Die Energiewende kann ohne Stromspeicher nicht funktionieren.
Nun scheitert mit der ausgerufenen H2-Technologie auch die letzte Hoffnung auf eine Lösung der Stromspeicherproblematik.
Das bedeutet nicht nur das Ende der Energiewende, es steht für die E-Mobilität auch kein CO2-freier Strom zur Verfügung, von der Rohstoffversorgung (Lithium, Cobalt) und dem Recycling abgesehen.
Aber auch die Umstellung der Verbrenner auf H2-Technologie führt zu einem unerträglichen Energieverbrauch.
Dennoch werden die Ökoideologen gegen alle Realitäten ihre seit Jahrzehnten propagierten Weltuntergangsszenarien weiter predigen, obwohl der Einfluss von CO2 auf das Klima marginal ist (die 2% Deutschlands am weltweiten CO2-Ausstoss ohnehin).
Ein Umlenken wird es erst nach den ohne Stromspeicher zwangsläufig auftretenden Stromstillständen mit Toten geben (siehe Australien).

Fazit

a)Leistungsaufwand Strom zur Lösung des Stromspeicherproblems über Wasserstoff

Um die Stromspeicherproblematik bei der Stromerzeugung mit Wasserstoff zu lösen, muss in 4 Stufen (Stromerzeugung über Wind+Sonne (Überschussstrom) – H2O-Elektrolyse – H2-Speicherung – H2-Verbrennung mit Rückverstromung) mit einem Gesamtwirkungsgrad von 40% (bewusst optimistisch angesetzt) spätestens in 2038 neben der normalen Stromleistung von etwa 69 Gigawatt (GW) die Leistung um 59 GW auf 128 GW angehoben werden mit einer erforderlichen täglichen Stromerzeugung von im Mittel 1660+1416 = 3078 GWh/Tag,  in 2050 auf insgesamt 69+75 = 144 GW bei einer Stromerzeugung von insgesamt 3460 GWh/Tag.

b) Leistungsaufwand Strom für die Umstellung der Verbrennungsmotoren auf Wasserstoff einschließlich des dabei anfallenden Stromspeicherproblems

Für die Umstellung der Verbrennungsmotoren auf H2-Technologie in 2050 – wenn man sich nach a) dieser Mühe noch unterzieht – muss im ersten Schritt Wasserstoff in 3 Stufen (Stromherstellung aus Wind+Sonne – H2O-Elektrolyse – H2-Speicherung) mit einem Gesamtwirkungsgrad von 63% hergestellt werden.
Ausgehend von einer täglichen Leistung von 38 GW und einer äquivalenten Stromerzeugung von 913 GWh/Tag für das Betreiben der Verbrennungsmotoren in Deutschland errechnet sich dann unter Berücksichtigung des genannten Wirkungsgrades eine erforderliche Stromleistung von 60 GW bei einer Stromerzeugung von 1440 GWh/Tag.
Aber bei der Stromerzeugung über Wind+Sonne ist auch hier durch ihre Fluktuation eine Stromspeicherung erforderlich, d.h. es muss abermals das bereits zitierte 4-Stufen-Verfahren bis zur H2-Verbrennung mit Rückverstromung mit einem Wirkungsgrad von 40% angewandt werden.
Das erforderliche Speichervolumen errechnet sich zu 30 GW, multipliziert mit dem bekannten Wirkungsgrad von 40% ergibt eine Leistungsanforderung  von 75 GW mit einer Stromerzeugung in 2050 von 1800 GWh/Tag für die Lösung des Speicherproblems bei der Umstellung von Verbrennern auf H2-Technologie.
Alleine für die Umstellung von Verbrennungsmotoren auf H2-Technologie ist dann eine Stromleistung von insgesamt
60+75 = 135 GW bei einer Stromerzeugung von 1440+1800=3240 GWh/Tag erforderlich.

c)    Summe a)+b)

Insgesamt wäre dann für die Lösung der Speicherproblematik bei der Stromerzeugung sowie für die Umstellung der Verbrenner auf H2-Technologie in 2050
– eine Stromleistung von 144+135 = 279 GW sowie
– eine Stromerzeugung von 3460+ 3240 = 6700 GWh/Tag erforderlich

Fazit:  Ein Energie-Irrsinn ungeahnten Ausmaßes, obwohl die Wirkungsgrade optimistisch angesetzt wurden.
Wie schrieb das BMWi im Juni 2020: „Der Stoff hat das Zeug zu einem Hollywoodstreifen“.

1. Einleitung und Aufgabenstellung

„In der Klimadebatte haben wir den Wandel von prominenten Wissenschaftlern zu Hohepriestern erlebt“ (Thea Dorn (1)) mit dem Ergebnis einer nicht funktionierenden Energiewende in Deutschland, da Wind und Sonne nicht gewillt sind, den erforderlichen Strom zu liefern.
Diese nicht funktionierende Energiewende sollte zunächst für eine Kugel Eis zu haben sein (Trittin), am Ende wiesen die letzten Kostenbetrachtungen Beträge von bis 6-7 Billionen € für die Sektorkopplung aus. (2-5)
Nun soll eine Wasserstoffstrategie her, u.a. um das ungelöste Problem der Energiewende – die Stromspeicherproblematik – zu lösen.
Insgesamt fördert der Bund die Wasserstofftechnologie über das neue Konjunkturprogramm mit 9 Milliarden €.
Ziele der neuen Wasserstofftechnologie sind u.a.:
1. Das Problem der Stromspeicherung zu lösen
2. Als Ersatz für fossile Gase
3. Wasserstoff soll in der Industrie, im Verkehr, in Gebäuden und in der Stromerzeugung genutzt werden mit dem Ziel der Klimaneutralität in 2050
4. Anstreben der Weltmarktführerschaft in der H2-Technologie

Bis 2030 sollen 5 GW als „grüne“ Strommenge (durch H2O-Elektrolyse mit Hilfe von Wind und Sonne – Überschussstrom) erzeugt werden. Insgesamt erwartet die Regierung bis 2030 einen Wasserstoffbedarf von bis zu 110 TWh. Eine fehlende Differenz soll entweder importiert oder aus „nicht grünem“ Quellen gewonnen werden wie „blauem“ Wasserstoff aus Erdgas und „türkisem“ Wasserstoff aus Methan.
Nun wird auch die EU aktiv. Bis 2030 sollen in ganz Europa 13-15 Milliarden € in die Herstellung von H2 investiert werden, außerdem 50-100 Milliarden in die entsprechenden Wind- und Solarkapazitäten. Ziel ist der flächendeckende Einsatz von Wasserstoff mit der Klimaneutralität in 2050.

Viele Studien des BDI, der Deutschen Akademie der Technikwissenschaften (Acatech) oder der Deutschen Energieagentur (Dena) kommen zu dem Ergebnis, dass Klimaneutralität in 2050 nur mit Wasserstoff erreicht werden kann.

In einer früheren Arbeit war herausgestellt worden, dass bis zum Kohleausstieg in 2038 bzw. der Klimaneutralität in 2050 weder die erforderliche Stromspeicherkapazität beigestellt noch die hohen stündlichen Stromschwankungen über Gaskraftwerke ausgeglichen werden können. (6)

Im Folgenden sollen daher quantitative Energiebetrachtungen durchgeführt werden
a) für die Lösung der Stromspeicherproblematik durch den Einsatz von Wasserstoff bis zur ausschließlichen Stromerzeugung über die alternativen Energien in 2050
b) für die Umstellung aller Verbrennungsmotoren auf die Wasserstofftechnologie bis zur ausschließlichen Stromerzeugung über die alternativen Energien in 2050.

Sicherheitsfragen zur Handhabung des Wasserstoffes durch den hohen Zündbereich, die hohe Flammgeschwindigkeit und die hohe Detonationskraft werden nicht behandelt.
Neben dem CO2-Ausstoß über Industrie, Gebäude, etc. sind die hier behandelten Sektoren Energiewirtschaft (Stromerzeugung) und Verkehr mit über 50% die höchsten CO2-Emittenten (Bild 1). (6)

Bild 1: Entwicklung der CO2-Emissionen nach Kategorien

Das nationale Treibhausminderungsziel von mindestens 65% bis 2030 (Beschluss am 03.07.2020) und das Bekenntnis der Bundesregierung auf dem UN-Klimagipfel vom Herbst 2019, Treibhausneutralität bis 2050 zu verfolgen, ist Ziel der begonnenen H2-Technologie.

2. Berechnung des Energie- und Wasserstoffverbrauches für die Lösung des Stromspeicherproblems bis zur ausschließlichen Stromerzeugung über alternative Energien in 2050

Um den Wasserstoffverbrauch bis 2050 für die zwingend erforderliche Stromspeicherung berechnen zu können, wurde von den vorläufigen Verbrauchskennzahlen in 2019 nach AGEB ausgegangen und die mit fallender Stromerzeugung über Kohle und der erforderlichen zunehmenden Stromerzeugung über die alternativen Energien bis 2038 die Zunahme der notwendigen Stromspeicherkapazität errechnet – das gleiche gilt im zeitlichen Anschluss für die Herausnahme der fossilen Gase von 2038 bis 2050: Tafel 1; Bild 2. (vgl. auch (7))

Tafel 1

Dabei wird von einer gleichbleibenden Stromerzeugung von 606 TWh entsprechend 69,1 GW bis 2050 ausgegangen – einschließlich Exportüberschuss -, auch wenn weltweit bis 2040 von einer Steigerung des Energiebedarfes von 25% ausgegangen wird. Der Stromimportsaldo wurde nicht berücksichtigt.

Bild 2:  Stromerzeugungskapazitäten der verschiedenen Stromerzeuger 2019 bis 2050 (7)

In Bild 2 wird über den nicht fluktuierenden erneuerbaren Energien einschließlich der „Sonstigen“ zunächst die Stromerzeugungskapazität über Erdgas und Öl zuerst bis 2038 als konstant, um von 2038 bis 2050 im Sinne der ausgeglichenen CO2-Bilanz gegen Null angesetzt.

Darüber zeigt Bild 2 die Stromerzeugung über Kernkraft und Kohle, bis schließlich Wind und Sonne die in 2038 erforderliche Leistung (einschließlich der erforderlichen Stromspeicher) bis 69,1 GW abdecken, wobei gleichzeitig das Ausmaß der Fluktuation von Wind und Sonne sichtbar wird.
Für die Berechnung der zu installierenden Wind- und Solaranlagen wird von einem Nutzungsgrad von Wind+Sonne von 2019 ausgegangen: 17,6%.
Der Anteil der erneuerbaren Energien liegt in 2019 bei 38,8%.

Aus den Angaben zum Kohleausstieg ergibt sich ein Kapazitätsabbau der sicheren Stromerzeuger einschließlich der Herausnahme der Kernkraft  in 2022 wie folgt: KKW -8,1 GW, BKK -2,8 GW, SKK -1,3 GW (Linearität unterstellt), zusammen rd. 12 GW (Bild 2).
Für die Berechnung der Stromspeicherkapazität muss immer wieder herausgestellt werden, dass die mittlere Stromleistung von 69,1 GW nur aufrecht erhalten werden kann, wenn der oberhalb dieses Mittelwertes anfallende Strom aus Wind+Sonne gespeichert und bei Stromleistungen über Wind+Sonne unterhalb dieses Mittelwertes wieder eingespeist werden kann. (Bild 2)
So müssen z.B. in 2038 durch die fluktuierende Stromerzeugung über Wind+Sonne der zwischen 291 GW und 69,1 GW anfallende Strom in Stromspeichern gesammelt werden, um ihn bei nicht ausreichender Stromleistung zwischen 22 GW und 69,1 GW wieder einzuspeisen.
Die dann erforderliche Speicherleistung liegt dann nach Bild 2
– in 2038 bei    (69,1-22)/2 = 23,6 GW entsprechend 567 GWh/Tag bei einer täglichen Erzeugung von 1660 GWh
– in 2050 bei    (69.1-10)/2 =  30 GW entsprechend 720 GWh/Tag
– bei möglichen täglichen Spitzenleistungen von 80 GW sogar bei 35 GW (vgl. auch (7)).

Ein Ziel der H2-Technologie ist es, die ausgewiesene erforderliche Stromspeicherleistung über Wasserstoff dergestalt zu decken, dass der über der mittleren Stromleistung von 69,1 GW anfallende Strom aus Wind+Sonne (Überschussstrom) in Wasserstoff umgewandelt wird, um ihn dann wieder zur Deckung der noch ungelössten Speicherproblematik in Strom umzusetzen.

Nun sollen nach dem Konzept der „Nationalen Wasserstoffstrategie“ über die Herstellung von „grünem“ Strom aus Wind+Sonne die zitierten mittleren
–  23,6 GW  bzw. 567 GWh/Tag   in 2038  und
– 30 GW  bzw. 720 GWh/Tag    in 2050
über „grünen“ Wasserstoff nach der H2O-Elektrolyse abgedeckt werden.

