Steuerbare Erzeugung

Als steuerbare Erzeugung bezeichnet man Stromerzeugung, deren elektrische Leistung gezielt erhöht, verringert oder abgeschaltet werden kann, soweit die jeweilige Anlage technisch verfügbar ist und ihre Einsatzbedingungen erfüllt sind. Der Begriff beschreibt nicht die erzeugte Strommenge, sondern die Fähigkeit, zu einem bestimmten Zeitpunkt eine bestimmte Leistung bereitzustellen oder anzupassen. Im Stromsystem ist diese Fähigkeit wichtig, weil Erzeugung und Verbrauch jederzeit im Gleichgewicht gehalten werden müssen.

Die relevante Größe ist meist Megawatt oder Gigawatt, also Leistung. Die erzeugte Energie wird dagegen in Megawattstunden oder Kilowattstunden gemessen. Ein Kraftwerk mit 500 Megawatt steuerbarer Leistung kann für eine Stunde 500 Megawattstunden Strom liefern, wenn Brennstoff, Wasser, Wärmeabnahme oder Speicherinhalt ausreichen. Es kann aber nicht automatisch beliebig lange Strom erzeugen. Steuerbarkeit umfasst daher mehrere Eigenschaften: die verfügbare Leistung, die Geschwindigkeit der Leistungsänderung, die Mindestlast, die Startzeit, die mögliche Betriebsdauer und die Wahrscheinlichkeit, dass die Anlage im benötigten Moment tatsächlich einsatzbereit ist.

Abgrenzung zu wetterabhängiger Erzeugung

Windenergieanlagen und Photovoltaikanlagen sind in einem engen Sinn nur begrenzt steuerbar. Sie können abgeregelt werden, also weniger Strom einspeisen als technisch gerade möglich wäre. Sie können aber ohne Wind oder Sonneneinstrahlung ihre Leistung nicht nach oben erhöhen. Ihre Erzeugung folgt dem Wetter und der Tageszeit. Deshalb spricht man bei ihnen meist von fluktuierender oder dargebotsabhängiger Erzeugung.

Diese Abgrenzung ist wichtig, weil eine Anlage nicht dadurch steuerbar wird, dass sie digital fernüberwacht oder per Signal abgeschaltet werden kann. Steuerbarkeit im Stromsystem meint vor allem die positive Bereitstellung von Leistung bei Bedarf. Eine Photovoltaikanlage kann bei Mittagssonne sehr zuverlässig abgeregelt werden. Sie kann aber am Abend nicht als steuerbare Erzeugung einspringen, wenn keine Speicher oder andere Erzeugungsanlagen dahinterstehen.

Auch der Begriff Grundlastkraftwerk ist nicht deckungsgleich mit steuerbarer Erzeugung. Viele konventionelle Kraftwerke sind technisch regelbar, wurden aber wirtschaftlich und betrieblich lange auf gleichmäßigen Betrieb ausgelegt. Ein Braunkohlekraftwerk kann seine Leistung ändern, jedoch oft langsamer und mit höheren Mindestlasten als ein Gaskraftwerk. Steuerbarkeit ist deshalb keine einfache Ja-nein-Eigenschaft, sondern ein Bündel technischer Merkmale.

Welche Anlagen steuerbar sein können

Zu steuerbarer Erzeugung zählen klassisch Gas- und Dampfkraftwerke, Gasturbinen, Steinkohle- und Braunkohlekraftwerke, Kernkraftwerke, Biomasseanlagen, Müllheizkraftwerke, Wasserkraftwerke mit Speicher oder regelbarer Wasserführung sowie Anlagen der Kraft-Wärme-Kopplung. Auch Notstromaggregate oder industrielle Eigenstromanlagen können steuerbare Leistung bereitstellen, wenn sie in den Strommarkt oder in Reservemechanismen eingebunden sind.

Bei Speichern ist die Einordnung genauer zu behandeln. Eine Batterie oder ein Pumpspeicherkraftwerk erzeugt physikalisch keinen Primärstrom, sondern gibt zuvor gespeicherte Energie wieder ab. Aus Sicht des Netzbetriebs verhält sich die Entladung jedoch wie steuerbare Einspeisung. Der Unterschied liegt in der Energiedauer. Eine Batterie kann sehr schnell Leistung bereitstellen, ist aber durch ihren Ladezustand begrenzt. Ein Gaskraftwerk ist langsamer als eine Batterie, kann bei gesicherter Brennstoffversorgung jedoch über viele Stunden oder Tage Strom liefern.

