von Rüdiger Stobbe
Die 26. Woche zeichnet sich durch ein gleichmäßiges Stromerzeugungsbild aus. Über Tag – die Sonnenstromerzeugung ist insgesamt gut – kommt es regelmäßig zu einem Stromüberschuss. In der übrigen Zeit importiert Deutschland den fehlenden Strom. Frühmorgens zu niedrigen Importpreisen. Vormittags und abends zu relativ hohen Preisen. Angesichts der doch im Verhältnis recht starken konventionellen Stromerzeugung, die unter dem Strich dennoch nicht ausreicht, um den Strombedarf Deutschlands zu decken, kann einem angesichts des 3. Juli 2020 richtig mulmig werden. Da nämlich beschloss der Bundestag den Kohleausstieg.
Die 26. Woche
Die Abbildung belegt, dass die Konsequenzen aus dem Atomausstieg bis Ende 2022 und der Kohleausstieg bis Ende 2038 Lücken in der Stromversorgung aufreißen, die sogar bei einer angenommenen Verdoppelung des Stroms aus erneuerbaren Energieträgern nicht geschlossen werden können. Windstromerzeugung ist unstet. Sowohl an Land als auch auf See (Abbildung 2). Nur mit einem riesigen Backup-Park, bestehend aus Gaskraftwerken, die zur und in der Not annähernd die gesamte Stromversorgung in Zeiten von Dunkelflauten übernehmen, und die zum großen Teil noch gebaut werden müssen, ist eine sichere Stromversorgung für Deutschland möglich.
Das kostet und kostet und bringt eingedenk der Mini-Rolle die Deutschlands CO2-Ausstoß in globalem Maßstab spielt, praktisch nichts für das Weltklima. Wenn denn von Menschen produziertes CO2 überhaupt die überragende Rolle in Sachen Klimawandel spielt.
Die Tabelle mit den Werten der Energy-Charts und der daraus generierte Chart belegen, wie schwach die Windstromerzeugung der 26. Woche in Relation zum Bedarf ist. Wären da nicht vor allem die kontinuierlich arbeitenden Stromlieferanten Wasserkraft und Biomasse, sähe es zumindest in der Zeit, in der Sonnenkraft keinen Strom erzeugt, richtig schlecht aus mit dem Strom, erzeugt mittels erneuerbarer Energieträger. Vor allem aber Windkraftanlagen sollen die Energiewende „wuppen“. Denn Wind weht, wenn er denn weht, ganztägig. Windstromerzeugung ist zumindest theoretisch beliebig erweiterbar. Eingedenk der Tatsache, dass es mindestens 3.000 Windkraftanlagen á drei MW braucht, um zumindest rechnerisch eine Gigawattstunde Strom aus Wasserstoff mittels Elektrolyse und Brennstoffzelle zu erzeugen, bekommt man eine Vorstellung davon, was da noch zu tun wäre, um bis 2030 eine Gesamtleistung von fünf GW zu erreichen (Abbildung 3).
Obwohl Deutschland auch in der 26. Woche viel Strom aus dem benachbarten Ausland importieren und über Tag exportieren musste, blieben die Strompreise im positiven Bereich. Den bisherigen Im- und Exportwert des Jahres 2020 sehen Sie hier.
Die Tagesanalysen
Sonntag, 21.6.2020: Anteil erneuerbare Energieträger an der Gesamtstromerzeugung 58,51 Prozent, davon Windstrom 12,77 Prozent, Sonnenstrom 26,60 Prozent, Strom Biomasse/Wasserkraft 19,15 Prozent. Die Agora-Chartmatrix: Hier klicken.
Wenig Windstrom- , doch recht gute Sonnenstromerzeugung kombiniert mit wenig Sonntagsbedarf führen zu einem nur geringen Stromüberschuss über Tag, so dass der Tiefpreis bei 8,26 €/MWh um 14:00 Uhr liegt.
