Wunschdenken – die ausgeblendeten Probleme der Energiewende

Nachdem ich mich im letzten Blog mit der Irrationalität des Atomausstiegs befasst habe, soll es diesmal um die ebenso irrationale Euphorie über die Energiewende gehen. Die Pläne beruhen im wesentlichen auf Wunschdenken, sie blenden wichtige Hindernisse und Kostenfaktoren einfach aus. Beim Wunschdenken ist die Wahrnehmung von Hindernissen auf dem Weg zu einem Ziel deutlich eingeschränkt. Das erhöht die Gefahr, dass Probleme nicht angegangen, sondern ignoriert werden, bis sie plötzlich das ganze Luftschloss zum Einsturz bringen. So wie die Politik und Teile der Öffentlichkeit die Energiewende angehen, wird dieses Szenario immer wahrscheinlicher. Das deutsche Experiment mit der Stromversorgung ist international einmalig:

Angebot und Nachfrage sollen zeitlich und räumlich weitgehend entkoppelt werden. Oder verständlicher ausgedrückt: Der Strom soll nicht mehr dann produziert werden, wenn er gebraucht wird, und nicht mehr dort, wo er gebraucht wird. Deshalb muss man die Produktion erstens speichern und zweitens über weite Entfernungen transportieren. Dabei dürfen keine großen Verluste auftreten, weil der Verlustausgleich ebenfalls produziert werden muss.

Das ist unabhängig davon, ob der Strom aus regenerativen Energien stammt. Die skandinavischen Länder Norwegen und Schweden sowie die Alpenländer Österreich und Schweiz nutzen gespeicherte Wasserenergie, um Strom erzeugen. Dafür müssen sie Angebot und Nachfrage nicht entkoppeln.

Deutschland plant aber, sich weitgehend auf Windenergie und Photovoltaik zu verlassen, wobei ein Großteil der Windenergie auf See erzeugt werden soll. Dabei ignorieren die Verantwortlichen (mindestens) zwei wichtige Probleme:

  1. Der enorme Ausbau der Photovoltaik und der Windanlagen auf See führt zu extremen und weiter zunehmenden Schwankungen im Stromangebot. Das gegenwärtige Stromnetz kann das nicht abfangen.

  2. Die Speicherung des erzeugten Stroms wird ab ca. 40% Photovoltaik und Windenergie unabweisbar notwendig. Dieser Wert wird in ca. 8 – 12 Jahren erreicht, wenn die Politik ihre Vorgaben nicht ändert.

Für diese Probleme gibt es bisher keinen Lösungsansatz.

Insgesamt sind heute Solarzellen mit 19 GW (Gigawatt = Milliarden Watt) Nennleistung (maximale Leistung unter Standardbedingungen) am Netz. Bis 2022 (Abschaltung der letzten Kernkraftwerke) werden mindestens 30 – 40 GW hinzukommen. In den Mittagsstunden eines schönen Sommertag würde damit der Photovoltaikstrom Deutschland komplett versorgen können (der Verbrauch liegt bei ca. 60 GW). Nachts und im Winter liefern diese Module hingegen keine Energie. Sollte der Ausbau weiter voranschreiten, hätte Deutschland bereits in wenigen Jahren zu bestimmten Stunden einen enormen Überschuss an elektrischer Energie, der plötzlich das Netz überflutet, um dann wieder komplett zu verschwinden. Nun haben elektrische Leitungen nicht anders als Wasserleitungen eine begrenzte Kapazität, sie können also nicht beliebig viel Strom transportieren. Gerade die Sonnenzellen stehen aber oft auf Hausdächern in Wohngebieten, weit entfernt von allen Höchstspannungsleitungen. Die Stadtwerke der meisten deutschen Städte müssen also die Nieder- und Mittelspannungsnetze deutlich ausbauen. Die Bundesnetzagentur hat außerdem erklärt, dass sie das Höchstspannungsnetz ausbauen muss, um den erwarteten Strom der Offshore-Windkraftanlagen durch Deutschland zu transportieren.

Bei dem gegenwärtigen Zubau von Sonnenzellen, Windkraftanlagen und Biogasanlagen werden wir bereits in vier bis fünf Jahren immer häufiger ein deutliches Überangebot an elektrischer Energie aus regenerativen Quellen haben.

Weil bis dahin aber weder ausreichende Transport- noch ausreichende Speicherkapazitäten zu Verfügung stehen, werden zwei Dinge geschehen:

  1. Immer wieder werden Windkraftanlagen von Netz genommen werden müssen, so dass ab ca. 2020 zweistellige Prozentzahlen der regenerativen Energie nicht eingespeist werden können.

  2. Kohlekraftwerke müssen im Standby-Betrieb oder unter Teillast gefahren werden, weil der Ökostrom Vorrang hat. Dadurch sinkt ihr Wirkungsgrad steil ab. Der CO2-Auststoß steigt, statt zu sinken.

Muss ich erst erwähnen, dass der Strom dadurch auch deutlich teurer wird?

Wunschdenken – die Norwegenillusion

Ab etwa 40% erneuerbare Energien, so hat das Institut für Umweltphysik der Universität Heidelberg berechnet, steigt der Bedarf an Speicherkapazität exponentiell an, er wird also in einer bestimmten Zeit um immer den gleichen Prozentsatz ansteigen (Folie 7 der Heidelberger Präsentation). Bei 100% regenerativer Energie erwarten die Wissenschaftler einen Speicherbedarf von 40 Terawattstunden1 (abgekürzt TWh, Tera=Billion), etwa tausendmal so viel, wie bisher vorhanden ist. Der Gesamtverbrauch an elektrischer Energie in Deutschland beläuft sich auf ca. 600 Terawattstunden im Jahr (600 000 000 000 000 Wattstunden, nur zur Veranschaulichung).