Bei Kraft-Wärme-Kopplung ist die Steuerbarkeit ebenfalls eingeschränkt. Eine KWK-Anlage erzeugt gleichzeitig Strom und Wärme. Wenn sie wärmegeführt betrieben wird, richtet sich der Einsatz nach dem Wärmebedarf eines Gebäudes, eines Quartiers oder eines Wärmenetzes. Wärmespeicher können diese Bindung lockern, aber nicht vollständig aufheben. Eine KWK-Anlage ist daher nicht automatisch in jedem Strompreismoment frei disponierbar, obwohl ihre elektrische Erzeugung technisch regelbar ist.

Warum steuerbare Erzeugung im Stromsystem relevant ist

Das Stromsystem braucht zu jeder Zeit ein Gleichgewicht zwischen Einspeisung und Entnahme. Weicht dieses Gleichgewicht ab, verändert sich die Netzfrequenz. Steuerbare Erzeugung hilft, diese Balance herzustellen, indem sie kurzfristige Abweichungen ausgleicht, planbare Lücken schließt und Reserven bereitstellt. Sie ist damit ein Baustein der Versorgungssicherheit, aber nicht mit ihr identisch.

In einem System mit hohem Anteil von Windenergie und Photovoltaik verschiebt sich die Rolle steuerbarer Kraftwerke. Sie laufen seltener im Dauerbetrieb und häufiger ergänzend zur wetterabhängigen Einspeisung. Ihr Wert liegt dann nicht allein in der jährlich erzeugten Strommenge, sondern in der Verfügbarkeit zu Zeiten mit hoher Residuallast. Residuallast bezeichnet den Strombedarf, der nach Abzug der Einspeisung aus Wind und Photovoltaik noch gedeckt werden muss. An windarmen Winterabenden kann diese Restnachfrage hoch sein, auch wenn im Jahresmittel viel erneuerbarer Strom erzeugt wird.

Daraus folgt ein wirtschaftliches Problem. Anlagen, die selten laufen, verkaufen weniger Kilowattstunden. Ihre Kosten entstehen aber zu einem großen Teil durch Bau, Finanzierung, Wartung, Personal, Netzanschluss und Vorhaltung. Ein Strommarkt, der überwiegend erzeugte Energie vergütet, muss daher ausreichend Preissignale für Knappheitsstunden liefern oder durch zusätzliche Regeln ergänzt werden. Kapazitätsreserve, Netzreserve, Regelenergie, strategische Reserve oder Kapazitätsmechanismen sind institutionelle Antworten auf die Frage, wie steuerbare Leistung verfügbar gehalten wird, obwohl sie nicht ständig Strom produziert.

Steuerbarkeit, Flexibilität und gesicherte Leistung

Steuerbare Erzeugung ist eng mit Flexibilität verbunden, aber nicht dasselbe. Flexibilität kann auch auf der Verbrauchsseite entstehen, etwa durch verschiebbare Ladezeiten von Elektroautos, steuerbare Wärmepumpen, Elektrolyseure oder industrielle Prozesse. Wenn Verbrauch sinkt oder zeitlich verschoben wird, hat das für das Gleichgewicht im Netz eine ähnliche Wirkung wie zusätzliche Erzeugung. Der Begriff steuerbare Erzeugung bleibt jedoch auf Anlagen bezogen, die Strom einspeisen.

Auch gesicherte Leistung ist ein Nachbarbegriff. Sie bezeichnet den Anteil einer Erzeugungsleistung, mit dem in einer kritischen Versorgungssituation verlässlich gerechnet werden kann. Eine Anlage kann technisch steuerbar sein, aber wegen Brennstoffmangel, Wartung, Kühlwasserbeschränkung oder hoher Ausfallwahrscheinlichkeit nur begrenzt als gesichert gelten. Umgekehrt kann eine Gruppe wetterabhängiger Anlagen statistisch einen Beitrag zur Versorgungssicherheit leisten, ohne dass die einzelne Anlage steuerbar wäre. Für die Planung zählt nicht nur die installierte Leistung, sondern die erwartbare Verfügbarkeit in den relevanten Stunden.

Häufig wird installierte Leistung mit steuerbarer oder gesicherter Leistung verwechselt. Eine installierte Leistung von zehn Gigawatt Photovoltaik bedeutet nicht, dass zehn Gigawatt jederzeit abrufbar sind. Eine installierte Leistung von zehn Gigawatt Gaskraftwerken bedeutet ebenfalls nicht, dass diese Leistung ohne Einschränkung verfügbar ist. Bei Gaskraftwerken müssen Brennstofflieferung, technische Verfügbarkeit, Genehmigungen, Personal und Wirtschaftlichkeit berücksichtigt werden. Der Begriff steuerbare Erzeugung macht diese Unterscheidung sichtbar, ersetzt aber keine Verfügbarkeitsanalyse.