Der Energieaufwand für die Wasserelektrolyse ist gewaltig.
Geht man von den thermodynamischen Daten der Wasserspaltung aus nach
H2O = H2+ 1/2 O2       -57810 kcal/kmol
errechnet sich für die Herstellung von einem Nm3 H2 ein Energieverbrauch von 3 KWh bzw. ein Energieverbrauch für
1 kg H2  von 33 KWh.
Da der energetische Wirkungsgrad der Wasserelektrolyse bei etwa 70% und niedriger liegt, kann bei positiver Betrachtung von einem Energieverbrauch für die Herstellung von
1 kg H2 von etwa 47 KWh
ausgegangen werden.

4-Stufen-Plan zur Erzeugung von H2 mit anschließender Verstromung für die Lösung des Speicherproblems

Der notwendige Verfahrensweg der Stromherstellung über Wind und Sonne (Überschussstrom) über die H2O-Elektrolyse, die H2-Speicherung  bis zur H2-Verbrennung mit Rückverstromung sieht wie folgt aus:

–  Stufe 1: Stromerzeugung über Wind und Sonne (aus Überschussstrom)
– Stufe 2: H2O-Elektrolyse mit Wirkungsgrad 70%
– Stufe 3: H2-Speicherung in einem Netz mit Verlusten von 10%. Im
Erdgasnetz sind nur etwa 10% H2 zulässig.
– Stufe 4: H2-Verbrennung mit Rückverstromung, Wirkungsgrad 60%

Damit sind die aus dem Schrifttum bekannten Wirkungsgrade bewusst günstig angesetzt.
Bei den angesetzten Wirkungsgraden ergeben sich folgende Verluste:

– Stufe 2:   33/0,7 = 47 KWh/kg H2
– Stufe 3:   1×0,9 = 0,9 kg H2. Bedeutung für Stufe 2: 47/0,9 = 52 KWh/kg H2
– Stufe 4:   52 KWh/kg H2/0,6 = 87 KWh/kg H2

Wirkungsgrad der Stufen 1-4 damit:   33/87 bzw. 40 %
Laut einer Studie der Ludwig- Bölkow-Systemtechnik liegt der Wirkungsgrad dieses Verfahrensweges  bei 30-40%.
Bei dieser Betrachtung wurde nicht berücksichtigt, dass bei den ständigen Schwankungen der Stromerzeugung über Wind+Sonne zwischen praktisch null GWh (nachts bei Windstille) und der Stromerzeugung nahe der installierten Leistung immer wieder Leistungen abgeregelt werden müssen.
Diese Aussage hat umso mehr Gewicht, weil bereits bei den Wind- und Solarerzeugungsverhältnissen in 2019 die stündlichen Stromschwankungen bereits Werte  bis +/- 8 GW annehmen, in 2038 sogar bis +/- 22 GW je Stunde, die zwangsläufig abgeregelt werden müssen. (vgl. (7))

Diese Verlustbetrachtungen für dieses 4-Stufen-Verfahren von 40% bedeuten für die Berechnung der Energieaufwendungen für die Lösung des Stromspeicherproblems (immer auf Mittelwerte bezogen):

• in 2038: Zunahme von 567 GWh/Tag bzw. 23,6 GW auf 1418 GWh/Tag mit 59 GW
• in 2050: Zunahme von 720 GWh/Tag bzw. 30 GW auf 1800 GWh/Tag mit 75 GW

Das bedeutet für die zu erbringende Leistung der Wind- und Solaranlagen (gleiches Verhältnis wie 2019 unterstellt):

– in 2038: Zunahme von 47,3 GW (Tafel 1) + 59 GW  = 109 GW
– in 2050: Zunahme von 58,3 GW (Tafel 1)  + 75 GW  = 133 GW       (Bild 3)

Damit steigt die zu erzeugende tägliche Strommenge in 2050 auf
1660 GWh/Tag  +  1800 GWh/ Tag   auf 3460 GWh/Tag  –
ein nicht zu überbietender Wasserstoff-Albtraum, ohne auf all die damit verknüpften Probleme (z.B. Stromnetz) eingehen zu wollen.

Der Plan der „H2-Strategie“ sieht vor, in 2030  5 GW „grünen“ Strom anzubieten. Aus Bild 2 wird deutlich, dass bereits in 2030 alleine eine Stromspeicherung über „grünen“ Wasserstoff von über 20 GW von Nöten wären zur Lösung des Speicherproblems.

Bild 3: Aufzubringende Stromleistung über Wasserstoff zur Lösung des Speicherproblems bei der Stromerzeugung sowie der Umstellung der Verbrenner auf H2-Technologie.

3. Berechnung des Energieverbrauches für die Umstellung von Verbrennungsmotoren auf Wasserstofftechnologie

Unterzieht man sich nach diesen Ausführungen dennoch der Mühe, eine quantitative Energiebetrachtung der Umstellung von Verbrennungsmotoren auf H2-Technologie anzustellen, so wird das Unternehmen H2-Technologie noch abenteuerlicher:
In einer früheren Arbeit (8) war die zu erbringende Stromerzeugung bei einer Umstellung von 45 Mio. Verbrennungsmotoren für PKW sowie diversen Nutzfahrzeugen und Bussen errechnet worden: 337 000 GWh/a bei einer gleichmäßigen Aufladung über 24 Stunden entsprechend 38 GW im Jahre 2050.
Der Hype der Umstellung von Verbrennungsmotoren auf E-Mobilität fußte auf der Vorstellung, dass
a) die Energiewende funktioniert und der Strom ausschließlich über regenerative Energien CO2-frei bei einem gelösten Speicherproblem hergestellt werden kann
b) die Anforderungen an den überhöhten Abbau des CO2-Ausstoßes über Verbrennungsmotoren je Flotte nur mit einem hohen Anteil an E-Autos erfüllt werden können.
Aber der Hype um die E-Mobilität lässt nach, da
a) CO2-freier Strom über die Energiewende ohne die genannten Stromspeicher nicht erzeugt werden kann
b) nach den zuletzt veröffentlichen Studien der „CO2-Rucksack“, der bei der Batterieherstellung anfällt, erst nach einer Fahrleistung von 219 000 km ein elektrisches Auto der Golfklasse ein entsprechendes Auto mit Dieselmotor im Hinblick auf seinen CO2-Ausstoß schlägt. Die durchschnittliche Lebenserwartung eines PKW liegt in Deutschland bei 180 000 km. (vgl. auch FAZ, 10.01.2020)
c) die Versorgung der Batterien mit Lithium, Cobalt, etc. einschließlich der Entsorgung der Batterien mit unübersehbaren Problemen behaftet ist.

Nun soll nach dem Konzept der „Nationalen Wasserstoffstrategie“ u.a. auch der Verkehr in die H2-Technologie einbezogen werden. Es gilt dann in 2050:

337 000 GWh/a    entsprechen 913 GWh/Tag (38 GW)

3-Stufen-Erzeugung von Wasserstoff für die Umstellung der Verbrenner auf Wasserstoff

Wie bereits in Kapitel 2 ausgeführt, müssen in den ersten 3 Stufen 52 KWh je kg H2 aufgebracht werden, was einem Wirkungsgrad von 33/52 bzw. 63% entspricht.
Das bedeutet, dass täglich anstelle von 913 GWh/Tag (38 GW)      1440 GWh/ Tag (60 GW) aufgebracht werden müssen. (Bild 3)

4-Stufen- Erzeugung von Wasserstoff für die Lösung des Speicherproblems bei der Umstellung von Verbrennern auf Wasserstoff

Bei der Stromerzeugung ausschließlich über Wind+Sonne  wird naturgemäß erneut durch die Fluktuation von Wind+Sonne eine Stromspeicherung erforderlich.
Da dieser Verfahrensschritt bis zur Rückverstromung des Wasserstoffes zum Ausgleich der Stromspeicher erfolgen muss, gilt auch hier die 4-Stufen- Erzeugung:
–  in 2050 müssen dann 60/2 = 30 GW gespeichert werden, für die
– 75 GW bereitgestellt werden müssen entsprechend einer Stromerzeugung von 1800 GWh/Tag  (Bild 3).

Damit ist in 2050 für die Umstellung der Verbrenner auf H2-Technologie ausschließlich über Wind+Sonne insgesamt folgende Leistung erforderlich:

• H2-Technologie                                                            60 GW
• Abdeckung Leistung für Stromspeicher               75 GW
                                              Summe                              135 GW

–    mit einer erforderlichen Stromerzeugung von 3240 GWh/Tag (Bild 3).

Insgesamt in 2050 erforderliche Installation an Wind -und Solaranlagen zur Lösung des Speicherproblems bei der Stromerzeugung und bei Umstellung der Verbrenner auf H2-Technologie

GW                 GW inst.                GWh/Tag

– Stromerzeugung
aus Wind+Sonne                  58,3(Tafel1)   331 (Tafel 1)           1400
– Stromspeicherung H2      75                    426                          1800
– Umstellung Verbrenner    60                    340                          1440
– Ausgleich Stromspeicher
bei Umstellung
auf Verbrenner                       75                    426                           1800

– Summe                                 268                1523                          6440

Aus 58,3 GW Stromleistung über Wind+Sonne in 2019 werden 268 GW in 2050 (Nutzungsgrad 17,6% – Kapitel 2), aus 331 GW zu installierende Wind-+Solaranlagen in 2019 werden 1523 GW, aus 1400 GWh/Tag werden 6440 GWh/Tag – ein Energie-Irrsinn.

Flächenbedarf

Die Installation von 1523 GW über Wind- und Solaranlagen erfordert die Belegung einer nicht unerheblichen Fläche.
Setzt man den Flächenbedarf einer 3 MW- Windanlage mit nur 0,1 km2 an und das Verhältnis von Wind- und Solarleistung mit 73:27 an (Tafel 1), so ergibt sich ein Flächenbedarf von
1523 x 0,73 x 0,1/3  = 37 000 km2,
ohne die Fläche der Solaranlagen, die mit 10 km2/ GW angegeben werden.
Die Fläche Deutschlands beträgt 357 000 km2, davon 182 000 km2 Landwirtschaft, 111 000 km2 Wald, 50 000 km2 Siedlung und Verkehrsfläche, etc.  – wo auch immer die Windräder stehen sollen.

4. Schlussbetrachtung

Nicht unerwähnt soll die mögliche Weiterverarbeitung des Wasserstoffes zu Methan nach dem Power-to-Gas-Verfahren bleiben, den sog. E-Fuels. Schließlich läge der Vorteil in der Nutzung der bestehenden Infrastruktur (Fahrzeuge, Tankstellen, Erdgasnetz, etc.).
Der unüberbrückbare Nachteil dieses Verfahrens liegt jedoch bei einem hoffnungslosen Wirkungsgrad in der Größenordnung von deutlich unter 30%.
Hinzu kommt, dass bei der bisherigen Betrachtung von durchschnittlichen täglichen Kennzahlen in 2019 bzw. in 2050 ausgegangen wird. Es können jedoch im Winter sog. Windflauten von z.B. 14 Tagen auftreten, in denen praktisch weder Wind noch Sonne Strom erzeugen können.
Um derartige Zeiträume zu überbrücken, müssten gigantische Kapazitäten an H2-Speichern geschaffen werden mit gigantischen Verlusten und Kosten.
Im Übrigen gelten die hier durchgeführten Betrachtungen nur für die Sektoren Stromerzeugung und Verkehr, die nur für etwas mehr als 50% des CO2-Ausstosses verantwortlich zeichnen. (vgl. Bild 1)
Nun hat das Kabinett zusammen mit der Industrie am 15.07.2020 das „Handlungskonzept Stahl“ beschlossen, die Herstellung von „grünem“ Stahl.
Die Stahlkocher stehen für ein Drittel aller Treibhausgasemissionen der deutschen Industrie.
Nun sollen die Anlagen für die Stahlerzeugung von Kokskohle auf CO2-frei produzierten Wasserstoff umgerüstet werden, also auf „grünen“ Wasserstoff.
Industrievertreter veranschlagen Investitionen von 30 Milliarden €, davon 10 Milliarden € bis 2020.
Für die Umstellung auf „grünen“ Stahl ebenso wie die Umstellung der Chemieindustrie , etc. auf eine „grüne“ Produktion sind große Bedenken für die aufzubringende Energie angebracht. Der hier optimistisch angesetzte Wirkungsgrad von 63% für die Herstellung des Wasserstoffes bzw. der Energieverlust von mindestens 37% stellt gemessen am Einsatz des Kohlenstoffes vor allem im Stahlbereich eine hoffnungslose Belastung dar, von den verfahrenstechnischen Schwierigkeiten abgesehen.
Im Übrigen schätzt der Branchenverband VCI, dass sich der Strombedarf der chemischen Industrie von Mitte der 2030er Jahre an auf 628 Terawattstunden mehr als verzehnfachen würde, das wäre mehr als die gesamte Stromproduktion in Deutschland im Jahre 2018 (9), ein weiteres hoffnungsloses Unterfangen für den Ausbau der alternativen Energien oder gar die Wasserstofftechnologie.

