Die Energiewende
Die Energiewende ist beschlossene Sache. Bis 2050 will die Bundesregierung die BRD vollständig auf regenerative Energien umgestellt haben. Ich empfand das Vorhaben als ambitioniert. Und es liefert mit die Vorlage zu diesem Blog: ist das schaffen und was wird es kosten?
Der Status bei der „Energiewende“
Wenn wir heute von erneuerbaren Energien reden, dann denkt fast jeder erst mal an den Strom. Das ist auch augenfällig. In Norddeutschland sind die Windkrafträder allenthalben zu sehen und hier im Süden sind es die Photovoltaikanlagen auf den Hausdächern und im Allgäu habe ich ganze Wiesen gesehen, die zur Solarfarm umfunktioniert wurden. Dazu kommt die Diskussion über die Elektroautos bzw. warum die nicht in die Gänge kommen.
Was man aber vergisst: der Strom macht beim Gesamtenergieverbrauch in Deutschland nur einen kleinen Teil aus. Jeder kann sich das selbst ausrechnen. 10 kWh entspricht in etwa dem Energiegehalt von 1 l Benzin oder Heizöl. Nun muss jeder nur mal seinen Stromverbrauch mit dem Heizölverbrauch und Benzinverbrauch des Wagens vergleichen, dann wird klar, das der Strom auf den bisher der Großteil der Anstrengungen beim Umstieg entfällt, nur ein kleiner Teil des Energieverbrauchs darstellt. Nach einem offiziellen Excel-sheet des BMWI sind es 1873 von 8877 PJ Gesamtenergieverbrauch, also weniger als ein Fünftel. Bei den anderen vier Fünftel wird aber kaum erneuerbare Energien eingesetzt. Das bedeutet: der Großteil der Energiewende liegt noch vor und während wir bei Strom zumindest eine Alternative haben sieht es bei den anderen Energieträgern schlecht aus.
Was haben wir an Ressourcen?
Vor allem steht eine Bestandsaufnahme welche erneuerbaren Energien wir zur Verfügung haben. Es gibt sehr viele Quellen. Doch wenn man an die Energiemenge denkt, die wir verbrauchen, reduziert es sich auf drei große Quellen: Solarenergie, Windenergie und Biomasse. Mit letzterem fange ich mal an. Biomasse klingt zuerst einmal toll. Man braucht keine teuren Anlagen, sondern kann einfach was Aussähen und im Herbst ernten. Vor allem entfällt von unserem Energieverbrauch fast die Hälfte auf Wärmeenergie für die Heizung, in der Industrie vor allem aber auf Prozesswärme. Die aus Strom zu gewinnen geht, aber während wir den Strom nur mit geringem Wirkungsgrad aus anderen Energien gewinnen können, kann man Biomasse zu fast 100 % in Wärme umsetzen.
Das Hauptproblem von Biomasse ist die Effizienz von Pflanzen. Riesen-Chinaschilf ist in unseren Breiten die effizienteste Pflanze. Sie bildet 15-25 t Biomasse pro Hektar mit einem Heizwert von 18-18,4 MJ/kg. Das klingt nach viel sind pro Quadratmeter aber gerade einmal 45 MJ. Ein Quadratmeter polykristalline Solarzellen liefert etwa 120 kWh pro Jahr, das entspricht 432 MJ. Pro MJ Sonnenstrahlung bildet Chinaschilf 2,5 g Trockenmasse das entspricht einer Effizienz von 4,5% bezogen auf die einfallende Strahlung. Solarzellen liegen deutlich drüber und sie liefern auch Strom wenn Chinaschilf nicht mehr wächst weil es zu kalt ist. Würde man nur den Wärmeenergiebedarf Deutschlands durch Chinaschilf decken, man bräuchte eine Fläche von 117.000 km² bei 20 t ertrag pro Jahr, das wäre ein Großteil der landwirtschaftlich genutzten Fläche Deutschlands oder etwa ein Drittel der Gesamtfläche.So kann Biomasse nur ein kleiner Bestandteil des Mixes sein.
Windenergie
Windkraftanlagen sind schwer abzuschätzen. An Land sind die guten Standorte weitestgehend ausgereizt und es gibt auch immer mehr Widerstand gegen immer mehr Windkraftanlagen. Auf See ist das Potenzial größer. Nach Untersuchungen großer Parks aber auch begrenzt. Bei einer 100.000 km² großen Region kamen Forscher auf eine Leistung von 1,1 W/m². Würde man ganz Deutschland so zupflastern dann wären das 371,7 GW Peakleistung. In Deutschland ist die tatsächliche Durchschnittsleistung aber nur 16% der installierten Leistung. Dann sind das 61 GW im Mittel.
Über das Jahr hochgerechnet ergibt das 1925 PJ oder 21,7 % des Gesamtenergieverbrauchs. Ich vermute aber es wird weniger sein, denn wie schon geschrieben an Land sind die besten Plätze bereits weg und so viel Platz gibt es auf der See auch nicht, zumindest nicht innerhalb der zu der BRD gehörenden Küstenzone. Was den Wind attraktiv im Energiemix macht ist das er zumindest auf See dauernd weht und auch sonst unabhängiger von der Sonne als Biomasse und Solarzellen ist. Wind gibt es auch bei Nacht und im Winter. Daher wird er wohl, wenn man den Umstieg schafft die Grundlast abdecken.
Sonnenenergie?
Das Größte Potenzial hat sie Sonnenenergie. Im Sommer fällt über 1 KW Leistung auf einen Quadratmeter. Handelsübliche polykristalline Solarzellen gewinnen 120 kWh übers Jahr gerechnet, aber mit großen Schwankungen. Immerhin: um den gesamten heutigen Primärenergieverbrauch durch Solarzellen zu decken bräuchte man eine Fläche von rund 21.000 km². Das klingt nach viel, doch die Fläche haben wir ohne Probleme zur Verfügung. Nach Wikipedia ist unser Straßennetz 644.000 km lang. Ein Streifen muss mindestens 2,75 m breit sein, es können bis zu 3,75 m sein. Dazu kommen noch Randstreifen und bei Autobahnen auch Mittelstreifen.
Nimmt man zwei Spuren an, also eine einfache Straße und eine Breite von 7 m, so sind das insgesamt 4.600 km². Dazu kommen die ganzen Häuser. Würde man einfach nur die sowieso schon bebaute Fläche (8 % nach EU-Statistik) mit Solarzellen belegen, so hätte man mit 28.500 km² mehr Fläche als man bräuchte und es gibt ja noch den Strom aus Wind.
Problem Variabilität
Sowohl Wind wie Sonnenenergie sind leider zeitlich variabel. Bei der Sonnenenergie kommt noch hinzu das sie im Winter am geringsten ist, wir dann aber wegen der Heizung den größten Energieverbrauch haben. Leider können wir Deutschland nicht an den Äquator verschieben, das würde das Problem lösen und wäre auch sonst sehr angenehm. Daher wird man die Energie speichern müssen. Wenn man tatsächlich alle Autos auf Elektroautos umstellt dann hat man zumindest ein Problem gelöst: das des Kurzzeitspeichers. Ein Elektroauto hat eine Batterie mit einer Kapazität von 50-100 kWh, nehmen wir mal 75 kWh an. Es gibt 44 Millionen PKW in Deutschland, wenn man es hinbekommt das zwei Drittel (alle werden es nie sein) Elektroautos sind, dann entsprechen die 30 Millionen PKW zusammengenommen einer Batteriekapazität von 8.1 PJ oder 1 Promille des Gesamtenergiebedarfs.
