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Grundlast

Definition: der andauernd benötigte Teil der elektrischen Leistung in einem Versorgungsgebiet

Englisch: base load

Kategorien: elektrische Energie, Grundbegriffe

Autor: Dr. Rüdiger Paschotta (G+)

Wie man zitiert; zusätzliche Literatur vorschlagen

Ursprüngliche Erstellung: 07.03.2010; letzte Änderung: 21.01.2019

Die Grundlast bei der Stromerzeugung bezeichnet den Anteil der elektrischen Last (Leistung) in einem Versorgungsgebiet, welche andauernd benötigt wird. Die darüber hinaus nicht zu allen Zeiten benötigte Leistung wird als Mittellast und Spitzenlast bezeichnet.

In der Schweiz wird die Grundlast auch als Bandenergie oder Bandstrom bezeichnet, während Mittel- und Spitzenlast zu Spitzenenergie zusammengefasst werden. Siehe auch den Artikel über Bandlieferungen.

Grundlastkraftwerke

Für die Erzeugung von Grundlast werden in der Regel Kraftwerke mit den folgenden Charakteristika eingesetzt:

  • Die Grenzkosten und die Umweltbelastung des Dauerbetriebs sollen möglichst gering sein. Wegen der hohen Auslastung (annähernd so hoch wie die Verfügbarkeit) sind die Kapitalkosten weniger entscheidend als bei der Mittel- und Spitzenlast.
  • Idealerweise haben Grundlastkraftwerke eine hohe Verfügbarkeit.
  • Die Fähigkeit zur schnellen Regelung der Leistung (eine hohe Leistungsänderungsgeschwindigkeit) wird dagegen für die Grundlast nicht benötigt.

Solche Kraftwerke werden als Grundlastkraftwerke (selten auch als Grundleistungskraftwerke) bezeichnet. Sie erreichen typischerweise über 5000 Volllaststunden pro Jahr, manchmal gar über 8000 Volllaststunden.

Häufig für die Grundlast eingesetzte Kraftwerkstypen sind:

Mit der Grundlastfähigkeit von Kraftwerken ist gemeint, dass sie kontinuierlich Strom liefern können, mit nicht allzu häufigen und langen Unterbrechungen z. B. für Revisionen und Reparaturen. In diesem Sinne grundlastfähig sind z. B. Geothermiekraftwerke, nicht aber Windenergieanlagen und Photovoltaikanlagen. Letzte ließen sich im Prinzip durch das Kombinieren mit großen Energiespeichern grundlastfähig machen, aber nur mit sehr hohen Kosten. Eine andere Möglichkeit ist die Integration in ein virtuelles Kraftwerk, welches als Ganzes grundlastfähig ist, auch wenn dies für einen wesentlichen Teil seiner Komponenten nicht zutrifft.

Energiewirtschaftliche Aspekte

Der Anteil der Grundlast an der gesamten Stromerzeugung kann erhöht werden, indem ein Teil des Verbrauchs von den Tag- in die Nachtstunden verlegt wird, oder indem ein zusätzlicher Verbrauch von Nachtstrom etwa mit Elektrospeicherheizungen geschaffen wird. Ein Anreiz für die letztere Strategie ist in manchen Ländern zeitweise dadurch entstanden, dass durch die Inbetriebnahme großer Grundlastkraftwerke ein Überschuss an Grundlastkapazität entstand. Solche überschüssige Grundlastkapazitäten führen ansonsten auch zum vermehrten Einsatz der Pumpspeicherung.

