Dunkelflauten sind ein zentrales Thema in der Diskussion um die Versorgungssicherheit erneuerbarer Energien. Diese Phasen, in denen sowohl die Sonneneinstrahlung als auch der Wind ausbleiben, können gravierende Auswirkungen auf die Stromversorgung haben.
Um Dunkelflauten rechtzeitig zu erkennen und entsprechend zu handeln, ist es entscheidend, die relevanten Vorzeichen und Faktoren zu verstehen. In diesem Beitrag erfahren Sie, wie man Dunkelflauten identifizieren kann, welche Parameter dabei eine Rolle spielen und welche Maßnahmen zur Sicherstellung der Stromversorgung getroffen werden können.
Dunkelflauten: Definition und Bedeutung
Um das Phänomen der Dunkelflaute zu verstehen, ist es zunächst wichtig, den Begriff selbst zu definieren. Eine Dunkelflaute beschreibt eine Phase, in der sowohl die Solar- als auch die Windenergieproduktion stark eingeschränkt ist.
Dies geschieht typischerweise bei bewölktem Wetter und wenig bis gar keinem Wind. In dieser Zeit wird die Einspeisung aus Photovoltaik- und Windkraftanlagen erheblich reduziert, was zu einer gefährlichen Versorgungslage führen kann.
Die Realität ist jedoch komplexer als diese einfache Definition. Dunkelflauten sind nicht immer eindeutig und variieren stark in ihrer Häufigkeit und Ausprägung je nach Region. In Deutschland beispielsweise gibt es keine einheitliche Definition für Dunkelflauten in der Forschung oder der Energiewirtschaft.
Dennoch ist klar, dass diese Ereignisse eine kritische Rolle in der Diskussion über die Energieversorgung der Zukunft spielen. Angesichts des kontinuierlichen Ausbaus erneuerbarer Energien wird es immer wichtiger, Dunkelflauten zu erkennen und ihre Auswirkungen auf die Stromversorgung zu verstehen.
Die Bedeutung von Dunkelflauten kann nicht genug betont werden. In Zeiten zunehmender Abhängigkeit von erneuerbaren Energien stellt sich die Frage, wie die Versorgungssicherheit gewährleistet werden kann.
Dunkelflauten können nicht nur zu Versorgungsengpässen führen, sondern auch das Vertrauen in erneuerbare Technologien gefährden. Daher ist es von höchster Wichtigkeit, sowohl die Definition als auch die Auswirkungen von Dunkelflauten zu verstehen.
Mögliche Definitionen für Dunkelflauten
Um Dunkelflauten präzise zu identifizieren, bedarf es klarer und nachvollziehbarer Definitionen. Eine Möglichkeit besteht darin, den Anteil der aktuellen Stromerzeugung von Windenergie- und PV-Anlagen im Verhältnis zu deren installierter Leistung zu betrachten.
Dieser Wert lässt sich als Auslastung ausdrücken und wird häufig in Prozent oder Gigawatt (GW) angegeben. Aktuelle Daten zeigen, dass die installierte Leistung von Wind- und PV-Anlagen im Januar 2025 knapp 174 GW erreichte. In den Jahren 2015 bis 2023 lag die durchschnittliche Auslastung bei etwa 16,5%.
In diesem Kontext könnte beispielsweise ein Wert von weniger als 3% (entsprechend etwa 5 GW) als Grenzwert für eine Dunkelflaute angesehen werden. Diese Definition ist besonders einfach, da sie eine klare Bezugsgröße bietet, unabhängig von anderen Variablen. Dennoch bleibt unberücksichtigt, welche Auswirkungen diese niedrige Einspeisung auf die Stromversorgung hat.
Eine weitere wichtige Definition bezieht sich auf den Anteil der aktuellen Stromerzeugung von Windenergie- und PV-Anlagen im Verhältnis zur aktuellen Last. Diese Betrachtungsweise ermöglicht eine differenzierte Analyse der Versorgungssituation.