Das klingt nach wenig. Doch es geht auch nicht darum die gesamte Energie aufzunehmen, sondern Spitzen abzupuffern. Da Autos meistens nur rumstehen könnte man sie als Kurzzeitspeicher nutzen. Zudem sind sie ein Speicher der täglich aufgeladen wird und der dann teilweise wieder entleert wird indem gefahren wird. Sie sind so ohne Problem ein Speicher für die täglichen Überschüsse.
Trotzdem wird man im Sommer dreimal so viel Solarstrom erzeugen wie im Winter und genau dann wird man Energie zum Heizen brauchen. Das bedeutet man muss noch andere Speichermöglichkeiten haben. Denkbar wäre es den Überschuss als Wärme zu speichern. Doch ich sehe dem kritisch gegenüber. Nach dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik ist der maximale Wirkungsgrad beschränkt auf 1-Tkalt/Twarm. Da Tkalt immer mindestens Umgebungstemperatur ist, wird man bei 298 K (25° C) bei einer Erhitzung auf 596 K (323 °C) also einer recht hohen Temperatur nur einen Wirkungsgrad von 50 % erreichen. Für 80 % müssten es 1217 °C sein, eine Temperatur bei der viele Metalle schmelzen. Das Problem: Je höher die Temperatur, um so schneller geben Substanzen Energie ab.
Nach dem Stefan Bolzmann Gesetz mit der vierten Potenz der Temperatur. Selbst wenn man dann sehr große speicher baut um die Oberfläche zu verkleinern und diese gut isoliert taugt das Konzept nicht für die Speicherung von Energie über Monate. Allenfalls für Kurzzeitspeicher. Zumindest bei der Heizung könnte man aber die Sonnenenergie direkt nutzen als Solarkollektoren die Warmwasser herstellen. Das wäre effizienter als erst Strom zu erzeugen und dann diesen zur Heizung zu nutzen. Trotzdem wird man im Winter nicht ohne gespeicherte Energie auskommen, dafür ist einfach die Differenz zwischen Energiegewinn und bedarf zu hoch.
Das sinnvollste ist es, die Energie chemisch zu speichern. Schlussendlich nutzen wir heute schon vor allem chemisch gespeicherte Energie. Vorgeschlagen wird die Elektrolyse von Wasser. Den Wasserstoff kann man emissionsarm verbrennen. Der Wirkungsgrad ist mit 60-70 % relativ hoch. Das Hauptproblem ist das gasförmiger Wasserstoff ein großes Volumen braucht, achtmal mehr als Erdgas. Zudem diffundiert er leicht durch Metalle. In der Menge, die man braucht um wirklich jahreszeitliche Schwankungen abzufedern, braucht man extrem große Mengen. Erdgas wird bei 200 bis 250 bar gespeichert. Würde man weil man im Winter am meisten Energie braucht 25 % des Gesamtenergiebedarfs speichern, so bräuchte man bei Wasserstoff und 250 Bar Druck rund 5,8×1013 m³ Volumen. Das sind rund 2100 kugelförmige Hochdruckbehälter von 100 m Durchmesser.
Ich halte zumindest am Anfang die Spaltung von Erdgas für sinnvoller. Aus Erdgas kann man Wasserstoff und Ethylen bilden. Ethylen ist als ungesättigter Kohlenwasserstoff der ideale Ausgangsstoff für die Petrochemie, die nach wie vor für Kunststoffe braucht. Über Polymerisation kann man aus ihm auch Benzin für die noch verliebenden Fahrzeuge erzeugen. Von Nachteil ist, das das Erdgas endlich ist. Man könnte es wieder regenerieren, indem man mit dem Wasserstoff Kohlendioxid zu Methan reduziert. Doch der Wirkungsgrad sinkt dann stark ab. Ganz verzichten wird man auf diesen Prozess nicht, erzeugt er doch Kohlenwasserstoffe die man nach wie vor braucht. Zum einen für die verbliebenen Fahrzeuge wie eben auch für die gesamte auf Kohlenwasserstoffen basierende Industrie, von Kunststoffen über Farben, bis hin zu Arzneimitteln.
Erzeugung im Ausland
Immer wieder kommt die Idee das ganze doch zu verlagern. Schon in Europa gibt es in Spanien und Italien weitaus höhere Erträge und wenn man dann noch weiter in Richtung Süden geht hat man in der Sahara riesige Flächen mit deutlich höherer Sonneneinstrahlung und noch wichtiger – weniger starken jahreszeitlichen Schwankungen. Immer wieder gibt es Vorschläge Strom in der Sahara zu erzeugen. Ich sehe hier durchaus Chancen. Aber nicht so sehr darin den Strom aus dieser Entfernung zu uns zu befördern. Vielmehr könnte man dort einen Großteil der Speicherenergie produzieren die wir im Winter benötigen, also gleich Wasser in Wasserstoff spalten. Dort würde auch Bioenergie mehr Sinn machen.
In der Sahara kann man nichts anbauen, aber an den Küsten könnte man geschlossene Systeme erreichten in denen man Algen züchtet. Die Algen werden geerntet und durch die Sonnenenergie getrocknet und dann zu uns verschifft. Man wird eine Wirtschaftlichkeitsrechnung aufstellen müssen ob es sich lohnt. Denn auf der anderen Seite kommen Kosten für den Transport hinzu, der Aufbau wird teurer und die Länder dort wollen auch was verdienen . Zudem gibt es neue Risiken. Sand den es in der Sahara in rauen Mengen gibt verkratzt z.B. die Gläser über Solarzellen wodurch der Wirkungsgrad absinkt. Dazu braucht man keinen Sandsturm, dazu reicht schon ein kleiner Wind.
Was kostet die Energiewende?
Billig wird es nicht. Schon die Investition in die Solaranlagen wird teuer. Eine kleine Recherche im Internet brachte für 1,6 m² einen Preis von 720 Euro. Bei 75 % Deckung des gesamten Primärenergiebedarfs sind das 9,6 Milliarden dieser Module. Immerhin werden sie dann billiger werden, denn die Produktionszahlen werden dann rapide ansteigen. Ein Preis von 300 Euro bei dieser Stückzahl halte ich aufgrund des Gesetzes der Erfahrungskurve für realistisch. Doch das wäre dann immerhin noch eine Investition von fast 3000 Milliarden, wozu dann noch Kosten für die Installation und die speicher kämen. Die kosten kann man nur schätzen, doch ich würde den Gesamtkostenbedarf auf 5000 Milliarden Euro beziffern.