Die Diskussion um Stromspeicher, beziehungsweise die Vermeidung dieser Diskussion ist eines der auffallendsten Beispiele von Wunschdenken in der ganzen Diskussion um erneuerbare Energien. Im Sondergutachten 2011 des Sachverständigenrats für Umweltfragen der Bundesregierung heißt es:

„Allein Norwegen besitzt Speicherkraftwerke mit einer Speicherkapazität von bis zu 84 TWh, die zu erheblichen Teilen durch den Bau von Steigleitungen und den Einbau zusätzlicher Pumpen in Pumpspeicherkraftwerke umgewandelt werden können.“

Das ist schlicht falsch, ich möchte es mal die Norwegenillusion nennen. Die genannten 84 TWh bekommt man dann, wenn man die norwegischen Speicherkraftwerke bis zum Rand füllt und dann komplett leer laufen lässt. Aber diese Kraftwerke sind das Rückgrat der norwegischen Stromversorgung, sie stehen nicht etwa als Speicher und Reserve für Deutschland zur Verfügung. Im übrigen hat Norwegen kaum Pumpspeicherkraftwerke und braucht auch keine. Auch die Vorstellung, Norwegen sitze auf einem riesigen Überschuss an Strom, ist falsch. Wer möchte, kann die wirklichen Zahlen für das Jahr 2008 in der Statistik des Norges vassdrags- og energidirektorat (Norwegian Water Resources and Energy Directorate) nachlesen. Daraus geht hervor, dass Norwegen gerade mal 10% seines Stroms exportiert, die übrigen 90% verbraucht es selbst. Eine leistungsstarke Anbindung an das deutsche Netz könnte außerdem das Strompreisgefälle zwischen Deutschland und Norwegen verringern, das heißt, in Deutschland würde der Strom etwas billiger, in Norwegen dagegen deutlich teurer. Das Land kann, will und wird deshalb nicht als Stromreservoir für Deutschland und Europa herhalten.

Die einzig durchführbare Variante ist die Speicherung des Stroms als Methan in der Erdgasreserve und die Verbrennung des Methans zur Rückgewinnung der Stroms. Dabei gehen allerdings etwa zwei Drittel der Energie verloren. Für jedes Kilowatt aus dem Speicher muss man vorher mindestens drei Kilowatt aufwenden. Der Strom aus dem Speicher wird damit mindestens dreimal so teuer wie der unmittelbar erzeugte. Abgesehen davon soll erst 2013 eine erste großtechnisches Versuchsanlage fertig sein. Die Kostenkalkulationen lassen nichts Gutes ahnen.

Alle anderen Verfahren (Druckluftspeicher, Redox-Flow-Batterien etc.) erreichen nicht einmal theoretisch die nötige Kapazität.

Fazit

Weil bisher nur Deutschland die Pläne zur Entkoppelung von Angebot und Nachfrage so konsequent verfolgt, werden wir bald unseren Strom zu deutlich höheren Preisen beziehen als andere Europäer. Sollte die Regierung versuchen, die Preissteigerung für die Industrie zu begrenzen, werden die privaten Haushalte die Differenz zusätzlich zahlen müssen. Alles andere ist Wunschdenken, gefördert unter anderem von denen, die an der Energiewende verdienen wollen. Immerhin geht es um dreistellige Milliardenbeträge.

Aber müssen wir nicht diesen Weg gehen, um das Erdklima stabilisieren müssen? Nicht unbedingt, paradoxerweise können wir aber sogar den gegenteiligen Effekt erzielen. Wenn wir uns als Musterschüler gebärden, und für eine CO2-Reduktion die weltweiten höchsten Strompreise und eine geringere Versorgungssicherheit in Kauf nehmen, schrecken wir andere eher ab, als sie zu ermutigen.

Was hilft es dem Klima, wenn alle sagen: „Also, wir finden das toll, was die Deutschen da auf sich nehmen. Aber wir können uns sowas natürlich nicht leisten.“

 

[1] Der Ingenieur Matthias Popp kommt in seinem Buch „Speicherbedarf bei einer Stromversorgung mit erneuerbarer Energie“ (Springer, 2010) auf 20-100 Terawattstunden Speicherbedarf, je nach Szenario.

Veröffentlicht von

www.thomasgrueter.de

Thomas Grüter ist Arzt, Wissenschaftler und Wissenschaftsautor. Er lebt und arbeitet in Münster.

42 Kommentare Schreibe einen Kommentar

  1. Energiewende: Zurück zu Kohle+Gas?

    Kompliment für die konzise Darstellung der Probleme, die ein größerer Anteil von unstetig anfallender Energie aus Sonne und Wind mit sich bringt. Kurzfristig – das heißt in den nächsten 15 Jahren – gibt es dafür keine Lösung. Das wissen wohl auch die zuständigen Fachleute in der deutschen Regierung. Dazu passt die Meldung: “Regierung will Kohlekraftwerke aus Klimatopf fördern
    Nach dem Ausstieg aus der Atomkraft sollen auch neue Kohlekraftwerke die Energielücke füllen. Den Neubau will die Bundesregierung mit Mitteln aus dem Klimafonds fördern, der eigentlich für den Ausbau umweltschonender Energien gedacht ist. Auch für ein abgeschaltetes AKW gibt es offenbar noch Pläne”
    aus http://www.tagesschau.de/inland/energiewende144.html

