Es ist unzweifelhaft, daß eine richtig durchgeführte Energiewende riesige Chancen bietet. Damit ist nicht nur die ‚Bekämpfung‘ des Klimawandels gemeint. Vielmehr bietet eine erfolgreiche und entschlossene Energiewende große wirtschaftliche Chancen.
Umso unverständlicher ist es, daß das Projekt ‚Energiewende‘ in den letzten 20 Jahren nicht nur dilettantisch angegangen wurde, sondern auch unerfüllbare Erwartungen geweckt hat. Letztlich ist festzustellen, daß in den letzten 20 Jahren in Deutschland ein heilloses Durcheinander geschaffen wurde und daß die Energieversorgung Deutschlands nicht nur von unzuverlässigen ‚Partnern‘ abhängt, sondern durch unbedachte Entscheidungen auch massiv gefährdet ist. Die von Trittin zum Preis einer ‚Kugel Eis‘ versprochene Energiewende ist krachend gescheitert.
Dabei sind es vor allem 2 Herausforderungen, die gemeistert werden müssen:
1) Ausgleich von Schwankungen und zwar kurzfristig im Stundenbereich als auch langfristig im Bereich von Tagen oder Wochen.
2) Erhalten der Netzstabilität, d.h. sicherstellen, daß die Netzfrequenz von 50Hz und die Netzspannung stabil bleiben.
Auf beides werde ich im Folgenden eingehen.
3) Weg vom Fokus auf Strom! Der macht nämlich nur 20% des deutschen Energieverbrauchs aus. Wenn schon, dann bitte auch an die über 2000 TWh pro Jahr denken, die eben nicht ‚Strom‘ sind und die sich auch nicht einfach durch Strom ersetzen lassen.
Es ist richtig, daß nach einem PV Boom auch ein Windkraft Boom dazu geführt hat, daß rein rechnerisch fast 40% des benötigten Stromes erzeugt werden können.
Es ist aber auch richtig, daß eine Anpassung und ein Ausbau der dazu erforderlichen Infrastruktur eben so gut wie überhaupt nicht stattgefunden hat.
Es ist eine Sache, wenn ein privater Haushalt oder ein Supermarkt durch eine PV Anlage auf dem Dach übers Jahr gesehen ca. 66% Autarkie erreichen kann. Eine andere Sache ist es, den Energiebedarf kritischer Prozesse in der Industrie mit einer 100% verfügbaren Energieversorgung abzusichern.
Hauptproblem sind die Schwankungen der mit PV oder mit Windkraft erzeugten Energiemengen.
Bild 1
Allen privaten Betreibern wird das obige Bild bestens vertraut sein. Mit etwas Glück und bei richtig dimensionierter Anlage wird in der Tat – je nach Jahresverlauf für ca. 7 Monate Stromautarkie erreicht, sogar mit einem kleinen Überschuss, der zu einem lachhaften Preis ‚verkauft‘ werden kann. Dieser Überschuß würde auch in der Tat über den Winter reichen.
Hier offenbart sich eine der Schwachstellen der PV Versorgung: Im obigen Beispiel liegt der Ertrag der Sommermonate tatsächlich in der Größenordnung des Jahresverbrauchs (4300 KWh), ein Großteil wurde auch direkt verbraucht und rechnerisch war der Betreiber im Sommer auch autark. Tatsächlich wurden 780 KWh nahezu umsonst ins Netz eingespeist – das könnte über Winter reichen. Ein Ausbau der Speicherkapazität wäre trotzdem wirtschaftlicher Unsinn – schon der eingesetzte Akku von 10,5 KWh kostet stattliche € 6000,-. Die – theoretisch benötigte 156fache Speicherkapazität ist tonnenschwer und unbezahlbar.
Soweit also zum Märchen von den ‚vorhandenen‘ Speichermöglichkeiten.
Dasselbe Problem besteht bei WKA.