Die Einsatzweise (Lastart) eines Kraftwerktyps hängt häufig vom Gesamtkonzept der Energieversorger ab. Beispielsweise verdrängen Kernkraftwerke teilweise die Kohlekraftwerke vom Grundlastbereich in die Mittellast. Windenergieanlagen sollen trotz ihrer schwankenden Erzeugungsleistung zur Grundlast beitragen, aber dies erfordert einen höheren Anteil an schnell regelbaren Kraftwerken zum Ausgleich der wetterbedingten Schwankungen. Beispielsweise begünstigt dies den Einsatz von Gas-und-Dampf-Kombikraftwerken gegenüber Kohlekraftwerken. Bei der Kombination von Windenergieanlagen und Wasser-Speicherkraftwerken kann die Windenergie gespeichertes Wasser sparen, solange der Wind weht, und damit die gesamte verfügbare Grundlastleistung ausweiten. Es ist dann nicht wesentlich, wann genau der Windstrom zur Verfügung steht. Ähnliches wird für Solarkraftwerke gelten, wenn diese einmal großtechnisch zum Einsatz kommen.

Über den zukünftigen Bedarf an Grundlast bestehen sehr unterschiedliche Vorstellungen. In der Energiewirtschaft wird häufig der Standpunkt vertreten, der Anteil von Windenergie und anderen erneuerbaren Energien mit fluktuierenden Beiträgen an der Stromversorgung dürfe nicht zu groß werden, da diese Kraftwerke nicht grundlastfähig seien, ein wesentlicher Anteil an Grundlast jedoch benötigt würde. Dagegen legte beispielsweise der deutsche Sachverständigenrat für Umweltfragen in einem Sondergutachten [1] dar, dass zukünftig kaum mehr Grundlastkraftwerke benötigt werden, sondern vielmehr ein erheblicher Teil an fluktuierenden Beiträgen von Windkraft und Sonnenenergie ergänzt wird durch schnell regelbare Kraftwerke, die in einer Übergangszeit z. B. mit Erdgas, später auch mit erneuerbaren Energien betrieben werden. Hierfür kämen u. a. norwegische und schwedische Pumpspeicherkraftwerke in Frage, wenn die Kapazitäten der Stromnetze dorthin verstärkt würden. Ein weitgehender Konsens besteht darüber, dass ein hoher Anteil an konventionellen Grundlastkraftwerken (etwa Kohle- und Kernkraftwerken) mit einem hohen Anteil fluktuierender Quellen wie Windenergie schwer verträglich ist.

Typischerweise erfordern Grundlastkraftwerke hohe Investitionen, die nur innerhalb vieler Jahrzehnte amortisierbar sind. Solche Kraftwerke können nur finanziert werden, wenn entweder das Marktumfeld stabil ist und sich gut vorhersehbar entwickelt oder wenn flankierende Maßnahmen der Politik stabile Rahmenbedingungen garantieren. Weil solche Bedingungen durch die zunehmende Tendenz zur Liberalisierung der Strommärkte häufig nicht mehr gegeben sind, wird die Finanzierung von Grundlastkraftwerken schwierig.

Grundlast und Versorgungssicherheit

Die Versorgungssicherheit in einem Verbundnetz hängt weniger eng mit der Grundlastfähigkeit von Kraftwerken zusammen, als oft vermutet wird. Grundlastkraftwerke werden nicht deswegen für die Abdeckung des konstanten Teils des Strombedarfs eingesetzt, weil sie dies zuverlässiger als andere Kraftwerke täten, sondern weil sie es zu geringeren Kosten tun können (zumindest was variable Kosten betrifft). Um die Versorgungssicherheit zu gewährleisten, muss einerseits der schwankende Anteil des Bedarfs mit Mittel- und Spitzenlastkraftwerken ergänzt werden, und andererseits müssen ausreichende Reservekapazitäten für Kraftwerksausfälle bereitgehalten werden. Da typische Grundlastkraftwerke (z. B. Kernkraftwerke und Braunkohlekraftwerke) häufig eine besonders hohe Anschlussleistung haben, bedingt ihr Betrieb auch entsprechend hohe Reservekapazitäten.

