Hoch über der Arktis wird es wärmer, in Europa kann Kälte folgen. Eine neue Studie zeigt: Nach Störungen des Polarwirbels wird außergewöhnlich hoher Strombedarf wahrscheinlicher. Für Energieversorger könnte das ein nützlicher Hinweis sein.
Im Februar 2018 teilte sich der Polarwirbel über der Arktis in zwei Teile. Danach traf eine ausgeprägte Kälteperiode Großbritannien und weite Teile Nordeuropas. Solche Ereignisse interessieren auch die Energiewirtschaft: Wenn Gebäude mehr Heizwärme brauchen, kann die Stromnachfrage steigen.
Ein Forschungsteam unter Leitung der Universität Exeter hat diesen Zusammenhang untersucht. Nach Angaben der Universität steigt nach sogenannten plötzlichen Stratosphärenerwärmungen in Nord- und Mitteleuropa die Wahrscheinlichkeit extremer Stromnachfrage auf das 1,5- bis 3-Fache. Die Studie erschien in der Fachzeitschrift Meteorological Applications.
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Was „extremer Strombedarf“ bedeutet
Als extrem bezeichnet die Universitätsmitteilung einen Strombedarf von mindestens 20 % über dem Durchschnitt. Welche Vergleichsgröße diesem Durchschnitt zugrunde liegt, erläutert sie nicht.
Der Faktor 1,5 bis 3 beschreibt die Wahrscheinlichkeit solcher Situationen. Er bedeutet also nicht, dass Europa nach einer Störung des Polarwirbels dreimal so viel Strom verbraucht. Wie häufig extreme Nachfrage normalerweise auftritt, nennt die Mitteilung ebenfalls nicht. Ohne diesen Ausgangswert lässt sich das absolute Risiko nicht beziffern.
Warum eine Erwärmung Kälte begünstigen kann
Im Winter wehen hoch über der Arktis starke Westwinde um den Pol. Sie bilden den stratosphärischen Polarwirbel. Bei einer plötzlichen Stratosphärenerwärmung wird dieses Windsystem erheblich gestört.
Die Veränderungen können anschließend auch die Luftströmungen in tieferen Atmosphärenschichten beeinflussen. Entwickelt sich eine entsprechende Wetterlage, gelangt kalte Luft nach Europa. Nicht jede Stratosphärenerwärmung führt allerdings zu Kälte am Boden. Wo sie auftritt und wie stark sie ausfällt, unterscheidet sich von Ereignis zu Ereignis.
Zwischen der Störung und der Kälte liegen oft Wochen
Nach Angaben der Universität können zwischen der Veränderung der Höhenwinde und einer folgenden Kälteperiode einige Wochen liegen. Darin sehen die Forschenden eine Möglichkeit, Energieversorger und staatliche Stellen frühzeitig auf erhöhte Nachfrage aufmerksam zu machen.
Ein solcher Hinweis könnte bei der Vorbereitung helfen. Er liefert allein aber weder einen konkreten Termin für eine Kältewelle noch eine Prognose des deutschen Strombedarfs. Ein praktisch erprobtes Warnverfahren beschreibt die Pressemitteilung nicht.
Auch Forschende am Karlsruher Institut für Technologie mahnen bei längerfristigen Temperaturprognosen nach Stratosphärenerwärmungen zur Vorsicht. Der Einfluss auf das europäische Wetter hängt unter anderem von den Wetterlagen ab, die sich anschließend entwickeln.
Wie wir heizen, beeinflusst die Stromnachfrage
Die Ergebnisse unterscheiden sich zwischen den Ländern. Für Frankreich berichtet die Universität einen besonders starken Nachfrageanstieg bei sinkenden Temperaturen und verweist auf die starke Elektrifizierung. Für skandinavische Länder beschreibt sie dagegen einen geringeren Anstieg.
Mit dem Ersatz von Gasheizungen durch Wärmepumpen wird der Zusammenhang auch für weitere Länder wichtiger. Ein Teil des Heizenergiebedarfs verlagert sich dadurch auf das Stromsystem. Hannah Bloomfield von der Newcastle University weist darauf hin, dass kalte Phasen mit wenig Wind die kostengünstige Stromversorgung künftig stärker belasten können. Das ist ein Ausblick der Mitautorin auf die Veränderungen der Wärmeversorgung.
Trifft hoher Heizbedarf auf geringe Wind- und Solarstromerzeugung, müssen andere Stromquellen, Speicher und eine flexible Nachfrage die Differenz ausgleichen. Wie das funktioniert, erklärt unser Beitrag über Dunkelflauten in Deutschland.
Dass wetterbedingte Strompreisspitzen industrielle Folgen haben können, zeigt ein Beispiel aus Riesa: Laut VDI nachrichten musste Feralpi während einer Dunkelflaute wegen hoher Strompreise eine kurze Produktionspause einlegen. Der Bericht über Feralpis neues Walzwerk schildert, wie stark der Betrieb auf bezahlbaren Strom angewiesen ist. Ein Zusammenhang dieser Produktionspause mit einem bestimmten Polarwirbel-Ereignis ist damit nicht belegt.
