dabei wurde jede Energietechnik in der einen oder anderen Form staatlich unterstützt und vielleicht ist das auch legitim. Wenn wir jetzt noch ein Energiekonzept entwickeln, das eine ehrliche Antwort auf die Frage gibt, wie viel Sonne und Wind der deutsche Strommarkt überhaupt verträgt, dann ist die Finanzbranche wieder bei der langfristigen Finanzierung der Energiewende dabei.

Namensbeitrag von Dr. Björn O. Peters.
Dr. Peters ist Leiter des Investment-Bereichs
Infrastruktur und natürliche Ressourcen
bei Deutsche Asset & Wealth Management

20. April 2015