Hier rächt es sich, daß die Ideologen der Energiewende das Thema ‚Speichern‘ bzw. ‚überbrücken‘ einfach vollständig ignoriert haben. Und es lässt sich eben auch nicht dadurch lösen, daß viel mehr PV Anlagen und WKA gebaut werden. Wenn überhaupt wird dadurch die Speicherproblematik nur noch verschärft.
Selbst wenn es gelingt, in kurzer Zeit so viele PV und WKA zu bauen, daß rechnerisch mehr als tatsächlich benötigte Strommenge erzeugt wird, ist das zu kurz gesprungen. Die Aussage ‚irgendwo wird immer die Sonne scheinen oder der Wind wehen‘ ignoriert die Herausforderung einer kontinuierlichen und grundlastfesten Stromversorgung. Da ist zum einen die Aufgabe, die Netzfrequenz konstant zu halten – dies geschieht (noch) durch große Kraftwerke, auf die alle anderen Erzeuger synchronisiert werden. Alle derzeitigen WKA oder PV benötigen eine solche Netzführung.
Und zum Anderen bleibt die Aufgabe, wie sicher gestellt werden soll, daß zu jedem Zeitpunkt exakt soviel Strom zur Verfügung steht, wie grade benötigt wird. Herkömmliche Kraftwerke – egal ob Fossil oder AKW lassen sich innerhalb einer Bandbreite in ihrer Ausbeute vom Betreiber regeln. Diese Möglichkeit besteht bei EE bestenfalls darin, diese bei Überproduktion vom Netz zu nehmen. Bei erhöhtem Bedarf, nutzt kein gutes Zureden, damit mehr Sonne scheint oder mehr Wind weht.
Womit wir nicht nur bei ‚Speichern‘ , sondern auch bei einem massiven Ausbau der Stromnetze angelangt wären.
Immer wieder wird dabei auf lokale Akkus statt zentraler Kraftwerke als Speichermöglichkeit hingewiesen. Das funktioniert auch ganz prima, wenn es um die Versorgung eines Ein- oder auch 3-Familienhauses geht. Bereits für die sichere Versorgung eines mittelständischen Betriebes versagt dieses Konzept.
Als ‚Ersatz‘ für klassische Kraftwerke taugt das nicht. Bereits für die sichere Versorgung eines Betriebes sind tonnenschwere Akkus erforderlich. Dazu kommt, daß diese Akkus eben NICHT wie eine Wassertonnen funktionieren. Sie haben Ladeverluste und sie degenerieren, d.h. sie verlieren mit der Zeit Kapazität. Auf die Wassertonne übertragen heisst das: um 100l Wasser zu speichern, muss ich 120l einfüllen, und mit der Zeit verringert sich die speicherbare Menge von 100l langsam, so daß die Tonnen eben keine 100l, sondern nur 50l speichern kann.
Blöderweise ist das bei allen Akkus mehr oder minder ausgeprägt und leider auch prinzipbedingt – d.h. es kann keine Akkus ohne Ladeverluste und ohne langfristigen Kapazitätsverlust geben.
Ist ja im Prinzip auch nicht sooo schlimm – aber warum wird uns immer wieder die Lüge aufgetischt, das sei alles ganz einfach? Man müsse es nur wollen.
Das scheint vor allem mal ein Zeichen von ‚es wird schon irgendwie gehen‘ – und damit kein seriöses Konzept.
Keiner steigt in ein Flugzeug, wenn lediglich die Hoffnung besteht, daß das Ding auch zuverlässig fliegen wird.
Es bleibt also festzuhalten, daß bei einer vollständigen Umstellung der Stromversorgung dringend erhebliche Überbrückungskapazitäten nötig sind, um wenigstens den Verbrauch eines Tages (ca. 1,4 TWh) speichern und wieder ins Netz einspeisen zu können erforderlich sein werden. Dabei ist es völlig egal, ob die EE aus PV oder aus WKA kommen – beides ist eben keine konstante Energiequelle und in hohem Maße volatil.
