Wenn im Winter tagelang kaum Wind weht und dichte Wolken den Himmel über Deutschland bedecken, geraten Stromsysteme unter Druck. Windräder liefern wenig Energie. Photovoltaikanlagen fast keine. In der Energiewirtschaft hat dieses Szenario einen festen Namen: Dunkelflaute. Sie gilt als einer der härtesten Tests für ein Stromsystem, das immer stärker auf erneuerbare Energien setzt.
Dunkelflauten sind kein theoretisches Problem. Sie treten regelmäßig auf. Und sie werfen eine zentrale Frage auf: Wie lässt sich Versorgungssicherheit gewährleisten, wenn Sonne und Wind gleichzeitig ausfallen? Die kurze Antwort lautet: nicht mit einer einzelnen Technologie, sondern nur mit einem ganzen Bündel an Maßnahmen. Die längere Antwort ist komplexer – und entscheidend für das Gelingen der Energiewende.
Dunkelflaute beherrschen: Was tun, wenn kein Wind weht und keine Sonne scheint?
Das Wichtigste in Kürze
Dunkelflauten treten regelmäßig auf, meist im Winter.
Batterien helfen kurzfristig, reichen aber nicht für mehrere Tage.
Wasserstoff ist entscheidend für lange Flauten, trotz geringer Effizienz.
Flexible Verbraucher und Wärmespeicher entlasten das Stromsystem.
Preisspitzen sind normal und setzen Investitionsanreize.
Entscheidend ist ein breiter Mix aus Technologien und Märkten.
Der Begriff ist nicht exakt festgelegt. In der Praxis orientieren sich viele Fachleute an meteorologischen Kriterien. Daten des Deutscher Wetterdienst zeigen: Von einer Dunkelflaute spricht man meist dann, wenn Wind- und Solarstrom über mindestens 48 Stunden weniger als 10 % ihrer installierten Leistung liefern.
Solche Phasen sind in Deutschland keine Ausnahme. Längere Ereignisse von mehr als fünf Tagen treten im Schnitt etwa zweimal pro Jahr auf. Besonders prägend war das Jahr 2017. Damals lag über weite Teile Europas eine stabile Hochdrucklage. Über fast zwei Wochen lieferten Wind- und Solaranlagen kaum Strom. Die sogenannte Residuallast – also der Strombedarf, der nach Abzug der erneuerbaren Einspeisung übrig bleibt – stieg nahezu auf den gesamten Verbrauch an.
Für Netzbetreiber ist das kein Schockmoment, sondern eine Rechenaufgabe. Entscheidend ist, wie viel gesicherte Leistung und Flexibilität verfügbar sind, um diese Lücken zu schließen.
Warum Dunkelflauten zum Kernproblem der Energiewende werden
Der deutsche Strommix verändert sich rasant. Wind- und Solarenergie sollen bis 2030 rund 80 % des Stromverbrauchs decken. Gleichzeitig gehen Kohlekraftwerke vom Netz. Das reduziert steuerbare Erzeugung.
Heute springen bei Flauten vor allem Kohle- und Gaskraftwerke ein. Perspektivisch sollen auch sie zurückgefahren werden. Damit wächst der Druck, Alternativen zu schaffen. Ohne Ausgleichsmechanismen drohen steigende Preise oder im Extremfall Versorgungsengpässe.
Fachleute sind sich einig: Dunkelflauten lassen sich technisch beherrschen. Aber sie erfordern Planung, Investitionen und einen realistischen Blick auf Kosten und Grenzen.
Kurzfristig stabilisieren: Batterien und Netze
Für Sekunden, Minuten oder wenige Stunden sind Batteriespeicher das Mittel der Wahl. Besonders verbreitet sind Lithium-Ionen-Batterien. Sie reagieren sehr schnell und stabilisieren die Netzfrequenz bei 50 Hz. Das ist entscheidend, um Blackouts zu vermeiden.
Nach Angaben des Forschungszentrum Jülich erreichen solche Speicher Wirkungsgrade von 80 bis 90 %. Sie nehmen überschüssigen Strom auf und geben ihn bei Bedarf wieder ab. Technisch funktionieren sie zuverlässig. Wirtschaftlich profitieren sie von stark gesunkenen Kosten.
Martin Winter vom MEET Batterieforschungszentrum der Universität Münster sagt dazu: „Auch sind sie sehr langlebig, fast wie Verbrennungskraftwerke – das ist nicht wie beim Handy.“
Trotzdem bleibt ein Problem. Batterien können keine mehrtägigen Flauten überbrücken. Dafür wären enorme Kapazitäten nötig. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE schätzt, dass Deutschland bis 2045 rund 180 GWh an elektrischen Speichern benötigt. Aktuell sind es nicht einmal 20 GWh. Die Lücke ist groß.
Alternativen im Akku: Natrium statt Lithium?