  2. @Thomas Grüter

    Was mich in den Debatten immer wieder verwundert, ist die Linealargumentation. Bspw. dass man mit Offshore ja den ganzen Strom nach Bayern leiten muss…
    Wieso? Nach Marktgesetzen wird der Strom in SchleswigHolstein billiger werden und stromintensive Wirtschaftszweige werden sich dann da ansiedeln. Ich kann mir auch sehr gut vorstellen, dass es Industrie gibt, die ihren Stromverbrauch flexibler gestalten kann, sodass sie zu Zeiten günstigen Stroms mehr verbrauchen und zu Zeiten teuren Stroms weniger. (Ja ich weiß, das ist ein spezialfall, aber der profitiert immens)

    Unabhängig davon kann man noch eine Menge Windenergie auf dem Land installieren indem man die alten Anlagen, die teilweise mikrig sind ersetzt.(an der Nordsee gibt es davon ein paar tausend) Folgende Rechnung:

    21.607 WEA insgesamt in D (Ende 2010)
    27.214 MW Leistung insgesamt in D (Ende 2010)
    entspricht 1,26MW pro Anlage

    Rekordanlagen haben 6-7 MW,
    4,5 nehme ich jetzt mal als Standard. dann könnten Sie das 3,5fache an Strom produzieren ohne mehr Windräder zu installieren. Das wäre ein sprung von 6,2% auf 21,7%. Sicher funktioniert diese Daumenregel nicht allgemein aber ich glaube besser als man denkt.

    Zusätzlich muss man Bedenken, dass die Technik noch in den Anfängen steckt und große Sprünge zu erwarten sind. So gibt es bspw. den Timbertower der ein Holzfachwerk statt Stahlrohr als Trum benutzt. Das öffnet technische und wirtschaftliche Grenzen für Anlagen die weit höhere Leistungen haben. Die Höhe des Turms war bisher eine Art Schallmauer. Mit dem Konzept von Timbertower kann man nicht nur wesentlich höher bauen sondern auch zu geringeren Kosten, da keine Schwertransporte für Teile des Turms nötig sind. Außerdem kann man den Turm so auch an stellen transportieren wo es bisher nicht möglich war und man kann ihn auch an stellen aufbauen wo es bisher nicht möglich war.
    Der Timbertower hat schon die ersten Zulassungen erhalten und dieses Jahr wird schon der erste Prototyp aufgebaut. Es ist also keine schrulle Zukunftsidee
    http://www.timbertower.de/

    @Artikel:
    “Ab etwa 40% erneuerbare Energien, so hat das Institut für Umweltphysik der Universität Heidelberg berechnet, steigt der Bedarf an Speicherkapazität “
    Das ist so falsch dargestellt. In der Präsentation ist gemeint, dass ab 40% des Projektes [r]evolution nicht ab 40% Anteil. Wahrscheinlich ist damit die Zeit gemeint.

  3. Nachtrag

    Man muss beim Dreisatz noch beachten, dass die bisherigen Offshoreanlagen mitgerechnet sind. Wenn man auf die verzichtet ergibt sich ein noch günstigeres Verhältnis

  4. Strompreise

    “Muss ich erst erwähnen, dass der Strom dadurch auch deutlich teurer wird?”

    Deutschland hat, nach Dänemark, den teuersten Strom in ganz Europa. Und das nicht erst seit der Energiewende, dafür muss es also andere Gründe geben. Übrigens, wir zahlen auch die zweithöchsten Steuern für Strom und zwar über 40 Prozent, der EU-Durchschnitt liegt bei 26 Prozent.

    Siehe auch: http://www.kwh-preis.de/strompreise-in-europa-nur-daenemark-ist-teurer

  5. Energiewende mit jetztiger EE-Technik

    Thomas Grüter schreibt, Netz und Speicher fehlten um die Stromproduktionsschwankungen durch einen zunehmenden Anteil von Sonnen-und Windkraftwerken aufzufangen und kommt zum apodiktischen Schluss:

    Für diese Probleme gibt es bisher keinen Lösungsansatz.

    Hier irrt er: Es gibt einen mit heutiger Technologie realisierbaren Lösungsansatz:
    Die grossräumige Vernetzung ganz Europas mit Hochspannungstrasses. Damit können Produktionsschwankungen weitgehend ausgeglichen werden und es braucht nur noch wenig Speicherkapazität für die seltenen Phasen europaweiter Windstille bei gleichzeitig durchgehend bewölktem Himmel. Diesen Speicher könnten beispielsweise Wasserstoffreservoirs in deutschen Salzkavernen zur Verfügung stellen. Der politisch problematische Teil ist die Vernetzung ganz Europas. Die Studie roadmap 2050 propagiert als Kernelement genau diese Vernetzungslösung und nennt auch die politischen Probleme, die es zu überwinden gilt um eine solche Lösung zu realisieren (aus dem Executive Summary):
    – Freileitungen müssen durchgesetzt werden, Erdkabel wären zu teuer
    – die beteiligen Länder müssen alle politisch und technisch zusammenarbeiten. Die Stromübertragungskapazität zwischen dem sonnenreichen Spanien und dem Durchleiteland Frankreich beispielsweise müsste von 1 auf 40 Gigawatt ausgeweitet werden
    – Auch die lokalen Netze müssten ausgebaut werden um die Stromspitzen aus PV-Anlagen abzuführen (diese Kosten wurden in der roadmap 2050-Studie nicht berücksichtigt).
    – Regulierungen, die die Kosten in die Höhe treiben und den Zeitplan gefährden müssten revidiert (das heisst zum grossen Teil beseitigt) werden.

