Klimabedingte Synchronisation von Solarextremen bedroht die Resilienz des regionalen Stromverbunds in Afrika

Warum gemeinsam genutzte Solarenergie manchmal gleichzeitig versagen kann

In ganz Afrika sollen miteinander vernetzte nationale Stromnetze die Versorgung stabiler und günstiger machen, insbesondere weil viele Länder stark in Solarenergie investieren. Die Idee ist einfach: Fällt in einem Land die Solarleistung wegen Wolken oder Hitze, können Nachbarländer einspringen. Diese Studie stellt eine schwierige Frage zur Einlösung dieses Versprechens: Was, wenn schlechtes Wetter viele Länder gleichzeitig trifft und die Solarproduktion in ganzen Regionen schwächt — gerade dann, wenn Hunderte Millionen Menschen darauf angewiesen sind?

Große Hoffnungen für einen sonnenreichen Kontinent

Regionale Strompools verbinden inzwischen die meisten nationalen Netze Afrikas, und Solarmodule sollen in den nächsten zwei Jahrzehnten einen großen Teil des zusätzlichen Stroms liefern. Regierungen und Planer gehen davon aus, dass extreme Einbrüche der Sonneneinstrahlung nicht sehr häufig länderübergreifend zusammenfallen, sodass jedes Land bei Unterleistung auf andere bauen kann. Die Atmosphäre aber hält sich nicht an politische Grenzen. Riesige Staubstürme aus der Sahara, kontinentale Hitzewellen und langsam ziehende Drucksysteme können das Sonnenlicht über Tausende Kilometer dämpfen oder Solarmodule überhitzen und damit das Risiko erhöhen, dass viele Länder gleichzeitig niedrige Solarerträge erleben.

Wenn Wettermuster gegen Solarenergie zusammenwirken

Die Forschenden kombinierten detaillierte Klimabeobachtungen mit Simulationen aus 30 globalen Klimamodellen, um zu verfolgen, wie oft afrikanische Länder in das unterste Zehntel ihres möglichen Solarertrags fallen. Anschließend prüften sie, wie häufig solche Tage gleichzeitig in den fünf regionalen Strompools auftreten. Sie identifizierten ein klares dreistufiges Risikomuster. West- und Zentralafrika sind am stärksten exponiert, mit vielen Tagen, an denen große Teile jedes Pools zugleich in einer Solar-Dürre sind. Ostafrika zeigt später in diesem Jahrhundert einen starken Anstieg solcher Ereignisse, während Südafrika robuster erscheint, da seine Mitgliedsländer sehr unterschiedliche Klimazonen vom Äquator bis in subtropische Gebiete umfassen.

Hitze und Dunst als versteckte Feinde der Solarmodule

Die Studie differenziert zwei physikalische Einflüsse auf diese Extreme. Der eine ist die Temperatur: Hitze reduziert schrittweise die Effizienz, mit der Module Sonnenlicht in Strom umwandeln. Dieser thermische Effekt nimmt in allen Regionen mit der Erwärmung der Erde zu. Der andere ist die eintreffende Strahlung selbst, die bei Blockierung durch Staub, Wolken oder Stürme stark abfallen kann. Hier variiert das Bild regional. In Westafrika verstärken dichterer Staub und längere Trockenzeiten zusammen mit steigender Hitze die Häufigkeit und Länge von Perioden niedriger Solarleistung deutlich, besonders in Sahel-Staaten wie Mali und Niger. Teile Südafrikas könnten tatsächlich weniger strahlungsbedingte Einbrüche sehen, was die Schäden durch höhere Temperaturen teilweise ausgleicht. Insgesamt aber entkommt keine Region häufigeren Belastungen ihrer Solarsysteme.

Geteilte Netze unter gemeinsamem Stress

Weil Strompools darauf angewiesen sind, dass Länder einander helfen, konzentrieren sich die Autorinnen und Autoren auf synchronisierte Ereignisse — Tage, an denen mindestens die Hälfte der Mitglieder eines Pools oder die Hälfte der geplanten Solarkapazität gleichzeitig ein starkes Solardefizit aufweist. Unter einem Emissionspfad mit hohen Treibhausgaswerten könnten West- und Zentralafrika solche poolweiten Niedrig-Solar-Tage von wenigen Wochen pro Jahr auf mehr als drei Monate ansteigen sehen. In den schlimmsten Fällen sind über 70 Prozent der Mitgliedsländer gleichzeitig betroffen, wodurch innerhalb des Pools kaum noch Unterstützung möglich ist. Im Gegensatz dazu bietet Südafrikas große Nord-Süd-Ausdehnung einen gewissen natürlichen Schutz: Wettersysteme, die Solarfarmen im tiefen Süden dämpfen, verschonen oft tropischere Mitglieder, und umgekehrt.

Intelligenter planen: Leitungen und Backup-Systeme

Die Autorinnen und Autoren empfehlen, dass Planer über einfache Mittelwerte hinausgehen und genau prüfen, welche grenzüberschreitenden Leitungen am ehesten synchronisierte Probleme transportieren könnten. Manche Länderpaare, etwa Nigeria und Burkina Faso in Westafrika oder Algerien und Mauretanien im Norden, tragen stark zu regionweiten Solar-Dürren bei. Andere Verbindungen, etwa zwischen Süd- und Ostafrika, koppeln oft Gebiete mit entgegengesetzten Wettermustern und könnten die Resilienz stärken. Die Studie behauptet nicht, dass regionale Stromteilung scheitern wird, zeigt aber, dass klimabedingte Synchronisation von Solarextremen stillschweigend die Sicherheitsreserven untergraben kann, auf die Planer derzeit vertrauen. Die Berücksichtigung dieser Muster bei Entscheidungen zu Speicherlösungen, Ersatzstrom und neuen Übertragungsleitungen wird entscheidend sein, wenn Afrika in den kommenden Jahrzehnten ein zuverlässiges, solarstarkes Netz aufbauen will.

Zitation: Adigun, P., Dairaku, K., Ogunrinde, A.T. et al. Climate-driven synchronization of solar extremes threatens the resilience of Africa’s regional power pool. npj Clean Energy 2, 11 (2026). https://doi.org/10.1038/s44406-026-00027-7

Schlüsselwörter: Solarenergie, Klimaextreme, Stromversorgung in Afrika, Netzresilienz, regionale Strompools