Doch eine Gegenrechnung: Bei 15 ct pro kWh (Strom ist relativ teuer, Benzin ebenso, Heizöl und Erdgas umgerechnet auf die Energie recht billig). Gibt man in der BRD rund 370 Milliarden Euro pro Jahr für nicht regenerative Energien (rund 4500 Euro pro Person, das enthält aber auch Industrie, Dienstleistungen und Verkehr, die den größten Anteil haben) aus. Wir haben 34 Jahre Zeit um auf 0 % zu kommen. Man müsste also rund 170 Milliarden pro Jahr oder 50 % dessen was wir heute schon für Energie ausgeben, zusätzlich aufwenden. Das erscheint mir machbar. Umsonst wird die Energie aber auch dann nicht sein. Solarmodule haben eine Lebensdauer von etwa 25 Jahren, lassen aber auch in der Leistung nach. Der Betrieb von Elektrolyseanlagen kostet Geld. Wahrscheinlich wird Energie nicht billiger sein als heute, eher noch teurer.
Wer macht die Energiewende?
Bisher läuft die Energiewende so, dass zum einen viele Privatpersonen ihre Solarmodule auf die Häuser packen und zum anderen große Firmen Windräder oder Windparks bauen. In der Größenordnung und vor allem wenn man meinem Vorschlag folgt, die sowieso überbauten Flächen zu nutzen wird das eine staatliche Aufgabe sein. Die staatliche Lenkung läuft bei uns aber komplett schief. Beim Strom müssen Verbraucher Zulagen zahlen, die dann den Betreibern von erneuerbaren Energien aus Subvention ausgezahlt werden die Industrie ist aber davon befreit. Warum eigentlich? Das sorgt doch nur dafür, das man dort keine Anstrengungen zum Energiesparen unternimmt (das Thema habe ich nicht vergessen, es ist nur nicht Bestandteil des Blogs, er wäre sonst einfach zu lang.
Aber natürlich ist die Senkung des Energieverbrauchs das erste, was man tun sollte bevor man umstellt). Meiner Ansicht nach sollte es anders laufen. Man sollte nichts subventionieren, aber auch keine Steuern erheben. Sprich: beim Strom eben keine Strom- und Mehrwertsteuer für Ökostrom. Für Biosprit keine Mineralölsteuer und Mehrwertsteuer. Da die Steuern bei beiden Produkten heute schon den Großteil des Preises ausmachen wäre regenerative Energie mit einem Schlag schon heute konkurrenzfähig.
Eine Blüte haben z. B. seit einigen Jahren kleine Photovoltaikanlagen welche die Grundlast abdecken. Das sind keine großen Module, sondern kleine die man z.B. auf dem Balkon aufstellt. Experten warnen vor Kabelbrandgefahr wegen Überlastung des Hausnetzes doch das hält viele nicht davon ab, die zu kaufen, denn die Hersteller versprachen das schon nach 7 Jahren eine solche Anlage sich durch den eingesparten Strom rentiert hat. Auch wenn das sicher eine Idealrechnung ist, zeigt es doch, dass wegen der hohen Steuern die heute auf allen Energiearten liegen eigentlich Solarstrom schon konkurrenzfähig wäre, wenn er von der Steuerlast ausgenommen wäre.
Der Bund müsste auf Steuern verzichten, doch ich glaube das dann der finanzielle Anreiz so groß wäre, das wir wirklich die Energiewende hinbekommen würden. Es ginge, doch sicher nicht mit dieser Bundesregierung die von der Industrie gekauft ist. Das zeigt sich ja auch dem Plan der Klimawende der von den Ministerien soweit zurechtgestutzt wurde das fast nichts mehr übrig bleib.
Saharasand …
ist meines Wissens sehr rundkörnig, zum Schleifen also wenig geeignet.
Hinzu kommt, dass bei grossen überbauten Flächen „nur noch“ der weit hergewehte Sand überhaupt in Bewegung ist.
Finde leider keine Daten dazu, nehme aber an, dass die Sahara-strom-erkunder sowas aufm Schirm haben.
Es stimmt zwar, daß Strom nur ca. 20% der umgesetzten Primärenergie ausmacht, aber wenn man sich die verschiedenen Energiequellen anschaut, merkt man, daß man durch Wechsel auf erneuerbaren Strom einiges sparen kann plus Einsparmaßnahmen durch Verringerung des Heizaufwands. Strom im Umsatz war ca. 600 GWh von 3300 GWh im Jahr in Deutschland. Durch Heizen mit Wärmepumpen sowie Vermeiden von Kohleverfeuerung für Stromproduktion usw. kann man ausrechnen, daß man mit ca. 2000 GWh auskommen kann. Vieles davon läßt sich bei der Gebäudeheizung noch einsparen, aber von der Zahl ausgegangen müßte man 2000 GWh Strom erzeugen. Rein solar wären das bei ca. 12000 qm Modulfläche für Deutschland möglich, Kosten ca. 1 Billion EUR, wobei die über 30 Jahre gestreckt sind -> ca. 33 Mrd EUR pro Jahr nur für die Erzeugung. Speicherung und Transport kommen noch dazu. Habe das alles mal detaillierter analysiert, die Zahlen hier nur alle aus dem Kopf. Gleiche Schlußfolgerung wie Bernd, es geht schon, aber nicht umsonst. Wenn man bedenkt, daß Deutschland ca. 100 Mrd EUR / Jahr aktuell für Energieträger ausgibt, ist es nicht mehr sooo teuer in Relation…
@Bernd:
Du hast sehr anschaulich gemacht, das Energie nicht nur aus Strom besteht, sondern auch
aus Erdgas, Erdöl, Kohle etc.
Aber aus fossilien Rohstoffen werden ja auch Produkte erstellt, wie Plastik, Farben, Medikamente, Stahl und ähnliches.
Wieviel dieser Rohstoffe in Tonnen bzw. besser wieviel PJ-Einheiten verbrauchen wir
eigentlich dafür? (um es mal in Energieeinheiten zum Vergleich zu haben)
Einiges im chemischen Bereich könnte man ja mit elektrischer Energie ersetzen, z.B.
Umwandlung von Biomasse in Stoffe die in der Petrochemie benutzt werden können…
Wieviel Energie mehr werden wir dann brauchen?
Egal wieviel, es wird sehr viel mehr sein, als in Deutschland je erzeugt werden kann.
Was bleiben dann noch für Möglichkeiten?
Alles bleibt wie es ist: Dann ist in ca 50 bis 100 Jahren Ende mit Industriestandort D.
Wir sparen und benutzen Regeneratives: Dann ist es vielleicht in 100 bis 200 Jahren aus.
Wir setzen auf Atomenergie (Kernspaltung): Den Müll werden wir nie mehr los….
Wir setzen auf Atomenergie (Fusionskraftwerk) wird seit 50 Jahren in 50 Jahren funktionieren…
Also brauchen wir Flächen, die für die Energieerzeugung geeignet sind, und noch nicht
für Landwirtschaft, Wohnen und Verkehr verbraucht sind.
Bei uns Straßen, Häuserdächer und Wände etc…
Im Ausland Wüstengebiete, die mit Solarzellen gepflastert werden können, ohne die
örtliche Ökologie kaputt zu machen….