Nun scheitert der letzte Anker zur Rettung der Energiewende durch die ausgerufene H2-Strategie hoffnungslos.
Summiert man all die deutschen ideologischen Vorstellungen der letzten Jahrjahrzehnte wie die Vorstellung vom Weltuntergang durch höhere CO2-Gehalte in der Atmosphäre, die daraus resultierende, auf der Welt einzigartige Energiewende bis hin zur Rettung der Energiewende durch die nun ausgerufene H2-Strategie, so scheint der letzte Schritt für das Ende der Erfolgsgeschichte der deutschen Industrie nun eingeläutet zu sein.
Schließlich werden Realitäten in Deutschland durch eine weitgehende grün-rote Ideologie in fast allen Parteien verdrängt, unterstützt von den Nutznießern dieser ideologischen Vorstellungen bis hin zu den Klimawissenschaftlern, die zu diesem geistigen Fundament massiv beigetragen haben.
Die deutsche Intelligenz schaut ohne Gegenwehr zu, wie Ökoideologen mit jahrelanger Propaganda den Weltuntergang durch CO2 zur Meinungshoheit hochstilisiert haben, was letztlich in dem hier beschriebenen Energie- Irrsinn mündete.
Wie schrieb kürzlich Frau Thea Dorn (1) über diese Klimawissenschaftler: „ Nicht predigen sollt ihr, sondern forschen“.

5. Quellen
   „Zeit“, 24/2020
   2. Düsseldorfer Institut für Wettbewerbsökonomik: vgl. M. Limburg: EIKE, 10.10.2016
   3. Wissenschaftsakademien Leopoldina, Acatech und Union. FAZ 15.11.2017
   4. Wissenschaftsakademien Leopoldina, Acatech und Union: Rechnungen zur Sektorkopplung
   5. Beppler, E.: „Bevor der Planet kollabiert, versinkt Deutschland in Stromausfällen“, EIKE,23.08.2019
   6. Umweltbundesamt
   7. Beppler, E.: „Der industrielle Niedergang Deutschlands wird nun durch den Beschluss des Bundestages zum Kohleausstieg besiegelt, obwohl die Wirkung von CO2 auf den sog. Treibhauseffekt marginal ist“; EIKE,26.03.2020
   8. Beppler, E.: „Der Kohleausstieg ist im Sinne einer Absenkung des CO2-Ausstosses ein Flop – und nun wird auch noch der Hype um die E-Mobilität zum Flop – quo vadis Industrieland Deutschland“; EIKE, 06.05.2019
   9. FAZ, 21.07.2020

Bis zum Kohleausstieg in 2038 können weder die erforderlichen Stromspeicherkapazitäten beigestellt, noch die hohen stündlichen Stromschwankungen über Gaskraftwerke ausgeglichen werden. Zudem erfordert die Umstellung aller Verbrennungsmotoren auf die nun hochgepriesene Wasserstofftechnologie bis 2050 eine doppelt so hohe Stromerzeugung gemessen an 2019.
Die Wirkung des beeinflußbaren anthropogenen CO2-Anteiles in der Atmosphäre auf das Klima ist marginal. Dennoch will Deutschland für seinen beeinflußbaren, nicht meßbaren CO2-Anteil von 0,000 03% mehrere Billionen Euro aufwenden, Ausgaben für ein „Nichts“ und der Folge eines industriellen Niederganges.

Fazit

1. Bis zum Jahre 2038 erfordert der Kohleausstieg eine tägliche Stromspeicherkapazität von 23,6 GW entsprechend 567 GWh oder 47 Gaskraftwerke (Leistung 0,5 GW), für eine 10-tägige Windflaute 236 GW entsprechend 11 340 GWh oder 94 Gaskraftwerke.

2. Die in 2019 erforderliche Stromerzeugungskapazität von 69,1 GW müßte bei kompletter Umstellung auf E-Autos in 2050 auf 107 GW erhöht werden, bei Umstellung auf Wasserstofftechnologie sogar auf 145 GW, eine Verdoppelung des Strombedarfes gemessen an 2019. Entsprechend würden vermehrt Stromspeicher oder Gaskraftwerke erforderlich.

3. Zudem scheitert die Energiewende an den abzudeckenden stündlichen Stromschwankungen. Bereits 2019 liegen die stündlichen Schwankungen bei +/- 8 GW/h, deren Schwankungen nach unten noch über Importe abgedeckt werden können.
In 2038 werden diese plötzlich auftretenden stündlichen Schwankungen durch die ausschließliche Stromerzeugung über Wind und Sonne auf etwa +/- 22 GW/h ansteigen. Diese Schwankungen können bei fehlenden Stromspeichern und bei dem gegebenen Anfahrverhalten von Gaskraftwerken nicht ausgeglichen werden.
Ein Ausgleich wäre nur über Stromimporte möglich. Dazu müßten allerdings z.B die Nachbarländer Schweiz, Österreich, Tschechien ihre gesamte stündliche Stromerzeugung abliefern.

4. Der Temperaturanstieg in der jetzigen Warmphase der Erde wird vom Klimarat der Vereinten Nationen (IPCC) seit 30 Jahren auf der Basis von nicht funktionierenden Modellen als ein apokalyptisches Ereignis bezeichnet und das vom Menschen verursachte CO2 für diesen Temperaturanstieg über den sog. Treibhauseffekt verantworlich gemacht, obwohl alle Warmphasen nach der letzten Eiszeit ohne menschlich verursachtes CO2 wärmer waren als die Jetzige.
Der anthropogene Anteil am CO2-Gehalt in der Atmosphäre von etwa 0,040% liegt bei 3% oder 0,0012%, wovon Deutschland wiederum für 2,5% verantwortlich zeichnet, entsprechend 0,000 03% (nicht meßbar).
Die nicht korrekte Einbeziehung des CO2-Anteiles in die Modelle (ohne den Einfluß von H2O) lassen u. a. erwartungsgemäß diese Modelle des IPCC scheitern.
Dennoch glaubt Deutschland der Welt zeigen zu müssen, wie das Verglühen der Erde durch den Abbau des deutschen CO2-Anteils von 0,000 03% vermieden werden kann.
Die Kosten betragen einige Billionen Euro für ein „Nichts“ mit der Folge eines industriellen Niederganges.

                                       ———————————————————–

1. Einleitung

Innerhalb des letzten Jahres ist hinsichtlich einer möglichen Klimaerwärmung durch CO2 eine aus dem Mittelalter bekannte Endzeitstimmung aufgekommen.
In einigen deutschen Städten wurde der Klimanotstand ausgerufen, sogar das EU-Parlament beschließt den Klimanotstand. Die EU- Kommissarin v.d.Leyen verkündet, die EU solle bis 2030 eine Billionen Euro in die Klimarettung stecken und CO2-Klimaneutralität bis 2050 aufweisen.
Wir erleben eine von links-grünen Lobbygruppen und Medien ausgelöste regelrechte Klimahysterie, die mit der Panik vor dem durch CO2 verursachten bevorstehenden Weltuntergang alles andere verdrängt.
Nahezu alle gesellschaftlichen Gruppen – Arbeitgeberverbände, Gewerkschaften, Kirchen, Medien, fast alle Parteien- schließen sich dem Klimawahn an.
Aber wen wundert diese Entwicklung, wenn die Medien ihren Bürgern keine zuverlässige Informationen über Staat, Politik und Gesellschaft mehr liefern – aus dem „Informationsjournalismus “ ist ein „Haltungsjournalismus“ geworden.
Eine wünschenswerte Medienlandschaft mit kritischem investikativem Journalismus gibt es nicht mehr, stattdessen einen Gleichklang im Sinne einer „political correctness“ zwischen den Regierenden und einem verbandelten Staatsfernsehen. In den vielen auf rudimentären Kenntnissen zu Klimafragen agierenden Talkshows werden Klimarealisten nicht zugelassen.
Einwände gegen Aussagen des Klimarates der Vereinten Nationen (IPCC) werden im grün-linken Milieu in Deutschland hypermoralisch in die rechte Ecke gestellt.
Die Angst der Deutschen hat eine lange Tradition, kürzlich sichtbar am Atomausstieg, nun kommt der Kohleausstieg, der Ausstieg aus dem Verbrennungsmotor, etc. wird folgen.
Die Ängste werden insbesondere durch den IPCC ständig durch neue Hiobsbotschaften gefördert, nicht zuletzt durch die betrügerische Aussage, es gäbe einen 97%igen Konsens der Wissenschaftler in Klimafragen   https://youtu.be/YoxNPl2meCQ. 

2. Probleme Kohleausstieg

2.1 Ohne Stromspeicherung ist der Kohleausstieg eine Illusion

Wie kein anderes Land auf dieser Erde reagierte Deutschland auf diese vom IPCC ausgelösten Untergangsscenarien mit ständig sich überschlagenden Energiewenden mit dem Ziel der Absenkung des CO2-Ausstoßes:
– Energiewende 2000
– Energiewende 2014
– Eckpunkte für die geplante Novelle EEG in 2016
– „Klimaschutzplan 2050“ in 2016 (Dekarbonisierung neben der Stromerzeugung für alle Sektoren wie „Industrie und Gewerbe“, „Handel und Dienstleistungen“, „Gebäude“, „Verkehr“, „Land- und Forstwirtschaft“)
– Koalitionsvertrag vom 14.03.2018 mit neben dem „Klimaschutzplan 2050“ erweiterten Zielen wie Anhebung der erneuerbaren Energien auf 65% bereits in 2030
– Ausstieg aus der Kohle bis 2038 nach dem Plan der Kohlekommission von Anfang 2019
– Verabschiedung des „Klimapaketes“ zur Bepreisung von CO2 vom Bundesrat am 20.12.2019
– Verabschiedung des Ausstieges aus der Kohle bis 2038 mit einer ausgeglichenen CO2-Bilanz für alle Sektoren bis 2050 von der Bundesregierung in 2020

Die Stilllegung der deutschen Braunkohlekraftwerke scheint sich nach vielen Diskussionen wie folgt abzuzeichnen, wobei der Abbau der Steinkohlekraftwerke noch nach einem Bieterverfahren bis 2026 vorgenommen werden soll:
2022  2,8 GW, 2025-2029  5,7 GW, 2034-2038  8,7 GW.
Für das Gesamtpaket für den Ausstieg aus der Kohle wird ein Betrag von etwa 50 Mrd. € genannt.
Wie in früheren Arbeiten werden hier auf der Basis des in 2020 zu verabschiedenten Kohleausstieges die vorläufigen Verbrauchskennzahlen des Strommixes von 2019 nach AGEB herangezogen und die zeitliche Abnahme des Kohlestromes und die daraus folgenden Veränderungen des Strommixes über die Zeit errechnet und in Tafel 1 und in Bild 1 dargestellt.

Tafel 1

Dabei wird von einer gleichbleibenden Stromerzeugung von 606 TWh entsprechend 69,1 GW bis 2050 ausgegangen – einschließlich Exportüberschuß -, auch wenn weltweit bis 2040 von einer Steigerung des Energiebedarfes von 25% ausgegangen wird. Der Stromimportsaldo wurde nicht berücksichtigt.

In Bild 1 wird über den nicht fluktuierenden erneuerbaren Energien einschließlich der „Sonstigen“ zunächst die Stromerzeugungskapazität über Erdgas und Öl zuerst bis 2038 als konstant, um von 2038 bis 2050 im Sinne der ausgeglichenen CO2-Bilanz gegen Null angesetzt.

Darüber zeigt Bild 1 die  Stromerzeugung über Kernkraft und Kohle, bis schließlich Wind und Sonne die in 2038 erforderliche Leistung bis 69,1 GW abdecken, wobei gleichzeitig das Ausmaß der Fluktuation von Wind und Sonne sichbar wird.
Für die Berechnung der zu installierenden Wind- und Solaranlagen wird von einem Nutzungsgrad von Wind+Sonne von 2019 ausgegangen: 17,6%.
Der Anteil der erneuerbaren Energien liegt in 2019 bei 38,8%.
Wenn Agora in 2019 von einem Anteil an erneuerbaren Energien von 42,6% berichtet, so muß berücksichtigt werden, dass die von Betrieben vorgenommene Eigenstromerzeugung einschließlich Verbrauch und Verlusten von Agora nicht berücksichtigt werden. (1)

Aus den Angaben zum Kohleausstieg ergibt sich ein Kapazitätsabbau der sicheren Stromerzeuger einschließlich der Herausnahme der Kernkraft  in 2022 wie folgt: KKW -8,1 GW, BKK -2,8 GW, SKK -1,3 GW (Linearität unterstellt), zusammen rd. 12 GW (Bild 1).
Der starke Leistungsabbau bis 2022 müßte dann über erhöhte Stromerzeugung über Wind+Sonne oder Gaskraftwerke vorgenommen werden (vgl. dazu auch Kapitel 3).
Nach Angabe der Netzbetreiber könnte bereits in 2021 ein Worst-Case-Scenario eintreten, bei dem mit -5,5 GW eine Versorgung aus eigener Kraft nicht mehr möglich wäre, im Wesentlichen über das Auslaufen der Reservekraftwerksverordnung. (2)

In diesem Zusammenhang muß immer wieder herausgestellt werden, dass die mittlere Stromleistung von 69,1 GW nur aufrecht erhalten werden kann, wenn der oberhalb dieses Mittelwertes anfallende Strom aus Wind+Sonne gespeichert und bei Stromleistungen über Wind+Sonne unterhalb dieses Mittelwertes wieder eingespeist werden kann. (Bild 1)
So müßten z.B. in 2038 durch die fluktuierende Stromerzeugung über Wind+Sonne der zwischen 291 GW und 69,1 GW anfallende Strom in Stromspeichern gesammelt werden, um ihn bei nicht ausreichender Stromleistung zwischen 22 GW und 69,1 GW wieder einzuspeisen.
Die dann erforderliche Speicherleistung liegt dann nach Bild 1
– in 2038 bei    (69,1-22)/2 = 23,6 GW entsprechend 567 GWh/Tag bei einer täglichen Erzeugung von 1660 GWh
– in 2050 bei    (69.1-10)/2 =  30 GW entsprechend 720 GWh/Tag
– bei möglichen täglichen Spitzenleistungen von 80 GW sogar bei 35 GW (vgl.auch (3).