Montag, 22.6.2020: Anteil erneuerbare Energieträger an der Gesamtstromerzeugung 46,36 Prozent, davon Windstrom 12,3 Prozent, Sonnenstrom 20,49 Prozent, Strom Biomasse/Wasserkraft 15,57 Prozent. Die Agora-Chartmatrix: Hier klicken.
Montag, Werktag, mehr Bedarf! Etwas mehr Windstromerzeugung, weiter recht ordentliche Sonnenstromerzeugung führen zur dieser (Strom-)Preislage. Vormittags und zum Abend gibt es Preisspitzen. Da importiert Deutschland. Eine Preissenke ergibt sich über Tag. Da exportiert Deutschland.
Dienstag, 23.6.2020: Anteil erneuerbare Energieträger an der Gesamtstromerzeugung 45,38 Prozent, davon Windstrom 6,93 Prozent, Sonnenstrom 23,85 Prozent, Strom Biomasse/Wasserkraft 14,62 Prozent. Die Agora-Chartmatrix: Hier klicken.
Die Windstromerzeugung sinkt gegen null. Sonnenstrom kommt reichlich, so dass über Tag wieder Strom exportiert werden muss. Ob die Preise auskömmlich sind, weiß ich nicht. Sicher aber ist, dass sie geringer sind als die Importpreise. Da liegt die Spitze um 20:00 Uhr bei 48,65 €/MWh.
Mittwoch, 24.6.2020: Anteil erneuerbare Energieträger an der Gesamtstromerzeugung 46,27 Prozent, davon Windstrom 10,45 Prozent, Sonnenstrom 22,39 Prozent, Strom Biomasse/Wasserkraft 13,43 Prozent. Die Agora-Chartmatrix: Hier klicken.
Gegen Abend zieht die Windstromerzeugung an. Auch heute wieder eine Preisdifferenz zwischen Im- und Exportstrom zu ungunsten Deutschlands. Ausnahme: Wie fast immer der frühe Morgen. Da drückt die insgesamt geringe Nachfrage bei relativ hohem Angebot den Preis.
Donnerstag, 25.6.2020: Anteil erneuerbare Energieträger an der Gesamtstromerzeugung 48,94 Prozent, davon Windstrom 17,73 Prozent, Sonnenstrom 18,44 Prozent, Strom Biomasse/Wasserkraft 12,77 Prozent. Die Agora-Chartmatrix: Hier klicken.
Heute etwas mehr Windstrom. Die Versorgungslücken schließen sich fast. Die höchsten Preise werden dort aufgerufen. Vor allem Frankreich, die Schweiz und Österreich nutzen die Gelegenheit für Preisdifferenzgeschäfte.
Freitag, den 26.6.2020: Anteil erneuerbare Energieträger an der Gesamtstromerzeugung 48,15 Prozent, davon Windstrom 14,07 Prozent, Sonnenstrom 20,74 Prozent, Strom Biomasse/Wasserkraft 13,33 Prozent. Die Agora-Chartmatrix: Hier klicken.
Ein ähnliches Bild wie gestern. Nur die Versorgungslücken sind etwas größer. Wieder ergeben sich dort die höchsten Preise. Wieder fahren unsere Nachbarn schöne Gewinne ein.
Samstag, 27.6.2020: Anteil Erneuerbare an der Gesamtstromerzeugung 54,05 Prozent, davon Windstrom 15,32 Prozent, Sonnenstrom 22,52 Prozent, Strom Biomasse/Wasserkraft 16,22 Prozent. Die Agora-Chartmatrix: Hier klicken.
Einstieg in das Wochenende. Auch heute wieder erhebliche Preisdifferenzen zwischen Im- und Export, den sich unsere Nachbarn zunutze machen. Vor allem Tschechien nutzt heute die Gelegenheit, Geld mitzunehmen.
