Die Erneuerbare-Energien-Branche steht von Zeit zu Zeit vor einer großen Herausforderung: der sogenannten "Dunkelflaute". Der Begriff "Dunkelflaute" bezieht sich auf Zeiträume, in denen die Stromerzeugung aus Sonnen- und Windenergie aufgrund von Windstille und mangelnder Sonneneinstrahlung drastisch zurückgeht, was häufig im Spätherbst und den Wintermonaten der Fall ist. Diese Ereignisse können von wenigen Stunden bis zu zehn Tage andauern und zu erheblichen Ausfällen bei der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien führen. Am 6. November 2024 gab es beispielsweise in Deutschland eine Dunkelflaute, bei der die Windenergie nur mit 0,5 % am Energiemix beitrug.
Auswirkungen auf Energieversorgung und Preisgestaltung
Bei Dunkelflauten führt der Rückgang der Energieerzeugung aus erneuerbaren Energien zu einem Versorgungsengpass, der schnell behoben werden muss, um die Versorgungssicherheit zu gewährleisten. Dies hat erhebliche Auswirkungen auf die Energiemärkte, insbesondere in Ländern, die in hohem Maße von erneuerbaren Energien abhängig sind.
Der Preismechanismus auf den Strommärkten ist eng mit der Verfügbarkeit von Energie verknüpft –hohe Preise bei Stromknappheit und niedrige Preise bei einem Überangebot. Die Strommärkte funktionieren nach dem Merit-Order-Prinzip. In diesem System werden die Stromerzeuger nach ihren Grenzkosten eingestuft, wobei erneuerbare Energiequellen in der Regel die niedrigsten Grenzkosten haben. Im Normalbetrieb führt dies zu insgesamt niedrigeren Strompreisen. In Dunkelflauten, wenn die Erzeugung aus erneuerbaren Energien zurückgeht, werden jedoch teurere fossile Kraftwerke zur Deckung der Nachfrage eingesetzt, was zu Preisspitzen führt.
So stiegen beispielsweise kürzlich während einer Dunkelflaute in Deutschland die Strompreise für mehrere Stunden auf über 800 Euro pro Megawattstunde (MWh) an, während sie in den Monaten zuvor im Durchschnitt bei etwa 50 bis 100 €/MWh lagen. Diese starke Preisvolatilität stellt Netzbetreiber und Energiehändler vor Herausforderungen, birgt aber auch Chancen. Während die Notstromversorgung mit fossilen Brennstoffen in der Vergangenheit für Stabilität bei Dunkelflauten gesorgt hat, erfordert die zunehmende Dringlichkeit der Dekarbonisierung des Stromsektors alternative und vor allem klimafreundliche Lösungen.
Mitigationsstrategien
Eine Technologie, die für die Bewältigung der Herausforderungen der Dunkelflaute von entscheidender Bedeutung ist, sind Batteriespeicher. Batterieenergiespeichersysteme (BESS) können überschüssige Energie aufnehmen, wenn die erneuerbare Stromerzeugung hoch ist, und sie wieder an das Netz abgeben, wenn die erneuerbare Stromerzeugung niedrig ist, z. B. während einer Dunkelflaute. Auf diese Weise können BESS die den erneuerbaren Energiequellen innewohnenden Schwankungen ausgleichen, was zu einer zuverlässigeren Energieversorgung führt, und Preisspitzen verringert.
Die Speicherkapazität und Leistungsfähigkeit von BESS wird durch technologische Fortschritte stetig verbessert. Während Batteriespeicher den Herausforderungen kurzfristiger Versorgungsengpässe wirksam entgegenwirken können, reichen die derzeitigen BESS mit einer Vollast-Entladedauer von 1 bis 2 Stunden nicht aus, um die selten auftretenden, mehrere Tage andauernden Dunkelflauten zu adressieren. Zur vollständigen Kompensation der Auswirkungen der Dunkelflaute sind daher zusätzliche Lösungen erforderlich.
Neben mehrstündigen BESS-Systemen (2-5 Stunden), die bereits einen erheblichen Beitrag zur Reduzierung von Preisspitzen und zum Ausgleich von Schwankungen in der Stromversorgung leisten können, ist die Diversifizierung des Portfolios an Erneuerbaren Energien eine wichtige Mitigationsstrategie. Durch die Einbeziehung einer Mischung aus erneuerbaren Energiequellen wie Wind, Sonne und Geothermie können die Auswirkungen von Dunkelflaute durch die Nutzung unterschiedlicher Energieerzeugungsprofile abgeschwächt werden. Die Zukunft erfordert einen technologieoffenen Kapazitätsmarkt zur Förderung von Langzeitspeichertechnologien und potenziell auch einige H2-fähige Gaskraftwerke, die so mit wenigen Betriebsstunden pro Jahr wirtschaftlich bleiben können.
Eine weitere Schlüsselstrategie ist das Demand-Side Management, die sogenannte Nachfragesteuerung. Durch die Einführung intelligenter Netztechnologien und Anreize für Verbraucher, ihr Energieverbrauchsverhalten anzupassen, kann das Gleichgewicht zwischen Angebot und Nachfrage bei Dunkelflauten besser gesteuert werden.
