Portugal vor den Vorhang!

Anfang November ist es Portugal gelungen, seinen gesamten nationalen Stromverbrauch mehr als sechs Tage lang ununterbrochen ausschließlich aus erneuerbaren Quellen zu decken. In diesen regnerischen, stürmischen Tage kam den Windkraftwerken eine entscheidende Rolle zu. Alle fossilen Kraftwerke waren 149 Stunden am Stück außer Betrieb. 

Das war ein bedeutsamer Zwischenerfolg zu dem Ziel, letztlich über ein ganzes Jahr hinweg von fossilen Energieträgern unabhängig zu werden. Und er hatte auch erhebliche Auswirkungen auf die Endverbraucher, weil die Strompreise in dieser Zeit extrem niedrig waren. Das portugiesische Stromnetz hat auch bewiesen,  auf einen sehr hohen Anteil an Strom aus erneuerbaren Energien und auf die zu erwartenden Schwankungen vorbereitet zu sein. Es war in der Lage, sowohl den starken Anstieg der Wasser- und Windenergieproduktion als auch die Rückkehr zu einem geringeren Anteil erneuerbarer Energien zu bewältigen, als wieder Erdgaskraftwerke angefordert werden mussten, um einen Teil der Nachfrage des Landes zu decken.

Portugal hat sich bereits 2016 verpflichtet, bis 2050 Netto-Null bei den CO2- Emissionen zu erreichen, und auch einen detaillierten Plan erstellt, um dieses Ziel zu erreichen. Anstatt bei der Stromerzeugung in erster Linie auf Wind, Wasser oder Sonne zu setzen, hat sich Portugal auf die Diversifizierung und optimale Ergänzung dieser erneuerbaren Ressourcen konzentriert. Auch in Zukunft sollen zusätzliche Offshore-Windkraftanlagen und Solaranlagen errichtet und ältere Onshore-Windkraftanlangen an den besten Standorten leistungsmäßig ausgebaut werden.

Dem Land ist in den letzten Jahren eine historische Verschiebung bei den Energiequellen gelungen. Portugal hat kein Atomkraftwerk, das letzte Kohlekraftwerk wurde 2022 stillgelegt. Allein heuer ist der Erdgasverbrauch für die Stromerzeugung von Januar bis Oktober 2023 im Vergleich zum Vorjahr um 39 % und auf den niedrigsten Stand seit 2006 gesunken.

Die Verhältnisse in Portugal sind mit denen bei uns sicher nicht 1:1 vergleichbar. Aber es zeigt sich, dass rechtzeitige Planung, eine konsequente Umsetzung und ein ausgewogener Mix alternativer Energiequellen zusammen mit einem entsprechenden Ausbau von Speichern und Stromnetz das Ziel erreichbar machen kann, von fossilen Energieträgern unabhängig zu werden.

https://www.canarymedia.com/articles/clean-energy/portugal-just-ran-on-100-renewables-for-six-days-in-a-row

Der Charme der Windkraft.

Um die Erderhitzung noch einigermaßen abbremsen zu können, müssen wir einerseits den Energieverbrauch reduzieren und andererseits auf CO2 - neutrale Energiequellen umsteigen. Windkraft kommt dabei ein wichtige Rolle zu. Denn während Photovoltaik-Anlagen untertags den meisten Strom liefern, können sie in der Nacht nichts beitragen. Wind ist jedoch in der Nacht und vor allem im Winter am stärksten, also genau dann, wenn die Sonne weniger scheint und der Wasserstand der Flüsse niedrig ist. Daher brauchen wir neben dem Ausbau von Speichern und Stromnetz einen Mix aus allen erneuerbaren Stromquellen. 

Schwankungen der Stromerzeugung aus Wind, Wasser und Sonne im jahreszeitlichen Verlauf

Niederösterreich hat mit Abstand das größte Windkraftpotential in Österreich und somit eine besondere Verantwortung bei der Energiewende:

Windkraftpotential je Bundesland in TWh

Die kinetische Energie bewegter Luft steigt quadratisch mit der Windgeschwindigkeit. Daher steigt die Leistungsdichte, d.h. die in einem Luftstrom enthaltene Leistung, mit der dritten Potenz der Geschwindigkeit. Das bedeutet, dass doppelte Windgeschwindigkeit zu einer 8-fachen Leistung führt und umgekehrt eine Halbierung der Windgeschwindigkeit die Leistung auf 1/8 sinken lässt. Windkraftanlagen werden daher so ausgelegt, dass sie ihre Nennleistung schon bei relativ geringen, häufig vorkommenden Windgeschwindigkeiten erreichen. Wird diese Nenngeschwindigkeit überschritten, werden die Rotorblätter so verstellt, dass die Nennleistung möglichst lang gehalten werden kann. Überschreitet die Windgeschwindigkeit die Abschaltgeschwindigkeit, so schaltet die Windkraftanlage ab, um Beschädigungen zu vermeiden. Somit erhält man eine Abhängigkeit zwischen Windgeschwindigkeit und Leistung, die zunächst mit der dritten Potenz ansteigt, dann eine Weile konstant bleibt und schließlich relativ abrupt auf Null abfällt: 

Die Höhe über Grund, in der die Windenergie angezapft wird, spielt eine entscheidende Rolle, da durch landschaftliche Strukturen, Bebauung und Vegetation der Wind in Bodennähe gebremst und die Luft verwirbelt wird. Neben der Höhe spielt bei Windkraftanlagen natürlich auch die Größe des Rotors eine entscheidende Rolle, weil die mögliche Leistung quadratisch mit dem Rotordurchmesser steigt. Daher sehen Windkraftwerke so aus, wie sie aussehen: Möglichst hohe Türme mit möglichst großem Rotor. 

Windkraftanlagen können in vielen Fällen günstiger elektrische Energie produzieren als konventionelle Kraftwerke. Auch der Weltklimarat IPCC hielt in seinem 2022 erschienenen Sechsten Sachstandsbericht fest, dass die Stromerzeugung mit Windkraftanlagen mittlerweile in vielen Regionen der Erde günstiger ist als die Stromerzeugung mit fossilen Energieträgern. Alleine zwischen 2015 und 2020 fielen die Kosten für Windstromerzeugung um 45 %. Aufgrund ihrer Wirtschaftlichkeit kommt der Windenergie eine wichtige Rolle zur Dämpfung des Strompreisanstiegs zu. Durch das Merit-Order-Prinzip senkt sie durch die Verdrängung konventioneller Kraftwerke auch den Strompreis an der Börse.

Quellen:
https://de.wikipedia.org/wiki/Windenergie
https://fridaysforfuture.at/media/pages/windkraft-im-waldviertel/32db8145ca-1700599479/windkraft-broschure_s4f.pdf
https://fridaysforfuture.at/windkraft-im-waldviertel

Noch möglich: Sauberer Strom für Europa bis 2035

Kann Europa´s Stromversorgung bis 2035 so umgebaut werden, dass sie zu 95% auf erneuerbaren Energieträgern basiert und weiterhin eine sichere Versorgung gewährleistet?

Eine vor wenigen Tagen veröffentlichte Studie zeigt, dass das noch möglich ist. Und zwar zusammen mit einem Ausbau der Stromversorgung, durch den auch der Verbrauch fossiler Brennstoffe für andere Sektoren (etwa für Mobilität oder Wärme für Industrie und Raumheizung) bis 2030 halbiert werden könnte.

Diese erforderliche Modernisierung des Stromnetzes und der Ausbau der Stromerzeugung aus Windkraft und Photovoltaik würde zwar Investitionen von bis zu 750 Milliarden Euro erfordern, andererseits könnten bis 2035 durch den verringerten Verbrauch fossiler Brennstoffe Einsparungen von bis zu 1 Billion Euro erzielt werden – von den positiven Auswirkungen auf Klima, Gesundheit und Energiesicherheit ganz abgesehen.

Die Studie basiert auf länderspezifischen, stündlichen Modellierungen des Stromsystems und untersucht drei mögliche Entwicklungsszenarien. Berücksichtigt wurde der erforderliche Ausbau von Speichersystemen sowie mögliche Auswirkungen verschiedener Unwägbarkeiten. Sie wurde von Ember, einem unabhängigen, nicht an Profit orientiertem Thinktank durchgeführt, der von verschiedenen NGOs, Stiftungen und Organisationen gegründet wurde.

Zum Report
Zu Ember
Zu den Gründern von Ember:
The European Climate Foundation
ClimateKIC
The Esmee Fairbairn Foundation
WWF UK
ThirtyPercy Foundation
The Environmental Defense Fund Europe
Quadrature Climate Foundation
The Crowd