Der Begriff Grund­last bezeichnet die Be­las­tung eines Strom­net­zes, die während eines Tages nicht unterschritten wird. [1] Also die Menge an elektrischer En­er­gie, die täglich mindestens erzeugt (Angebot) und abgenommen (Nach­frage) wird. Die wechsel­seitige Ab­hängig­keit von Angebot und Nach­frage ist am Strom­markt aus technischen Gründen be­son­ders groß: Nicht nur eine Unter- sondern auch eine Über­ver­sor­gung gefährden die Netz­sta­bi­li­tät, die Pro­duk­tion muss daher mög­lichst exakt auf die Nach­frage abgestimmt er­fol­gen. Dies er­folgt über mehrstufige Re­gel­re­ser­ven mit un­ter­schied­lichen Re­ak­tions­zeit­en. Einmal er­zeug­te elek­trische En­er­gie kann nicht einfach „weg­ge­wor­fen“ werden, sondern benötigt zwingend einen Abnehmer – bei feh­len­der Nach­frage und un­zu­reichen­den Speichern im Inland er­folgt dies zu ggf. wesentlich nied­rige­ren (unter Um­stän­den so­gar ne­ga­ti­ven) Prei­sen im Aus­land. Reichen die Steu­er­mechan­is­men der Re­gel­re­ser­ven und des Strom­markts nicht aus, ist die Konsequenz bei fehlender Nachfrage die gleiche wie bei fehlendem Angebot: Netzwerkausfall.

Die Grundlast­fähigkeit eines Kraft­werks ist da­her kein grund­legen­der Vor­teil, son­dern kehrt ggf. lediglich die Prob­lem­stel­lung um: Während nicht­grund­last­fähige Energieerzeuger wie Wind und Solar, vor­rangig das Ri­si­ko einer Un­ter­ver­sor­gung tragen, droht vor allem seitens kon­ven­tio­nel­ler, grundlastfähiger Kraft­wer­ke das Ri­si­ko einer Über­ver­sor­gung. Kohle- und vielmehr noch Atomkraft­wer­ke sind kurz­fris­tig schlecht regelbar [2] [3], ihre Pro­duk­tion kann also bei fallender Nachfrage schlecht ge­dros­selt wer­den. Gas­tur­bi­nen-, Pump­speicher- und Lauf­was­ser­kraft­wer­ke zeichnen sich durch sehr gute Re­gel­bar­keit aus, weshalb sie zur kurzfristigen Bedienung der Spitzenlast vorgehalten werden [3]. Auch Bio­mas­se­kraft­wer­ke weisen eine gute Flexibilität aus [4]. Photo­vol­taik- und Wind­kraft­an­la­gen neh­men in dieser Fra­ge­stel­lung eine Son­der­rol­le ein, da sie über eine sehr gute ne­ga­ti­ve Las­ten­re­gel­ung verfügen [5] [6], sich bei einer Über­ver­sor­gung also leicht runter regeln lassen.

Grundlastfähige Pump­speicher- und Lauf­was­ser­kraft­wer­ke sowie Bio­mas­se­kraft­wer­ke sind zwar allesamt gut regelbar, bergen aber andere Probleme, die ihren Aus­bau begrenzen. So wei­sen Bio­mas­se­kraft­wer­ke und Pump­speicher­kraft­wer­ke einen enormen Flächen­ver­brauch auf, zu­gleich ist das Potential für Wasserkraft in Deutsch­land generell überschaubar und bereits nahezu ausgereizt.

Die Höhe der erforderlichen Grund­last und damit ihre Rolle für die Ver­sor­gungs­sicher­heit hängen unter anderem ab von der Be­schaf­fen­heit des Strom­net­zes sowie den ver­füg­baren Re­gel­re­ser­ven und Speichern. Die eigentliche He­raus­for­derung für die Ver­sor­gungs­sicher­heit ist daher nicht die Be­reit­stel­lung einer mög­lichst hohen, starren Grund­last im Strom­netz, sondern – im Gegenteil – den Grund­last-Anteil zu­guns­ten eines größeren, flexib­leren Mittel- und Spit­zen­last-An­teils zu ver­ringern. Diese wird in der dritten Fra­ge­stel­lung nochmal konkreter beleuchtet. [7]

Dies stellte auch das Büro für Tech­nik­fol­gen-Ab­schät­zungen (TAB) des Bun­des­tags schon bereits bei einer Un­ter­suchung im Jahr 2012 fest [8]:

„Der starre Begriff der Grund­last, der aus den Zeiten vor der Li­be­ra­li­sie­rung des Strom­sek­tors stammt, wird durch die not­wen­dige Flexi­bi­li­sie­rung des Kraft­werks­parks zu­nehmend auf­ge­ho­ben. Der Markt für so­ge­nannte Grund­last­kraft­wer­ke mit hoher Aus­las­tung wird durch den Aus­bau er­neu­er­barer En­er­gien deut­lich geringer – im Sze­na­rio sinkt er bis 2030 auf nur 6 GW. Eine Ge­gen­über­stel­lung mit der der­zeit ins­tal­lier­ten Brut­to­leis­tung klas­sischer als Grund­last­kraft­wer­ke be­zeich­ne­ter Braun­kohle- und Kern­en­er­gie­kraft­wer­ke von ca. 29 GW (Bun­des­netz­agen­tur 2011) ver­deut­licht die Ent­wick­lung.“
((ITAS), 2012)

Der Deutsche Wetterdienst zeigt in einer Pres­se­mit­tei­lung von März 2018 [9] auf, dass die entsprechenden Aus­fall­er­eig­nis­se sich schon bei deutsch­land­wei­tem Aus­bau von Wind­kraft- und So­lar­an­la­gen etwa um den Faktor 11 ge­gen­über reiner Inland-Wind­kraft­nut­zung von durch­schnitt­lich 23 x 48h Flauten pro Jahr auf 2 x 48h Dun­kel­flau­ten pro Jahr reduzieren lassen. Bei Europaweiter Betrachtung re­du­ziert sich dieses Ri­si­ko abermals um den Faktor 10 auf 0,2 x 48h Dun­kel­flau­te pro Jahr.

Eine Studie über die Aus­gleichs­wir­kun­gen von Juni 2019 [10] löst diesen Sachverhalt nochmal detail­lierter auf. Sie zeigt für einen Zeitraum von 25 Jahren (wobei nur für 21 Jahre ausreichend Daten vorliegen) weni­ger als 5 Ereignisse von mindestens 48 Stunden Dauer für Deutsch­land bzw. weni­ger als 1 solches Ereignis für Europa. Dabei wurde ein Kapazitätsfaktor von 10% angenommen, d.h. es wurden Aus­fall­er­eig­nis­se be­trach­tet, bei denen die Leistung der be­tref­fen­den Wind­kraft- und So­lar­an­la­gen nur noch maximal 10% ihrer Nenn­leis­tung betragen hätten.

Ausgehend von einem Kapazitätsfaktor von 15% (d.h. die Kraft­wer­ke erbrächten max. 15% ihrer Nenn­leis­tung) verdoppelt sich die Anzahl der Ereignisse auf etwa 10 x 48h in 21 Jahren für Deutsch­land bzw. 1-2 entsprechende Aus­fall­er­eig­nis­se für Europa im gleichen Zeitraum.

Die En­er­gie­wen­de hin zu er­neu­er­baren En­er­gie­trä­gern er­for­dert und ermöglicht gleichermaßen den Aus- und Umbau der betreffenden Strom­netze hin zu einer flexibleren und dezentralen Form. Wind­kraft- und So­lar­an­la­gen können – wie in der vorherigen Fra­ge­stel­lung gezeigt – für eine kon­ti­nuier­liche und zumindest ne­ga­tiv regelbare Be­darfs­deckung sorgen. Da­rü­ber hinaus braucht es aber eine Reihe tech­nischer Maß­nah­men zur po­si­ti­ven Las­ten­re­gel­ung [1]:

• Speicher (Batterien, Power-To-Gas/Liquid, Wärme-, Druckluft- und Pump­speicher­kraft­wer­ke)
• Regelbare En­er­gie­lie­fer­an­ten (Bio­mas­se-, Lauf­was­ser- und Gas­tur­bi­nen­kraft­wer­ke, wobei letztere mit kli­ma­neutra­lem Gas aus Biogas bzw. Power-To-Gas zu betreiben sind)
• Flexi­bi­li­sie­rung der Nachfrage hin zur Konzentration des Verbrauch auf Hoch­last­zei­ten (was vor allem die Groß­in­dus­trie be­trifft)
• Optimierung des Netzbetriebs, Netz­ver­stär­kungs­maß­nah­men sowie Netz­aus­bau

Diese Aufgabenstellung wurde allerdings in zahlreichen Jahrzehnten aufgrund ver­füg­bar­er, grund­last­fähiger En­er­gie­quel­len ver­schleppt. Beim aktuellen un­zu­reichen­den Netz­aus­bau ver­schärft die Ab­schal­tung kon­ven­tio­nel­ler Kraft­wer­ke zu­guns­ten des Aus­baus er­neu­er­barer En­er­gien die Prob­lem­stel­lung, was aber kein Grund sein sollte diesen zu drosseln, son­dern statt­des­sen den Netz­aus­bau massiv zu beschleunigen. [7]