Stehen diese Speicher nicht zur Verfügung – wovon wegen der Verfügbarkeit und Kosten auszugehen ist (vgl. später) – muß auf teure Gaskraftwerke zurückgegriffen werden. Bei einer Größe der Gaskraftwerke von 0,5 GW entspräche das in 2038 einer Anzahl von 47 Gaskraftwerken, in 2050 von 60, was aber einer ausgeglichenen CO2-Bilanz in 2050 nicht entspräche.
Nach Aussage der Bundesnetzagentur sind z.Z. Gaskraftwerke mit einer Leistung von 30 GW installiert, davon 25,1 GW am Markt und 2,9 GW in Reserve (Kraftwerksliste Monitoringreferat Bundesnetzagentur 11.11.2019).
In Anbetracht der dringend erforderlichen Stromspeicher spricht die Aussage, dass in 2030 eine Speicherkapazität von 7,5 GW über Power-to-Gas-Anlagen installiert sein soll (4), für eine hoffnungslose Überforderung.

Hinzu kommt, dass bei der bisherigen Betrachtung von durchschnittlichen jährlichen Kennzahlen in 2019 ausgegangen wurde. Es können jedoch im Winter sog. Windflauten von z.B. 10 Tagen auftreten, in denen praktisch weder Wind noch Sonne Strom erzeugen können. Dann gilt:
– in 2038:  2×567 GWh/Tag x 10 Tage = 11 340 GWh (472 GW), die gespeichert sein müßten oder über 94 Gaskraftwerke, die täglich den geforderten Strom liefern
– in 2050:  2×720 GWh/Tag x 10 Tage = 14 400 GWh (600 GW), die gespeichert werden müßten. Eine Abdeckung der Stromnachfrage über 120 Gaskraftwerke entfällt wegen der für 2050 festgelegten CO2-Neutralität.

Der Gesamtenergieverbrauch in Deutschland liegt bei etwa 2 500 TWh, der Stromanteil macht dabei etwa 20% aus. Ziel ist CO2-Neutralität in allen Sektoren.
Im Wärmesektor liegt der Anteil der regenerativen Energien bei etwa 14%, im Verkehrssektor bei weniger als 6% – auch diese Zahlen lassen die Hoffnungslosigkeit des Vorhabens „Energiewende“ erahnen.
Dennoch werden im folgenden Kapitel die Themen Elektromobilität und Wasserstofftechnologie behandelt.

2,2 Die Bedeutung der Elektromobilität und Wasserstofftechnologie für die Stromerzeugung

In einer früheren Arbeit (5) war die zu erbringende Stromerzeugung bei einer Umstellung von 45 Mio. Verbrennungsmotoren für PKW sowie diversen Nutzfahrzeugen und Bussen errechnet worden: 337 000 GWh/a bei einer gleichmäßigen Aufladung über 24 Stunden entsprechend 38,5 GW (Bild 1).
Der Hype der Umstellung von Verbrennungsmotoren auf E-Mobilität fußte auf der Vorstellung, dass
a) die Energiewende funktioniert und der Strom ausschließlich über regenerative Energien CO2-frei hergestellt werden kann
b) die Anforderungen an den überhöhten Abbau des CO2-Ausstoßes über Verbrennungsmotoren je Flotte nur mit einem hohen Anteil an E-Autos erfüllt werden können.
Aber der Hype um die E-Mobilität läßt nach, da
a) CO2-freier Strom über die Energiewende ohne die genannten Stromspeicher nicht erzeugt werden kann
b) nach den zuletzt veröffentlichen Studien der „CO2-Rucksack“, der bei der Batterieherstellung anfällt, erst nach einer Fahrleistung von 219 000 km ein elektrisches Auto der Golfklasse ein entsprechendes Auto mit Dieselmotor im Hinblick auf seinen CO2-Ausstoß schlägt. Die durchschnittliche Lebenserwartung eines PKW liegt in Deutschland bei 180 000 km. (vgl. auch FAZ, 10.01.2020)

Nun muß ein neuer Hype her: die Wasserstofftechnologie. Aber der Energieaufwand für die Wasserelektrolyse ist gewaltig.
Geht man von den thermodynamischen Daten der Wasserspaltung aus nach
     H2O = H2+ 1/2 O2       -57810 kcal/kmol
errechnet sich für die Herstellung von einem Nm3 H2 ein Energieverbrauch von 3 KWh bzw. ein Energieverbrauch für
       1 kg H2  von 33 KWh.
Da der energetische Wirkungsgrad der Wasserelektrolyse bei etwa 70% und niedriger liegt, kann von einem Energieverbrauch für die Herstellung von
     1 kg H2 von etwa 50 KWh
ausgegangen werden.
Da die Entwicklung der Wasserstoffverbrennungsmotoren wie der Brennstoffzellen- PKW noch in den Anfängen steckt, sind die Angaben über die H2-Verbräuche noch spärlich. Nach den bisherigen Angaben ist von einem Verbrauch von etwa
       1 kg H2/100 km
auszugehen.
Bei den Betrachtungen nach (5) war bei E-Autos von einem mittleren Verbrauch von
         25,5 KWh/100 km
ausgegangen worden, so dass bei Umstellung von der E-Mobilität auf die Wasserstofftechnologie von einem etwa doppelt so hohen Stromverbrauch auszugehen ist (Bild 1), ohne auf all die technischen Vor-und Nachteile dieser Verfahren eingehen zu wollen.
Das bedeutet gleichzeitig in 2050 eine Verdopplung des Strombedarfes gemessen an 2019.

Damit ergeben sich folgende aufzubringende Stromerzeugungs- und Speicherkapazitäten von 2019 über 2038 bis 2050 (Bild 1):

Bild 1

Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurden die erforderlichen Stromspeicherkapazitäten für die E-Mobilität und H2-Technologie nicht in Bild 1 eingetragen.
Die Diskussion mit dem Umgang mit Windflauten oder die Verfügbarkeit von Gaskraftwerken erübrigt sich nach dem bereits Ausgeführten. (vgl. auch später)

Nicht unerwähnt soll die mögliche Weiterverarbeitung des Wasserstoffes zu Methan nach dem Power-to-Gas-Verfahren bleiben, den sog. E-Fuels. Schließlich läge der Vorteil in der Nutzung der bestehenden Infrastruktur (Fahrzeuge, Tankstellen, Erdgasnetz, etc.).
Der unüberbrückbare Nachteil dieses Verfahrens liegt in dem niedrigen Wirkungsgrad in der Größenordnung von rd. 30% (Wärmeverluste), so dass das Verfahren weder im Rahmen der Wasserstofftechnik für PKW noch als Verfahren für eine Wiederverstromung bezahlbar ist. 

3. Die Energiewende scheitert nicht nur an den fehlenden Stromspeichern sondern auch an den abzudeckenden stündlichen Stromschwankungen

3.1 Die stündlichen Stromschwankungen in 2019

In den vorigen Kapiteln waren bereits die mit dem Kohleausstieg verbundenen unüberbrückbaren Schwachstellen auf der Basis der Betrachtung von Jahresmittelwerten herausgestellt worden.
Aber die ganze Hoffnungslosigkeit dieses Unternehmens Energiewende wird erst bei der Diskussion des auf Stundenwerte heruntergebrochenen Strombedarfes und der dazugehörigen Stromerzeugung deutlich.

Bild 2 (6) zeigt zunächst am Beispiel Dezember 2019 den täglich erforderlichen Strombedarf (Last) mit seinen Schwankungen zwischen etwa 35 und 75 GW, dem gegenüber ein Stromangebot aus Wind offshore und onshore einschließlich kleiner Solarspitzen zwischen 4 und 45 GW bei einer installierten Leistung Wind+Sonne von 110 GW (vgl. Tafel 1). Zudem ist der Stromimport- und -export dargestellt sowie die an der Strombörse gehandelten Strompreise zwischen etwa minus 50 und plus 75 €/MWh – eine Perversion von Marktwirtschaft.
Bemerkenswert ist der stets stark ansteigende Stromexport bei steigendem Stromangebot über Wind, weil die konventionellen Stromerzeuger nicht so schnell nachgesteuert werden können, außerdem für den möglichen schnell abfallenden Windstrom genügend Reserve vorgehalten werden muß, schließlich muß stets exakt so viel Strom erzeugt werden wie verbraucht wird. Ebenso fallen erwartungsgemäß die Strompreise bei viel Windstrom.
Nun soll ab 2038 Strombedarf und Stromangebot über die alternativen Energien zur Deckung gebracht werden – und auch noch von Nord nach Süd transportiert werden -, ein hoffnungsloses Unterfangen ohne eine Armada an Stromspeichern. Stromspeicher dieses Ausmaßes sind – wie bereits erwähnt –  über die Wasserstoffherstellung nicht bezahlbar, außerdem noch im Labormaßstab. (7)
Auch die Stromspeicherung über Großbatterien (Lausitz, Australien) liegen bei einigen €/KWh. (8)
Diese in Bild 2 sichtbaren Schwankungen der Stromerzeugung werden mit dem Anstieg der installierten Wind-und Solaranlagen in 2030 auf 269 GW und in 2050 auf 331 GW massiv zunehmen (vgl. später).
Auffallend ist die niedrige Stromerzeugung über Wind+Sonne in der Weihnachtszeit – eine Art Windflaute über 3 Tage – mit einer Leistung über Wind von etwa nur 5 GW bei kurzzeitigen Spitzen über Solar, die einen hohen Stromimport erforderlich machen – in Bild 3 besser erkennbar.

In Bild 3 (Agora Energiewende) wird diese Zeit (in einer erweiterten Darstellung vom 22.12.2019 bis 02.01.2020) mit der Auftragung der Stromexporte und -importe getrennt nach Ländern sowie die Schwankung der Strompreise in einem Stundenraster verfolgt.
Die notwendigen Stromimporte bis etwa 8 GW/h (entsprechend der Leistung von etwa 8 Kernkraftwerken) über die 3 Tage über Weihnachten werden insbesondere durch Frankreich, die Schweiz, Österreich und Tschechien – Länder mit z.T. hohem Anteil an Atomstrom – vorgenommen bei ansehlichen Strompreisen.
Die Stromexporte steigen zum Jahresende bei zunehmendem Wind auf 15 GW/h wieder an, die bei fallenden Strompreisen von den Nachbarländern z.Z. noch gerne übernommen werden.
Damit wird jedoch bereits jetzt bei einem mittleren Stromanteil über die konventionellen Stromerzeger von 56% (Tafel 1) das erforderliche Ausmaß des Stromimportes vom 26.-28.12.2019 von durchschnittlich 5 GW/h deutlich. Das entspricht in diesen 3 Tagen einer täglichen importierten Strommenge von 120 GWh.
Viel bemerkenswerter für die Stromversorgungssicherheit ist jedoch die mögliche schnelle Änderung des erforderlichen Stromangebotes oder des erforderlichen Exportes.
So ist in Bild 3 zu erkennen, dass sich der Strombedarf von einer Stunde auf die andere um 5 GW verändern kann.
Wesentlich deutlicher wird die schnelle Änderung der Einspeiseleistung über Wind+Sonne  bei der Darstellung aller stündlicher Abweichungen im Zeitraum 2010 bis 2019 (Bild 4).(9)

Bereits in 2016 werden stündliche Veränderungen nach oben (Export) wie nach unten (Import) bis 8 GW und z.T. höher gefunden.
Das bedeutet für die Stromversorgungsicherheit, dass ohne mögliche Stromimporte bereits spätstens ab 2019 16 Gaskraftwerke (Leistung 0,5 GW) für die Stromversorgung von 8 GW/h gleichzeitig hätten einspringen müssen.
Große Kraftwerke scheiden wegen ihres zu Anfahrverhaltens ohnehin aus, aber selbst Gaskraftwerke der GuD-Klasse zeigen kein ausreichendes Ansprechverhalten.
GuD-Kraftwerke sollen zwar inzwischen ein Anfahrverhalten von 30 Minuten aufweisen (energie spektrum). Aber nach umfassenden Auswertungen wird jedoch in 2013 auf ein „Anfahrverhalten kalt“ von 2-4 Stunden hingewiesen, bei Bestandsanlagen in 2023 von 1,5-3,5 Stunden. Selbst für das „Anfahrverhalten heiß“ werden Zeiten von 0,5-1,5 bzw. 0,4-1,3 Stunden zitiert  (Ältere Anlagen nicht eingeschlossen). (10) Ähnliches gilt für GuD-Anlagen mit KWK-Einsatz.
Das bedeutet, dass das Problem des Ausgleiches der kurzzeitigen bis stündlichen Stromangebotsschwankungen über Gaskraftwerke nicht ausgeglichen werden kann.
Mit anderen Worten: Deutschlands Energiewende ist ohne Stromspeicher zwingend auf auf Stromimporte angewiesen.
Aber die Nachbarn sind dabei, ihre konventionellen Kapazitäten zu reduzieren (u.a. „Green Deal“). Außerdem sind die Zeiten, in denen viel Strom nachgefragt wird, in Europa nahezu deckungsgleich (Deutscher Bundestag 2019: „Sicherstellung der Stromversorgung bei Dunkelflauten“).

