Europa erlebt in diesem Sommer nicht nur eine Hitze- und Dürrekrise, sondern zunehmend auch einen Stresstest für sein Energiesystem. Flüsse führen extrem wenig Wasser und sind ungewöhnlich warm, während Temperaturen teils über 40 Grad den Strombedarf für Kühlung und Klimatisierung erhöhen. Gerade dann, wenn besonders viel Elektrizität benötigt wird, können manche Kraftwerke weniger davon liefern.
Besonders drastisch zeigt sich das bei der Atomkraft an der Donau. Ungarns einziges AKW in Paks, das normalerweise knapp 2.000 Megawatt leistet und fast die Hälfte des Stroms im Land erzeugt, musste wegen des niedrigen Flusspegels seine Produktion Ende Juli und Anfang August immer weiter reduzieren.
Anfang August lief die Anlage nur noch mit zehn Prozent Leistung. Nach einem leichten Anstieg des Donaupegels begann der Betreiber am 10. August, das AKW wieder etwas hochzufahren. Ob die Entspannung anhält, ist angesichts der Dürre offen.
Noch kritischer ist die Lage flussabwärts in Rumänien. Das Kernkraftwerk Cernavodă verfügt über zwei Reaktoren mit zusammen rund 1.400 Megawatt und deckt normalerweise etwa ein Fünftel der rumänischen Stromerzeugung. Block 1 wurde am 28. Juli wegen des außergewöhnlich niedrigen Donaupegels kontrolliert abgeschaltet.
Auch der zweite Block geriet unter Druck. Behörden ließen im Kühlwasserkanal baggern und Hindernisse beseitigen, um mehr Wasser zum Kraftwerk zu lenken. Rumänien rief zum Stromsparen auf. Am vergangenen Donnerstag musste schließlich auch Block 2 vom Netz genommen werden.
In Frankreich fehlte zeitweise ein Achtel der Kapazität
Auch in Frankreich ist die Atomkraft stark betroffen. Ein Teil der 57 französischen Atomreaktoren liegt an Rhône, Garonne, Loire oder anderen Flüssen. Dabei wird häufig nicht das Kühlwasser selbst knapp. Vielmehr sind die Flüsse bereits so warm, dass die Kraftwerke ihre Abwärme nicht mehr im üblichen Umfang einleiten dürfen. Die Grenzwerte dienen vor allem dem Schutz der Gewässerökologie.
Die Auswirkungen sind in diesem Sommer außergewöhnlich. Das AKW Golfech 2 an der Garonne musste seit Ende Juni mehrfach wegen hoher Flusstemperaturen vom Netz. Auch am AKW Bugey an der Rhône wurden Reaktoren abgeschaltet oder gedrosselt, in Saint-Alban und Blayais musste der Betreiber EDF ebenfalls die Leistung anpassen.
Mitte Juli fehlten Frankreich wegen hoher Wassertemperaturen zeitweise mehrere tausend Megawatt Atomkraftleistung, zusätzliche Kapazitäten waren durch niedrige Wasserstände beeinträchtigt. In der neuen Hitzewelle Anfang August verschärfte sich die Lage erneut. Bis zu 7.300 Megawatt waren von Einschränkungen betroffen, rund zwölf Prozent der installierten Leistung.
Frankreich kann solche Einbußen dank seines großen Kraftwerksparks und der Einbindung ins europäische Verbundnetz bislang auffangen. Doch die Wetterabhängigkeit der Atomstrom-Produktion ist diesmal noch deutlicher als in den Hitzejahren 2018 und 2022.
Auch moderne Gaskraftwerke kann es treffen
Das Grundproblem betrifft nicht nur die Atomkraft. Jedes thermische Kraftwerk muss überschüssige Wärme loswerden. Bei Atom-, Kohle- und Gaskraftwerken wird zunächst Wärme erzeugt und daraus über Turbinen Strom gewonnen, ein großer Teil fällt jedoch als Abwärme an. Steigen Luft- und Wassertemperaturen, wird es schwieriger, diese an die Umgebung abzugeben.
Dass auch moderne Gas- und Kohlekraftwerke beeinträchtigt werden können, zeigte sich etwa in Frankreich und Deutschland. Mitte Juli musste der Stromkonzern EDF das 930-Megawatt-Kraftwerk Martigues bei Marseille wegen der hohen Wassertemperatur des Mittelmeers vom Netz nehmen. Es war das erste Mal seit 2022, dass in Frankreich eine Gasanlage aus diesem Grund abgeschaltet werden musste.
Niedrigwasser in Flüssen kann gerade Kohlekraftwerke über die Brennstoffversorgung treffen. Am Rhein zum Beispiel können Frachtschiffe bei niedrigen Pegeln nur einen Teil ihrer üblichen Ladung transportieren. Das verteuert neben Mineralölprodukten und anderen Massengütern auch den Brennstoff Kohle.
Die Hitzekrise legt damit eine lange unterschätzte Achillesferse der konventionellen Stromerzeugung offen. Kohle, Gas und Kernenergie unterscheiden sich bei Brennstoff, Kosten und Klimawirkung. Physikalisch haben sie jedoch etwas gemeinsam: Sie produzieren große Mengen Wärme, die abgeführt werden müssen. Europas Kraftwerkspark wurde vielfach unter Klimabedingungen geplant, die sich inzwischen schnell verändern.
Schnee-Rückgang macht der Wasserkraft zu schaffen
Doch auch erneuerbare Energien sind betroffen. Am direktesten schlägt Dürre auf die Wasserkraft durch. Wo Flüsse weniger Wasser führen und Stauseen nicht ausreichend gefüllt werden, gibt es schlicht weniger Energie, die Turbinen antreiben kann.