Die Kombination dieser Technologieoptionen schafft eine Win-Win-Situation sowohl für den Stromsektor als auch für die Verbraucher. BESS kann in Zeiten hoher erneuerbarer Energieerzeugung kostengünstige Energie beziehen und diese in Zeiten einer Dunkelflaute, wenn die Preise hoch sind, wieder in das Netz einspeisen. Diese Form der Energiearbitrage ist für den Endverbraucher immer noch preiswerter als die fossile Energieerzeugung. Dies trägt zur Marktstabilisierung bei, verringert die Abhängigkeit von teuren fossilen Brennstoffen, unterstützt die Dekarbonisierungsziele und bietet gleichzeitig eine wirtschaftlich sinnvolle Flexibilitätsoption.
Auswirkungen auf den Energiehandel
Eine Dunkelflaute stellt sowohl eine Herausforderung als auch eine Chance für den Energiemarkt und seine Akteure dar. Während diese Ereignisse den normalen Marktbetrieb stören können, bieten sie auch ein erhebliches Potenzial für gut vorbereitete Marktteilnehmer – insbesondere für diejenigen, denen es gelingt, stets über Preistrends und Marktdynamik informiert zu bleiben.
Für Energiehändler ist die Beherrschung dieser Dynamik besonders wichtig. Wer in der Lage ist, die durch eine Dunkelflaute verursachten Angebots- und Nachfrageschwankungen präzise vorherzusagen und schnell darauf zu reagieren, kann fundierte Handelsentscheidungen treffen und die Chancen steigender Preise nutzen. Umgekehrt können Händler, die die Situation falsch einschätzen oder kritische Faktoren übersehen, erhebliche finanzielle Verluste erleiden.
Um bei Dunkelflauten erfolgreiche Entscheidungen zu treffen, sind ein differenziertes Verständnis des Marktverhaltens und der Prognosen erforderlich Da die Wetterbedingungen bei der Auslösung dieser Ereignisse eine entscheidende Rolle spielen, müssen Händler nicht nur die Energiepreise und die Trends zwischen Angebot und Nachfrage verfolgen, sondern auch- Wettervorhersagen genau beobachten, um die Volatilität besser zu steuern. Diese Strategie und Voraussicht ist auch für Batteriespeicher von entscheidender Bedeutung, da ein Speicher im Voraus ausreichend aufgeladen werden muss, um während einer Flaute eine mildernde Wirkung zu haben.
Für Speicherbetreiber ist ein präzises Timing bei der Vermarktung des gespeicherten Stroms entscheidend. Mit den richtigen Strategien, Instrumenten und Erkenntnissen können sie ihre Positionen optimieren, von Preissteigerungen profitieren und gleichzeitig die mit plötzlichen Versorgungsengpässen verbundenen Risiken minimieren.
suena hilft die Herausforderungen von Dunkelflaute in Chancen zu verwandeln
Wir bei suena haben uns darauf spezialisiert, genau diese Art von Optimierungs- und Vermarktungsdienstleistungen anzubieten, basierend auf unserer eigenen KI-basierten Software, dem "suena Energy Trading Autopiloten". Dieses Tool ist darauf ausgelegt, große Datenmengen in Echtzeit zu verarbeiten, um die Nutzung und den Energiehandel für Batteriespeicher zu optimieren. Es berücksichtigt Faktoren wie Wettervorhersagen, Echtzeit-Marktdaten und Speicherverhalten wie Alterung oder Effizienzverluste, um fundierte Handelsentscheidungen zu treffen und sofort auf Schwankungen im Stromnetz zu reagieren. Dies ist besonders wertvoll in Zeiten der Dunkelflaute, wenn es auf genaue Prognosen ankommt.
Unsere Dienstleistungen optimieren den Handel auf den FCR-, aFRR- und Großhandelsmärkten. Dieser Multi-Market-Ansatz ermöglicht es Energiehändlern, von verschiedenen Einnahmequellen zu profitieren und Risiken zu minimieren – nicht nur bei Dunkelflaute-Ereignissen. Mithilfe der Modellierung von Batteriedegradation durch die “Digital Twin”-Technologie können wir außerdem ein optimales langfristiges Management von Energiespeichersystemen unter Einhaltung von Garantiebedingungen gewährleisten. Der Autopilot passt die Strategien an die spezifischen Marktbedingungen und Anlageneigenschaften an und ermöglicht so eine adaptive Reaktion auf Zeiten geringer oder schwankender regenerativer Energieerzeugung.
Durch den Einsatz unseres Autopilot helfen unsere Dienstleistungen Energiehändlern und Anlagenbesitzern, die Herausforderungen von Dunkelflaute-Ereignissen zu meistern. Mit suena’s Autopilot wird der sogenannte Dispatch von Speichern optimiert, das heißt, wann sie Energie speichern, wann sie sie ins Netz einspeisen und an welchen Markt diese Energie zu welchem Preis gekauft oder verkauft wird. So lassen sich Gewinne bei Preisspitzen maximieren und Risiken gleichzeitig minimieren.
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