3.2 Die bis 2038 zu erwartenden stündlichen Stromschwankungen

Wie bereits erwähnt, muß mit zunehmender Stromerzeugung über alternative Stromerzeuger und gleichzeitiger Abnahme  der konventionellen Stromerzeuger die stündliche Abweichung der Einspeiseleistung zunehmen.
Es läßt sich über Bild 4 abgreifen – linearität unterstellt -, welche Ausmaße die stündlichen Abweichungen der Stromerzeugung bei einem Anstieg der installierten Wind-+Solarleistungen (40 GW in 2010, 110 GW in 2019) auf 269 GW in 2038 und 331 GW in 2050 annehmen:
     Bis 2038:             +/- 22 GW/h, entsprechend einer Strommenge von +/- 529 GWh.
Da bei Schwankungen nach unten selbst Gaskraftwerke hier nicht aushelfen können – die erforderliche Armada an bezahlbaren Stromspeichern  kann bis 2038 ohnehin nicht vorhanden sein -, bliebe nur der Import. Dazu müßten die Nachbarländer Schweiz, Österreich, Tschechien ihre gesamte stündliche Stromerzeugung abliefern.
Sicher wäre zu prüfen, ob die stündlichen Abweichungen der Stromversorgung von kleinen Gaskraftwerken (0,02-0,250 GW) abgefangen werden können (s. Energie-Monitoringbericht Bundeswirtschaftsministerium 2019). Dazu wären dann für eine stündliche Stromversorgung von +/- 22GW/h   220 Gaskraftwerke der Größe von z.B. 0,1 GW erforderlich.
Auf eine Berechnung der für eine 10-tägige Windflaute erforderliche Anzahl an kleinen Gaskraftwerken wird hier verzichtet.
Zudem stellt sich die Frage, welches Nachbarland die Stromüberschußmengen aufnehmen kann.
Nach diesen Ausführungen überrascht es nicht, dass in 2019 das deutsche Stromnetz wiederholt kurz vor dem Kollaps stand. Europaweit mußten Industriebetriebe vom Netz genommen werden. Österreichische Pumpspeicherwerke mußten hochgefahren werden, da alle konventionellen Kraftwerke – einschließlich Gaskraftwerke  – zeitlich dem Stromausgleich nicht gewachsen waren.
Selbst die 4 großen Übertragungsnetzbetreiber hatten vor 2 Jahren ausgerechnet, dass Deutschland in weniger als 24 Monaten nicht mehr in der Lage sein werde, Extremsituationen im Stromnetz aus eigener Kraft bewältigen zu können (Bericht der deutschen Übertragungsnetzbetreiber zur Leistungsbilanz 2016-2020).

So steigen auch die Redispatch- Maßnahmen im deutschen Stromnetz (die Menge der kurzfristig notwendigen Energie zur Stabilisierung der Netze) von 2012 bis 2017 von 5 000 auf 20 000.
Die Kosten werden 2018 auf 1,4 Milliarden beziffert.
Zum Schluß sei bemerkt, dass die Fachwelt davon ausgeht, dass die Primärregelung für entstehende Sekundenstörungen (die Bewegungsenergie aller rotierenden Massen in Kohle-und Kerkraftwerken) 30-50% der Stromgesamtleistung für ein stabiles Stromnetz betragen sollte.

4. Der sog. Treibhauseffekt durch CO2

Der CO2-Gehalt der Atmosphäre lag in der Klimageschichte der Erde noch nie so niedrig wie heute (Bild 5). Offensichtlich ist die Erde nicht verglüht trotz um Potenzen höherer CO2-Gehalte. Vor 35 Mio. Jahren vereiste die Antarktis, vorher war die Erde überwiegend eisfrei.

Nach der letzten Eiszeit stieg die Erdtemperatur vor 4000-8000 Jahren zunächst an (Bild 6). Die Alpen waren eisfrei, die Menschen wurden seßhaft (Neolitische Revolution). Es folgte dann eine Reihe von Warmphasen, alle wärmer als die jetzige.

Der Temperaturanstieg in der jetzigen Warmphase wird nun vom Klimarat der Vereinten Nationen (IPCC) seit 30 Jahren als ein apokalyptisches Ereignis bezeichnet und das vom Menschen verursachte CO2 für diesen Temperaturanstieg über den sog. Treibhauseffekt verantwortlich gemacht, obwohl die Warmphasen vor der jetzigen ohne menschlich verursachtes CO2 alle wärmer waren (Bild 6).

Die vom IPCC verbreitete Angst vor dem Verglühen der Erde beruht u.a. auf einer nicht korrekten Einbeziehung  des CO2-Anteiles in der Atmosphäre in ihre Modelle.
Erwartungsgemäß können diese Modelle die Vergangenheit nicht nachvollziehen, geschweige denn die Zukunft voraussagen.

Das Versagen dieser Modelle beruht im Wesentlichen auf folgenden Kriterien:

1. Die Atmosphäre enthält etwa 0,040% CO2, davon sind nur 3% anthropogenen Ursprungs  entsprechend 0,0012%, wovon Deutschland wiederum nur 2,5% von 0,0012% verursacht, nämlich 0,000 03% – nicht meßbar.

2. Nun soll weltweit der vom Menschen verursachte CO2-Anteil von 0,0012% abgebaut werden zur Begrenzung des Temperaturanstieges auf 1,5 bis 2,0 °C.
Das würde bedeuten, dass
   12 Moleküle CO2 fähig wären, 1 000 000 Moleküle Luft von einer Temperaturerhöhung von 1,5 bis 2,0 °C abzuhalten – ein thermodynamisches Wunderwerk.

3. Zudem hat – gemessen an CO2 –  H2O den weitaus größeren Einfluß auf den sog. Treibhauseffekt
a) wegen seiner viel ausgeprägteren Absorption der terrestrischen Abstrahlung und zudem der Überlagerung mit den Absorptionslinien von CO2 (H2O und CO2 sind mehratomige Gase, die durch Infrarot-Absorption zu Schwingungen angeregt werden, deren Schwingungsenergie sie an Luftmoleküle abgeben)
b) wegen der viel höheren Konzentrationen an H2O von etwa 2% (0,6-4.3% schwankend) in unseren Breiten (Pole etwa 0%, Tropen etwa 4%) gemessen an CO2 mit 0,0012%.
c) Wasserdampf wird daher die Infrarotstrahlen bereits in den unteren Atmosphärenschichten absorbieren, so dass für CO2 wenig verbleibt.
d) Diese marginalen 0,0012% CO2 sollen zudem im Sinne des Treibhauseffektes 324 W/m2 nach der Vorstellung des IPCC aus der Atmosphäre zurück zur Erde bewegen können gegen den 2.Hauptsatz der Wärmelehre.
Bei korrekter Anwendung der hemisphärischen Sonneneinstrahlung wäre keine thermische Lücke für die Erfordernis eines Treibhauseffektes geblieben und der 2.Hauptsatz der Thermodynamik hätte nicht bemüht werden müssen. Allerdings ist dann auch ein Treibhauseffekt zum Schließen dieser thermischen Lücke nicht mehr erforderlich. (11,12)Erwartungsgemäß wird daher die Wirkung von CO2 auf den Treibhauseffekt als marginal angesehen: 4,6% (13), 5% (14) – bezogen auf den Gesamt-CO2-Gehalt, nicht auf den anthropogenen Anteil.

4. Das Konstrukt Treibhauseffekt (IPCC, Kiel und Trenberth) hält vielen wissenschaftlichen Kriterien nicht stand, ohne das hier vertiefen zu können. Einen Treibhauseffekt kann es – wie erwähnt – nicht geben. (11,12)
„Die Klimawissenschaft des IPCC basiert nicht auf Physik sondern auf Schätzungen“. (15)

Freimütig gesteht das IPCC auch, dass das komplexe Verhalten von H2O – ausgerechnet das Gas mit dem stärksten Einfluß auf den Treibhauseffekt – nicht in die Modelle eingebaut werden kann, auch nicht der beträchliche Einfluß der Wolken und Aerosole. Dennoch verbreitet das IPCC ständig neue Weltuntergangsscenarien.

Die Modelle des IPCC operieren damit ausschließlich mit einem in seiner Wirkung vernachläßigbaren anthropogenen CO2-Anteil, wobei großzügig mit dem Einbau unterschiedlicher „CO2-Klimasensitivitäten“ (Temperaturerhöhung bei Verdopplung des CO2-Gehaltes in der Atmosphäre) hantiert wird.
Zu dieser fehlende Wissenschaftlichkeit zählen dann auch z.B. Aussagen der deutschen Bundesumweltministerin vor der Klimakonferenz in Madrid zum sog. gefährlichen Temperaturanstieg in Deutschland von 1881 bis heute von 1,5°C. Es interessiert bei Unkenntnis der Faktenlage bei dieser Aussage natürlich nicht, dass sich im Jahre 1881 Europa noch in der „Kleinen Eiszeit“ befand mit Hungersnöten und vielen Toten und ausgeprägten Gletschern in den Alpen (vgl. Bild 6).

5. Schlußbetrachtung

Ungeachtet dieser Fakten ist in 2019 eine nie dagewesene Klimahysterie ausgebrochen, die vor der panischen Angst vor einem durch CO2 ausgelösten Weltuntergang alles andere verdrängt. An das Mittelalter erinnernde Sekten-artige Aufmärsche, die Ausrufung eines Klimanotstandes in deutschen Städten oder gar in der EU, beherrschen alle gesellschaftliche Gruppen. 

Der sinnlose Ausstieg aus der Kohle und die sinnlose CO2-Bepreisung wird in 2020 gesetzlich vollzogen im nationalen Alleingang bei einem Anteil Deutschlands am weltweiten anthropogenen CO2-Anteil von 0,000 03%.
Dieses nicht meßbare „CO2-Nichts“ kostet Deutschland nach einer Reihe von verschiedenen Verfassern                      6-8 Billionen €.
Damit will Deutschland der Welt zeigen, wie der CO2-Ausstoß vermindert werden kann, ohne zu wissen, dass damit die Deindustrialisierung vollzogen und der Weg ins Mittelalter geebnet wird.
Tröstlich ist da nur noch, dass alle aus der Angst entstandenen Apokalypsen der Vergangenheit nicht zugetroffen sind, so wird es auch dieser CO2-Hysterie gehen. Es ist nur zu hoffen, dass diese Erkenntnis möglichst bald einkehrt.
Wie sagte noch Horaz vor 2000 Jahren: „Sapere aude“ (wage zu verstehen, deinen Verstand zu gebrauchen).
Im religiösen Mittelalter wurde dieser Verantwortung nicht nachgekommen, Hexen wurden bei klimatischen Veränderungen verbrannt.
Bei der dann folgenden Aufklärung übersetzte Kant das „Sapere aude“ mit „Habe den Mut, dich deines Verstandes zu bedienen“.
Bei der geistigen Schaffung und Austragung dieser Energiewende zur Vermeidung einer Klimaänderung wird die Anwendung des eigenen Verstandes außer Kraft gesetzt.
Es werden heute zwar keine Menschen mehr verbrannt, aber die Energie in Deutschland wird zum Luxusgut, inzwischen sind schon 300 000 Stromsperrungen ausgesprochen worden und 4,9 Mio. Sperrandrohungen. (16)

Quellen

1. Konstaedt, L.: „CO2-Ausstoß 2019 stark gesunken? Die Glaubwürdigkeit der Medien auch“?; EIKE, 13.01.2020
2. Bericht der deutschen Übertragungsnetzbetreiber zur Leistungsbilanz 2017-2021
3. Beppler, E.: „Bevor der Planet kollabiert, versinkt Deutschland in Stomausfällen“; 02.09.2019
4. „“Klimaschutz für alle“;Bahke, R.: „Wirksamkeit von Power-to-Gas-Anlagen bewiesen“
5. Beppler, E.: „Der Kohleausstieg ist im Sinne einer Absenkung des CO2-Ausstoßes ein Flop – und nun wird auch noch der Hype um die E-Mobilität zum Flop – quo vadis Industrieland Deutschland“; EIKE, 06.05.2019
6. Schuster, R.: Mitteilung Januar 2020
7. Beppler, E.: „Energiewende zeichnet nach 10 Jahren ohne Absenkung des CO2-Ausstoßes für ein 3-stelliges Milliardengrab verantwortlich und nun soll über eine CO2-Bepreisung bei der Erfordernis einer unbezahlbaren Armada an Stromspeichern ein neues Milliardengrab gestartet werden“; EIKE,23.08 2019
8. Kuntz, H.: „Die Ökoenergie Speicherlösung ist so einfach. Es muß sie nur jemand bezahlen“; EIKE 03.02.2020
9. Schuster, R.: Mitteilung vom 06.01.2020
10. Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina acatech: Schriftreihe „Energiesßstem der Zukunft“, Feb. 2016
11. Weber, U.: „Kelvin allein zu Hause: Der Unterschied zwischen 2 Watt und deren Umgebungstemperatur“; EIKE, 10 12.2019
12. Agerius, A.: https://eike.institute/wp-content/uploads/2020/02/Langversion-des-Artikels-Kritisches-Hinterfragen-des-IPCC-Basis-Modell-KT97-von-A.Agerius-2020-.pdf
13. Harde, H.: „Radiation and heat tranfer in the atmosphere: A comprehensive approach on a Molekular Basis“; 2013. (Online). Available: http:// dx .doi.org./10.1155/2013/503727
14. Schnell, M.: 13.IKEK in München 2019
15. Limburg, M.: 13.IKEK in München 2019
16. EIKE, 06.01.2020
 

Künftige Stromkosten bei Akkuspeicherung

Es gibt viele, welche in Akkus die einfache Lösung des latenten EEG-Speicherproblems sehen. Allen gemeinsam ist, dass dies nur einfach erscheint, so lange die Kosten dafür nicht angegeben werden.