Leider werden diese Gebiete zur Zeit von politischen Krisen erschüttert…
Es bleibt schiwerig!
Je mehr Primärenergie eingespart, desto weniger muss erzeugt werden.
Ein riesiges Potenzial liegt bei der thermischen Nutzung der Sonnenenergie für Heizung und Warmwassererzeugung.
Dabei braucht man nichtmal auf Hightech Lösungen zu setzen. Einfache Lösungen bringen schon dramatische Einsparungen.
Wir haben das bei unserem freistehenden Einfamilienhaus, Baujahr 1933, 125m² Wohnfläche realisiert.
Renovierung 1998:
– Vollwärmeschutz 10cm mineralische Dämmung
– Dachausbau mit 20cm mineralischer Dämmung
– Kellerdecke mit 5cm hochwertiger PU-Dämmumg (wegen Raumhöhe)
– Einfache thermische Solaranlage 4m²(Phönix Bausatz)Kollektorfläche 400l Speicher zut Warmwassererzeugung, keine Heizungsunterstützung
– Kaminofen mit Holzfeuerung im Wohnzimmer
– dann noch ein paar Gimmicks: sämtliche Pumpen kürzlich durch Energiesparpumpen ersetzt
– LED bzw. Energiesparlampen im ganzen Haus
– Spülmaschine bzw. Waschmaschine mit Warmwasseranschluss (werden durch solar erwärmtes Wasser gespeist)
– Zirkulationspumpe mit Zeitschaltuhr.
Nahezu baugleiche Häuser in der Nachbarschaft brauchen ca. 4000-6000 m³ Gas pro Jahr
Verbrauch bei uns, ca. 800m² Gas 2-3 Ster Holz.
Stromverbrauch ca. 2000kW/Jahr
Wir haben zwei Kinder und ich arbeite von zu Hause aus
Die Einsparungen liegen also bei ca. 80%
Im gesamten Häuserbestand kann man mit ähnlichen Werten rechnen.
Leider gibt es ausser unserem Haus in der Straße nur ein einziges anderes mit Dämmung.
In letzter Zeit sind 3 Häuser verkauft worden, eingezogen sind gut verdienende Leute mit je 2 SUV´s vor dem Haus. (Die Karren sind so groß, dass sie nichtmehr in die Geragen passen und stehen somit auf der Straße rum)
Bisher konnte ich noch keinen überzeugen 1/3 SUV Kaufpreis für energetische Maßnahmen auszugeben…
SO WIRD´S NIX MIT DER ENERGIEWENDE!
@Peter: stimmt, die Einsparung durch Dämmung läßt noch viel Potential übrig. Es gibt z.B. für die Leute, die kein PS an der Wand haben wollen (warum auch immer), Mehrschalen-Bauweise Klinker/Glaswolle/Luft/Poroton mit insgesamt sehr guten Dämmwerten und sehr langlebiger Substanz.
Zu der Erzeugung habe ich die Werte wieder gefunden:
Bei einer Betrachtung des kompletten Primärenergieverbrauchs (in Deutschland), also nicht nur Strom, findet man folgende Werte (Wikipedia, für 2011):
Mineralöl 33,3 %
Erdgas 21,4 %
Steinkohle 12,6 %
Braunkohle 11,5 %
Erneuerbare Energien 10,8 %
Kernenergie 8,7 %
Gesamt 13.599 PJ
Wobei bei Kernenergie 33% Wirkungsgrad angenommen wird, sie produzieren also nur 1/3 davon als Strom tatsächlich. Bei Mineralöl geht viel in den Transport, da würde man mit Strom sicher Energie sparen, da Elektromotoren einen deutlich höheren Wirkungsgrad haben. Hier kann man sicher von der Hälfte ausgehen. Bei Kohle geht das Meiste wohl für Stromproduktion drauf, da heizt kaum einer mit, aber die Industrie braucht das für die Stahlproduktion. Hier kann man also schlecht umrechnen, daher nehmen wir den vollen Anteil bei Steinkohle. Braunkohle wird aber nur für Kraftwerke gebraucht, Wirkungsgrad dabei ist eher schlecht, nehmen wir da mal die Hälfte.
Rechnen wir also die Werte von PJ mal in TWh um (Öl nur die Hälfte, Kernkraft ein Drittel, Braunkohle die Hälfte, der Rest einfach mal gleich), haben wir in TWh: (da 1Wh = 3,6kJ sind, sind 1 PJ = 277,778 GWh):
Mineralöl 623 TWh
Erdgas 808 TWh
Steinkohle 476 TWh
Braunkohle 217 TWh
Erneuerbare Energien 407 TWh
Kernenergie 110 TWh
Gesamt 2641 TWh
Man müßte also theoretisch 2641 TWh Energie pro Jahr produzieren, um 100% EE zu haben. Entspricht 2641 GWp installiertem PV
Was ist bei dem Preis „Eine kleine Recherche im Internet brachte für 1,6 m² einen Preis von 720 Euro.“ eingerechnet?
Solarmodule mit 300W und 1m x 1,6m kosten 250€, allgemeint geht man von unter 1.500 € pro kWp aus.
Ich bringe beruflich unter anderem Windparks und Solarparks ans Netz. Ein ungeregelter ausbau wie bisher hat für mich also berufliche große Vorteile. Persönlich sehe ich das aber anders. Es gibt bereit heute einige WPs die erst gar nicht ans Netz gehen, da die Infrastruktur hierfür nicht ausreicht. Um das Netz stabil zu halten werden heute sowohl WPS als auch Solarparks stark heruntergeregelt.
Dadurch das die Grundlast derzeit noch mit Kohle und Atom erzeugt wird ist das herunterregeln noch nicht so extrem wie es bei weiterem Ausbaus sein wird. Um es mal quantitatiev abzuschätzen durch eine verdreifachung des Solar und Windparks kommt es nicht zu einer verdreifachung des tatsächlich eingespeisten erneuerbaren Stroms, sondern vielleicht un eine Erhöhung von 40-50%.
Es wird dann einfach mehr heruntergeregelt werden müssen.
Die Netzstabilität ist in 5-10 Jahren ungelöst.
Für den Laien:
Der Energiebedarf muss zu jeder Sekunde des Jahres auch genau zu dem Zeitpunkt erzeugt werden.
Es gibt derzeit keine Speichertechnik die mehr als sehr Kurzfristige Energiespitzen abfangen kann.
Gespeichert wird hauptsächlich in wasserpeicherkraftwerken. (Walschensee Schluchsee u ähnliche) Dies Kraftwerke laufen auf natürlichem Wege voll und werden bei bedarf aktiviert. Ein Pumpen zur Aufnahme überschüssiger Energie ist hier nicht möglich. Das geht nur in Pumspeicherkraftwerken mit ausbetoniertem Obersee. Davon gibt es so wenige, dass man deutschladweit nur ein einzelnes Atomkraftwerk für 6 Stunden ersetzen kann. Und das konnte auch nur erreicht werden, weil man in den 90ern das größte PSKW Goldesthal noch mit einer DDR-Genehmigung baute da so etwas nach unseren Gestzen unmöglich ist.
