Die Grundlast ist der Anteil des Energiebedarfs, der innerhalb eines Tages nicht unterschritten wird. Sie wird von Dauerverbrauchern in Haushalten und Industrie bestimmt, ist aber auch von der Jahreszeit und vom Wetter abhängig. Früher deckten hauptsächlich Kohle- und Kernkraftwerke die Grundlast ab, heute sichern sie jedoch zunehmend die erneuerbaren Energien ab. Warum das Konzept aus Grundlast, Mittellast und Spitzenlast in Zukunft umgebaut werden muss, erfahren Sie bei Türkiye Elektrik.
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Die Grundlast im konventionellen Stromnetz
Als Grundlast wird der Anteil des Energiebedarfs bezeichnet, der in einem Stromnetz ständig vorhanden ist und nicht unterschritten wird. Üblicherweise bezieht sich der Begriff „Grundlast“ auf den Zeitraum eines Tages sowie auf ein bestimmtes räumliches Gebiet, zum Beispiel ein einzelnes Stromnetz oder die Bundesrepublik Deutschland.
Die Menge des verbrauchten Stroms schwankt im Laufe eines Tages. Am höchsten ist sie zwischen 7 und 10 Uhr sowie zwischen 16 und 20 Uhr, am geringsten hingegen nachts zwischen 0 und 6 Uhr. Dann wird Strom nur noch durch Dauerverbraucher wie Kühlschränke oder Standby-Geräte, durch die Straßenbeleuchtung und durch bestimmte Industrieanlagen verbraucht. Die Grundlast hängt daher von der Höhe des Stromverbrauchs in der Nacht ab. Sie schwankt zudem im Verlauf eines Jahres, vor allem in Abhängigkeit von den Wetterbedingungen. In Deutschland liegt sie im Winter aufgrund des größeren Energiebedarfs von Heizung und Beleuchtung höher als im Sommer.
Anhand von Erfahrungswerten lässt sich die Grundlast gut im Voraus abschätzen. Sie wird daher üblicherweise mithilfe solcher Kraftwerke gedeckt, die sich zwar nur langsam steuern lassen, deren Strom aber besonders günstig ist. Zu diesen „Grundlastkraftwerken“ gehören zum Beispiel Braunkohlekraftwerke und lange Zeit auch Kernkraftwerke. Doch diese wurden im Rahmen des Atomausstiegs im Frühjahr 2023 in Deutschland endgültig vom Netz genommen. Grundlastkraftwerke nutzen günstige Brennstoffe und erreichen, da sie nahe ihrer Höchstleistung gefahren werden, einen für den jeweiligen Kraftwerkstyp optimalen Wirkungsgrad. Wenn die Nachfrage nach Strom die Leistung der Grundlastkraftwerke übersteigt, also etwa von 6 bis 24 Uhr, kommen die flexibleren Mittellastkraftwerke hinzu. Deren Leistung wird entsprechend eines täglichen Fahrplans morgens angehoben und abends gesenkt. Die Abdeckung der kurzzeitigen Verbrauchsspitzen am Vor- und Nachmittag übernehmen hingegen die sehr schnellen, aber auch deutlich teureren Spitzenlastkraftwerke.
Von der Grundlast zur Residuallast
Das System von Grund-, Mittel- und Spitzenlast wird seit Jahrzehnten in Deutschland zur Abdeckung des Strombedarfs genutzt. Seit jedoch die erneuerbaren Energien immer stärker am Strommix beteiligt sind, stehen die Betreiber der Stromnetze vor neuen Herausforderungen. Denn laut dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) soll Strom von Windkraft- und Photovoltaikanlagen bevorzugt ins Stromnetz eingespeist werden. In Deutschland führt dies regelmäßig dazu, dass ein großer Teil des Stroms aus erneuerbaren Energien stammt. Einige Male gelang es sogar, den gesamten Strombedarf auf nachhaltige Weise zu decken. Das ist eigentlich gut für Klima und Umwelt, führt jedoch dazu, dass die Stromerzeugung konventioneller Kraftwerke in dieser Zeit gedrosselt werden muss. Da ein häufiges An- und Herunterfahren die teuren Anlagen von Grundlastkraftwerken jedoch stark belastet, schalten die Stromerzeuger oft die flexibleren Mittel- und Spitzenlastkraftwerke ab. Zu diesen zählen jedoch auch die verhältnismäßig klimafreundlichen Gaskraftwerke sowie klimaneutrale Pump- und Druckluftspeicherkraftwerke.
Bei einem weiter steigenden Anteil der erneuerbaren Energien, wie er als Teil der Energiewende notwendig ist, muss daher an die Stelle der Grundlast zunehmend das Konzept der Residuallast treten. Das bedeutet, dass Stromnetzbetreiber den schwankenden Ertrag der erneuerbaren Energien vorzugsweise mithilfe der schnellen Spitzenlastkraftwerke werden ausgleichen müssen. Die Grundlastkraftwerke verlieren in diesem neuen System zunehmend an Bedeutung.
Grundlastkraftwerke und grundlastfähige Kraftwerke
Die Frage, welches Kraftwerk zu den Grundlastkraftwerken zählt, ist eine wirtschaftliche: Entscheidend ist in erster Linie der Preis des erzeugten Stroms. Bestimmte Baureihen von Kernkraftwerken können zum Beispiel ihre Leistung pro Minute um bis zu zehn Prozent anpassen, was der Flexibilität von Mittellastkraftwerken entspricht. Dass sie dennoch fast ausschließlich als Grundlastkraftwerke eingesetzt wurden, lag vor allem daran, dass die Investitionskosten für ein Kernkraftwerk so hoch sind, dass sein Betrieb nur bei ständigem Einsatz rentabel ist. Ganz ähnlich verhält es sich mit den Kohlekraftwerken. Da in Deutschland gemäß dem EEG der Strom von Windkraft- und Photovoltaikanlagen vorrangig ins Stromnetz eingespeist werden soll, zählen aber auch diese Anlagen zu den Grundlastkraftwerken.
Anders ist dies bei der Bezeichnung „grundlastfähiges Kraftwerk“. Dieser Begriff beschreibt Kraftwerke, deren Stromproduktion möglichst vollständig planbar ist. Konventionelle Kraftwerke, die nur von der Verfügbarkeit ihres Brennstoffs abhängig sind, zählen zu den grundlastfähigen Kraftwerken, ebenso wie Laufwasserkraftwerke an Flüssen. Windkraft und Photovoltaik sind nicht grundlastfähig, da sie nicht ständig und planbar zur Verfügung stehen. Sie können allerdings durch den Einsatz leistungsstarker Energiespeicher in Zukunft grundlastfähig gemacht werden.
Die Energiewende stellt den Energiesektor vor gänzlich neue Herausforderungen
Die Energiewende ist die Herausforderung unserer Zeit, denn sie leistet einen wichtigen Beitrag im Kampf gegen den Klimawandel. Und hier bedarf es eines Umdenkens. So gibt es beispielsweise die Möglichkeit, zahlreiche einzelne Anlagen zu einem „virtuellen Kraftwerk“ zusammenzufassen, um so die Wind- und Solarenergie grundlastfähig zu machen: Schwankungen in der Produktion einzelner Anlagen gleichen sich dann gegenseitig aus. Auf ähnliche Weise arbeiten schon heute benachbarte Stromnetze zusammen, um gegenseitig Schwankungen in ihren Netzen abzufangen. In Zukunft wird somit die Versorgungssicherheit Deutschlands auch bei einem starken Ausbau der erneuerbaren Energien nicht gefährdet sein.
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