Batteriespeicher: In Kalifornien scheint die Sonne jetzt auch nachts | Marc Jacobson (Universität Stanford)

0:07 Ich bin's Christian. Ich begrüße euch recht herzlich zurück im Klimalabor von NTV. Wenn Deutschland Feierabend macht und die Sonne untergeht, dann springen häufig Kohle- und Gaskraftwerke an, um uns mit Strom zu versorgen. Anders sieht es in Kalifornien aus. Der riesige Bundesstaat an der US-Westküste meldet seit einigen Wochen regelmäßig Rekordwerte für eine Technologie, die hierzulande bisher keine große Rolle spielt, große Batteriespeicher.

0:38 Darum geht es heute im Klimalabor in einer neuen Folge kurz und knapp. Bevor es losgeht, wie immer der Hinweis, wenn ihr Fragen für Clara oder mich habt, dann schreibt uns eine E-Mail an klimalabor.ntv.de und wenn ihr uns unterstützen möchtet, bewertet das Klimalabor gerne bei Apple Podcast oder Spotify. Dankeschön.

1:03 Als Deutschland in der Sonne schmort, läuft die Solarenergie zur Höchstform auf. Im Juni, Juli und August erzeugen die Solaranlagen mehr als einmal mehr Strom, als das Land verbrauchen kann. Aber immer mittags. Die Erzeugungsrekorde treten im Juni, Juli und August laut Energycharts zuverlässig um 13 Uhr auf.

1:24 Aber wenn Deutschland Feierabend macht und der Stromverbrauch steigt, wenn die Leute nach Hause kommen, dann springen die Kohle- und die Gaskraftwerke an. Anders sieht es in Kalifornien aus. Das Stromnetz KAISO, das Golden State an der Westküste der USA, meldet seit einigen Wochen regelmäßig Rekordwerte für eine Technologie, die im deutschen Stromnetz bisher kaum eine Rolle spielt, große Batteriespeicher.

1:49 Sie haben an mehreren Tagen im Juni, Juli und August ebenfalls Rekordwerte aufgestellt. Sie waren zeitlich genauso zuverlässig wie die deutschen Solaranlagen. Jeder Rekordwert der Batteriespeicher stammt aus der Zeit zwischen 19.10 Uhr und 20.10 Uhr. Wenn die Menschen in Los Angeles, San Diego und San Francisco Feierabend machen, dann drängt die Batterieflotte die Gaskraftwerke in Kalifornien immer häufiger in den Ruhestand.

2:15 Anders gesagt, in Kalifornien scheint die Sonne inzwischen auch nachts. Im Mai hat der US-Bundesstaat als erstes großes Stromnetz überhaupt mehr als die Hälfte seines Stroms aus Solarenergie erzeugt. Nicht in der Spitze, sondern über den gesamten Tag und den gesamten Monat verteilt. Es ist eine Kombination von Solar- und Batteriewachstum. Gestern hatten wir einen Rekord bei der Solarstromeinspeisung, nämlich fast 24 Gigawatt.

2:43 Zusammen haben sie seit 2023 53 Prozent des gesamten Erdgases aus dem kalifornischen Stromnetz verdrängt. In diesem Jahr haben wir den Strombedarf an 175 Tagen bis zu 10 Stunden lang nur mit Wind, Sonne und Wasserkraft gedeckt. Und wenn wir bei mehr als 100 Prozent Erneuerbare im Netz stehen, wird der Überschuss in Batterien gespeichert.

3:06 Diese Batterien werden nachts entladen. Der Rest wird in andere Bundesstaaten exportiert. Ein Teil wird leider auch gedrosselt. in nighttime, and then the rest gets exported to other states. And some is curtailed, unfortunately. Das war Marc Jacobson. Er ist Professor für Umweltingenieurwesen an der Stanford-Universität in Kalifornien und erfasst, wann welcher Strom in das kalifornische Stromnetz eingespeist wird.