Die Offshore WP werden als grundlastfähig dargestellt. Das stimmt aber nur bedingt. Bei Starkwind/ Orkan schalten die WKAs ab.
Herrscht in der Nordsee Orkanwetterlage schalten alle OWPs für schlimmstenfalls mehrere Tage ab. Wenn es dann noch Winter ist ist die Ausbeite der Solaranlagen auch an guten Tagen auf 10% beschränkt an schlechten mit Schneedeckung 0. Wo an solchen Tagen die Energie her kommen soll ist ungeklärt.
Der Preis pro kWp ist unter 1500€, ein kWp entspricht je nach Modultyp ca 6qm. Das sind aber Brutto-Endkundenpreise mit Montage. Im Einkauf sind das schon ca. 500€/kWp.
Vielen Dank für die zahlreichen Kommentare
Zu den Zahlen selbst: ich bin kein Experte und verbaue keine Solarzellen, also habe ich einfach mal geschaut was so was kostet. Es ist wie ich angedeutet habe aber auch nur als Hausnummer zu verstehen, denn wir reden dann von erheblich mehr Fläche als Heute, geschätzt mindestens der Faktor 10 (2013 nach Frauenhofer 600 km² bedeckt). Zudem wird es billiger, nach dem Frauenhofer Dokument ist schon in den letzten 10 Jahren der Preis pro Modul auf ein Drittel gesunken. (Quelle: https://www.ise.fraunhofer.de/de/veroeffentlichungen/veroeffentlichungen-pdf-dateien/studien-und-konzeptpapiere/aktuelle-fakten-zur-photovoltaik-in-deutschland.pdf).
Das Problem der unterschiedlichen Sonnenscheineinstrahlung habe ich ja angesprochen. Man braucht einen Kurzzeitspeicher (Batterien in Elektroautos) und muss jahreszeitliche Überschüsse in chemische Energie umsetzen. Das man heute nichts dafür tut ist wie beim fehlenden Netzausbau typisch für die Politik.
Bei der Wärmedämmung bin ich skeptisch. Es gibt auch Untersuchungen dass diese Beispiele die die Industrie für den Nutzen liefert, sehr geschönt sind. Bei einem Miethaus mit 7 Wohnungen das meinem Bruder gehört und das gedämmt wurde sank z.B. der Energieverbrauch kaum ab. Gerde beim Verbrauch spielt das eigene Verhalten eine große Rolle. Ich habe bei mir durch viele verschiedene Maßnahmen den Stromverbrauch von 4000 auf 2200 kwh und den Heizölverbauch von 2200 auf 1500 l gesenkt ohne zu dämmen.
Aus meiner Sicht gibt es bei der Umstellung auf Erneuerbare Energien z.Z. die folgende primären (kurzfristig zu lösende) Probleme:
1) Die ersten beiden zusätzlichen großen Nord-Süd Stromtrassen müssen endlich mal gebaut werden.
Ich hätte sie gerne oberirdisch da:
1a) bekannte und zuverlässige Technik
1b) preiswerter als unterirdisch
1c) im Winter zu 80-100% Überlastfähig (und im Winter ist der Bedarf größer als im Sommer)
1d) oberirdisch kann man mit wenig zusätzlichem Flächenverbrauch auch 4 Systeme statt 2 Systeme aufhängen
1e) schneller zu reparieren.
Wenn es politisch nicht anders durchsetzbar ist, kann man das schon unterirdisch machen, aber es wäre schön, wenn zumindest eine Trasse komplett oberirdisch gebaut wird.
2) Die Deckelung für den Ausbau der Windkraft an Land muß wieder aufgehoben werden.
Erfordert aber 1), sonst kommt der Strom nicht da an, wo er gebraucht wird.
Schleswig-Holstein und Ostdeutschland haben noch dünn besiedelte Flächen, auf denen zugebaut werden soll.
3) Die Besteuerung für kommerzielle Speicher sollte möglichst bald geändert werden, so daß diese beim Aufladen des Speichers keine Steuern anfallen.
Es geht mir hier darum, daß Pumpspeicherkraftwerke und ggf. Akkuspeicher den Taggang ökonomisch stützen können, so daß für das Feierabendloch keine Gaskraftwerke benötigt werden.
4) zumindest ein Teil der Braunkohlekraftwerke sollte so umgebaut werden, daß sie Mittellast statt Grundlast erzeugen (also innerhalb von zwei Tagen hoch- bzw. runtergefahren werden können).
Weiterhin wäre hilfreich (in ungeordneter Reihenfolge):
– Biomasse Kraftwerke über die Förderung (oder die Strompreise) dahin zu drängen, daß sie keine Grundlast mehr erzeugen, sondern statt dessen in den Löchern des Tagganges. Wenn ein Gasanschluß möglich ist, dürfen die auch gerne ins Erdgasnetz einspeisen.
– Solarzellen als Dacheindeckung angeboten würden, so daß sie nicht mehr auf ein Hausdach gebaut werden, sondern bei Neubauten gleich einen Teil des Daches bilden. Dazu muß es natürlich gleich aussehende inaktive Elemente für die Nordseite bzw. Schattenseite und die zu schneidenden Elemente geben.
– Der Ausbau der Windkraft auf See sollte stetig, aber nicht mit einem zu hohen Tempo erfolgen. Die Technik dafür ist noch nicht so ausgereift, wie für die Windkraft an Land, aber doch Serientauglich.
– In den Braunkohleregionen sollte angefangen werden Pumpspeicherkraftwerke vorzubereiten. Wenn der Abraum schon auf einem Förderband liegt, kann man den auch gleich zu einem Berg für einen Ringwallspeicher aufschütten.
“ Bei einem Miethaus mit 7 Wohnungen das meinem Bruder gehört und das gedämmt wurde sank z.B. der Energieverbrauch kaum ab.“
Das hätte ich mir gerne mal genauer angeschaut.
Könnte ich da weitere Angaben bekommen:
Wann saniert? welche Wärmedämmung? Nutzfläche? Lage des Gebäudes (freistehend, in Häuserzeile? langjähriger Mittelwert des Verbrauchs vorher und nachher.
zu den Punktenn von Andreas Buschmann
1 volle Zustimmung. Erdkabel sind extrem afwendig und schäden können nicht schnellbehoben werden.
2 Noch mehr WPs an Orte zu bauen die aufgrund fehlender Infrastruktur keine Energie Liefern bringen leider nichts.
3 auch wenn die BEsteuerung weg fällt funktioniert das Busnesmodell eines Pumspeichers zur Zeit nicht. In der Schweiz gibt es ein vielfaches an Pumspeichern. Dort werden sogar Pumspeicherkraftwerke zurückgebaut weil das Konzept welches Jahrzehnte funktioniert hat nicht mehr aufgeht. In der vergangenheit wurde nachts hochgepumpt und Mittags um 12 erzeugt.