Lithium ist ein kritischer Rohstoff. Er kommt nur in wenigen Ländern vor. Deshalb wird an Alternativen geforscht. Eine davon sind Natrium-Ionen-Batterien. Natrium ist weltweit verfügbar und kostengünstig.
Maximilian Fichtner vom Helmholtz-Institut Ulm sieht darin großes Potenzial. Natrium-Ionen-Akkus sind bereits marktreif. Ihr Nachteil ist die geringere Energiedichte. Sie sind schwerer und benötigen mehr Material.
Martin Winter bringt es so auf den Punkt: „Man braucht immer mehr, im Extremfall bis zu dreimal mehr.“ Für stationäre Speicher kann das akzeptabel sein. Für mobile Anwendungen weniger. Für Dunkelflauten bleiben auch Natrium-Akkus auf kurze Zeiträume begrenzt.
Wenn Tage zu Wochen werden: Wasserstoff als Langzeitspeicher
Sobald Flauten mehrere Tage dauern, stoßen Batterien an ihre Grenzen. Dann kommt Wasserstoff ins Spiel. Er wird mit Strom aus erneuerbaren Quellen erzeugt, gespeichert und später wieder verstromt.
Der Haken ist bekannt. Der Gesamtwirkungsgrad liegt oft nur bei 35 bis 40 %. Martin Winter sagt dazu: „Leider ist das alles sehr ineffizient.“
Trotzdem gilt Wasserstoff als unverzichtbar. Der Grund ist seine Skalierbarkeit. In Salzkavernen lässt sich Energie im Terawattstunden-Bereich speichern. Damit lassen sich auch saisonale Schwankungen ausgleichen.
Die Bundesregierung setzt deshalb auf wasserstofffähige Gaskraftwerke. Diese sollen schnell startfähig sein und später vollständig mit grünem Wasserstoff laufen. Sie übernehmen eine Rolle, die früher Kohlekraftwerke hatten – allerdings klimaneutral.
Eine oft unterschätzte Stellschraube ist die Nachfrage. Fachleute sprechen von Demand Side Management. Gemeint ist die gezielte Verschiebung oder Reduktion des Stromverbrauchs.
Industriebetriebe können Prozesse drosseln oder zeitlich verlagern. Elektrolyseure oder Aluminiumhütten eignen sich dafür besonders. Auch private Haushalte können beitragen, etwa über dynamische Stromtarife.
Prof. Dr. Claudia Kemfert vom Deutsches Institut für Wirtschaftsforschung sagt: „Kurzfristige Flauten lassen sich im heutigen Stromsystem gut abfedern – durch europäische Stromverbünde, flexible Kraftwerke, Speicher und ein zunehmend aktives Lastmanagement.“
Elektroautos könnten künftig ebenfalls eine Rolle spielen. Über Vehicle-to-Grid-Konzepte speisen sie Strom zurück ins Netz. Technisch ist das möglich. In der Breite fehlt bislang die Umsetzung.
Wärmespeicher und Power-to-Heat
Nicht jede Energie muss wieder zu Strom werden. Gerade im Gebäudebereich spielt Wärme eine zentrale Rolle. Power-to-Heat-Anlagen wandeln Strom direkt in Wärme um und speichern diese.
Große Wärmespeicher in Fernwärmenetzen erreichen hohe Wirkungsgrade. Sie können Dunkelflauten über Stunden oder Tage abfedern, indem sie Heizenergie bereitstellen. Das entlastet das Stromsystem.
Auch experimentelle Ansätze werden erforscht. In einer Studie in „PNAS Nexus“ beschreiben Forschende erhitzte Ziegel als günstige Speicherlösung für Industrieprozesse. Die Kosten sollen deutlich unter denen von Batterien liegen. Ob sich solche Konzepte durchsetzen, ist offen.
Netze, Handel und Europa
Deutschland ist nicht alleine auf dem Strommarkt. Der europäische Verbund hilft, regionale Flauten auszugleichen. Wenn in Skandinavien Wasser reichlich fließt oder in Südeuropa die Sonne scheint, profitiert auch Deutschland.
Netzausbau bleibt dafür entscheidend. Engpässe im Übertragungsnetz verschärfen Preisspitzen. Eine bessere Vernetzung senkt Risiken – ersetzt aber keine eigenen Back-up-Kapazitäten.
Dunkelflauten und Strompreise
Während einer Dunkelflaute steigen die Preise an der Strombörse. Teure Kraftwerke kommen zum Einsatz. Das ist kein Fehler des Systems, sondern ein Signal. Prof. Dr. Felix Müsgens von der BTU Cottbus-Senftenberg sagt: „Preisspitzen signalisieren eine Knappheit – ein wichtiges Signal für die Marktakteure.“
Solche Signale machen Investitionen in Speicher und Flexibilität wirtschaftlich. Problematisch wird es erst, wenn der Markt selbst bei sehr hohen Preisen kein Gleichgewicht mehr findet. In Deutschland ist das bisher nicht passiert.