3:33 Die viertgrößte Volkswirtschaft der Welt zeigt, was die Zukunft auch für Deutschland bereithält. Dabei war Kalifornien bei den Batteriespeichern alles andere als ein Frühstarter. 2019 lag die installierte Leistung bei weniger als einem Gigawatt und damit auf deutschem Niveau. Genauso wie Deutschland hat Kalifornien seitdem einen Batterieboom erlebt.

3:55 Mittlerweile liegt die installierte Leistung im US-Bundesstaat bei fast 17 Gigawatt. Das ist ein Anstieg von knapp 2500 Prozent in sieben Jahren. Zusammen mit den Speichern in benachbarten Bundesstaaten stehen dem kalifornischen Stromnetz sogar 21 Gigawatt zur Verfügung. Damit können sie inzwischen notfalls ein Drittel des Spitzenverbrauchs abdecken.

4:18 Auch in Deutschland sind derzeit Batteriespeicher mit einer Leistung von fast 20 Gigawatt installiert. Der Unterschied ist, hierzulande hängen die meisten Batteriespeicher in den heimischen vier Wänden. Millionen vergleichsweise kleine Anlagen werden vorwiegend dazu eingesetzt, den eigenen Solarstrom bestmöglich zu nutzen.

4:38 Die Stabilität des Stromsystems ist zweitrangig. Die Speicher helfen nicht mit, das Netz zu entlasten, wenn mittags die Sonne knallt und mehr Strom erzeugt wird, als wir verbrauchen können, indem sie aufgeladen werden. Oftmals sind sie nämlich bereits voll. Sie werden also nicht intelligent eingesetzt.

4:56 Das führt auch dazu, dass sie nur selten genutzt werden, den Strom dann wieder bereitzustellen, wenn die Sonne untergeht. Kalifornien hat einen anderen Weg eingeschlagen. Im 40-Millionen-Einwohner-Staat stammen 16 von 17 Gigawatt Speicherleistungen aus großtechnischen Batteriesystemen. Die arbeiten ausdrücklich netzdienlich, also so, wie es für das Gesamtsystem am sinnvollsten ist.

5:21 Sie werden so geladen, dass sie Solarstrom in Erzeugung Spitzen aufnehmen, um das Netz zu entlasten und Abregelung zu verhindern. Den Strom speisen sie anschließend ein, wenn die Kalifornier nach der Arbeit zu Hause den Fernseher einschalten und die Klimaanlage hochdrehen. Vier Stunden lang halten die Speicher durch, die Kapazität liegt bei 68 Gigawattstunden.

5:44 Vom Sonnenuntergang schaffen sie es also ziemlich genau bis zur Schlafenszeit. Das sind schlechte Nachrichten für die Gaskraftwerke in Kalifornien. Laut der Denkfabrik Ember haben sie im Juni 2026 40 Prozent weniger Strom erzeugt als im Juni 2025. Verglichen mit Juni 2021 ist ihre Erzeugung sogar um 70 Prozent gefallen.

6:07 Laut dem Branchenportal Solar Power World wurden am 16. Mai in Kalifornien nur 3,1 Prozent des gesamten kalifornischen Stroms aus Gas erzeugt. Und laut dem amerikanischen Institut für Energiewirtschaftlichkeit und Finanzanalysen, IFA, ist das kein Einzelfall. Vom 13. bis zum 17. Mai betrug der Gasanteil am kalifornischen Strommix nie mehr als 10 Prozent.

6:33 Die Kalifornier haben im ersten Halbjahr dieses Jahres erstmals mehr Solarenergie als Erdgas verbraucht. Auf der Stromrechnung macht sich der massive Ausbau und der Einsatz der erneuerbaren Energien bisher allerdings nicht bemerkbar. Kalifornien hat die zweithöchsten Strompreise der USA. Im Schnitt zahlen Haushalte gut 33 Cent je Kilowattstunde. Das ist deutsches Niveau.

