Resilienz der erneuerbaren Energien: So reparabel ist unsere neue Energieversorgung

Ob am Arbeitsplatz oder in der Freizeit: Eine gesicherte Stromversorgung ist eine der wichtigsten Grundlagen für das Funktionieren unserer heutigen Gesellschaft. Das bedeutet, dass die deutschen Kraftwerke stets zuverlässig funktionieren müssen, um den Strombedarf decken zu können.

Resilienz von Kraftwerken

Im Schadensfall sollte ein Kraftwerk deshalb möglichst schnell repariert werden können. Hierbei ist auch die Rede von der sogenannten Resilienz. Damit ist die Fähigkeit der Anlage gemeint, auf plötzliche Veränderungen oder Gefahren zu reagieren und sich von einem Defekt wieder erholen zu können.

Tritt bei großen Stromerzeugungsanlagen wie Kohle- oder Gaskraftwerken ein Schaden auf, stehen im Regelfall mehrere fest angestellte Techniker, Ingenieure und Wartungsspezialisten bereit. Diese arbeiten direkt im Kraftwerk und in der Regel im Schichtbetrieb, da solche grundlastfähigen Kraftwerke rund um die Uhr laufen.

Doch das deutsche Kraftwerksportfolio hat sich in den vergangenen Jahren stark verändert. Im Rahmen der Energiewende nehmen die Netzbetreiber ein Großkraftwerk nach dem anderen vom Netz. Nach bereits vollendetem Atom-Aus befindet sich nun das Kohle-Aus in vollem Prozess. An ihrer Stelle sind bereits Millionen Photovoltaik(PV)-Anlagen und rund 30.700 Windkraftanlagen entstanden. In Summe liefern die „erneuerbaren“ Stromerzeuger bereits mehr als 60 Prozent der jährlichen Stromproduktion in Deutschland – zumindest rein rechnerisch.

[etd-related posts=“4845855,5061006″]

Doch wie gut ist ihre Resilienz? Schließlich sind bei den heutigen Solar- und Windparks keine Techniker vor Ort, die umgehend akut auftretende Schäden oder Defekte beheben können.

Solaranlagen

Die Erneuerbaren weisen eine eher niedrige Leistungsdichte auf und erfordern daher viel Platz. Ihre großflächige Verteilung kann jedoch auch von Vorteil sein. So treffen lokal auftretende Unwetter wie starke Stürme oder Hagel nur vergleichsweise geringe Leistungen. Dadurch kommt es eher selten zu zerstörerischen Unwettern oder Katastrophen, doch sie können eintreten.

Dies geschah beispielsweise vor gut einem Jahr im US-Bundesstaat Texas, als ein Unwetter mit golfballgroßen Hagelkörnern einen großen Solarpark zerstörte. Der Solarpark hatte eine installierte Nennleistung von rund 350 Megawatt, was etwa der Leistung von einem mittelgroßen Gas-und-Dampf-Kombikraftwerk entspricht.

BREAKING: Hail storm in Damon texas on 3/24/24 destroys 1,000’s of acres of solar farms.

Who pays to fix this green energy? @StateFarm? @FarmBureau? @Allstate?

Or you the taxpayer? pic.twitter.com/GpNSaopObZ

— Corey Thompson (@Roughneck2real) March 25, 2024

Derart große Hagelkörner gehen mehrmals im Jahr auch in Deutschland nieder. Laut Daten der Europäischen Unwetterdatenbank gingen im Jahr 2023 in Deutschland 1.270 Meldungen zu Großhagel mit einem Durchmesser von über 2 Zentimetern ein. Darunter waren 142 Meldungen mit „sehr großen“ Hagelkörnern mit mindestens 5 Zentimetern Durchmesser. Das ist etwas größer als ein Golfball.

Angesichts der Tatsache, dass in ganz Deutschland die Zahl der PV-Anlagen steigt – derzeit sind es bereits rund 5 Millionen –, steigt auch die Wahrscheinlichkeit, dass Hagel immer mehr Solaranlagen beschädigen oder zerstören könnte. Die defekten Module und gegebenenfalls andere Komponenten müssen dann erneuert werden, was einem Teilneubau gleichkommen kann. – Vom Betreiber des texanischen Solarparks Copenhagen Infrastructure Partners (CIP) erhielt die Epoch Times keine Rückmeldung auf die Frage, was nach dem Schaden mit der Anlage passiert ist.

Hagel hat eine Solaranlage stark beschädigt. Foto: OceanProd/iStock

Schaden an einer Solaranlage können aber auch Menschen verursachen, einschließlich durch Diebstahl. Die Reparatur eines Schadens, egal wie groß, sollte stets eine Fachfirma oder eine Elektrofachkraft vornehmen. Wenn PV-Module auszutauschen sind, müssen diese unter Umständen jedoch zunächst beschafft werden. Je nach Umfang kann das mehrere Wochen oder Monate in Anspruch nehmen, und dann müssen die nötigen Handwerker wiederum Zeit haben.

Windkraftanlagen

Extreme Wetterverhältnisse können auch Windkraftanlagen Schäden zufügen. Hagel ist hier eine eher seltene Schadensursache. Er kann jedoch den Abrieb der Rotorblätter beschleunigen. Sehr große Hagelkörner können unter Umständen auch Mikrorisse verursachen und somit die Struktur schwächen.