Typische Missverständnisse

Ein verbreitetes Missverständnis besteht darin, steuerbare Erzeugung mit fossiler Erzeugung gleichzusetzen. Historisch wurde steuerbare Leistung oft durch Kohle, Gas oder Kernenergie bereitgestellt. Technisch können aber auch Wasserkraft, Biomasse, Geothermie, erneuerbarer Wasserstoff in Turbinen oder Speicher steuerbare Beiträge leisten. Die Klimawirkung hängt von Brennstoff, Wirkungsgrad, Vorketten und Betriebsweise ab, nicht vom Merkmal der Steuerbarkeit selbst.

Ein zweites Missverständnis liegt in der Annahme, steuerbare Erzeugung müsse möglichst viele Stunden laufen. In einem Stromsystem mit niedrigen Grenzkosten von Wind und Photovoltaik kann es sinnvoll sein, dass steuerbare Anlagen nur in wenigen, aber kritischen Stunden eingesetzt werden. Dann steigt ihre Bedeutung für die Leistungsvorhaltung, während ihre Bedeutung für die jährliche Stromerzeugung sinkt. Das verändert Kostenverteilung und Marktregeln. Eine Anlage kann systemrelevant sein, obwohl sie wenig Energie liefert.

Ein drittes Missverständnis betrifft die Geschwindigkeit. Nicht jede steuerbare Anlage ist für jede Aufgabe geeignet. Frequenzstützung im Sekundenbereich, Regelenergie im Minutenbereich, Redispatch zur Beseitigung von Netzengpässen und mehrtägige Dunkelflauten stellen unterschiedliche Anforderungen. Batterien sind sehr schnell, aber energieseitig begrenzt. Gasturbinen können relativ schnell starten und länger laufen, verursachen aber Brennstoffkosten und Emissionen. Kohle- und Kernkraftwerke haben höhere technische Trägheiten und Mindestlasten. Wasserkraft kann sehr flexibel sein, ist aber von Wasserverfügbarkeit, ökologischen Vorgaben und Nutzungsrechten abhängig.

Markt, Netz und Zuständigkeiten

Steuerbare Erzeugung wird nicht allein durch Technik bestimmt. Marktregeln und Zuständigkeiten entscheiden, wann eine Anlage eingesetzt wird und wer die Kosten trägt. Am Strommarkt wird Einsatz häufig durch Preise gesteuert. Bei Netzengpässen greifen Netzbetreiber über Redispatch in die Einsatzplanung ein, damit Leitungen nicht überlastet werden. Für kurzfristige Frequenzhaltung werden Regelenergiemärkte genutzt. Für außergewöhnliche Knappheitssituationen können Reserven außerhalb des normalen Marktes vorgehalten werden.

Diese Ebenen dürfen nicht vermischt werden. Eine Anlage kann am Markt unwirtschaftlich sein und trotzdem als Reserve benötigt werden. Sie kann technisch verfügbar sein, aber wegen eines Netzengpasses am falschen Ort stehen. Sie kann Strom erzeugen können, aber durch Wärmebedarf, Brennstoffverträge oder Emissionsgrenzen eingeschränkt sein. Der Konflikt entsteht dort, wo technische Möglichkeit, Marktregel und politische Zuständigkeit auseinanderfallen.

Mit wachsender Elektrifizierung steigt die Bedeutung dieser Unterscheidungen. Wärmepumpen, Elektromobilität, Elektrolyse und elektrische Industrieprozesse erhöhen in vielen Szenarien den Strombedarf, ersetzen aber zugleich Öl, Gas oder Kohle in anderen Sektoren. Für steuerbare Erzeugung zählt dabei weniger die jährliche Strommenge als die Frage, wie die neuen Lasten zeitlich auftreten und wie stark sie verschoben werden können. Flexible Nachfrage kann den Bedarf an steuerbarer Erzeugungsleistung verringern. Sie ersetzt ihn aber nur dann, wenn sie in den relevanten Knappheitsstunden tatsächlich verfügbar, messbar und regelbar ist.

Steuerbare Erzeugung bezeichnet damit keine bestimmte Kraftwerkstechnologie und keine Garantie für Versorgungssicherheit. Der Begriff benennt eine Fähigkeit: elektrische Leistung in einem benötigten Zeitraum gezielt bereitzustellen oder anzupassen. Für die Bewertung zählen Verfügbarkeit, Reaktionsgeschwindigkeit, Betriebsdauer, Standort, Kosten, Emissionen und die Regeln, nach denen die Anlage eingesetzt oder vorgehalten wird. Nur in dieser genauen Verwendung hilft der Begriff, die Rolle von Kraftwerken, Speichern, Reserven und flexiblen Verbrauchern im Stromsystem sauber zu unterscheiden.