6:57 Die Industrie zahlt mit 24,1 Cent sogar mehr als die Industrie hierzulande. Das allerdings hat nichts mit den Erneuerbaren zu tun, sagt Marc Jacobson. 2025 haben 14 US-Bundesstaaten zwischen 50 und 126 Prozent ihres Strombedarfs nur mit Wind-, Wasser- und Solarenergie gedeckt. In sieben dieser Bundesstaaten hat die Windenergie dominiert, in drei Staaten hat Solarenergie dominiert, in vier Staaten die Wasserkraft.

7:31 In 12 von diesen 14 Bundesstaaten lagen die Strompreise 2 bis 15 pro Kilowattstunde unter dem US-Durchschnitt. Nur Kalifornien und Maine hatten höhere Preise. Das liegt aber nicht an den erneuerbaren Energien. Im Gegenteil, betrachtet man alle 50 Bundesstaaten, lässt sich ein Zusammenhang erkennen. Je mehr Wind, Wasser und Solarenergie es gibt, desto niedriger ist der Strompreis.

7:54 Dafür gibt es einen offensichtlichen Grund. Wind, Wasser und Solarenergie haben keine Brennstoffkosten. Der größte Kostentreiber auf kalifornischen Stromrechnungen sind Waldbrände. Zu diesem Ergebnis kommt auch eine neue Untersuchung der Universität Berkeley in Kalifornien. Die Rechnungen sind demnach vor allem ab 2018 in die Höhe geschnellt.

8:18 Nach einer Reihe verheerender Waldbrände mussten die Energieversorger nämlich viel Geld ausgeben, um zerstörte Stromleitungen zu reparieren. Die Kosten haben sie auf Verbraucher umgelegt. Dazu gehören auch Ausgaben für Gerichtsverfahren und Entschädigung. Außerdem leistet sich Kalifornien eine Solarförderung, die über die Stromrechnung gezahlt wird, wie Deutschland früher mit der EEG-Umlage.

8:42 Und das Stromnetz muss generell fit gemacht werden für ein System, das 2045 mit 100 Prozent erneuerbaren laufen soll. Auch das erhöht die Strompreise. Ein weiterer Grund ist Marc Jacobson zufolge aber auch das einzige Kernkraftwerk des Bundesstaats. Diablo Canyon hat zwei Reaktoren und erzeugt acht Prozent des kalifornischen Stroms.

9:06 Es sorgt trotzdem dafür, dass Solaranlagen und Windräder regelmäßig abgeregelt werden müssen. Im April und Mai dieses Jahres wurden bis zu 90 Prozent des gesamten Atomstroms effektiv verschwendet, weil in demselben Umfang die Erzeugung von Wind- und Solarstrom abgeregelt werden musste. Das Atomkraftwerk kann man ja nicht abschalten, also mussten die Wind- und Solaranlagen herhalten.

9:34 Das war überschüssiger Strom. Er konnte nicht in Batterien gespeichert werden, denn die waren schon voll. Auf diese Weise wurden letztes Jahr insgesamt 29 Prozent der Kernkraftwerkleistung verschwendet. Man könnte sagen, so ist nun mal das Geschäft. In diesem Fall haben der Bundesstaat und die Bundesregierung aber 3,2 Milliarden Dollar gezahlt, damit das Atomkraftwerk bis 2030 läuft.

9:57 Eigentlich sollten die Reaktoren nämlich 2024 und 2025 stillgelegt werden, weil sie unwirtschaftlich sind. Die Laufzeitenverlängerung von Diablo Canyon wurde nach mehreren schweren Hitzewellen beschlossen. Diese hatten 2021 mehrere Blackouts verursacht. Eine Kommission des Bundesstaats kam anschließend zu dem Ergebnis, dass der Atomstrom notwendig ist, um die Energieversorgung bis zum Umstieg auf die Erneuerbaren zu sichern.