Das stellt bei einem vollständigen Umstieg auf EE genau diese Herausforderung dar:
Unser Stromnetz läuft mit konstanter Spannung und konstanter Frequenz von 50Hz. Alle Einspeiser müssen ihren Strom mit genau dieser Frequenz und in der richtigen Phasenlage einspeisen – andernfalls fließen erhebliche Ausgleichströme, die zu einem völligen Zusammenbruch des Stromnetzes in großen Gebieten oder auch Netz weit führen können.
Alle PV und WKA Anlagen verfügen über Umrichter, die sich auf die Frequenz und Phasenlage ‚des Netzes‘ synchronisieren. Geht aus irgendeinem Grund diese Synchronisation verloren, muss die betroffene Anlage vom Netz getrennt und abgeschaltet werden, bevor sie neu gestartet werden kann.
Das heisst, alle Umrichter in WKA und PV sind netzgeführt.
Als ‚Ankerpunkte‘ dienen (noch) die im Netz vorhandenen Großkraftwerke, auf die sich alle PV und WKA synchronisieren. fallen diese weg, ist unklar, wie das Netz synchronisert werden soll – auf die PV Anlage bei ALDI in Wanne Eickel?, auf die WKA auf der Doggerbank?, auf die PV Anlage des ‚Solarbauern‘ in Brandenburg? – suchen Sie sichs aus.
Bisher haben die Ideologen der Energiewende noch keinen Plan vorgelegt, wie ein Netz mit abertausenden unabhängigen Energieerzeugern stabil gehalten werden soll.
Das alles läuft nach dem Motta: ‚Wird schon irgendwie gehen. Erst mal EE ausbauen und dann wird man sehen.‘
Umgekehrt wird ein realistisches Projekt daraus: Eine sauber geplante Netzinfrastruktur, in die dann die volatilen EE Erzeuger ‚eingeklinkt‘ werden.
Nichts davon ist auch nur im Ansatz zu erkennen.
Als Alternative zu Akkus wird auch immer wieder die Erzeugung von ‚grünem‘ Wasserstoff angeführt, der dann entweder in Brennstoffzellen oder konventionellen Kraftwerken ‚verstromt‘ wird und dann bedarfsgerecht ins Netz eingespeist wird.
Hört sich erst mal gut an, ist jedoch noch nicht einmal als fertiger Plan verfügbar – wieder das immerwährende ‚So könnte‘ es funktionieren.
Dazu habe ich bereits alles im ersten Teil dargelegt.
Eine gelungene Energiewende erfordert also eine Lösung für die folgenden Punkte:
1) ausreichend verlässliche Erzeugerkapazität
2) ein physisches Netz, das mit einer stark verteilten und schwankenden Erzeugung von Strom ‚zurecht‘ kommt.
3) Überbrückung von ‚Stromlücken‘, die jederzeit und überall in unbekannter Höhe vorkommen können
4) Sicherstellen der Netzstabilität durch Synchronisierung aller Erzeuger auf die Netznorm von 50Hz.
Keiner dieser Punkte ist bisher auch nur ansatzweise gelöst – aber es werden ja sukzessive die vorhandenen Großkraftwerke (AKW, Kohle) abgeschaltet, bevor die sich daraus ergebenden Herausforderungen gelöst sind.
Stattdessen wurde auf die teuerste Art der Stromerzeugung durch Gaskraftwerke gesetzt und eine fatale Abhängigkeit von Russland sehenden Auges erzeugt.
Und schlimmer noch – aus ideologischen Gründen wird – auch in der derzeitigen Energiekrise – an dieser teuren Art der Überbrückung festgehalten, obwohl es sinnvolle Alternativen gibt.
Es gilt der Schlachtruf ‚Avanti Dilettanti!‘
So könnte es trotzdem funktionieren!