Der Anteil erneuerbarer Energieträger an der Stromerzeugung der 26. Woche betrug knapp 50 Prozent Sonnenkraft, Biomasse und Wasserkraft sei Dank. Windkraft spielte eine untergeordnete Rolle. Wenn die Sonne nicht auf die Solarmodule schien, musste Strom regelmäßig und verhältnismäßig hochpreisig importiert werden. Zusätzlich zu 50 Prozent konventionellem Strom aus Deutschland.
Ordnen Sie Deutschlands CO2-Ausstoß in den Weltmaßstab ein. Zum interaktiven CO2-Rechner: Hier klicken. Noch Fragen?
Ergänzungen? Fehler entdeckt? Bitte Leserpost schreiben! Oder direkt an mich persönlich: stromwoher@mediagnose.de. Alle Berechnungen und Schätzungen durch Rüdiger Stobbe nach bestem Wissen und Gewissen, aber ohne Gewähr.
Die bisherigen Artikel der Kolumne Woher kommt der Strom? mit jeweils einer kurzen Inhaltserläuterung finden Sie hier.
Rüdiger Stobbe betreibt seit 4 Jahren den Politikblog www.mediagnose.de.
Zuerst erschienen bei der Achse des Guten; mit freundlicher Genehmigung.
„Eigentlich ein alter Hut, der alle paar Jahre wieder hervorgekramt wird und im Zeitalter der EE als Lösung präsentiert wird.“
So ist es! Rechenzentren der 70- 80 er Jahre wurden z. B. oft mit Motor- Generatorsätzen mit großer Schwungmasse stromversorgt (Motor am Netz, Rechenzentrum am Generator).
Ich werde mich dort melden und fragen: Wie wird die hohe, dem System innewohnende Energie abgebremst oder vernichtet, wenn eines der beiden Kugellager bei Volldrehzahl versagt? die Antwort wird schwammig ausfallen, weil (zumindest) in dem Modell keine Bremse enthalten ist (es muß ja die rotierende Masse selbst gebremst werden, außerhalb der beiden Kugellager nützt ein Bremsen nichts). Dazu passt ein Beispiel: Es gab ein Schwungrad mit 3 Meter Durchmesser und 3000 U/min von der MPA Stuttgart, welches als großes Hochgeschwindigkeits- Zug-Schlagwerk ausgelegt wurde. Nach der erfolgreichen Erprobung wurde es nicht Betrieb genommen, weil es für den eventuellen Fall eines Lagerschadens bei Volldrehzahl soviel Energie gespeichert hätte, daß es von Vaihingen 6 km bis ins Tal/Stuttgart Zentrum hätte laufen können, egal was im Weg gestanden wäre. Das Risiko war dem Institutsdirektor zu hoch, deshalb wurde nach der Erprobung der weitere Betrieb eingestellt. Aber auch ohne zusätzliche äußere Belastungen ist ein Lagerversagen niemals zu 100% auszuschließen, deshalb ist ein Betrieb nur in einem sehr dicken Bunker denkbar.
Dr. Lothar W. Meyer
Danke, insbesondere für die Stichworte; sie zeigen wo kurzpulsiger Energiehunger die Grenzen setzt (Bautechnisch, Sicherheitstechnisch) bei Fusionsexperimenten, Maglev, etc, und sauteuer ist+bleibt (ICE/DB anfahren mit Stoßpuls aus nicht-Zappelstrom).
Man kann die Auslegungsbedingungen eines Lagers (von Lagersätzen) gut berechnen, allerdings weiß der Fachmann, dass diese Berechnungen auf Statistik beruhen, also ein gewisser Prozentsatz der eingesetzten Lager trotz regelkonformer Auslegung die berechnete Lebensdauer nicht erreichen wird (andere werden sie übertreffen).
Nun, dann muss man bei kritischen Anlagen die Auslegungsparameter nicht nach ökonomischsten Bedingungen, sondern nach zusätzlichen Sicherheitskriterienen wählen.