  6. @Martin Holzherr

    Die großräumige Vernetzung Europas mit Hochspannungstrassen ist ein Wunschtraum, mehr nicht. Außer Deutschland würde niemand davon profitieren, also werden andere europäische Länder sich an dem Bau auch nicht beteiligen.
    Warum sollte Frankreich seine Übertragungskapazität nach Spanien so gewaltig ausbauen? Die Franzosen haben schlicht nichts davon. Nur Deutschland hat das Problem mit den extremen Lastschwankungen, sonst niemand. Wenn wir unser Problem lösen wollen, indem wir es auf ganz Europa verteilen, werden die anderen nicht mitmachen.

  7. @Anton Maier

    Danke für die Korrektur. Es ging in der Tat um die Prozentzahlen des Projektes [r]evolution.

    Im Effekt ändert das nicht viel, der Bedarf an Energiespeicherung wird sehr bald dramatisch ansteigen. Ob die Windenergie auf dem Land in Norddeutschland den Strom billiger macht, wage ich zu bezweifeln. Die Versorgunssicherheit bleibt ein Problem. Es hat in den letzten Jahren immer wieder wochenlange Flauten gegeben. Im gesamten Jahr 2010 blies der Wind sogar viel zu schwach, wie man zum Beispiel hier nachlesen kann. Eine hohe Übertragungskapazität bleibt des extrem wichtig und kostet natürlich Geld.

  8. Lob

    ein großes Lob, schon den letzten Artikel fand ich genial, auch hier wieder eine klasse Zusammenstellung der Fakten.

    Wie es Herr Dr. Keiler kürzlich sehr treffend schrieb:

    In Deutschland läuft zur Zeit ein Sozialexperiment ab, das erhebliche Folgen haben wird. Mehrere Jahre lang wurden die Menschen von den Medien systematisch einseitig und sachlich falsch über das Energieproblem informiert – also desinformiert – , was zu irrealen Vorstellungen über Chancen, Kosten, Gefährdungen und Auswirkungen von Energietechniken geführt hat. Profiteure dieser Entwicklung sind politische Parteien, die diese Entwicklung nach Kräften gefördert haben, wobei die Verbreitung von Angst als Mittel der Politik mit beängstigendem Erfolg eingesetzt wurde.

    Bereits vor dem Fukushima-Unglück hatte die Regierung vor den Medien kapituliert – das Energiekonzept vom Herbst 2010 ist der Beweis dafür. Die extreme Angstwelle, die die deutschen Medien – als einzige auf der Welt – aus der Fukushima-Katastrophe erzeugten, stürzte die hilflose Regierung in einen hektischen Aktionismus, der in seinen Widersprüchen auch noch die Reste einer Energiepolitik ruinierte.

    Von einem besonnenen, verantwortlichen Handeln ist nichts zu erkennen. Im Ausland beobachtet man Deutschland mit Befremden. Vom G8-Gipfel wurde berichtet, daß die übrigen Industrieländer die Entwicklung in Deutschland als seltsames, riskantes Experiment ansehen, das mit einem wirtschaftlichen Desaster enden könnte.

    Dennoch ist die deutsche Angstpolitik nun Wirklichkeit. Für eine Hoffnung auf eine Rückkehr zu einer realistischen Politik besteht für mehrere Jahre kein Anlaß. Erst nachdem massive Schäden eingetreten sind, die sich politisch auszuwirken beginnen, könnte es zu einer Rückbesinnung kommen, allerdings wohl nicht innerhalb der zur Zeit im Bundestag vertretenen Parteien.

    Daß sich ein führendes Industrieland ohne real existierenden Probleme nur aus Angst selbst wirtschaftlich ruiniert, ist in der Geschichte einzigartig.

    (Quelle: http://www.kerngedanken.de/2011/05/13-energiewende-maerchen/)

  9. Irrationales Wunschdenken hat den Einstieg in die Nutzung der Kernenergie begleitet, und jetzt begleitet es den Ausstieg aus derselben. So schließt sich der Kreis.

  10. Speicherung in Methan

    Zitat:
    “Die einzig durchführbare Variante ist die Speicherung des Stroms als Methan in der Erdgasreserve und die Verbrennung des Methans zur Rückgewinnung der Stroms. Dabei gehen allerdings etwa zwei Drittel der Energie verloren. Für jedes Kilowatt aus dem Speicher muss man vorher mindestens drei Kilowatt aufwenden. Der Strom aus dem Speicher wird damit mindestens dreimal so teuer wie der unmittelbar erzeugte. Abgesehen davon soll erst 2013 eine erste großtechnisches Versuchsanlage fertig sein. Die Kostenkalkulationen lassen nichts Gutes ahnen.”

    Diese dreifach höheren Energiekosten durch die Speicherung in Methan treten aber nur dann in Kraft, wenn die Wind- und Sonnenversorgung nicht mehr ausreicht, also z.B. nachts. Hier wäre interessant, die Ausfallzeiten von Wind und Sonne einmal aufgeschlüsselt zu bekommen, um diese dreifach höheren Kosten im richtigen Verhältnis zu den Gesamtkosten zu sehen.


    Wunschdenker

  11. Gigantomanie

    In unserem Firmenkraftwerk kommen wir beim Erdgaseinsatz, mit Nutzung der Abwärme(Dampf), auf einen Wirkungsgrad von 94%.
    Solche Abwärme sollte man gezielter nutzen, denn damit spart man eine Menge Energie. Eventuell müsste man daran denken, kleinere Kraftwärke zu bauen, aber in der Nähe von Abwärmekunden.

    Herkömmliche Riesen-Kraftwerke vergeuden die Hälfte der erzeugten Energie als Abwärme über die Kühltürme bzw. in Flusswasser.