10:35 Doch der Betrieb, der kostet. Diablo Canyon wird vom privaten Energieversorger PG&E betrieben. Der schätzt, dass es insgesamt 9 Milliarden US-Dollar kosten wird, die Reaktoren bis 2030 laufen zu lassen. Die Differenz aus den Staatshilfen und den Ausgaben in Höhe von 6 Milliarden Euro zahlen die kalifornischen Haushalte über eine AKW-Umlage.

11:00 Für Marc Jacobson ist die Lage klar. Die Laufzeitenverlängerung war ein Fehler. seine Prognose besagt, dass im kommenden Jahr bereits für 35 bis 39 Prozent des erzeugten Atomstroms, Solaranlagen und Windräder abgeregelt werden müssen, um im Stromnetz Platz zu schaffen. Mit jedem Jahr wird es mehr. Der Energieexperte ist deshalb dafür, Diablo Canyon schnellstmöglich wieder abzuschalten.

11:25 Und die Gaskraftwerke können ihm zufolge ebenfalls zeitnah dauerhaft in den Ruhestand geschickt werden. Angst, dass es in Kalifornien ohne Atomstrom und ohne neue Gaskraftwerke eine Dunkelflaute geben könnte, hat er trotzdem nicht. Ihm zufolge kam es in den vergangenen Jahren nie vor, dass zwei oder drei Tage hintereinander keine Sonne schien und kein Wind wehte.

11:49 Und sollte die erneuerbare Stromerzeugung doch einmal schwach ausfallen, sind die Alternativen ihm zufolge bereits vorhanden. Wie in Deutschland in den Nachbarstaaten von Kalifornien. Für Marc Jacobson sind Stromimporte keine Schwäche, sondern eine Stärke. Dunkelflauten gibt es eigentlich nicht. Kalifornien ist ein langgezogener und breiter Staat. Er deckt viele Breiten und Längen gerade ab.

12:17 Und wenn man Stromnetze integriert, gibt es keine Probleme. Es geht ja nicht nur um Wind- und Sonnenenergie. Deutschland hat keine Wasserkraft. Aber ihr könnt wie Kalifornien Wasserstrom aus Norwegen oder Schweden importieren. Norwegen ist eine riesige Wasserkraftbatterie, die Schweiz auch. Norwegen, Schweden, Switzerland.

12:39 Norwegen ist eine große Batterie mit all der Hydro. Switzerland ist eine Batterie mit Hydro. Also es ist nicht nur Wind und Solar, sondern Wind, Wasser und Solar. Kalifornien importiert bereits große Mengen Wasser, Wind und Solarstrom aus direkten Nachbarn wie Oregon oder Arizona, aber auch aus dahinterliegenden Bundesstaaten wie New Mexico, Utah und Wyoming oder auch aus Kanada.

13:01 Sie versorgen den Bundesstaat in der Nacht, noch gemeinsam mit den verbliebenen Gaskraftwerken und auch Diablo Canyon. Doch deren letzte Stunde scheint geschlagen. Kalifornien will 2045 zu 100 Prozent mit Erneuerbaren laufen. Bis dahin sollen Solar und Wind weiter ausgebaut und die Batterieflotte auf 52 Gigawatt vergrößert werden.

13:22 Kalifornien hat also bereits 41 Prozent des Ziels erfüllt. Und je mehr Speicher es gibt, umso häufiger können sie abends und nachts nacheinander Strom ins Netz einspeisen, also nicht zwingend gleichzeitig, dann halten sie noch länger als vier Stunden durch. Kalifornien ist die erste große Volkswirtschaft, die beweisen will.

13:41 Das Energiesystem der Zukunft kann zu 100 Prozent aus Solaranlagen in Kombination mit Batteriespeichern, Windrädern und Wasserkraft bestehen. Das war das Klimalabor mit einer Folge zur Energiewende in Kalifornien. Wenn sie euch gefallen hat, erzählt es gerne weiter und bewertet das Klimalabor gerne auch bei Apple Podcasts oder Spotify.

14:03 Ich bin Christian Herrmann und sage vielen Dank, tschüss und bis zum nächsten Mal.