Man beachte, dass die Versorgungssicherheit auch durch Brennstoffmangel gefährdet werden kann. Unter diesem Aspekt ist die Versorgung mit Grundlastkraftwerken genauso gefährdet, soweit solche Brennstoffe benötigt werden. Allerdings stützen sich Grundlastkraftwerke häufig gerade nicht auf Brennstoffe, die bald knapp werden könnten.

Literatur

[1]Studie "Wege zur 100 % erneuerbaren Stromversorgung" des Sachverständigenrats für Umweltfragen (2011)

(Zusätzliche Literatur vorschlagen)

Siehe auch: Last, Mittellast, Spitzenlast, Bandlieferung, Kraftwerk, Großkraftwerk, Versorgungssicherheit
sowie andere Artikel in den Kategorien elektrische Energie, Grundbegriffe

Kommentare von Lesern

20.01.2019

Grundlast und Bandstrom sind verständlich erklärt. Unklar erscheint mir jedoch die Gegenüberstellung der Wirtschaftlichkeit von Grundlastkraftwerken zu Spitzenlastkraftwerken wie Atom contra Wind oder Solarenergie über den Lebenszyklus der Anlagen und benötigten Kompensationsmassnahmen. Denn die Rechnung geht beim absehbaren Abschalten von Atom- und Kohlekraftwerken nicht mehr auf. Ca. 80 Prozent der Grundlast müssen dann regenerative Flatterquellen liefern, bzw. durch Gas/Dampf kompensiert werden. Subventionen, EEG, Kosten der Netzverteilung, Verluste beim Verklappen des Überschusstroms und steigender Energiebedarf verteuern Strom vehement. Dagegen würde (nahezu CO2-freier) Atomstrom zum Schnäppchenpreis zu haben sein. Zudem ist der Ausbau auf 80 Prozent von regenerativen Anlagen unrealisitisch (Landschaftsverbrauch, zu geringe Windhöffigkeit, zu hohe Doppelinvestitionen in Schattenkraftwerke) und unsinnig, da nicht speicherbar. Realistisch sieht selbst die Windbranche eine Grenze bei 5 bis 10 Prozent. Woher sollen dann die 70-75 Prozent fehlender Grundlaststrom kommen, wenn auch das Ausland Atom- und Kohlekraftwerke runterfährt? Auf den Stromverbraucher umgerechnet bedeutet das künftig eine Stromverfügbarkeit unter Volllast von täglich etwa sieben Stunden. Oder, 17 Std. per Tag ist Dunkelflaute, also auch kein Aufladen von E-Autos, die unterwegs dann einfach stehen bleiben …

Antwort vom Autor:

Selbstverständlich muss Strom immer verfügbar blieben. Aber so düster wie von Ihnen dargestellt ist es lange nicht. Wie soll die Windbranche “eine Grenze bei 5 bis 10 Prozent” für die regenerative Versorgung sehen, wenn wir jetzt schon über 30 % haben, Dänemark sogar schon wesentlich mehr – bei besserer Versorgungssicherheit als noch vor der Energiewende?

Sie scheinen insbesondere die ausgleichende Wirkung starker Fernleitungen zu übersehen. Früher musste jede Region quasi separat mit Grund- und Spitzenlast versorgt werden, aber mit verstärkten Netzen mittelt sich da einiges weg, was die Versorgung wesentlich vereinfacht. Nach einer Studie von Gregor Czisch aus 2005 wäre mit einem europaweiten Supergrid sogar eine Versorgung mit 100 % regenerativer Energie (hauptsächlich Windkraft) für ganz Europa möglich und durchaus bezahlbar (siehe eine Referenz unter dem Artikel zum Supergrid). Da bräuchte es noch nicht einmal ein extrem entwickeltes Lastmanagement.

Noch eine Bemerkung zu den Schnäppchenpreisen für Atomstrom: Erkundigen Sie sich doch mal nach den Erfahrungen mit aktuellen Neubauten. Beispielsweise werden die Briten für den Strom aus Hinkley Point weit mehr zahlen als wir für Windstrom.

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