Das hat früher an 365 TAgen im Jahr funktioniert. Jetzt ist mittags um 12 der Strompreis oft negatiev. Die wenigen Tage die an denenn Mittags nur wenig Sonne scheint reichen einfach nicht aus um ein Pumpspeicherkraftwerk Gewinnbringend zu betreiben. Obwohl wir bald mehr Kapazität benötigten haben wir durch die deutschen Erneuerabren bald weniger Speicherkapazität.
Das der Besitzer eine E-Autos sich seinen Akku Teilendlanden lässt um das Netz zu stabilisieren ist eher als Witz gedacht. Die ungenügende Kapazität der Akkus ist der Grund aller Probleme die E-Autos haben, da wird keiner der bei Trost ist freiwillig Kapazität abgeben.
4 Erfolgt bereits heute. Wenn die Wetterprognose viel Sonne oder viel Wind erzeugt wird die Leistung der Braunkohlegroßkraftwerke reduziert. Für den Teillast von z.B. 30% sind diese Kraftwerke aber nicht gebaut. Der Wirkungsgrad nimmt bei Teillas gewaltig ab so hat man bei 50% el. Leistung weiterhin 80-90 % Der Kohle zu verfeuern.
Wenn mann wirklich auf 100% Regenerativ umsteigen will, dann geht das, wird aber teuer. Man muss sehr viel Solar und Windkraftwerke installieren. der Überschuss der dann stetig erzeugt wird muss in Gas umgewandelt werden und gespeichert werden. es müssen so viele Gaskraftwerke gebaut werden, das bei schlimmster Wetterlage das land nahezu komplett über diese Kraftwerke versorgt werden kann.
Verbot von Elektroautos und Elektroheizungen (Wärmepumpen) da diese das Netz gerade in den Schlimmsten Wetterlagen (Wintersturm, Dunkel) zusätzlich belasten. Heizungen u Autos Können dann mit dem im Überschuss produzierten Gas betrieben werden.
Elektroautos und Wärmepumpen verbieten? Gehts noch? Beides sind exzellente Beispiele wie man effizient mit Energie umgehen kann. Stattdessen auf althergebrachte, ineffiziente Dreckschleuden zu setzen bringt uns keinen deut weiter.
Was E-Autos als Puffer betrifft: Natürlich will jetzt keiner Akkukapazität zur Verfügung stellen. Sieht man sich aber an wie sich die Kapazität entwickelt (und aller Wahrscheinlichkeit nach weiter entwickeln wird) ist das in wenigen Jahren absolut praktikabel. Das ganze ist eh nur eine Zwischenlösung, es werden gleichzeitig immer mehr private Energiespeicher verbaut werden, die Preise tendieren jetzt schon stark nach unten und mit der zukünftigen Massenproduktion werden sie sich vermutlich ähnlich entwickeln wie bei Solarzellen.
Eine Frage zu den von dir erwähnten Pumpspeichern hätte ich:
Klar, heutzutage machts keinen Sinn mehr nachts zu pumpen und Mittags zu erzeugen. Warum pumpt man dann nicht Mittags (wenn der Preis „negativ“ ist) und erzeugt dann wenn der Preis positiv ist? Ist es nicht eine der großen Stärken von Pumpspeichern, dass sie sehr flxibel reagieren können?
Bitte lese meinen letzten Kommentar komplett.
Wenn Überkapazizäten an elelekrischer Energie in Gas gepuffert werden, dann ist es sinnvoll das gepufferte Gas für Autos zu verwenden. Ebenso kann das gepufferte Gas zum Heizen verwendet werden.
Solange wie es noch irgendwo in Europa ein Verbrennungskraftwerke gibt sind Elektroautos nun mal Dreckschleudern. Fahre ich 100km mit Benzin oder Diesel werde 5-7 L verbrannt. Fahre ich mit Elektromotor werden irgendwo sonst 12 Liter Schweröl, oder 15kg Steinkohle oder 25kG Braunkohle verbrannt.
Und Wärmepumpen sind so ausgelegt das an den kältesten Tagen des Jahres mit einer elektrischen Heizspirale nachgeheizt wird. Es wird also viel mehr Regelenergie im Netz benötigt wenn es noch mehr Wärmepumpen als heute gibt.
Ein Akku der im Winter geladen und entladen wird hat einen viel schlechteren Wirkungsgrad als im Sommer. Auch hier wird das Netz an den Kritischsten Tagen am stärksten belastet.
Angenommen es gibt bald mehrere Millionen E-Autos und ein großer Prozentsatz der Häuser wird elektrisch beheizt das wird den Strombedarf vor allem in der Nacht extrem erhöhen
Woher soll in einer Winternacht bei gleichzeitigem Nordseesturm die Energie her kommen.
Onshorewind, Geothermie und Biomasse decken dann 15 % des Bedarf wo kommen die restlichen 90% her.
Ist aber ein sehr sehr ineffizienter Puffer. Strom -> Gas -> Auto, wieviel kommt da am Ende bei raus? Würde das eher als Notlösung sehen. Ich war selbst mal ein großer Befürworter für „Windgas“, was mir die E-Auto Branche aber in den letzten Jahren gezeigt hat ist, dass es einfach viel effizientere Weg gibt.
E-Autos sind nach heutigem Strommix Verbrennungsautos schon überlegen, das gilt auch für den Gesamtlebenszyklus des Autos (wobei ein mögliches Recycling des Akkus gar nicht berücksichtigt wird) betrachtet:
http://www.researchgate.net/profile/Heidi_Heinrichs/publication/225007443_Elektroautos_in_einer_von_erneuerbaren_Energien_geprgtenEnergiewirtschaft/links/5475e5360cf245eb437115b6.pdf
http://www.zfes.uni-stuttgart.de/deutsch/downloads/Elektromobilität_Endbericht_IER.pdf
http://media.daimler.com/Projects/c2c/channel/documents/2582746_final_UZ_B_Kl_ED_dt_15_12.pdf
Hab noch nen ganzen Satz an ähnlichen Studien, aus den unterschiedlichsten Richtungen (und Ländern).
Ja, Wärmepumpen heizen an sehr kalten Tagen per Heizspirale nach, aber wie viele Tage sind das? In der überwiegenden Heizperiode haben wir viel günstigere Werte. Ausserdem gilt das nur für Luft-Wärmepumpen. Sicher, das ist die klare Mehrheit, aber auch Sole- oder Erd-Wärmepumpen werden populärer, die haben dein Problem gar nicht. Nachdem „moderne“ Heizungen (Fußbodenheizung etc) nur Temperaturen nur bis zu 40°C im Heizkreis haben sind Wärmepumpen sehr effizient. Vergleiche dazu Verbrennungsheizungen die verhältnismäßig viel hoch und runterfahren um so niedrige Heizkreistemperaturen zu halten oder sehr große Puffer benötigen.