Ausserdem: Eine Lagerblockade kommt nicht aus dem Nichts. Lagerausfälle kündigen sich immer(!) an. Heute stellt man bei Großturbinen keine Münze mehr hochkant auf den Lagerblock (die, wenn sie wegen Vibrationen umfällt, einen Lagerschaden ankündigt), sondern überwacht mittels Sensoren Vibrationen und Lagergeräusche. Fachleute hören bereits beim Betreten einer Turbinenhalle, wie der Wartungszustand der Maschinen ist. (Manche sollen sich bereits geweigert haben, weiterzugehen…).
Selbst ein Stethoskop ist da bei manchen Maschinenbauern im Einsatz…..
Ein ehemaliger Arbeitskollege von mir kam aus Russland.
Dort stell(t)en sie ein Glas Wodka auf den Lagerbock; wenn der Wodka sich leicht kräuselt, wird es gefährlich.
Herr Dr.Meyer,
m.W. werden diese rotierenden Speicher mit vertikal montierter Achse.
Im Falle eines sich ankündigenden Lagerschadens würde der Speicher dann zu taumeln anfangen aber nicht auf Wanderschaft gehen. Der Schaden bliebe lokal begrenzt.
Bei Turbinen, Generatoren und solch schwerem Geschütz werden Gleitlager verwendet. Ein Kugellager könnte das nie aushalten. Gleitlager werden zum anfahren von unten mir Schmieröl unter Hochdruck angehoben und wenn mal Geschwindigkeit vorhanden ist von oben in eine Keilförmige Schmierölkammer eingebracht. Das Schmierölsystem ist redundant aufgebaut und via Akkumulatoren betrieben welche bei Stromausfall die Rotation ausrollen lässt.
„Bei Turbinen, Generatoren und solch schwerem Geschütz werden Gleitlager verwendet. Gleitlager werden zum anfahren von unten mit Schmieröl unter Hochdruck …“
Sie deuten hiermit schon an, dass das Anfahren von gleitgelagerten Wellen kritisch ist, bzw. erhöhten Verschleiß verursacht. Was ich nicht wusste, aber im unten gelieferten Link sichtbar ist, dass auch *Schwachlastfahrten* einen solchen erhöhten Verschleiß verursachen können.
Das ist insofern in dieser Diskussion wichtig, als das durch die immer mehr werdenden Leistungsanpassungen der Kraftwerke diese ungünstigen Betriebszustände sich weiter häufen werden.
Eine ziemlich gute Übersicht über moderne Methoden der Überwachung und Diagnose von Lagerschäden gibt es hier:
http://www.studis.eu/joomla/images/technical_articles/VDI_Schden_und_berwachung_an_Gleitlagern_Turbine.pdf
Könnte ein Fachmann mal einen Blick auf den neuen Blackout-Verhinderer werfen, Danke. IMHO braucht das ja nur noch Wind.
Giant Flywheel Project In Scotland Could Prevent UK Blackouts
Herr Bruno,
Zitat:
„will be able to mimic the spinning turbines of a traditional power station, which have helped to balance the grid’s frequency at about 50 hertz for decades.“
Das bedeutet, dass dieser Speicher nur dafür ausgelegt ist, um KURZZEITIGE Frequenzänderungen auszugleichen, ähnlich der rotierenden Masse konventioneller KW.
Damit können auch Spannungseinbrüche und -anstiege (voltage dips) gepuffert werden, z.B. bei Kurzschlüssen im Netz. Mit „kurzzeitig“ meine Ich Vorgänge im Bereich einiger Netzperioden also Zehntelsekunden bis Sekunden je nach Auslegung. Der Verbraucher „sieht“ dann eine ruhigere Netzspannung und Frequenz.
Eigentlich ein alter Hut, der alle paar Jahre wieder hervorgekramt wird und im Zeitalter der EE als Lösung präsentiert wird.
Die bekannten Unzulänglichkeiten der EE-Versorgung kann sowas nicht ausgleichen.