Schattenkraftwerk
Mit Schattenkraftwerken werden Kraftwerke bezeichnet, die bereitstehen, um Energiebedarf durch den momentanen oder längerfristigen Ausfall eines Energieerzeugers im elektrischen Stromnetz zu decken.
Im Stromnetz muss immer exakt so viel Energie erzeugt werden, wie zum selben Zeitpunkt verbraucht wird. Ein Ausbleiben erneuerbarer Erzeugung ist regelmäßig zu erwarten. Die Windeinspeisung schwankt sowohl kurzfristig als auch im Jahresmittel erheblich, Solareinspeisung zeigt ein typisches konisches Profil mit einer Spitze zur Mittagszeit und steht nachts nicht zur Verfügung (siehe auch Dunkelflaute).
Der Energieverbrauch und auch die Erzeugung in Windkraftanlagen und Photovoltaikanlagen müssen möglichst gut prognostiziert werden. Die Residuallast, die sich nach Abzug der erneuerbaren Erzeugung von der Absatzlast ergibt, bestimmt den Strompreis an der Börse (siehe Merit-Order) und damit den Einsatz konventioneller Kraftwerke (siehe Einsatz deutscher Kraftwerke).
Die tatsächliche Einspeisung von Erneuerbaren wie auch die tatsächliche Absatzlast weichen von der Prognose ab. Zur Kompensation von Prognosefehlern muss Regelleistung auf Abruf bereitstehen, damit Last und Einspeisung am Ende tatsächliche übereinstimmen; diese wird ebenfalls meist durch konventionelle Kraftwerke bereitgestellt.
In geringem Umfang ist es möglich, Flexibilitätsreserven aus einer Laststeuerung zu heben, das heißt bei Knappheit und hohen Strompreisen senken gewisse Stromabnehmer ihren Verbrauch, bei niedrigen Preisen erhöhen sie ihn, sofern sie entsprechende Flexibilitäten haben und die dafür erforderlichen Prozesse installiert haben. Ein großer Teil der Flexibilität zur Deckung der Residuallast und ihrer Schwankungen wird derzeit durch Import und Export aus dem Ausland bereitgestellt.
Flexibilität konventioneller Kraftwerke
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Schattenkraftwerke werden auch als „heiße Reserve“ bezeichnet. Das sind konventionelle Kraftwerke, die im permanenten Betrieb mit Mindestleistung bereitstehen, weil nach dem Abschalten eine gewisse Mindestdauer bis zum nächsten Hochfahren eingehalten werden muss (siehe Tabelle weiter unten). Im Bedarfsfall können diese Kraftwerke dann bis auf Volllast hochgefahren werden. Teillastbetrieb bedingt immer einen geringeren Wirkungsgrad und somit höhere Kosten und eine schlechtere Umweltbilanz.
| Kraftwerkstyp | Anfahrzeit in h |
Mindest- leistung in % |
Mindest- stillstandszeit in h |
Mindest- betriebszeit in h |
Wirkungsgradverlust bei Pmin in %-Punkten |
Geschwindigkeit der Leistungsänderung in % pro Minute |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Erdgas GT | 0 | 20 | 0 | 1 | 22 | 20 |
| Erdgas Kombi | 1 | 33 | 2 | 4 | 11 | 6 |
| Erdgas DT | 1 | 38 | 2 | 4 | 6 | 6 |
| Steinkohlen DT | 2 | 38 | 2 | 4 | 6 | 4 |
| Braunkohlen DT | 2 | 40 | 6 | 6 | 5 | 3 |
Am schnellsten reagieren Batterie-Speicherkraftwerke, dann Pumpspeicherkraftwerke (Talsperren) und Gasturbinenkraftwerke. Letztere haben relativ hohe Brennstoffkosten, sind aber in der Herstellung vergleichsweise wenig kapitalintensiv.