  12. @Thomas Grüter

    Warum sollte Frankreich kein Interesse daran haben wenn Deutschland in der Windflaute liegt? Genauso wie die Deutschen alles tun werden Strom aufkaufen zu können, werden die Franzosen alles daran setzen den liefern zu können. Deswegen steigen ja die Preise, weil Leute bereit sind mehr dafür zu bezahlen und dann sind andere Leute bereit mehr dafür zu tun.

    Ich möchte mal die realen Verhältnisse kennenlernen, in denen Braunkohle und Atomstrom nicht extrem subventioniert werden.
    Was spricht dagegen in Überkapazitäten zu investieren? Die Preise pro NennKilowattstunde für traditionelle Stromformen werden weiter kontinuierlich steigen, aus zahlreichen Gründen. Die für neue Fallen kontinuierlich, auch aus zahlreichen Gründen und das werden die auch in Zukunft tun. Da sind Überkapazitäten, die man bei Windflaute braucht und bei Überangebot ans teurere Ausland weiterverkaufen kann mehr als sinnvoll.

    Ich sehe ein Hauptproblem bei der Energiewende, dass in den traditionellen Energien kosten an sehr vielen Stellen versteckt sind. Das fängt bei den unzureichenden Verträgen für die Atommüllentsorgung an geht bei aktiver Braunkohle subventionierung weiter und hört bei gesundheitsschäden auf.

  13. @Thomas Grüter

    Man muss einfach mal bedenken, dass die Kosten/Leistung für Windkraft und Photovoltaik hauptsächlich aus Wartung und Installation bestehen. Wenn die Leistung einzelner Anlagen steigt, wie das durch den timbertower möglich wird, fällt der Preis/Kilowattstunde rapide im Vergleich zu dem Fall bei Kohle, da die Wartungs und Investitionskosten nicht proportional mitwachsen. Bei Kohle wächst aber der Kohleverbrauch ab einer bestimmten Kraftwerksgröße mit.
    –> Ökostrom wird im Preis dramatisch fallen oder traditionelle Energien werden dramatisch steigen. Da kann man sich Überkapazitäten leisten

    Das löst das Netzproblem natürlich nur teilweise.

  14. Wenn man dann Windräder an mehr und verschiedeneren Standorten bauen kann, wird das Stromtransport und Speicherproblem aber abgeschwächt.

  15. @JanG

    Sicher stimmt es, dass die Regierung in Aktionismus verfällt und die Leute alle kein plan haben.
    Das ist aber nicht der Beweis dafür, dass die Pläne unrealistisch sind. Das sind halt übliche Argumentationstaktiken von Lobbyisten und anderen Meinungsmachern. Im Endeffekt ist die Art Argumentation der gleiche Unsinn wie die Angstmacherei.

  16. Wirkungsgrad erneuerbarer Energien

    Sich von “nur” 30 Prozent Wirkungsgrad hinsichtlich der Erzeugung erneuerbarer Energien abschrecken zu lassen geht schon mal gar nicht. Bei der Erzeugung des Stromes aus Wind bewegen sich die Wirkungsgrade auch nur in dieser Größenordnung, wenn man die Auslastung des Windrades zur Nennleistung ins Verhältnis setzt (Onshore 8-25%, Offshore 40-50%). Das sind nun mal die physikalischen Gegebenheiten. Daraus jetzt auf die Kosten/Kilowattstunde zu schließen – da gehört schon noch mehr dazu.

  17. Wirkungsgrad konventioneller Energien

    Beim Ottomotor nimmt man auch einen Wirkungsgrad von nur 35 Prozent in Kauf – und das bei diesen Literpreisen.

  18. @Anton Maier

    Das Problem ist nicht so sehr, ob bei Windanlange der Turm aus Beton, Stahl oder Holz besteht. Es geht darum, dass Angebot und Nachfrage entkoppelt sind. Deutschland ist zu klein, als dass der Bau an verschiedenen Standorten zu einer gleichmäßigen Versorgung mit Strom führt. Natürlich könnte man so viele Windanlagen errichten, dass auch bei Flaute das Stromangebot immer reicht. Dann müsste man aber bei gutem Windangebot sehr viele Anlagen abschalten. Letztlich kommt man ohne Speicherung nicht aus, und die muss erst aufgebaut werden. Bisher wird das Problem in der politischen Diskussion aber weitgehend ausgeblendet.

  19. @Reinhard Fischer

    Ich nehme mal an, Sie beziehen sich auf meine Ausführungen zur Stromspeicherung, weil ich sonst nirgendwo einen Wirkungsgrad erwähnt habe. Wenn ich Strom speichere, dann setze ich x Kilowatt Strom ein, um zu einem späteren Zeitpunkt y Kilowatt abrufen zu können. Die Methanspeicher haben einen Wirkungsgrad von etwa 33%. Wenn ich also 1000 Kilowattstunden für beispielsweise 8 Euro erzeuge und speichere, kann ich nur 333 Kilowattstunden wieder abrufen. Die Erzeugung hat aber 8 Euro gekostet, dabei sind die Kosten für die Anschaffung und den Betrieb des Speichers noch nicht einbezogen. Fazit: Wenn ich ein Gerät habe, in das ich 3 KWh hineinstecke damit 1 KWh herauskommt, dann zahle ich 3 KWh, habe aber nur eins.