In einer Information des Autors zum berühmten und hochgelobten Tesla-Akkuspeicher in Australien:
[2] EIKE 01. Oktober 2018: 90 Millionen US-Dollar für eine Tesla-Batterie in Süd-Australien, 28.224 Milliarden EUR dafür in Deutschland …
wurden überschlägig die Kosten für eine Umsetzung in Deutschland mit grob 28.000 Milliarden EUR abgeschätzt. Ein anderer Fachmann ermittelte dafür etwas weniger, nämlich nur 19.000 Milliarden EUR:
P. Dietz: … Zur Pufferung von Solar- und Windstrom bei Öko-Vollversorgung übers Jahr würde D (gemäß von mir hierzu extrapolierten Daten aus einer Untersuchung von Prof. Sinn für 2014 … einen Speicherbedarf für etwa 20 Tage Dunkelflaute benötigen, was bei 1,7 TWh/d 4000 mal Goldisthal oder etwa das 35.000-fache (!!) des südaustralischen weltweit größten Tesla-Akkus mit 100 MWh entspricht … der 55 Mio USD kostete und bei dortiger Netzlast von 5 GW i.w. nur als dringend benötigte Sekundenreserve genutzt wird …
Für D würde der 35.000 mal so große Ganzjahres-Pufferakku (ohne Elektromobilität) gut 19.000 Mrd € kosten und 220 Mio t wiegen. Bei einer Nutzungsdauer von 12 Jahren müsste jeder Einwohner von D pro Jahr dafür gut 19.000 € zahlen. Da der Li-Preis bereits heute auf das 3-fache gestiegen ist und die Vorräte begrenzt sind (und nicht mal für die E-Mobilität reichen) ist so etwas überhaupt nicht realisierbar. Allein um D nur *einen* Tag lang aus Autobatterien mit je 30 kWh zu versorgen, wären 56 Mio. Fahrzeuge nötig …

Nun halten Akkus nicht ewig. Stark abhängig von der elektrischen Belastung gehen sie turnusgemäß kaputt. Wirklich lange halten sie nur, wenn sie mit maximal +-10 % Lade-/ Entladungsdifferenz beansprucht werden, eine Begrenzung, welche im Betrieb als Volumenspeicher sicher nicht eingehalten werden kann.
Deshalb ist es wohl nicht völlig daneben – eher noch etwas hoch gegriffen -, mit einer mittleren Gebrauchsdauer solcher Akkuspeicheranlagen von ca. 12 Jahren zu rechnen. Und dann ergeben sich ganz, ganz grob die folgenden Kosten:

Nun muss nicht alle 12 Jahre alles vollständig erneuert werden. Nehme man also nur die Hälfte davon an. Dann sind trotzdem noch alleine für die Akkuspeicherung, also zusätzlich zum aktuellen Strompreis, für die „Frau Baerbock-Speicherlösung“ zu bezahlen:
Zusatzkosten der kWh: 1,67 … 2,5 EUR oder
Jahres-Zusatzkosten pro Einwohner: 9.655 … 14.341 EUR

Da anzunehmen ist, dass die Industrie ihre anteiligen Kosten nicht voll übernehmen wird, dürfte der Betrag für die Privathaushalte eher deutlich höher ausfallen.
Manche mögen einwenden, dass die enormen Kosten für die zusätzlich erforderliche Infrastruktur noch fehlen. Aber beim EEG fehlt so viel (auch an Verstand), dass es darauf wirklich nicht mehr ankommt.

Werden die Speicherkosten heimlich zu den Elektroautos „verlagert“?

Solche Kosten werden sich nicht einfach vermitteln lassen. Während beherzte (hier ein sich besonder klimahysterisch gebender [4]) Verfechter der Energiewende sagen: Weil es nicht lösbar ist, am Besten einfach ignorieren, sonst wird noch nachgedacht und das ganze Konstrukt käme vielleicht ins Wanken:
[4] Klimaretter.Info: [2] Quaschning sieht solche Großprojekte aber nicht als Bedingung für den weiteren Ausbau der Erneuerbaren: „Es wird gern vorgeschoben, dass große Projekte wie der Netz- oder Speicherausbau erstmal fertig sein müssen, bevor die Energiewende losgehen kann“,kritisiert er…. Fragt man Quaschning, sind Netze und Speicher sogar der letzte Schritt. Der erste heiße Kohleausstieg…
Sehen andere die vielen Dollars in ihren Augen, wie lokale (kommunale) Versorger, die ihre „gut Betucht“-Akkulösungen verkaufen wollen [5].

Es könnte aber auch sein, dass die kleine Episode nur der Auftakt zu einem neuen EEG-Speichermodell wird: Erzwingen und subventionieren der 100 % Elektromobilität, um „auf Teufel komm raus“ Speicher zu generieren, ohne die Kosten direkt benennen zu müssen.
Nach bewährter EEG Umlage-Subventionssitte würden die E-Auto-Besitzer davon profitieren und die daran gewöhnten, sonstigen privaten Strombezieher dafür wieder abgezockt. Diese sind das schon lange gewohnt, weshalb es in Deutschland dagegen kaum Proteste geben dürfte.
Und es lässt sich auch wie gewohnt als besonders bürgernah verkaufen, denn ein Teil der Bürger profitiert ja davon. Ach ja: Die Welt rettet es bestimmt auch ein ganz, ganz kleines bisschen vor dem Klimatod, weshalb die Gute Tat dieser Bürger noch draufgeschlagen werden kann.

Es wäre also nicht verwunderlich, wenn Frau Baerbock spontan gar nicht – wie man es bei der rein technisch/monetären Betrachtung meinen würde -, eine besondere Dummheit von sich gegeben hat, sondern nur ein bereits vorbereitetes (hochsubventioniertes) EEG-Lösungsmodell ausplauderte. Die Politik – weil sie bald eine Lösung braucht – und die Profiteure warten schon lange darauf, dass es endlich gestartet wird.
In diesem Sinn wäre Frau Baerbock wieder genial, nämlich mit dem richtigen Versprecher zur richtigen Zeit am richtigen Ort.

Quellen

[1] EIKE 18. Dezember 2018: Annalena Baerbock: In Deutschland emittiert jeder Bürger 9 Gigatonnen CO2

[2] EIKE 01. Oktober 2018: 90 Millionen US-Dollar für eine Tesla-Batterie in Süd-Australien, 28.224 Milliarden EUR dafür in Deutschland

[3] EIKE 2. Januar 2018: Das Elektroauto erzeugt nur Gewinner – und man verdient sogar Geld damit

[4] EIKE 30. Juli 2017: Der Visionär E. Musk (Tesla) rettet Südostaustralien für 32 Sekunden vor dem Blackout

[5] EIKE 06.02.2016: Nachgefragt: Ein lokaler Versorger bricht die Macht der Stromgiganten

Dieses 100%-Ziel klingt politisch so schön, dass es unwiderstehlich ist. Saubere Energie für jedermann. Unglücklicherweise ist die Konversion Amerikas zu 100% erneuerbarer Energie vollkommen unrealistisch, und das bedeutet, dass wir in große Schwierigkeiten geraten dürften. Sich dem Unmöglichen zu verpflichten ist wirklich ein sehr schlechtes Vorhaben.

Das Problem sind die Batterien, von welchen wir niemals etwas hören, wenn diese großen Pläne verkündet werden. Batterien sind nicht berücksichtigt, obwohl sie in unmöglichen Mengen gebraucht werden würden. Hier folgen ein paar einfache Fakten, die sich niemand zu erwähnen traut.

Während es bereits Batterie-Systeme im „Brauchbarkeits-Maßstab“ gibt, ist deren nationale Gesamtzahl praktisch Null im Vergleich zu dem, was notwendig wäre, um Stromerzeugung mittels 100% Erneuerbarer zu erreichen. Erneuerbare-Generatoren wie Wind und Solar erzeugen Strom in weniger als 50% der Zeit, manchmal erheblich weniger, manchmal überhaupt keinen. Dieses Problem nennt man Periodizität [intermittency*]

[*Für diesen Terminus ist keine vernünftige Übersetzung zu finden. Allerdings dürfte jeder wissen, was gemeint ist. Daher wird dieser Begriff im Folgenden im Original beibehalten und als normales deutsches Substantiv verwendet. Anm. d. Übers.]

Um dieses Problem zu lösen müssen wir viel mehr Strom erzeugen als benötigt wird, wenn die Erneuerbaren-Generatoren gerade einmal laufen und den Überschuss-Strom speichern für die Verwendung, wenn die Generatoren gerade nicht laufen, was die meiste Zeit der Fall ist. Für ein Haus kann das funktionieren, vor allem dann, wenn im Haus wenig Strom verbraucht wird. Aber es funktioniert nicht für eine ganze Nation mit hohem Pro-Kopf-Stromverbrauch, weit mehr als für ein Haus erforderlich.

Der in Haushalten verbrauchte Strom macht tatsächlich nur einen geringen Anteil des Energieverbrauchs aus. Es gibt auch den kommerziellen Verbrauch, von Bürogebäuden über Einkaufszentren bis zu Dienstleistern. Es gibt den Verbrauch in Gemeinden, etwa für Straßenbeleuchtung, Wasserversorgung und Abwasser-Behandlung. Dann gibt es natürlich den massiven Verbrauch seitens der Industrie einschließlich Eisenhütten.

Man beachte, dass viele der gleichen Menschen, die nach 100% erneuerbarer Energie rufen, auch die Konversion unseres Transportsystems zu Strom und die Verbannung interner Verbrennungsmaschinen fordern. Dieser zusätzliche Strombedarf würde den heutigen Bedarf in etwa verdoppeln. Stellen wir das aber mal einen Moment zurück, ohne es aus den Augen zu verlieren.

Allein die Schaffung der Erzeugungs-Kapazität für Erneuerbare auf 100% ist ein Monster-Job, vor allem, wenn dies in nur 20 bis 25 Jahren bewerkstelligt werden soll. Die Erzeugungskapazität Amerikas liegt derzeit bei über einer Million Megawatt (MW). Die meiste Energie wird erzeugt mittels Kernkraft, Kohle oder Gas. Rund 100.000 MW werden durch Wind und vielleicht 50.000 MW durch Solar erzeugt. Um also auf eine Million MW durch Wind und Solar allein zu kommen, sind gigantische Anstrengungen erforderlich.

Aber angesichts der Intermittency bringt uns die Einrichtung dieser gesamten Monster-Erneuerbaren-Erzeugung nur den halben Weg dorthin. Im Mittel müssen wir auch in der Lage sein, über die Hälfte des Outputs zu speichern.

Noch schlimmer, wir müssen auch in der Lage sein, mit den Extremfällen [high end cases] umgehen zu können, wenn die Erneuerbaren-Generatoren nicht mehrere Tage hintereinander laufen. Zum Beispiel wird maximal Strom während Hitzewellen verbraucht, wobei es fast nie richtig windig ist. Diese Hitzewellen können gut und gern eine Woche andauern. Weil sie häufig mit großen stabilen Hochdruckgebieten verknüpft sind, können diese Hitzewellen ohne wesentlichen Wind über großen Teilen der USA herrschen, so dass es keinen Windstrom gibt. Solar betreffend ist es nicht ungewöhnlich, wenn viele Gebiete des Landes eine Woche lang bewölktes und regnerisches Wetter haben.

Es gibt zwar schon einige wenige Batterie-Installationen in größerem Umfang in der Größenordnung von rund 1000 MW. Im Vergleich zu der einen Million MW oder so von benötigter Erneuerbaren-Erzeugungs-Kapazität (ohne E-Fahrzeuge) ist das aber praktisch nichts.

Tatsächlich wird Batterie-Kapazität auf zwei bedeutende Arten gemessen. MW besagt, wie schnell man die Energie aus ihnen abrufen kann, während Megawatt-Stunden (MWh) besagt, wie viel Strom vorhanden ist. Beides ist bedeutsam, wenn es um Backup von Erneuerbare-Generatoren geht.

Man nehme zum Beispiel an, dass wir einen 1000-MW-Windpark haben und 5 Tage lang kaum Wind weht. Wir brauchen ein Batteriesystem, das ausgelegt ist für 1000 MW und 120.000 MW (was schon sehr viel wäre).