Im Jahr 2024 erreichten Wind- und PV-Anlagen im Durchschnitt etwa 43% der Last. Ein Wert von weniger als 3% bis 5% könnte hier ebenfalls auf eine Dunkelflaute hinweisen.
Ein dritter Ansatz zur Definition einer Dunkelflaute könnte sich auf das langfristige Erzeugungsmittel von Wind- und PV-Anlagen beziehen. Diese Werte geben Aufschluss über die Stabilität der Energieerzeugung über einen bestimmten Zeitraum hinweg und helfen dabei, präzisere Vergleiche anzustellen. Es erfordert allerdings mehr Erklärung und Kontext für die Leser, um diese Informationen vollständig zu verstehen.
Wichtige Faktoren zur Einstufung einer Dunkelflaute
Die Definition einer Dunkelflaute allein reicht jedoch nicht aus; es müssen auch verschiedene Faktoren berücksichtigt werden, um deren Auswirkungen auf die Versorgungssicherheit zu bewerten. Zu den wichtigsten Parametern gehört die Dauer der Erzeugungstiefs. Die Dauer ist entscheidend: Je länger ein Tiefpunkt anhält, desto gravierender sind die potenziellen Folgen für die Stromversorgung.
Es gibt keine festgelegte Dauer, ab wann ein Erzeugungstief als Dunkelflaute gilt. Jedoch haben Studien gezeigt, dass Erzeugungstiefs von weniger als 3% in den Jahren 2015 bis 2021 bis zu 29 Stunden dauern können. In Situationen mit weniger als 10% Stromerzeugung können diese Tiefpunkte zwischen 10 Stunden und mehr als 5 Tagen andauern. Es gilt: Je geringer der Wert, desto seltener treten Dunkelflauten mit längerer Dauer auf.
Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die regionale Ausbreitung der Schwachwindphase. Forscher betonen, dass eine Schwachwindphase erst dann als Dunkelflaute gilt, wenn sie größere Teile Europas betrifft – insbesondere Regionen mit einem hohen Anteil an Wind- und PV-Anlagen.
Die europäischen Stromnetze sind miteinander synchron gekoppelt, wodurch ein Erzeugungstief in einer begrenzten Region durch erneuerbaren Strom aus Nachbarregionen teilweise ausgeglichen werden kann. Ein regionales Erzeugungstief erfordert jedoch Reserven in jedem Land, um die Netzsicherheit jederzeit zu garantieren.
Zusätzlich spielt die Temperatur eine entscheidende Rolle für die Auswirkungen einer Dunkelflaute auf die Versorgungssicherheit in Deutschland. Hohe Temperaturen führen tendenziell zu einem erhöhten Stromverbrauch – insbesondere in Ländern wie Frankreich mit einem hohen Anteil an elektrischen Heizungen. Eine Kälteperiode könnte somit nicht nur Deutschland, sondern auch angrenzende Länder betreffen und den Druck auf das Stromnetz erhöhen.
Vorzeichen einer bevorstehenden Dunkelflaute
Um Dunkelflauten proaktiv zu erkennen, gibt es verschiedene Beobachtungs- und Analysemethoden, die eingesetzt werden können. Die Ergebnisse der Day-Ahead-Stromauktionen sind ein erster Anhaltspunkt: Ein Update zwischen 15:00 und 19:00 Uhr liefert wertvolle Informationen über zukünftige Entwicklungen im Strommarkt.
Besonders hohe Strompreise können auf ein bevorstehendes Erzeugungstief hindeuten. Dr. Felix Christian Matthes erläutert dies: „Hohe Preise stellen sich ein, wenn die Nachfrage hoch ist und das Angebot niedrig. Nur dann kommt es zur Markträumung.“
Zusätzlich sind die Erzeugungsprognosen für Wind und Solar für den kommenden Tag von Bedeutung. Wenn alle drei Erzeugungsarten (Wind Onshore, Wind Offshore und Fotovoltaik) gemeinsam unter 5 GW bleiben, kann das als Hinweis auf eine bevorstehende Dunkelflaute gewertet werden.