Insgesamt scheint mir du gehörst zu der Sorte Mensch die vor 15 Jahren noch gesagt hat: „Mehr als 10% lässt sich mit erneuerbaren Energien nicht erreichen, dafür reichen unsere niemals aus“. Jetzt haben wir über 30%, Tendenz steigend und deine Argumentation ist immer noch sehr ähnlich strukturiert.
http://www.tagesspiegel.de/wirtschaft/energiewende-80-prozent-erneuerbare-sind-kein-problem/13688974.html
Auch wenn da sicher viel Schönrederei dabei ist (ist schliesslich sein Job), es wird viel zu viel Schwarzgemalt. Das alles sind lösbare Probleme und die werden auch gelöst und zwar vorwärts, nicht rückwärts.
Im letzten Absatz sollte im Satz „Mehr als 10% lässt sich mit erneuerbaren Energien nicht erreichen, dafür reichen unsere niemals aus“ eigentlich ne spitze Klammer zwischen „unsere“ und „niemals“ stehen, mit generischen Argumenten (Netze, Sonne, Wind, Puffer, sonstiges), das wurde leider rausgefischt vom Kommentar-Skript.
@Scotch
das waren aber jetzt genung Rauchbomben.
Wenn du nur ein Minimum an Glaubwürdigkeit behalten willst, dann beantworte die folgende Frage:
Wenn die Offshorewindanlagen im Selbstschutzmodus sind und nichts erzeugen und Nachts die Solarzellen nicht erzeugen und Atom und Braunkohle nicht mehr vorhanden sind. Woher soll an diesen Tagen der Strom her kommen.
Bitte benenne den Energieträger oder das Speichermedium. Ich schätze die Lücke auf max 80.000 MW.
Das es an 350 Tagen des Jahres kein Problem gibt glaube ich auch.
Aber was ist an den übrigen. Ich heiz mit Wärmepumpe und sehe die Gefahr, das mir bei mehrtägigen Stromausfällen die Heizungsrohre im Haus einfrieren und Platzen.
Meine Erdwärmepumpe funktioniert super, aber auch bei mir übernimmt die elektrische Unterstützung. In 2010 haben wir unser Kind bekommen. Da haben wir einige Räume stärker geheizt. Am ende der Saison hatten wir die Wärmekapazität unseres Gartens erschöpft und mussten die letzten Wochen der Saison komplett elektrisch heizen. In Normalen Jahren müssen wir an etwa 20-30 Heizen die Spirale zieht 16kW.
Ich habe ein bischen schiss, das man weder Speicher noch Ersatzenergieträger sucht sonder es per „smartem Verbrauchszähler“
Im Moment entstehen ca 1/3 meiner Stromrechnung an den Zuheitztagen im Winter. Wenn man das gelaber mal weg lässt, bleibt vom Smartgrid nur übrig, dass bei Netzengpässen der Strompreis so weit erhöht wird, bis die Verbraucher dann freiwillig abschatet. Wenn meine Heizung nicht wäre, dann fände ich das sogar gut. Wenn sich an den besagen 10-15 Tagen aber der Strompreis verzehnfacht oder verzwanzigfacht, dann bin ich wohl der Verlieirer der Energiewende.
Für Extremfälle braucht es natürlich trotzdem noch Verbrennungskraftwerke. Vorzugsweise moderne Gasturbinen, das muss politisch natürlich auch noch einiges passieren damit man die rentabel, bzw. kostendeckend vorhalten kann. Gehört für mich und geht Hand in Hand mit dem Netzausbau.
Inwieweit das letzten Ende nötig ist muss man ausserdem sehen. Es gibt auch noch Ostsee Offshore- und Onshoreanlagen, kam es jemals vor das wirklich alles im Selbstschutz ist? (ernsthafte Frage, mir persönlich scheint das relativ unwahrscheinlich)
Dazu kommen Energiepuffer (vor allem im privaten Bereich). Ich gehe davon aus das schon in wenigen Jahren sehr viele Neubauten (wegen Solaranlagen) mit einigen kWh Strompuffer ausgestattet sein werden (plus Nachrüstungen von älteren Häusern). Diese erfüllen dann im Winter natürlich auch eine Pufferfunktion für Extremfälle.
Was deine Erdwärmepumpe betrifft:
Ja, je nach Dimensionierung kann das bei oberflächlichen Erdwärmepumpen vor kommen. Persönliche Erfahrung habe ich damit nicht. Kenne nur aus dem direkten Umfeld nur Beispiele für Luft und Sole-Wärmepumpen (alle durchweg zufrieden).
Was deine Befürchtungen des Einfrieren betrifft, so kann man meines Wissens durchaus ein Frostschutzmittel in den Heizungskreislauf einbringen.
In 6 Jahren sind alle Atomkraftwerke abgestellt un das finde ich gut so. In den letzten Jahen haben die Stromproduzenten die Verbrennungskraftwerke abreißen wollten, dieses verboten bekommen. Die Kraftwerke bleiben auf Standby als Regelkraftwerksreserve so dass sie im Notfall einspringen können. Die laufenden Kosten für Belegschaft und Instandhaltung werden über EEG umlage bezahlt.
Wenn es bereits heute verboten wird alte Öl und Kohlekraftwerke abzureißen, wie wird es in 6 Jahren sein wenn 12 GW Atom-Grundlast vom Netz genommen werden.
Ich spiele mit Gedanken mir einen älteren 22kW Notstromdiesel zu kaufen. Pro Stromausfalltag im Winter wären das aber je nach Infoquelle 30 bis 100l Diesl/Tag. Wenn der Verbrauch über Smartgrid an den Tagen teurer wird, wird es vermutlich für mich noch teurer.
Da ist es wieder das Schwarzmalen, das man zu dem Thema immer wieder findet. Atomkraft in Deutschland ist aktuell schon weniger als 20%, wir sind hier ja nicht in Frankreich. Wenn man sieht was in den letzten 15 Jahren erreicht wurde (allen Unkenrufen zum Trotz) sehe ich dem optimistisch entgegen.
Den privaten Dieselgenerator sehe ich als überzogen an. Wenn du solchen Schiss vor möglichen horrenden Smart-Grid Strompreisen hast überrascht mich dein Optimismus das zur selben Zeit Diesel günstig sein soll (da der aktuelle Ölpreis nur aufgrund einer absoluten politischen Ausnahmesituation so niedrig ist, da wird das böse erwachen bald kommen).
Überhaupt das Smart-Grid, wie hab ich mir das vorzustellen? Werden da Strompreise minutenaktuell angepasst? Wie geht sowas? Wie hat der Kunde da volle Preistransparenz? Wenn ich deine Beiträge so lese scheint es mir du würdest davon ausgehen, dass in einer Extremsituation (überraschender nächtlicher deutschlandweiter Orkan bei -10° Außentemperatur) Smartgrid-Strompreise spontan auf 2€/kWh angehoben werden würden und jeder der gerade nicht in der Lage ist zu reagieren muss zähneknirschend in Kauf nehmen das er alle möglichen Verbraucher am Laufen hat.
Hab das jetzt sehr überspitzt dargestellt, aber ernsthaft, wie soll das ganz konkret laufen?
Nachtrag:
Atomkraft ist aktuell bei 14%, mein Optimismus nimmt zu.