Viel gefährlicher für Windkraftanlagen kann hingegen das sein, was diese benötigen, um zu funktionieren: Wind. Oder besser gesagt: zu viel Wind.

Christoph Canne, Bundespressesprecher der Bundesinitiative Vernunftkraft, teilte der Epoch Times dazu mit: „Bei Stürmen treten bei Abbremsung der Rotoren so starke Reibungskräfte auf, dass es schnell zum Brand der Trägermaterialien kommt.“ Hier würden selbst die in der Gondel vorhandenen automatischen Löschsysteme und die Feuerwehr nichts bewirken können. „Die Anlage brennt ab und es tritt ein wirtschaftlicher Totalschaden ein.“

[etd-related posts=“5072804,4628994″]

Knickt bei einem Windrad der gesamte Turm um, ist klar, dass die Anlage vollständig zerstört ist und eine Reparatur nicht angemessen ist. Selbst bei einem Abfall von nur einem Flügel muss die restliche Anlage – einschließlich Fundament – komplett auf nicht direkt sichtbare Schäden in der Struktur überprüft werden. Denn es können Unwuchten bei der Rotation und somit ungeplante Krafteinwirkungen in die Anlage entstanden sein. Erst dann kann man abwägen, ob sich eine Reparatur und ein anschließender Weiterbetrieb lohnen.

Überreste einer eingestürzten Windkraftanlage in Bouin, Frankreich. Sturm „Carmen“ brachte die Anlage am Neujahrstag 2018 wenige Meter neben einer Straße zu Fall. Foto: Loic Venance/AFP via Getty Images

Falls eine beschädigte Anlage repariert werden kann, ist jedoch nicht sicher, wie schnell die Anlage wieder betriebsbereit sein wird. Das hängt wiederum von der Art und Schwere des Schadens ab und inwieweit Ersatzteile sowie eine dafür nötige Fachfirma verfügbar sind.

Bei einem kleinen Reparaturumfang wie dem Austausch von Ventilen, Dichtungen oder kleinen Elementen der Schaltanlagen kann die Anlage nach wenigen Tagen wieder funktionieren. Bei umfangreichen Arbeiten wie dem Austausch von Rotorblättern, Lagern oder dem Maschinenhaus ist neben Fachpersonal auch Spezialtechnik wie ein gigantischer Kran erforderlich. Dann dauert es mehrere Wochen oder Monate.

Liegt ein Defekt an einer Windkraftanlage auf See (offshore) vor, ist es selbst für die Techniker deutlich aufwendiger, zum Windrad zu gelangen. Hinzu kommen die vergleichsweise hohen Kosten: Denn für solche Einsätze gibt es in der Regel spezielle Serviceschiffe. Deren Betriebskosten liegen bei über 25.000 Euro – pro Tag und ohne Kraftstoff.

Bei Bereitschaft kann das Schiff nach ein paar Stunden Seefahrt am Einsatzort sein. Bei größeren Reparaturen ermöglichen es die Schiffe den Technikern, für Zeiträume von zwei bis vier Wochen auf See zu bleiben. Für den Austausch größerer Komponenten auf See ist wiederum ein zusätzliches Schwerlastkranschiff erforderlich.

[etd-related posts=“4910429″]

Resilienz anderer „Erneuerbarer“

Zu den „erneuerbaren“ Energien in Deutschland gehören auch Biogas, Wasserkraft und Geothermie. Ihr Anteil an der deutschen Stromerzeugung ist mit insgesamt weniger als 12 Prozent eher gering.

Die Firma Baur Folien hat sich auf Reparaturen der Gasspeicher bei Biogasanlagen spezialisiert. Der Geschäftsführer Peter Baur berichtete der Epoch Times von seinem Rund-um-die-Uhr-Notfalltelefon. Sollte es zu einer Störung kommen, können kleinere Ausbesserungen innerhalb eines Tages erfolgen, bei größeren Defekten dauere es wenige Tage. Die Reaktionszeiten seien hier „relativ kurz“.

[etd-related posts=“4801316″]

Ebenso ist für Wasserkraftwerke gesorgt. Größere Anlagen besitzen sogar wie konventionelle (fossile) Kraftwerke „entweder permanente Mitarbeiter auf dem Areal oder [sie] rotieren über mehrere Anlagen“, teilte die Fachfirma Heidemann Wasserkraftanlagen der Epoch Times auf Anfrage mit. Die Instandsetzungsdauer vom Schaden bis zur Wiederinbetriebnahme hängt auch hier von der Art und dem Umfang eines Schadens ab. „Von Kurzreparaturen binnen 24 Stunden bis Großschäden, die zehn Monate oder länger in Anspruch nehmen können, [ist] alles dabei“, so die Firma.

Eine ähnliche Resilienz liegt bei Geothermieanlagen vor, die Wärme- und Stromerzeugung kombinieren. Der Bundesverband Geothermie teilte der Epoch Times mit, dass dort „Servicetechniker vor Ort oder kurzfristig verfügbar“ sind. Somit können diese schnell reagieren. „Wie lange das Instandsetzen der Anlage dauert, hängt von den jeweiligen Bauteilen ab, die ersetzt werden müssen“, so der Verband.