  20. @Thomas Grüter

    Das ist schon richtig. Mir fehlt hier nur die Information, wieviel Prozent des genutzten Stroms aus dem direkt erzeugten Strom und wieviel Prozent tatsächlich aus der Zwischenspeicherung stammen werden. Der von Ihnen aufgeführte Extremfall, dass soviele Windräder installiert werden, dass auch bei Flaute genügend Strom erzeugt wird ist natürlich unwirtschaftlich (Flächennutzung, Materialeinsatz). Bei dieser Betrachtung wäre überhaupt keine Speicherung nötig. Überproduktion bei windstarken Zeiten könnte man sicherlich nutzen, um Methan als Treibstoff für den Verkehr zu erzeugen. Der Anteil der dreifach höheren Kosten durch Methanspeicherung wäre 0. Das andere Extrem wäre, gerade soviel Windräder zu installieren, dass sowohl der Momentanbedarf gedeckt werden kann als auch gerade genügend Überproduktion vorhanden ist, um für die Flaute zu speichern. Der Anteil der Kosten der Methanspeicherung an den Gesamtkosten ist dann ohne Frage sehr hoch (zumindest bei einer nur deutschlandweiten intensiven Nutzung der Windenergie, wovon wir zunächst einmal ausgehen müssen). Mit Sicherheit liegt die wirtschaftlichste Lösung zwischen diesen beiden Extremen. Der Anteil der Kosten der Methanspeicherung an den Gesamtkosten bei dieser wirtschaftlichsten Lösung würde mich interessieren.

  21. Tatsächliche Kosten einer Kilowattstunde

    Zitat:
    “Fazit: Wenn ich ein Gerät habe, in das ich 3 KWh hineinstecke damit 1 KWh herauskommt, dann zahle ich 3 KWh, habe aber nur eins.”

    Selbst bei der Annahme, dass für jede nutzbare kWh 3 kWh durch Windkraft erzeugt werden müssen, bei Ihrem Rechenbeispiel von 8 Euro/1000 kWh komme ich dann auf einen kWh-Preis von 2,4 Cent.

  22. Tatsächliche Kosten einer Kilowattstunde

    Zitat (http://www.thema-energie.de/energie-erzeugen/erneuerbare-energien/windenergie/grundlagen/wirtschaftlichkeit-von-windenergieanlagen.html):
    “Die Stromerzeugungskosten (auch Stromgestehungskosten) sind abhängig vom Standort der Windenergieanlage und liegen in Deutschland mit 5 bis 9 ct/kWh in der Höhe von neuen konventionellen Kraftwerken, die mit fossilen Energieträgern betrieben werden. Die Renditen von Windenergieanlagen liegen durchschnittlich bei 6 bis 10 Prozent vor Steuern.

    Für Offshore-Anlagen wird mittelfristig trotz höherer Installations- und Anschlusskosten eine höhere Wirtschaftlichkeit erwartet. Die Windverhältnisse und damit die Erträge auf der offenen See sind deutlich besser als an Land und die Anlagenhersteller gehen von einer längeren Laufzeit der Anlagen aufgrund geringerer Turbulenzen aus.”

  23. @Reinhard Fischer

    Mein Strompreisbeispiel war natürlich rein fiktiv. So billig gibt es in Deutschland keinen Strom. Sie haben ja inzwischen auch die aktuellen Preise recherchiert, so dass sich jeder ausrechnen kann, was der Strom aus der “Methankonserve” kostet. Die Kosten für eine großtechnische Anlage zu Speicherung von Strom in Form von Methan sind übrigens noch nicht genau bekannt. Bisher gibt es nur Pläne für eine Pilotanlage …

  24. @Karl Bednarik

    Die Vanadium Redox-Flow-Batterien sind ein exzellenter Stromspeicher. Leider würde man aber einige Hunderttausend davon brauchen, um einen nennenswerten Beitrag zur Stromspeicherung in Deutschland zu leisten. Wenn die Technologie in den nächsten zwanzig Jahren deutlich billiger wird, könnte sie bei der Lösung des Speicherproblems sicherlich helfen.

  25. @Thomas Grüter

    Genau da machen Sie aber einen massiven Fehlschluss auf mindestens zwei Ebenen.
    Das ist zum einen wie heutige AKW funktionieren und zum andern wie sich die Strompreise bei konventionellen und alternativen Technologien zusammensetzen. Sie argumentieren so als ob die Gleichung für beide gleich wäre.

  26. @Thomas Grüter

    Also bei (AE) sind die beiden Hauptkomponenten:
    Wartung und Investitionskosten/Lebenszeit

    bei (KE) sind die Hauptkomponenten:
    Brennmittel da Wartung etc Fixkosten darstellen

    Bei KE ist die Technik und Praxis soweit fortgeschritten und professionalisiert, dass die beste Strategie den Strompreis zu senken Angebot und Nachfrage bestmöglich abzustimmen, sodass man möglichst wenig Brennmittel verbraucht.

    Bei AE ist das auch eine mögliche Strategie, aber schwierig. Das Speicherproblem kann man durch Handel lösen(völlig unabhängig davon welche Energieform der Handelspartner benutzt). Zusätzlich kann man den Strompreis drastisch senken, indem man die Leistung pro Anlage steigert. Wartung+Investitionskosten gegen installierter Leistung pro Anlage aufgetragen steigen nur leicht im Vergleich zu KE. Veränderungen in der Netzstruktur sind auch nichts anderes als Investitionskosten der Technik und bei näherer Betrachtung kleiner als angenommen. Bei Leistung pro Anlage ist gerade bei der Windkraft noch Luft nach oben im wahrsten Sinne des Wortes.(größerer Rotor und mehr Wind)

    Mal davon abgesehen produzieren KE-Kraftwerke auch nicht bedarfsgerecht Strom. Das ist ein Ammenmärchen aus den Medien. Kohlekraftwerke und AKW(erst recht) kann man nciht über Nacht ausstellen. Unter anderm deswegen gab es mal Nachtstromtarife. In Belgien werden deswegen Autobahnen beleuchtet. etc…
    Das Hauptproblem bei den erneuerbaren sind die langfristigen Schwankungen, die sich auch durch Handel lösen lassen.

