EIN neue Analyse Unter der Leitung von Forschern der North Carolina State University stellten Forscher fest, dass Offshore-Windkraft dazu beitragen könnte, die Großhandelsstrompreise im Durchschnitt für sechs Bundesstaaten in Neuengland zu senken, wobei das Risiko eines Ausfalls von Windkraftanlagen bei extremen Winterstürmen relativ gering ist.
Dieser Artikel wurde zuvor von veröffentlicht North Carolina State University.
Von Laura Oleniacz
Obwohl sehr hohe Windgeschwindigkeiten während Winterstürmen dazu führen könnten, dass Turbinen vorübergehend vom Netz gehen, stellten sie fest, dass das größte Risiko plötzlicher Windkraftverluste im Sommer besteht, wenn die Windgeschwindigkeiten am niedrigsten sind. Die Ergebnisse, veröffentlicht in der Zeitschrift Energiekönnte Energieversorgern, politischen Entscheidungsträgern und Verbrauchern in Neuengland dabei helfen, festzustellen, was in Bezug auf Preis und Zuverlässigkeit von der Hinzufügung von Offshore-Windenergie in der Region zu erwarten ist.
„Das Hinzufügen von Offshore-Wind zu diesem Markt senkt die Großhandelspreise für Strom insgesamt und reduziert die Emissionen ziemlich konsequent“, sagte er Jordan Kern, Assistenzprofessor für Forstwirtschaft und Umweltressourcen am NC State. „Wenn wir diese schlimmen Winterstürme betrachten, sind die Fälle selten, in denen Sie aufgrund zu hoher Windgeschwindigkeiten Windenergie verlieren, und selbst dann wird das System nicht beschädigt oder der Markt erschüttert. Ein größeres Problem, das wir identifiziert haben, ist, was im Sommer zu tun ist, wenn es wirklich heiß ist und die Windgeschwindigkeiten niedrig sind.“
Es gibt Pläne, in Neuengland erhebliche zusätzliche Windkraftkapazitäten hinzuzufügen — bis zu 60 % der vorgeschlagenen neuen Stromerzeugung aus Offshore- und Onshore-Windparks stammen würden. Die Region beherbergt bereits den ersten großen Offshore-Windpark des Landes: einen 30-Megawatt-Park vor der Küste von Rhode Island. Und während erwartet wird, dass Windkraft bei extremen Winterstürmen eine „rettende Gnade“ ist, wollten die Forscher untersuchen, ob Stürme auch die Stromversorgung unterbrechen und die Preise in die Höhe treiben könnten, da Turbinen bei Windgeschwindigkeiten über 55 Meilen pro Stunde abschalten.
„Windenergie an Land macht den größten Teil der gesamten Windenergie in den USA aus“, sagte Kern. „Viele davon befinden sich in der Mitte des Landes. Wenn Sie jedoch an der Ostküste leben, ist Land teuer und die Windgeschwindigkeiten sind geringer. Dann sieht Offshore gut aus.“
In der Analyse verwendeten die Forscher ein Modell des Stromnetzes, um die Auswirkungen zusätzlicher Windenergie auf die Strompreise in sechs Bundesstaaten Neuenglands – Connecticut, Maine, Massachusetts, New Hampshire, Rhode Island und Vermont – während eines extremen Kälteeinbruchs zu simulieren Dezember 2017 bis Januar 2018. Während des Sturms stiegen die Stromnachfrage und die Erdgaspreise aufgrund eines „Bomben“-Zyklonsturms stark an.
Sie fanden heraus, dass zusätzliche Offshore-Windenergie die Schwere der Preisspitzen während der Kältewelle verringerte, obwohl es einen plötzlichen Stromausfall gab, als die Turbinen an einem Tag aufgrund des Zyklons abschalteten.
Sie fanden heraus, dass die Großhandelspreise im Durchschnitt um 28,81 US-Dollar pro Stunde gefallen wären, wenn während des Sturms zusätzliche 4.000 Megawatt Offshore-Windenergie online gewesen wären.
„Wir wollten sehen, ob es wegen dieses plötzlichen Energiemangels von Offshore-Windkraftanlagen zu Stromausfällen kommen würde, aber wir haben in keinem der von uns bewerteten Szenarien einen Fall gesehen, in dem das System in einen Stromausfall geraten wäre“, sagte der Hauptautor der Studie Kerem Ziya Akdemir, ein Doktorand in Forstwirtschaft und Umweltressourcen an der NC State. „Meistens ist es bei Winterwetterereignissen gut, Wind zu haben, weil die Windgeschwindigkeiten hoch sind. Nur selten wurde die Windgeschwindigkeit so hoch, dass die Windkraftanlagen komplett abgeschaltet wurden.“
Sie untersuchten auch, ob das Hinzufügen von Offshore-Windenergie im Wert von 800 oder 4.000 Megawatt den Strompreis über 69 Jahre zwischen 1949 und 2018 beeinflussen würde, verglichen mit dem Fall, dass keine zusätzliche Offshore-Windkapazität hinzugefügt würde. Sie fanden heraus, dass zusätzliche Windenergie den durchschnittlichen Großhandelspreis für Strom im Untersuchungszeitraum senkte.
„Wir haben beobachtet, dass die Großhandelspreise im Allgemeinen niedriger sein werden, wenn wir die Offshore-Windkapazität in der Region erhöhen“, sagte Akdemir. „Es gab ein oder zwei Fälle, in denen wir sehr, sehr hohe Preise beobachteten, weil übermäßige Windgeschwindigkeiten dazu führten, dass die Turbinen abschalteten, was zu einem plötzlichen Verlust der Windkraft in der Region führte, aber diese hatten keine sehr schwerwiegenden Folgen für New England Stromnetz.”
Im Szenario mit dem meisten zugebauten Windstrom verteuerten sich die Preise bei Cut-out-Events, wenn die Anlagen abgeschaltet wurden, um durchschnittlich 89 Cent pro Megawattstunde.
Auch Ausschaltereignisse durch zu hohe Windgeschwindigkeiten waren nicht die Ursache für die höchsten Preise in der Analyse. Die häufigsten und stärksten Preiserhöhungen fanden in den Sommermonaten statt, wenn die Menschen viel Strom zum Kühlen ihrer Häuser verbrauchen und die Windgeschwindigkeiten gering waren.
„Im Winter ist die Stromnachfrage etwas geringer als im Sommer, also gibt es einige andere Kraftwerke, die schnell anspringen und den Wind ersetzen können“, sagte Kern.
Die Studie befasste sich mit den Großhandelspreisen für Strom, und die Forscher sagten, die Frage, wie sich die Windenergie auf die Stromkosten für die Verbraucher auswirken könnte, sei noch offen.
„Die Ergebnisse deuten insgesamt darauf hin, dass das Hinzufügen von Offshore-Windenergie zum System fast immer zu niedrigeren Marktpreisen und geringeren Emissionen führen wird“, sagte Kern. „Ob das bedeutet, dass die Verbraucher weniger für Strom bezahlen, ist eine viel kniffligere Frage. Der Bau von Offshore-Windparks ist nicht billig; Sie müssen sie im Ozean bauen. Dafür könnten die Verbraucher zahlen müssen.“
Die Studie „Bewertung der Risiken für den Stromgroßhandelsmarkt in New England durch Windkraftverluste bei extremen Winterstürmen“ wurde online in veröffentlicht Energie. Die Studie wurde von Jonathan Lamontagne von der Tufts University mitverfasst. Die Studie wurde vom Office of Science des US-Energieministeriums als Teil der Forschung im MultiSector Dynamics, Earth and Environmental System Modeling Program finanziert.
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