Für einen längeren Zeitraum sind Hochdrucklagen im Winter besonders kritisch. Diese stabilen Wetterlagen sind häufig mit wenig Wind verbunden und können somit Indikatoren für eine bevorstehende Dunkelflaute sein. Hierzu sollten auch Temperaturprognosen für interessante geografische Punkte in Deutschland analysiert werden: Je kälter es ist, desto gravierender könnten die Auswirkungen einer Dunkelflaute sein.
Wetterdienste und Apps zur Windvorhersage sind ebenfalls nützliche Werkzeuge zur frühzeitigen Identifizierung möglicher Dunkelflauten. Insbesondere beim Einsatz von Modellen wie ECMWF wird tendenziell eine höhere Treffsicherheit erreicht.
Strategien zur Bewältigung von Dunkelflauten
Die Herausforderungen durch Dunkelflauten erfordern strategische Maßnahmen zur Sicherstellung der Energieversorgung. Eine zentrale Strategie besteht in der Bereitstellung von Backup-Kraftwerken und flexibler Stromnutzung. Diese Backup-Kraftwerke können aktiv werden, wenn erneuerbare Energien nicht ausreichend Strom liefern können.
Darüber hinaus gewinnen Kapazitätsmärkte immer mehr an Bedeutung. Dr. Matthes betont hierzu: „Kapazitätsmärkte deckeln effektiv den Großhandelspreis auf die marginalen Kosten des Grenzkraftwerks.“ Diese Märkte ermöglichen es Energieversorgern, ihre Kapazitäten entsprechend anzupassen und so den Bedarf besser zu decken.
Flexible Verbraucher sollten ebenfalls in diese Strategien integriert werden: „Vermutlich bieten sich vor allem solchen Verbraucher*innen deutliche Chancen, die große und einfach verschiebbare Stromverbräuche beispielsweise durch eigene Elektrofahrzeuge oder Wärmepumpen haben“, erklärt Dr. Matthes weiter.
Eine wichtige Rolle spielen auch Speichertechnologien wie Batterien oder Pumpspeicherwerke. Diese Systeme ermöglichen es, überschüssige Energie aus Zeiten hoher Produktion zu speichern und in Zeiten niedriger Produktion wieder abzugeben. Dies trägt dazu bei, die Versorgungssicherheit signifikant zu erhöhen und die Abhängigkeit von konventionellen Kraftwerken zu verringern.
Fazit: Dunkelflauten proaktiv erkennen und angehen
Dunkelflauten stellen eine erhebliche Herausforderung für die moderne Energieversorgung dar. Mit einem tiefen Verständnis der relevanten Faktoren sowie eines aktiven Monitorings können potenzielle Dunkelflauten rechtzeitig erkannt werden. Die Implementierung geeigneter Lösungen ist unerlässlich, um die Versorgungssicherheit auch während schwacher erneuerbarer Erzeugung sicherzustellen.
Durch präventive Maßnahmen, strategische Planungen und innovative Technologien kann das Risiko von Versorgungsengpässen minimiert werden. Es liegt an uns allen – Politikern, Unternehmen und Verbrauchern – gemeinsam an einer nachhaltigen Energiezukunft zu arbeiten, in der Dunkelflauten nicht mehr als Bedrohung wahrgenommen werden, sondern als Herausforderung, die wir mit Entschlossenheit meistern können.
„Für in hohem Maße von Flexibilität geprägten Versorgungssystemen sind hohe Preise – in Zeiten eines geringen Wind- und Solardargebots beziehungsweise geringer Lastflexibilität – wie auch niedrige Preise im umgekehrten Fall elementar für das Funktionieren des Systems“, fasst Dr. Matthes zusammen. Diese Erkenntnis verdeutlicht den wertvollen Beitrag zur Gestaltung eines zukunftsfähigen Energiesystems in Deutschland und Europa.