Um also auf 100% Erneuerbare landesweit zu kommen, könnten wir Batterien für 1 Million MW brauchen mit einer Erzeugungs-Kapazität von 120 Millionen MWh. (Die tatsächliche Berechnung ist deutlich komplizierter als dieser einfache Überschlag). Und falls wir all unsere Verbrennungsmotoren elektrifizieren, wäre noch viel mehr erforderlich, vielleicht sogar doppelt so viel.

So also ist die Lage: Wir bräuchten eine überwältigend große Batterie-Speicherkapazität, um zu 100% Erzeugung durch Erneuerbare zu kommen – mit nichts. Wo findet dies Eingang in die Phantastereien der 100% Erneuerbaren? Warum sprechen die Politiker nicht über Batterien, obwohl diese doch ein viel größeres Problem sind als Wind und Solar? Woher sollen all diese Batterien kommen, und was soll mit ihnen geschehen?

Vielleicht liegt es daran, dass Batterien üble chemische Bomben sind, die erhebliche Mengen giftiger Abfälle produzieren. Sie trüben das hehre Bild der „sauberen Energie“, obwohl sie für diese unerlässlich sind.

Wir sollten anfangen, unsere Politiker über die Batterien zu befragen!

Link: http://www.cfact.org/2018/11/17/batteries-not-included-in-renewable-fantasy-plans/

Übersetzt von Chris Frey EIKE

[Auch der deutsche Sprachraum wird von ausländischen Beobachtern wahrgenommen. Daher ist es gut, dass man manchmal auch über ausländische Webseiten auf aktuelle Studien aus Deutschland stößt. Lesen Sie hier, was viele unserer „Eliten für Stromwende“ nicht wahrhaben wollen; der Übersetzer]

Jahrelang wurde uns gesagt, dass, wenn Sie mit Windenergieanlagen die Landschaft zerstören und sie in genügender Anzahl installieren, wir die „schmutzigen“ Kohlekraftwerke und jeder andere konventionelle Form der Erzeugung überflüssig machen, redundant ersetzt durch die Wunder des Windes und der Sonne.

Kein Land ging zielstrebiger oder schneller in seinem Streben nach Wind und Sonnenenergie vor, als die Deutschen. Die Süd-Australier kamen dem nahe, aber das ist ein australischer Staat, der Heimat von nur 1,6 Millionen Menschen ist, anstatt einer europäischen Nation, Heimat von über 80 Millionen.

Jetzt – Schock, Horror – eine ausführliche Studie hat gezeigt, dass der Versuch der Deutschen, Energie nur mit Sonnenschein und Windbrisen zu bekommen, ein Misserfolg ist. Das heißt, wenn es darum geht, Kohle, Gas und Kernkraft zu beseitigen.

Nach dieser Studie wird in Europa (!) immer 100% Back-Up durch konventionelle Energieerzeuger erforderlich sein.

No Tricks Zone, Pierre Gosselin

5 Juli 2017

Dieser Beitrag ist für die Anhänger der Windenergie, die sich weigern zuzugeben, wie schlimm es wirklich ist.

Eine aktuelle deutsche Studie des VGB beurteilt die Windenergie in Europa. Die Ergebnisse sind verheerend.  Sie kommt zu dem Schluss, dass Windenergie fast 100% Backup benötigt und je mehr Kapazität installiert wird, desto größer ist die Volatilität.

[VGB PowerTech e.V. ist der internationale Fachverband für die Erzeugung und Speicherung von Strom und Wärme. Vereinssitz ist Essen/Deutschland. Die Abkürzung „VGB“ hat heute nur noch historische Bedeutung. Wikipedia]

Diese Studie, hier als PDF zum downloaden, wurde von Thomas Linnemann und Guido Vallana verfasst und befindet:

„Die gesamte Produktion aus Windenergie in 18 europäischen Ländern, die sich über mehrere tausend Kilometer in Nord-Süd- und Ost-West-Richtung erstrecken, ist sehr volatil und weist einen starken intermittierenden Charakter auf.“

Mit anderen Worten, die Stromversorgung aus Wind schwankt auch bei einer Betrachtung des gesamten europäischen Netzes wild und kann daher nicht gut funktionieren. Weiter in Zusammenfassung der Studie:

[Hinweis des Übersetzers: Zu Beginn der Studie wird erläutert, das derzeit (2016) eine Nennkapazität der Windenergieanlagen von 50.000 MW in Deutschland installiert sind!]

„Eine intuitiv zu erwartende Glättung dieser volatilen Energieabgabe von unterschiedlichen Standorten auf einen Betrag, der eine Reduzierung der Backup-Windkraftkapazität ermöglicht, tritt jedoch nicht auf. Die Auswertung zeigt eine sehr zeitweilige Windflottenleistung mit signifikanten Spitzen und Minima nicht nur für ein einziges Land, sondern auch für die gesamten 18 europäischen Länder. Windenergie benötigt daher praktisch 100% Back-up. Da die (auch kombinierten) Kapazitäten aller bekannten Speichertechnologien im Vergleich zur geforderten Nachfrage unbedeutend sind (und zunehmend) sind, muss eine Sicherung durch konventionelle Kraftwerke erfolgen, wobei deren Geschäftsbasis durch die Abwesenheit von Kapazitätsmärkten grundsätzlich beeinträchtigt ist.“

[Kapazitätsmärkte = Subventions- oder Ausgleichszahlungen für erzwungenen stand-by Betrieb, der Übersetzer.
Zitat aus der Studie, Seite 65, rechte Spalte: … Die hierzulande geübte Praxis eines Kapazitätsmarktes „im stillen Kämmerlein“, bei dem die Bundesnetzagentur zur Abschaltung angemeldete konventionelle Kraftwerke aus Sicht der Stromnetzstabilität systemrelevant einstuft und Vorhaltekosten für die Kraftwerke über netzentgelte auf alle Endverbraucher umlegt, erscheint als sehr fragwürdiger Ansatz. …]

Extreme Volatilität

Die Studie gibt dann eine solide Analyse und Diagramme zeigen, warum dies der Fall ist. Unterhalb der Abbildung 1 ist die extreme Volatilität der Onshore- und Offshore-Windenergie im Jahr 2016 dargestellt:

Deutschlands Windenergieleistung reicht von über 30.000 MW bis fast null. Quelle: ENTSO

Im langjährigen Mittel haben Deutschlands Windparks nur einen Bruchteil ihrer Nennleistung mit 16,9% produziert, die im Jahr 2015 erreichte Ausnutzung von 19,7% entspricht dem viertbesten Wert seit 1990.

Die Studie fasst zusammen:

Die permanent verfügbare (gesicherte) elektrische Leistung des deutschen Windparks lag damit immer deutlich unter einem Prozent der installierten Nennleistung oder anders ausgedrückt. Im jedem Jahr gab es immer mindestens eine Viertelstunde, in der mehr als 99% der Nennleistung des deutschen Windparks nicht verfügbar waren und praktisch ein Bedarf an 100% planbarer Back-up Leistung herrschte. Diese Aussagen gelten auch für Offshore Windenergie.

Ergänzung durch weitere Texte aus der Studie, Auswahl durch den Übersetzer:

Die Windstromproduktion ist durch Wetterlagen mit typischen Korrelationslängen von mehreren hundert Kilometern bestimmt. Die … resultierende Summenleistung ist hoch volatil und außerdem nicht normalverteilt. … Begleitende Auswertungen zur Häufigkeit von Schwachwindphasen im Zeitraum von 2010 bis 2016 haben ergeben, dass in diesem Zeitraum insgesamt rund 160 Fünftagesphasen mit Leistungen des [gesamten deutschen] Windparks von weniger als etwa 5.000MW auftraten und es in jedem Jahr zusammenhängende zehn- bis vierzehntägige Schwachwindphasen gab. ]

Bei einem täglichen Strombedarf von durchschnittlich 1,5 TWh in D. wären somit ohne heutigen konventionellen Kraftwerkspark Back-up Systeme vorzuhalten, die jederzeit über ein abrufbares Arbeitsvolumen von 10 bis 15 TWh und eine Durchschnittsleistung von bis zu etwa 50.000 MW verfügen müssten (Schwankungsbreite ca. 30.000 bis 70.000 MW)

Im Vorgriff auf den zweiten Teil der VGB-Windstudie 2017 ist erwähnenswert, dass die aus den Zeitreihen für die aufsummierte elektrische Leistung aus Windenergie in den obigen europäischen Ländern für das Jahr 2016 abgeleiteten Minimalwerte (stündlich) und somit die permanent verfügbaren Leistungen gleichzeitig allesamt kleiner als 1,1% der jeweils installierten Nennleistung waren. Demnach besteht aus Sicht der Versorgungssicherheit praktisch kein Unterschied zu Deutschland.

… öffentlich und medial diskutierte Speicheroptionen …. verkennen gemeinhin gemeinsam die Dimension künftig ein- und auszuspeichernder Energiemengen sowie technische Herausforderungen und werden absehbar weder im erforderlichen Umfang noch zu wirtschaftlich vertretbaren Kosten verfügbar sein, sodass der konventionelle Kraftwerkspark die benötigte back-up Funktion weiterhin übernehmen muss.

[Eine Einbeziehung von Solaranlagen für eine gesicherte Stromversorgung ist nicht möglich, da Schwachwindphasen auch zur Nachtzeit auftreten. Solarstrom vergrößert das Problem der Volatilität nur noch.]

No Tricks Zone

Gefunden auf StopTheseThings vom 21. Juli 2017

Übersetzt und ergänzt durch Andreas Demmig

https://stopthesethings.com/2017/07/21/german-study-proves-its-combined-wind-solar-capacity-must-be-100-backed-by-coalgasnuclear-100-of-the-time/

Erklärung des Europäischen Instituts für Klima und Energie (EIKE) zur beabsichtigten Verabschiedung des Energiekonzeptes der Bundesregierung

26.09.201

I Grundsätze des Energiekonzepts

 „Die Sicherstellung einer zuverlässigen, wirtschaftlichen und umweltverträglichen Energieversorgung ist eine der größten Herausforderungen des 21. Jahrhunderts“ wird im Energiekonzept (EK) festgestellt (EK, S.3). Diese Aussage steht im eklatanten Widerspruch zu den im Energiekonzept enthaltenen Vorschlägen zur Entwicklung der Energieversorgung in Deutschland. Dieser Widerspruch wird in der Erklärung von EIKE behandelt.

Zunächst wird auf den Sinn eines solchen Energiekonzepts eingegangen. Er wird von der Bundesregierung damit begründet, dass es einen Klimawandel gibt, den wir Menschen mit einer falschen Energiegewinnung und als Folge davon durch zu hohe CO2-Emissionen verursachen. Dieses CO2 soll eine ‚Erderwärmung’ bewirken, die unsere Existenz gefährdet. Um diese Gefahr abzuwenden, müssen wir unsere Energiegewinnung hin zu weniger CO2-Emissionen abändern.

II Klimawandel als Motor – Glaube statt Fakten

Das Konzept eines anthropogen verursachten Klimawandels wurde von Maurice Strong, dem Generalsekretär des ‚Erdgipfels’ in Rio de Janeiro, zusammen mit einigen Gleichgesinnten initiiert. Strong fühlt(e) sich dem richtigen Gedanken des Umweltschutzes verpflichtet. Da er und seine Mitstreiter aber offensichtlich weder geologische noch klimatologische Grundkenntnisse besaßen, wählten sie als Instrument für die notwendigen Bemühungen um unsere Umwelt den Begriff ,Klimawandel’ aus, weil er durch vom Menschen emittiertes CO2 angeblich die Erderwärmung verursacht. Um dieses CO2 zu reduzieren und damit den ‚Planeten vor dem Ruin zu retten’, sollten – so die Aussage von Strong – die Industrieländer kollabieren.

Selbstverständlich können – und müssen – wir unsere Einflüsse auf die Umwelt minimieren und wir müssen mit unseren Energieressourcen sparsam umgehen – nicht zuletzt der Kosten wegen. Die sich seit der Entstehung der Erde ständig ändernden Klimate – von polar bis tropisch – können wir jedoch nicht steuern oder gar ändern. Ständiger Klimawandel ist Normalität, und konstante Klimate sind unmöglich, so etwas gab es noch nie in der Erdgeschichte. Es kam daher, wie es nach aller paläoklimatologischen Erfahrung kommen musste: die zugrunde gelegte globale Erwärmung blieb aus. An den vom sog. Weltklimarat (IPCC) trotzdem angeordneten Klimawandel wurde mit Hilfe der Medien und der Politik jedoch zunehmend geglaubt, und inzwischen hat dieser Glaube quasi-religiöse Formen angenommen.

Am 28. September will die Bundesregierung ihr Energiekonzept verabschieden. Es basiert tatsächlich – und immer noch – auf der Annahme, dass es global wärmer wird und dass wir Menschen diese Erwärmung mit unseren CO2-Emissionen verursachen.