  27. Korrektur

    bei (KE) sind die Hauptkomponenten:
    Brennmittel da Wartung etc Fixkosten darstellen

    natürlich so:
    bei (KE) sind die Hauptkomponenten:
    Brennmittel

  28. Stromgestehungskosten

    Zitat Thomas Grüter:
    “Mein Strompreisbeispiel war natürlich rein fiktiv. So billig gibt es in Deutschland keinen Strom. Sie haben ja inzwischen auch die aktuellen Preise recherchiert, so dass sich jeder ausrechnen kann, was der Strom aus der “Methankonserve” kostet.”

    Die von mir recherchierten Preise gelten für Onshore-Anlagen. Die Offshore-Preise sind (lt. Wikipedia) noch nicht bekannt. Schätzungen gehen von Werten runter bis 3 ct/kWh aus. Was mir nicht ganz unlogisch erscheint. Wenn Onshore-Anlagen bei 8-25% Auslastung bei 5-9 ct/kWh liegen, wo liegen dann wohl Offshore-Anlagen bei 40-50% Auslastung? Offshore-Anlagen dürften also trotz dem Umweg über die Methanisierung noch einen konkurrenzfähigen kWh-Preis erzielen.

  29. @Reinhard Fischer

    Vorläufig liegen die Gestehungskosten für Strom aus Offshore-Windanlagen etwas höher.
    Nach dem Wortlaut des neuesten Gesetzes für den Vorrang erneuerbarer Energie dürfen die Anbieter 12 Jahre lang 15ct/KWh berechnen. Damit Sie nicht so lange suchen müssen wie ich: das steht in §31(2). Die Abnahme des Stroms ist garantiert. Wer bis 2018 seine Anlagen fertig hat, darf sogar 8 Jahre lang 19ct/KWh in Rechnung stellen. Danach sinkt die Vergütung auf 3,5ct/KWh, wenn das Gesetz in den nächsten 10-15 Jahren nicht wieder geändert wird. Ansonsten hoffe ich natürlich, dass die Garantieabnahme irgendwann fällt und die Anbieter ihren Strom auf dem Markt verkaufen müssen. Wenn die Gestehungskosten bei 3ct/KWh liegen, sollte das kein Problem sein.

  30. @Anton Maier

    Herr Maier, ich plädiere dafür, das Wunschdenken bei der Energiewende aufzugeben, nicht aber, keinen Strom aus erneuerbaren Energien zu erzeugen. Auch im persönlichen Gespräch habe ich immer wieder feststellen müssen, dass viele Menschen das verwechseln. Also noch einmal: Wenn man einfach das Angebot erhöht und davon ausgeht, das werde schon funktionieren, weil sich Angebot und Nachfrage europaweit oder im Verbund zwischen Europa und Nordafrika/Vorderasien schon ausgleichen, der verkennt das Fehlen der nötigen Infrastruktur und ignoriert die unterschiedlichen Interessen. Ein leistungsfähiger internationaler Verbund für den verlustarmen Stromtransport über mehrere Tausend Kilometer existiert nicht. Die bestehenden Stromspeicher sind viel zu klein.
    Entweder man geht das Problem möglichst bald an, oder Deutschland läuft Gefahr, sich als Negativbeispiel für die fehlerhafte Umstellung auf regenerative Energien zu profilieren.

  31. Das ist keine Antwort auf meine Argumente. Ich werfe ihnen nicht vor, dass Sie gegen EE sind.

    Ich sage, dass die vorgestellt Studie, den falschen Ansatz berücksichtigt. Die Studie möchte Angebot und Nachfrage perfekt ausgleichen. Das will sie mit Speichern machen. Wie ich in meiner “Kostenzusammenstellung” gezeigt habe ist das schlicht und einfach der falsche Ansatz. Statt den Strom zu speichern ist es besser in Überkapazitäten zu investieren.

    Bleibt noch das generelle Transportproblem. Das ist weit weniger schlimm als angenommen, weil es die falsche Strategie ist, Strom aus der Nordsee nach Bayern transportieren zu wollen.

  32. Die Investition in Überkapazitäten hat riesige Vorteile. Die Zeit arbeitet für einen:

    Durch die Mehrinvestition in die gleiche Technik
    steigt der Entwicklunsgrad der Technik an sich.

    Im Verlauf der Zeit steigt der Strombedarf insgesamt und es fällt der Bedarf an Überkapazitäten durch besseren Netzausbau, sodass die Anlagen wirksamer (efficacy) werden.

  33. @Anton Maier: EE + nationaler Alleingang

    Herr Meier,
    die von ihnen vorgeschlagenen Lösungen zum Problem der unregelmässigen Stromproduktion von Wind-und Sonnenkraftwerken wie (Zitat)

    Nach Marktgesetzen wird der Strom in SchleswigHolstein billiger werden ..

    .. Industrie gibt, die ihren Stromverbrauch flexibler gestalten kann, sodass sie zu Zeiten günstigen Stroms mehr verbrauchen und zu Zeiten teuren Stroms weniger.

    -> Ökostrom wird im Preis dramatisch fallen oder traditionelle Energien werden dramatisch steigen. Da kann man sich Überkapazitäten leisten

    sind insgesamt unrealistisch. Hier die Gründe:
    – Bayern wird sich nicht damit zufriedengeben, dass der Strom im Windland SchleswigHolstein billiger wird. Sie werden sich nur mit bundesweiten EE-Projekten zufriedengeben, die auch Bayern nützen
    – Energieintensive Industrien, die nur produzieren, wenn gerade der Wind bläst, kann man sich vorstellen. Was aber sagen die Gewerkschaften zu den windabhängigen Arbeitszeiten (allenfalls auch in der Nacht)
    – Überkapazitäten bei der Windstromproduktion gibt es schon heute. Sie lösen aber das Hauptproblem der unregelmässigen Stromproduktion durch EE kaum, denn sie schliessen das völlige und langanhaltende Fehlen von Wind (eine schlimme Flaute halt) nicht aus und können nichts dagegen tun.

    Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich zum heutigen Zeitpunkt mit heutiger Technologie Alleingänge im EE-Bereich für eine Nation nicht lohnen sondern im Gegenteil zu Problemen und negativen Erfahrungen führen, die die ganze Technologie diskreditieren.

  34. @Martin Holzherr

    Ich muss ihnen Recht geben, allerdings ist die Strategie aus der Präsentation Angebot und Nachfrage auszubalanzieren falsch. Sie wäre richtig für bisherige Kostenstrukturen, sie ist aber falsch für die erneuerbaren Energien.
    Erneuerbare Energien lassen sich sehr gut regeln, anders als Kohle und Atomkraft.
    Überkapazitäten werden finanzierbar wenn man die Leistung pro Anlage stark erhöht und das ist ausdrücklich möglich.
    Mit der Zeit wird die benötigte Überkapazität schrumpfen und das geht einher mit erhöhtem Strombedarf, sodass die Überkapazitäten in die Mindestkapazität fließt.
    aber ich wiederhole mich nur

  35. Stromgestehungskosten

    Zitat Thomas Grüter:
    “Danach sinkt die Vergütung auf 3,5ct/KWh, wenn das Gesetz in den nächsten 10-15 Jahren nicht wieder geändert wird.”

    Das Absinken der Vergütung auf 3,5 ct/kWh lässt erahnen, dass der Schätzwert von 3 ct/kWh ganz gut ist. Dass zunächst mal kräftig subventioniert wird ist klar. Wenn ich diesen (längerfristig zutreffenden) Wert von 3 ct/kWh mit 3 multipliziere (wegen Methanisierung und Rückgewinnung) ergibt sich dann nicht immer noch ein konkurrenzfähiger kWh-Preis?

    Die Stromgestehungskosten konventioneller Kraftwerke lt. Wikipedia:

    Kernenergie: 10,7 – 12,4 ct/kWh
    Braunkohle: 8,8 – 9,7 ct/kWh
    Steinkohle: 10,4 – 10,7 ct/kWh
    Erdgas GuD: 10,6 – 11,8 ct/kWh
    Wasserkraft: 3,47 – 12,67 ct/kWh

  36. Warum Strom speichern – und nicht Wärme?

    Anstelle über technisch schwierige Stromspeicher zu lamentieren könnte man auch einfach die durch Strom erzeugten Dienstleistungen “speichern” – insbesondere Wärme und Kälte lassen sich hervorragend speichern. Wärmepumpen und Klimaanlagen könnten daher immer wenn zuviel Strom im Netz ist anspringen, während die Kühlung/Heizung bei Flaute / Schatten aus dem Wärme/Kälte Speicher kommt.

  37. Wie groß ist das Speicherproblem?

    Wenn man die Daten der letzten 12 Monate (Sep. 2010 – August 2011) bezgl. der tatsächlichen Windproduktion in Deutschland auswertet (http://www.transparency.eex.com/de/daten_uebertragungsnetzbetreiber/stromerzeugung/tatsaechliche-produktion-wind) und berücksichtigt, dass aufgrund einer durchschnittlichen Auslastung von ca. 15% ohnehin die 7-fache Überkapazität an Nennleistung installiert werden muss, dann kann man schließen, dass ein Siebtel der Nennleistung zu 70% durch direkte Nutzung des Windstromes gedeckt werden konnte. Die restlichen 30% müssen dann von den anderen Quellen Sonne, Biomasse, Geothermie, Wasserkraft … und aus einem noch zu definierenden Speicher kommen.

    Dieser Speicher muss also schätzungsweise 15 – 20% der deutschen Energieversorgung decken können. Ich sehe weniger ein Problem darin, diesen Speicher bis 2050 aufzutreiben (Ziel bis dahin sind ohnehin nur 80% Versorgung mit EE), die Herausforderung verschiebt sich eher dahin, einen schnell regelbaren Kraftwerkspark zu bauen, der im Falle geringer Wind- und Sonnenaktivität einen Großteil der Vollversorgung übernehmen kann. Ob diese restlichen 15 – 20% dann letztendlich aus einem Speicher (z.B. im Erdgasnetz gespeichertem erneuerbaren Methan) kommen oder noch mit fossilen Rohstoffen (z.B. Erdgas) erzeugt werden ist dabei unerheblich.

    Bei entsprechendem Ausbau der Offshore-Kapazitäten dürfte sich die mittlere Auslastung Richtung 25% verschieben. Damit wäre dann nur noch 4-fache Überkapazität erforderlich.

  38. Speicherbedarf

    Hallo

    Deshalb bin ich der Meinung,daß E-Autos
    mit Rückspeisung ins Netz der ideale
    Puffer für unsere Netze ist.
    Wenn viel Strom produziert wird, können
    Millionen von Autos diese Energie Speichern ( Die meisten Autos Parken eh )
    und sobald das Netz stäker belastet wird
    eine Netz-stünzende Wirkung erziehlen und somit das Netz sehr Stabil halten.
    Ich habe z.B. soetwas im Keller; 2400 Ah
    Batterien die mir den aus der PV Anlage bzw. BHKW (Dachs 5,5KW)
    gespeicherten Strom Nachts in mein Hausnetz zurückspeist. bzw mein Elektroauto läd.
    Also in diesem Sinne Autos ans Netz.

    Gruß
    Christof

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