Prof. Dr. Oliver Ruhnau von der Universität zu Köln betont: „Viel problematischer als vereinzelte Preisspitzen sind die hohen Durchschnittspreise in Deutschland.“ Dunkelflauten sind also nicht das Hauptkostenproblem. Sie zeigen vielmehr, wo das System noch nicht optimal aufgestellt ist.
Fazit: Kein Allheilmittel, sondern ein Systemmix
Dunkelflauten lassen sich beherrschen. Aber nicht mit einer einzigen Lösung. Batterien stabilisieren Stunden. Flexible Kraftwerke überbrücken Tage. Wasserstoff deckt Wochen ab. Lastmanagement und Wärmespeicher senken den Bedarf. Netze und Handel verteilen Risiken.
Die Technik ist vorhanden. Die eigentliche Herausforderung liegt im Tempo der Umsetzung. Je früher Kapazitäten aufgebaut und vernetzt werden, desto entspannter wird der nächste dunkle Winter.
FAQ: Häufige Fragen zur Dunkelflaute
Was passiert bei einer Dunkelflaute konkret? Wind- und Solarstrom brechen ein. Der Strombedarf muss fast vollständig durch andere Quellen gedeckt werden.
Wie lange dauert eine Dunkelflaute? Das variiert stark. Kurzereignisse dauern ein bis drei Tage und kommen mehrmals pro Jahr vor. Längere Dunkelflauten mit fünf bis zehn Tagen treten seltener auf. Extreme Phasen können auch bis zu zwei Wochen dauern, wie 2017.
Kommt es dann zu Stromausfällen? Nein. Bisher wurden alle Dunkelflauten in Deutschland ohne Abschaltungen bewältigt.
Sind Batterien die Lösung? Nur für kurze Zeiträume. Für mehrere Tage sind sie zu teuer und zu klein.
Warum setzt man auf Wasserstoff trotz schlechter Effizienz? Weil er große Energiemengen langfristig speichern kann. Das kann kein anderer Speicher in diesem Maßstab.
Müssen Haushalte etwas befürchten? Kurzfristig höhere Preise sind möglich. Mit flexiblen Tarifen können Haushalte aber auch profitieren.
Nach einem Bauingenieurstudium und einer Ausbildung zum Online-Redakteur folgten 10 Jahre als bautechnischer Redakteur bei einer Internet-Agentur. Dort hat er zum Beispiel ein Baulexikon mit über 15.000 Begriffen aufgebaut, das zeitweise auch von OBI genutzt wurde. Eine Auskopplung davon mit speziellen Begriffen rund um den Fertighausbau ist noch auf fertighaus.de zu finden.
Es folgten 10 Jahre als Webtexter beim wohl größten Bad-Onlinshop Deutschlands. Dort war er dafür zuständig, dass die Seite für alle Begriffe rund ums Badezimmer (und Leuchten) gut bei Google rankt. Außerdem war er dort verantwortlicher Redakteur für das Magazin.
Aktuell arbeitet er als Content-Manager beim VDI Verlag. Dort kümmert er sich um all die technischen Themen, die Ingenieure interessiert.
Seit 2012 betreibt er bauredakteur.de und schreibt hier über Themen rund um Bauen, Wohnen, Einrichten und Garten.
1 Gedanke zu „Wie lassen sich Dunkelflauten beherrschen?“
Sachlicher und gut verständlicher Überblick. Besonders überzeugend ist die klare Einordnung, dass Dunkelflauten kein Ausnahmezustand, sondern ein planbares Phänomen sind. Der Beitrag zeigt gut, warum weder Panik noch Technikgläubigkeit helfen, sondern nur ein realistischer Blick auf Systemgrenzen, Kosten und Umsetzungsgeschwindigkeit. Genau diese Nüchternheit fehlt der öffentlichen Debatte oft.
Nach einem Bauingenieurstudium und einer Ausbildung zum Online-Redakteur folgten 10 Jahre als bautechnischer Redakteur bei einer Internet-Agentur. Dort hat er zum Beispiel ein Baulexikon mit über 15.000 Begriffen aufgebaut, das zeitweise auch von OBI genutzt wurde. Eine Auskopplung davon mit speziellen Begriffen rund um den Fertighausbau ist noch auf fertighaus.de zu finden.
Sachlicher und gut verständlicher Überblick. Besonders überzeugend ist die klare Einordnung, dass Dunkelflauten kein Ausnahmezustand, sondern ein planbares Phänomen sind. Der Beitrag zeigt gut, warum weder Panik noch Technikgläubigkeit helfen, sondern nur ein realistischer Blick auf Systemgrenzen, Kosten und Umsetzungsgeschwindigkeit. Genau diese Nüchternheit fehlt der öffentlichen Debatte oft.