Das zeigt sich in diesem Jahr etwa in Norwegen. Das Land erzeugt den weitaus größten Teil seines Stroms aus Wasserkraft. Die Wasser- und Energiebehörde NVE warnte bereits Anfang Juni, dass die Füllstände der Speicher in Teilen Mittel- und Südnorwegens in den kommenden Monaten unter die Werte der vergangenen 30 Jahre absinken könnten. Ursache waren unter anderem geringe Schneemengen.
Auch in den Alpen verändert der Klimawandel die Bedingungen. Für Laufwasserkraftwerke zählt unmittelbar die Wassermenge im Fluss, während Speicheranlagen längere Trockenperioden überbrücken können, dafür aber auf ausreichende Niederschläge und Schneeschmelze angewiesen sind. Ein wachsender Teil des Winterniederschlags fällt als Regen statt als Schnee, und die Schneedecke schmilzt früher. Damit verschiebt sich auch die saisonale Verfügbarkeit der Wasserkraft.
Auf dem Balkan ist die Wasserkraft ebenfalls betroffen. Im serbisch-rumänischen Kraftwerk Djerdap 1 am Eisernen Tor sank die Stromproduktion wegen des niedrigen Donaupegels deutlich. Bereits im Mai und Juni lag die Erzeugung auf außergewöhnlich niedrigem Niveau.
Zugleich beeinträchtigt das Niedrigwasser die Schifffahrt: Frachtschiffe können weniger laden. Die Donaukrise trifft die Region damit gleichzeitig als Transportweg, Kühlwasserquelle und Energielieferanten.
Hitze beeinträchtigt auch Windenergie und Photovoltaik
Die Windkraft hat andere Schwachstellen. Ausgedehnte sommerliche Hochdruckgebiete, die Hitze und Dürre bringen, können zugleich für Flauten sorgen. Genau das zeigt sich derzeit in Deutschland.
In den letzten Tagen lag die Windstromerzeugung teils rund 60 Prozent unter dem saisonalen Durchschnitt. Die geringe Windleistung trug zusammen mit den gedrosselten französischen Atomkraftwerken dazu bei, dass die Großhandelspreise für Strom deutlich anzogen.
Bereits Ende Mai hatte eine ähnliche Kombination aus Hitzewelle und Flaute die deutsche Windstromleistung zeitweise auf nur 4.400 Megawatt gedrückt.
Solche Sommerflauten sind grundsätzlich nicht ungewöhnlich. Hochdrucklagen gehen häufig mit geringen Windgeschwindigkeiten einher. Oftmals unterscheiden sich allerdings die Verhältnisse regional stark.
Während an Land wenig Wind weht, können Nord- und Ostsee bessere Bedingungen bieten. Eine geografisch breit verteilte Erzeugung und leistungsfähige Stromnetze verringern deshalb das Risiko.
Auch bei der Photovoltaik gibt es einen Hitzeeffekt. Bei Solarzellen sinkt die Leistung mit steigender Temperatur, bei den üblichen Siliziummodulen um einige Zehntel Prozent je zusätzlichem Grad Celsius. Ein Modul kann sich bei voller Sonne auf 60 oder 70 Grad erhitzen und liefert dann bei gleicher Einstrahlung weniger Leistung als an einem kühlen Frühlingstag.
Energiewende in der Klimakrise
Das bedeutet jedoch nicht, dass Solaranlagen während Hitzewellen schlecht funktionieren. Meist ist zugleich die Sonneneinstrahlung sehr hoch, und die Tage sind lang. Dieser Effekt überwiegt den temperaturbedingten Wirkungsgradverlust normalerweise deutlich.
Gerade an heißen Sommertagen besitzt Solarstrom zudem einen systemischen Vorteil: Die Erzeugung ist um die Mittagszeit hoch – also dann, wenn auch der Kühlbedarf in Gebäuden wächst.
Allerdings verlagert sich die Lastspitze, wenn immer mehr Klimaanlagen genutzt werden, zunehmend in den späteren Nachmittag und Abend, wenn die Solarleistung bereits wieder zurückgeht. Batteriespeicher, flexible Verbraucher und leistungsfähige Netze gewinnen hier deshalb an Bedeutung.
Auch die Stromleitungen selbst leiden unter Hitze. Höhere Temperaturen erhöhen Verluste, Freileitungen können stärker durchhängen, Transformatoren müssen gegebenenfalls vorsichtiger betrieben werden.
Die Klimakrise verändert damit auch die Anforderungen an die Energiewende. Europa muss nicht nur seine Treibhausgasemissionen möglichst schnell senken. Das Energiesystem selbst muss an eine Welt angepasst werden, in der extreme Hitze, warme Flüsse und Niedrigwasser häufiger auftreten.
Dabei gilt: Solar- und Windstrom ergänzen sich regional und saisonal, Speicher verschieben Überschüsse, Netze gleichen unterschiedliche Wetterlagen aus, flexible Verbraucher entschärfen Spitzen. Für längere Engpassphasen braucht es zusätzlich gesicherte Leistung.
Energiewende ist deshalb nicht nur Klimaschutz, sondern zunehmend auch Klimaanpassung.
Auch der Städtebau muss sich den klimatischen Gegebenheiten anpassen, insbesondere was Kaltluftentstehungsgebiete und Frischluftschneisen angeht. Bauvorhaben, die Hitzeschutz und Klimafolgenanpassung generell entgegenstehen müssen aufgegeben werden.