Wetterextreme und die Stromversorgung aus erneuerbaren Energien

Erneuerbare Energien sind für die Stromerzeugung unverzichtbar. Doch welche Folgen können Wetterextreme haben? Ein gutes Beispiel ist Kalifornien.

Derzeit genießt Kalifornien bei der Stromversorgung Vorteile aus Wetterextremen. Bei den Wetterextremen handelt es sich um die im Winterhalbjahr 2022/2023 ungewöhnlich häufigen und heftigen Schneestürme, die bis heute in einigen Teilen des amerikanischen Bundeslands für Überschwemmungen sorgen. Das wird in den nächsten Wochen durch die Schneeschmelze in den Bergen auch noch anhalten. Wären die Schneestürme nicht gewesen, hätte es im Mai 2023 aufgrund einer besonderen Wetterlage in Kalifornien zu heftigen Engpässen bei der Stromversorgung kommen können.

Welche Wetterlage beeinträchtigt die Stromversorgung in Kalifornien?

Rund 20 Prozent des insgesamt produzierten Stroms stammen in Kalifornien aus Photovoltaikanlagen. Innerhalb der letzten fünf Jahre haben sich die Kapazitäten solcher Anlagen durch die energiepolitischen Maßnahmen auf Landesebene fast verdoppelt. Rund 70 Prozent des Solarstroms stammen aus privat betriebenen Systemen, die eine Möglichkeit des Eigenverbrauchs bieten. Doch sie mussten sich im Mai 2023 mit einer drastischen Leistungsreduzierung arrangieren. Schuld daran war eine recht stabile Inversionswetterlage, die als „May Grey“ bezeichnet wird. Spezielle Temperaturschichtungen und auflandiger Wind führen dabei in Südkalifornien zur großflächigen Bildung von marinen Stratuswolken. Sie können durch die Temperaturschichtung nicht über die Berge ins Landesinnere weiterziehen. Solche Wetterlagen treten oft auch im Juni auf. Ist das so, werden sie „June Gloom“ genannt. Die Wolkenschicht löst sich in der Regel um die Mittagszeit auf, kann aber auch bis zum späten Nachmittag bestehen. Diese Inversionswetterlage reduziert die durchschnittliche Sonnenscheindauer und die Wahrscheinlichkeit von Sonnenschein erheblich. Das belegen Messdaten der NOAA sowohl für den San Diego Airport als auch für die Innenstadt von Los Angeles.

Warum sind die Schneestürme für Kalifornien Glück und Unglück zugleich?

Das Bundesland im Südwesten der USA hat stark unter einer langjährigen Dürre gelitten. Das setzte nicht nur der Wasserversorgung zu, sondern auch die Stromversorgung wurde beeinträchtigt. So sank beispielsweise der Pegel am Oroville Dam auf einen derart niedrigen Stand, dass das dort befindliche Wasserkraftwerk im Jahr 2021 abgeschaltet werden musste. Allein dadurch fehlte der Region eine Kraftwerksleistung von rund 820 Megawatt. Das ist die Leistung, die für die Versorgung von rund 33.000 Haushalten erforderlich ist. Auch andere Wasserkraftwerke mussten die Leistungsabgabe aufgrund der Dürrefolgen drastisch reduzieren. Die schneereichen Winterstürme in der Saison 2022/2023 haben die Speicher wieder gefüllt. Am Lake Oroville wurde für Ende Mai 2023 ein Füllstand von 96 Prozent angegeben. Dadurch ist Kalifornien aktuell in der Lage, die durch die Inversionswetterlage ausfallende Leistung der Photovoltaiksysteme zu kompensieren.

Welche Schlussfolgerungen sind daraus für erneuerbare Energien zu ziehen?

Eine vollständige Unabhängigkeit von konventionellen und fossilen Energieträgern ist bei gleichzeitiger Sicherheit der Stromversorgung nur möglich, wenn die Stromkraftwerke verschiedene Arten erneuerbare Energien nutzen. Dabei ist zu beachten, dass durchaus auch mehrere Kraftwerksarten parallel ausfallen oder in ihrer Leistung signifikant beeinträchtigt sein können. Deshalb muss das Augenmerk auf Kompensationsmöglichkeiten gerichtet werden. Sie stehen beispielsweise mit Biomassekraftwerken und Geothermiekraftwerken zur Verfügung. Genauso wichtig sind die Entwicklung und Verwendung effizienter Speichersysteme. Dort besteht in Deutschland vor allem bei privat betriebenen Solar- und Windkraftanlagen noch ein erheblicher Nachrüstungsbedarf.

Quelle: NOAA, California Government Statistics, CDEC

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