Wenn das Angebot an Strom an Extremtagen um 1/2 bis 2/3 sinkt, dann wird der Verbrauch nur über extreme Preise entsprechend anzupassen sein. Bei einer einfachen Verdopplung oder Verdreifachung, wird die Bequemlichkeit siegen und die Waschmaschine bzw der Herd wird trotzdem angestellt. Erst wenn die Tiefkühlpizza zusätzliche 5-10€ an Stromkosten verursacht wird der Verbraucher an dem Tag lieber einen Salat essen oder die Waschmaschine erst 2 Tage später anstellen. Wenn das Elektroauto zu laden 80€ Kostet lässt man das laden sein, wenn man nicht zwingen auf die Arbeit muss.
Und machen wir uns nichts vor deie Wohlhabenden werden kaum auf Komfort verzichten. Die Einsparungen werden also eher von den finanziell schlechter gestellte erreicht werden.
Vielleicht wird es in einigen Jahren Basistarife geben, die es dem Energievrsorger erlauben den Anschluss 10 * Jährlich für bis zu 36h azuschalten. Wer das nicht will zahlt dann das Ganze jahr comforttarif mit 50% Höherem Preis.
Im Winter sind eher die Schwachwindtage mit sehr trübem Wetter das Problem.
Es gibt relativ neu eine spezielle Regelung für Windkraftanlagen, so daß diese bei Sturm immer noch mindestens 30-50% Nennleistung liefern können. Die Rotorblätter werden dazu so angestellt, das der Wirkungsgrad am Rotorblatt lausig ist. Funktioniert aber nur in Zusammenhang mit einer Böenerkennung.
Ich weiß nicht, ob das schon in allen Neuanlagen eingebaut wird.
Hilfreich wäre, wenn man die ganzen vorhandenen Netzersatzanlagen nach und nach in virtuelle Kraftwerke einbinden könnte. Bei einer Neuanlage von 600kVA sollte das vor ein paar Jahren 5k€ einmalig zusätzlich kosten.
Wir Techniker haben dann unserem Chef abgeraten. Unsere Gründe waren:
1) der Standort ist unbesetzt
2) der Dienstleister, der das virtuelle Kraftwerk betreibt, wollte uns keine Mindestabnahme garantieren.
Wir hätten 12-24 Vollast Stunden Mindestabnahme pro Jahr gebraucht, da wir dann eine deutlich längere Garantie vom Hersteller für die Netzersatzanlage bekommen hätten.
Ich rechne mit ca. 10k€ für eine nachträgliche Einbindung in ein virtuelles Kraftwerk.
Das eigendliche Problem gibt es aus meiner Sicht wenn es zwei sehr trübe Schwachwindwochen Anfang Februar gibt.
Dann braucht man Kohlekraftwerke, die man in zwei Tagen hochfahren kann. (Und ja, Gaskraftwerke tun es auch.)
Mit dem Weiterbetrieb bei Sturm sind die Onshoreanlagen für Schwachwindgebiete gemeint. Was bei denen als Sturm gilt ist für eine Offshorekonstruktion Normalbetrieb. Bei Orkan stehen dann alle Anlagen. Wochenlange flauten gibt es in der Nordsee nicht. Orkane aber Mehrmals pro Jahr.
Kommt zurück aufs Thema
Es ging in dem Blog um die energiewende. Wie erklärt und auch in den ersten Kommentaren aufgegriffen betrifft das alle Erngieträger von denen Strom nur ein kleiner Teil ist. Einfach mal Strommenge (in kwh) durch 10 teilen und man hat die äquivalente Energie die in Heizöl oder Benzin steckt. Ich wette der Heizölverbauch ist höher.
Wenn wir aber alle Energieformen ersetzen wollen so muss man vor allem im Sommer dann Energie aus Solarstrom speichern und den kann man sowohl im Winter wie auch an Starkwindtagen nutzen. Und wenn es Millionen von Elektrofahrzeugen gibt, jedes mit einer mehrere Hundert Kilo schweren Batterie, dann hat man auch genügend Kurzzeitspeicher verfügbar. Man muss sie nur ins Netz einbinden.
Hallo Bernd,
bei Elektroautos als mobiler Stromspeicher gibt es aber ein Problem:
zum Beispiel will ich im Winter, bei Windstille und Dunkelheit von A nach B fahren, brauche dabei die gesamte Kapazität meines
Autos und der Akku hat nur 80%, weil das Netz eben 20% aus dem Wagen gesaugt hat.
OK, zurück zum Thema:
Zur langfristigen Speicherung wird, zumindest in D., wohl „Power-to-Gas“ zum Einsatz kommen. Nicht unbedingt in den nächsten Jahren, aber doch dann, sobald ein Großteil der Energie per EE generiert wird.
Denn wir haben heute schon ein recht großes Netz für (Erd-)Gas (im Wesentlichen Methan), das jetzt schon genug Kapazität auch für einen langen Winter hat.
Zudem heizen nicht wenige mit Erdgas und auch Fahrzeuge können das als Treibstoff verwenden.
Ich weiss, der Weg Strom -> Gas, und dann evt. wieder zurück auf Strom ist nicht effizient. Aber bevor Windkraftwerke still stehen, weil es keine Abnehmer gibt … dann doch lieber so.
Ich glaube nicht, dass „langfristige Speicherung“ sinnvoll ist. Power-2-Gas usw. usf. hat doch alles einen miserablen Wirkungsgrad.
Andreas Buschmann hat hingegen recht. Man MUSS die Netze ausbauen, damit der Strom von da, wo er gerade erzeugt wird, dorthin transportiert werden kann, wo er gerade benötigt wird. Übrigens nicht nur national, sondern auch transkontinental und sogar interkontinental! In China gibt es bereits einzelne HGÜ-Stromleitungen mit über 2000 km Länge und 8 GW Nennleistung:
http://www.sgcc.com.cn/ywlm/mediacenter/corporatenews/05/272889.shtml
Und ja, wenn China diese Systeme bei Siemens und ABB kaufen kann, dann können Europa und die Kanada das auch. Von Oslo (Norwegen) nach Reykjavic (Island) sind 1.744,00 km Luftlinie, von Reykjavic zur Südspitze Grönlands und von dort dann zum Nordostzipfel der USA oder Kanadas ist es auch nicht mehr viel weiter.
Und ja, an so einer zweipoligen HGÜ-Leitung lässt sich schneller die Stromrichtung ändern, als sich ein Kohlekraftwerk hoch- oder runterfahren lässt. Und wenn es massiven Strommangel gibt, dann müssen halt ein paar Stunden lang mehrere Aluminiumschmelzen oder Chlorelektrolysewerke vom Netz, wie es übrigens heute schon passiert.
Auch die Probleme, die wir mit dem Winter haben, sind eher regionaler Natur. Man bedenke, dass die Mehrheit Menschen in Gebieten wohnen, in denen „Heizung“ eher nicht zu den Problemen beim Wohnen gehört, sondern „Kühlung“. Und der Strom, der z.B. in Südkorea, Südchina oder Thailand im „Winter“ weniger von den Klimaanlagen dort verbraucht wird, der darf dann ruhig in Wärmepumpen zum Heizen in Siberien oder Nordeuropa verwendet werden.