In Versorgungsnetzen für Elektroenergie, Gas und Wärme bestehen von der Tages- und Jahreszeit abhängig große Schwankungen der Lastnachfrage, die ausgeglichen werden müssen. So ist beispielsweise bekannt, dass der Strombedarf zwischen 11.00h und 14.00h besonders hoch ist. Außerdem steigt er von Oktober bis März zwischen 16.00h und 19.30h stark an.
Abdecken des Spitzenlastbedarfes
Eine kurzfristig auftretende hohe Nachfragesteigerung nach Energie wird als Spitzenlast bezeichnet. Damit die Stromnetze nicht zusammenbrechen und die Versorgungssicherheit gewährleistet ist, muss der stark ansteigende Bedarf gedeckt werden. Das geschieht in den meisten Fällen vorausschauend durch ein gutes Leistungs-/Kraftwerksmanagement. So lassen sich Kapazitäten der rotierenden Reserve (freie Leistungskapazitäten am Netz befindlicher Stromerzeuger) kurzfristig mobilisieren.
Lange Leitung - Gina Sanders - Fotolia.com
Da die Stromerzeugung, der Netzbetrieb und die Leistungsregelung verhältnismäßig träge Prozesse darstellen, werden außerdem regelbare Spitzenlastkraftwerke benötigt, die in kurzer Zeit einspeisen können. Hierzu zählen Gasturbinen-, Pumpspeicher- und Druckluftspeicherkraftwerke. Mit ihnen kann besonders zuverlässig auf Bedarfsänderungen reagiert werden.
Spitzenlastkraftwerke werden daher meist nur stundenweise am Tag betrieben. Als Hauptform werden in Deutschland vorrangig Gaskraftwerke genutzt. Sie können in wenigen Minuten angefahren werden und ihre Nennleistung pro Minute um 20 Prozent ändern. Die Gesamtleistung ist zwischen 20 und 100 Prozent flexibel regelbar. Sie werden nicht nur zu Spitzenlastzeiten, sondern auch bei starken Abnahmeschwankungen in Betrieb genommen. Ihr Einsatz ist in den allermeisten Fällen nicht wirtschaftlich.
Versorgungssicherheit zu allen Zeiten
Um den Grundbedarf an Elektroenergie zu befriedigen werden in erster Linie Braunkohle-, Laufwasser- und Atomkraftwerke betrieben, die immer wenn möglich in Volllast laufen und nur bei (größeren) Störfällen oder Instandsetzungen vom Netz genommen werden. Sie sind im Vergleich zu anderen Stromerzeugern verhältnismäßig preisgünstig.
Die so genannte Mittellast wird durch Steinkohlekraftwerke abgesichert. Sie können relativ problemlos, aber träge, über einen großen Lastbereich geregelt werden.
Erneuerbare und andere nicht konventionelle Energieerzeugungen decken inzwischen durch den erheblichen Umfang ihrer Einspeisung sowohl Grund- als auch Mittellastbereiche ab. Um ganz von fossilen Brennstoffen wegzukommen, sind innovative Energiespeicherkonzepte nötig, um unabhängig von äußeren Einflüssen eine Versorgungssicherheit herzustellen.
