Energiewende: Trotz erneuerbarer Energien keine Blackout-Gefahr

Bis 2031 ist die Stromversorgung in Deutschland laut einem Bericht der Bundesnetzagentur weitestgehend sicher.

Deutschland hat die Energiewende eingeleitet. Die Umstellung auf erneuerbare Energien läuft. Auch wenn die Bundesnetzagentur erklärt, dass die Stromversorgung hierzulande weitgehend sicher ist, ist in der Gesellschaft die Angst vor einem Blackout. Wahrscheinlich ist das Szenario trotz der Umstellung auf Erneuerbare nicht. Auch deshalb, weil sich Renewables ständig weiterentwickeln.

Flächendeckender Stromausfall unwahrscheinlich

Auch in Zeiten des Energiesparens ist es noch immer ein Horrorszenario: Keine Telefone, kein Internet, keine Geldautomaten, keine Ampeln oder Haushaltsgeräte. Im Falle eines Blackouts droht Deutschland genau das. Je länger ein großflächiger Stromausfall dieser Art anhalten würde, desto mehr Gefahren wären damit verbunden. Kritisch wird es spätestens dann, wenn sich das Notstromaggregat von Krankenhäusern und Atomkraftwerken erschöpft.

Fossile Brennstoffe Ade

Zu kleineren Ausfällen kommt es weltweit immer wieder. In Deutschland war Anfang 2022 beispielsweise Regensburg betroffen, wo es für 19 Stunden keinen Strom mehr gab. Üblicherweise fließt Strom mit 50 Hertz durch europäische Leitungen. Während kleinere Schwankungen normal sind, gerät das Netz bei größeren Abweichungen aus dem Gleichgewicht. Zum Beispiel, wenn deutlich mehr Strom entzogen als zugesteuert wird. Das Netz könnte in diesem Fall zusammenbrechen und einem Blackout den Weg ebnen. Während der Umstellung auf erneuerbare, aber volatile Energien aus Sonne und Wind bleibt dieses Szenario eine große Angst. Der in Deutschland erzeugte Strom kam in der Vergangenheit mehrheitlich aus konventionellen Energieträgern. Allerdings hat der russische Angriffskrieg die Diskussion um den Ausbau der Erneuerbaren neu entfacht. Solarenergie und Windkraft sollen fossile Brennstoffe weitestgehend abschaffen. Dazu muss die Stromversorgung auf mehrere Millionen dezentrale Anlagen ausgeweitet werden, ohne das Gleichgewicht im Stromnetz zu gefährden.

• das Leitungsnetz ausgebaut werden.
• Strom teils längere Strecken zurücklegen.

Angesichts dieser Herausforderung stellen sich viele Bürger die Frage, inwieweit die Versorgungssicherheit in der Bundesrepublik gewährleistet bleiben wird. Dass die kontinuierliche Stromversorgung bei der weitreichenden Umgestaltung des Energiesystems auch nach dem Kohle- und Atomausstieg noch zuverlässig funktionieren wird, wagen viele zu bezweifeln.

Trotz Dunkelflauten keine Blackouts

Wind- und Sonnenkraft als langfristige Szenarien der künftigen Stromerzeugung sind als Energiequellen volatil und lassen sich noch nicht angemessen speichern. Wenn weder die Sonne scheint noch Wind verfügbar ist, können bei der Einsteuerung neuer Energie in das Stromnetz größere Flauten drohen. Nichtsdestotrotz hält die Bundesnetzagentur das Blackout-Szenario für unwahrscheinlich. Die Versorgungssicherheit mit Strom sei bis 2031 gewährleistet, heißt es in ihrem aktuellen Bericht. Der Ausbau der Erneuerbaren ziehe keine Beeinträchtigungen nach sich.

Reserve – Ersatz – Import

Abgesichert sei der Ausgleich etwaiger Schwankungen durch Schutzmechanismen wie Reserve (gespeicherter Strom aus Batterien), Ersatz (bundeseigener Strompuffer) und Import (zugekaufter Strom aus dem Ausland). Mechanismen zur Wiederherstellung der Stromversorgung ergänzen diese Punkte. Um die Gefahr eines Blackouts auch langfristig gering zu halten, gibt es außerdem Netzwerke aus Experten, die innovative Projekte in Sachen Renewables entwickeln. Dabei geht es nicht nur um smarte Speichermöglichkeiten für die Erneuerbaren. Auch die Nutzung neuer Renewables ist ein wichtiger Forschungsbereich.

Versorgungssicherheit mit Renewables aus Luft

In Back-up-Kraftwerken wird gegenwärtig Strom gewonnen, der wetterunabhängig der Energieversorgung dient. Obwohl jene noch immer mit Kohle und Erdgas betrieben werden, will man sie künftig mit erneuerbaren Gasen befeuern. So wie Wissenschaftler in diesem Bereich Schlagzeilen in Sachen Versorgungssicherheit schreiben, tut es aktuell auch ein Forschungsteam aus den USA. An der University of Massachusetts versuchen die Beteiligten, grünen Strom aus der Umgebungsluft zu gewinnen. Die Wissenschaftler um Xiaomeng Liu gelten als Entdecker des „generischen Air-gen-Effekts“. Die Basis davon bildet die Elektrizität, die sich in der Luft befindet. Wolken sind Wassertropfen, die eine Ladung tragen und daraus unter bestimmten Bedingungen Blitzschläge erzeugen. Könnte man diese Energie zuverlässig einfangen, wäre die Versorgungssicherheit im Hinblick auf Strom zu jeder Zeit gewährleistet. Aus einem dünnen Feuchtigkeitsfilm hat das Team jetzt eine Wolke entwickelt, die kontinuierlich vorhersehbare Energiemengen produziert und jederzeit abgeerntet werden kann.

Energieernte aus geladenen Wolken

Die Energiegewinnung aus der Luft gelingt laut den Forschern anhand von Materialien mit Löchern, die weniger als 100 Nanometer messen. Durch solche Löcher treten Wassermoleküle von oben nach unten hindurch und stoßen bei der Passage an den Porenrand. Dadurch entstehen im oberen Anteil des Materials mehr aufgeladene Wassermoleküle als im unteren. Dieses Ladungsungleichgewicht gleicht dem einer Wolke und könnte Geräte mit Strom versorgen oder in einer Batterie gespeichert werden. Dank der kontinuierlich vorhandenen Luftfeuchtigkeit könnte so rund um die Uhr Energie geerntet werden. Vielversprechend ist die Entdeckung schon jetzt, obwohl sich die Forschung noch in einer frühen Phase befindet. Eine Studie aus dem Fachjournal Advanced Materials gibt an, dass ein Zellulose-Film eine Spannung von bis zu 260 Millivolt erreicht. Etwas wenig, denn ein Smartphone benötigt bereits fünf. Allerdings gehen die Forscher davon aus, dass sich theoretisch viele tausend Schichten des Films übereinander stapeln lassen. Dadurch ließe sich die Energiemenge vergrößern. Das große Ziel der Klimaneutralitet wäre mit Stromversorgung nach diesem Prinzip in greifbarer Nähe und um Blackouts müsste sich niemand mehr Gedanken machen.

Foto oben ©2023 Los Muertos Crew / Pexels

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Stromversorgung: So wahrscheinlich ist ein Blackout. Ein Artikel der Sueddeutschen Zeitung.