Inzwischen ist lange klar, dass die Fakten den Glauben widerlegen: Mit dem Ausklingen der Kleinen Eiszeit ab 1700 haben sich die Temperaturen global – von weiteren Abkühlungs- und Erwärmungsperioden unterbrochen – insgesamt wieder erholt. Sieht man sich Langzeit-Thermometerdaten verlässlicher Wetterstationen wie Hohenpeissenberg, Prag, Wien, München und Paris an, dann sieht man einen Temperaturabfall im 19. Jahrhundert, der von einem etwa gleichgroßen Anstieg im 20. Jahrhundert abgelöst wurde, alles absolut gewöhnliche und natur-normale 100-Jahres-Ereignisse. Da es im 20. Jahrhundert weltweit inzwischen ausreichend viele Messstationen gab, wurde deutlich, dass der Anstieg in diesem Jahrhundert nur für die Nordhemisphäre, nicht aber für den Süden der Erde zutraf, der sich in großen Teilen sogar abgekühlt hat. Letzteres wäre im Falle einer CO2-induzierten globalen Erwärmung nicht möglich gewesen. Globalweit ist im 20. Jahrhundert im Gegensatz zur ,konventionellen Weisheit’ keine Erwärmung nachweisbar, wie es sogar der medienbekannte Klimaforscher Prof. Schellnhuber vom Potsdamer Institut für Klimafolgenforschung (PIK) fachlich unmissverständlich, aber in bemerkenswertem Gegensatz zu seinen medialen Klimaktastrophen-Verlautbarungen bestätigt [1].

Eine Rückerwärmung nach der Kleinen Eiszeit ist insgesamt alles, was vorgefallen ist. Darüber sollten wir uns freuen, denn die Lebensumstände waren bis ins 19. Jahrhundert hinein eher durch Hunger geprägt als durch Überfluss. Das alles beweisen die Fakten. Sie beweisen auch, dass CO2 die rezente Erwärmung nicht verursacht haben kann. Bis heute ist kein ,anthropogener Fußabdruck’ in Klimavorgängen auffindbar, weder in Extremwetterereignissen, wie Tornados, Starkniederschlägen, Dürren usw. noch in ungewöhnlichen Meeresspiegelanstiegen. Dies bestätigt nicht nur die gesamte meteorologische Fachliteratur sondern sogar das IPCC selber im umfangreichen Abschnitt 2.7 seines wissenschaftlichen Berichts von 2001, in dem  einer vermuteten Zunahme von Extremwetterereignissen nachgegangen wird.

Ein maßgebender Zusammenhang von zunehmenden anthropogenen CO2 und Globaltemperaturen sowie Auswirkungen auf Klimaparameter konnte bis heute auch physikalisch nicht nachgewiesen werden. CO2 ist nach dem Wasserdampf das zweitstärkste Treibhausgas, und nach heutigem Stand der Atmosphärenphysik erzeugt eine theoretische Verdoppelung der atmosphärischen CO2-Konzentration eine globale Temperaturzunahme von etwa 1 °C – man spricht von „Klimasensitivität des CO2. Dieser Wert ist unbedenklich, denn zur CO2-Verdoppelung müsste die Menschheit schon alle fossilen Brennstoffe verfeuern, deren sie habhaft werden kann, und davon ist nicht auszugehen. Die von ökoideologisch interessierten Kreisen kolportierten 2 °C (oder sogar noch mehr) sind dagegen Fiktion, diesen Wert gibt es in der Fachliteratur nicht. Im Gegenteil, selbst der vorgenannte Konsens von 1 °C ist ein noch zu hoher Wert, wie es die jüngeren Facharbeiten von international hoch-renommierten US-Klimaforschergruppen nachweisen [2], [3], [4]. Diese Facharbeiten sind bis heute unwiderlegt geblieben, was nicht verwundert, denn sie beruhen auf Messungen – im Gegensatz zu den Verlautbarungen der Klima-Warner, die sich nur auf fiktive Klima-Computer-Modelle berufen können.

In diesem Zusammenhang ist auf den deutlichen Unterschied zwischen den wissenschaftlichen Berichten des IPCC und seinen Berichten für Politiker zu erinnern. Die Inhalte der Berichte für Politiker werden zuvor mit den betroffenen Regierungen abgesprochen, so dass der Begriff ,seriös’ oder gar ,wissenschaftlich’ hier nicht am Platz ist.  Ferner sind zunehmende Manipulationen von Daten auch in dem wissenschaftlichen IPCC-Bericht vom Jahre 2007 zu nennen. Die politisch gezielten Prognosen des IPCC beruhen daher jetzt auf Daten, die zu einem erheblichen Teil manipuliert wurden. Wenige Wochen vor dem Klimagipfel in Kopenhagen wurde das bekannt. Die New York Times verlieh infolgedessen diesem Wissenschaftsskandal unverzüglich das Prädikat ,ClimateGate’.

In Deutschland wurde das 2 °C – Ziel von der Fachwelt als „unsinnig“ erklärt, u. a. von den Präsidenten des Geoforschungszentrums Potsdam, des Alfred-Wegener-Instituts in Bremerhaven und des  Senckenberg-Museums Frankfurt/Main als eines unserer größten und wichtigsten Naturkundemuseen. Trotz ClimateGate und trotz Unsinnigkeit ist das 2°C – Ziel unverändert die Grundlage des regierungsamtlichen Energiekonzeptes, das so beschlossen werden soll – mit unübersehbaren Kosten für die deutschen Verbraucher und die deutsche Wirtschaft.

Das Energiekonzept der Bundesregierung beruht daher auf Prognosen, für die es keine belastungsfähigen Beweise gibt und die man deshalb glauben muss. Die Prognosen haben sich schon jetzt weitgehend als falsch erwiesen, so dass ein solcher Glaube kein Vertrauen verdient. Dieser Zweifel wird durch die Erfahrung verstärkt, dass es immer schon Advokaten-Wissenschaftler gegeben hat, die ihrem Dienstherrn, seinem Projekt und dem eigenen Nutzen mehr gedient haben als der Wahrheit.

In diesem Zusammenhang muss schlussendlich nachdrücklich auf das von den Medien hartnäckig kolportierte Missverständnis aufmerksam gemacht werden, dass die politische IPCC-Meinung der mehrheitlichen Auffassung aller Klimaexperten weltweit entspräche. Das genaue Gegenteil ist der Fall! Unzählige Manifeste und Petitionen von Klimaforschern und fachnahen Naturwissenschaftlern (Heidelberg, Leipzig, Oregon (USA), Kanada, US-Senat usw.) sind zwar im Internet incl. den Namen der inzwischen zu Zehntausenden zählenden Unterzeichner (Fachwissenschaftler!) einsehbar, werden aber von Medien und Politik konsequent ausgeblendet. Meinungsmehrheit ist zwar niemals ein endgültiges Urteil über die Richtigkeit einer physikalischen Hypothese, aber die politischen Entscheidungsträger sollten zur Kenntnis nehmen, dass die am IPCC-Prozess beteiligten Wissenschaftler gegenüber ihren Fachkollegen als sog. ,Klimaskeptikern’ eine Minderheit darstellen, die nur mit UN- und medialer Unterstützung als angebliche Mehrheit ,verkauft’ werden kann. 

Wir haben den Artikel 17 des Deutschen Grundgesetzes (wer kennt ihn eigentlich?) ernst genommen und uns mit unseren Bedenken an die Regierenden gewandt. Die Fakten wurden dem Bundeskanzleramt und den relevanten Ministerien mehrfach mit der Bitte zugesandt, uns eine faire und objektive Diskussion mit den Befürwortern eines anthropogen Klimawandels zu ermöglichen, denn wann immer diese zusammen mit uns eingeladen wurden, haben sie eine Beteiligung vermieden. Weder das Bundeskanzleramt selbst noch die Ministerien haben die Möglichkeit zu einer Diskussion gegeben. Ein Offener Brief an die Bundeskanzlerin, in dem eine entsprechende Bitte vorgetragen wurde und den inzwischen über 400 qualifizierte Bürger unterschrieben haben, von denen 90 Personen mit relevanten  Berufen zum Wissenschaftsbereich gehören, wurde bis heute nicht beantwortet. Dafür können unzählige Menschen in mehreren Ländern den Brief in ihren Muttersprachen lesen. Die vom Bürger geforderte aktive Mitarbeit im Staat ist wohl doch nicht ernst gemeint, und über ein demokratisches und transparentes Regierungshandeln gibt es offensichtlich unterschiedliche Vorstellungen. Auf die Eingaben hin beschränkten sich die Antworten auf den stereotypen, lapidaren Hinweis, dass sich die amtliche Klimapolitik ausschließlich am 2 °C – Ziel orientiert. In den Veranstaltungen der Öffentlich-Rechtlichen Fernsehanstalten konnten die gegensätzlichen Ausfassungen ebenfalls nicht vorgebracht oder geklärt werden, denn von Beckmann über Illner bis Will wurden fast ausschließlich Befürworter der Hypothese von einer gefährlichen globalen Erwärmung eingeladen.

Wer Entscheidungen zu treffen hat, prüft Alternativen; schon bei kleinen Anschaffungen ist das üblich. Bei wesentlichen Entscheidungen über die zukünftige Klimapolitik und die Energieversorgung sollte es zwingend sein, die Grundlagen sorgfältig zu prüfen. Das ist nicht geschehen, sondern wurde von amtlicher Seite verweigert. Daher besteht nun die Gefahr, dass ein Energiekonzept verabschiedet wird, welches irrational auf Glauben basiert und jene Fakten unberücksichtigt lässt, die die Dogmen dieses Glaubens an einen vom Menschen verursachten Klimawandel widerlegen. Zu Beginn des 21. Jahrhunderts und mitten in einer von Wissenschaft und Technik geprägten realen Welt wird damit ein Regierungshandeln praktiziert, das methodisch noch dem Mittelalter angehört.

III Bedingungen der Stromgewinnung

Politiker von ‚Bündnis 90 Die Grünen’ haben schon das Goldene Zeitalter der unbegrenzten Energieversorgung vorausgesagt  (O-Ton Eveline Lemke, Landes­vorstandssprecherin der Grünen in Rheinland-Pfalz): „Mit den ‚Er­neuerbaren’ haben wir den Strom dann praktisch umsonst“.

Leider haben auch bei der Stromgewinnung die Götter vor den Erfolg den Schweiß gesetzt, und deshalb ist zunächst die Feststellung erforderlich, dass es nach dem Gesetz von der Erhaltung der Energie tatsächlich keine erneuerbare oder regenerative Energie gibt. Unser Hauptenergielieferant ist die Sonne, und wenn wir sie nutzen wollen, müssen wir ihre Energie umwandeln – egal, ob sie in der geologischen Vergangenheit auf der Erde als Gas, Öl oder Kohle gespeichert wurde, oder ob sie täglich frisch eintrifft. Die Umwandlung erfordert technische Prozesse, und dafür sind Installationen und folglich Investitionen erforderlich. Der Aufwand für die Installation je Kilowatt Leistung ist leider um ein Vielfaches größer, wenn ,frische’ Sonnenenergie (oder Windenergie) in Strom umgewandelt werden soll, als dies bei fossilen Energieträgern oder gar der Kernenergie der Fall ist. Bei der Erzeugung von elektrischem Strom als physikalisch-technischem Prozess gelten keine Glaubensinhalte sondern feststehende Bedingungen: Ergiebigkeit, Verfügbarkeit und Wirtschaftlichkeit. Wie man am günstigsten den Strom produziert, das Lebensblut der Wirtschaft und die Existenzbedingung für immer mehr Menschen, ist folglich keine Glaubenssache sondern eine technische Rechenaufgabe.

Die Ergiebigkeit der Erneuerbaren Energien wird durch deren Energiedichte bestimmt. Dies bedeutet für die Praxis, dass die – verglichen mit Gas, Kohle, Kernkraft – viel zu geringe Energiedichte von Wind und Sonneneinstrahlung den Aufwand  bei der Stromerzeugung mit Windrädern oder Photovoltaik wirtschaftlich unbrauchbar macht. So entspricht die Leistung eines Kernkraftwerks vielen 100 km Windrädern im deutschen Binnengebiet hintereinander. Aber selbst das gilt noch nicht einmal in Gänze, weil das Leistungsangebot von Windrädern unstetig  erfolgt und daher für den praktischen Bedarf von Industrie und Verbrauchern weitgehend wertlos ist. Die Verfügbarkeit der Erneuerbaren ist begrenzt: Wind oder Photovoltaik erzeugen bei Windstille und Dunkelheit keinen Strom, weshalb eine mindestens 100-fach größere Speicherkapazität benötigt wird als wir sie gegenwärtig für den Betrieb der konventionellen Kraftwerke brauchen und installiert haben.

Diese unabdingbaren Faktoren sind weltweit bestens bekannt, und deshalb plant und baut man – bzw. behält man – in den anderen Ländern Wasserkraft-, Kohle- und Kernkraftwerke. Die sehr viel teurere Stromerzeugung aus den Erneuerbaren Energien ist erst dann als weltweiter Standard denkbar, wenn alle fossilen Brennstoffe und Kernbrennstoffe verbraucht sein werden. Mit Uran- und Thorium-Vorräten für viele tausend Jahre ist davon allerdings nicht auszugehen, wobei hinzukommt, dass der Kernbrennstoff Uran sogar im Meerwasser enthalten ist und (z.Zt. noch mit etwa 5 – 10 fach höheren Kosten als aus Minen) herausfiltert werden kann.

IV Die Widersprüche des Energiekonzeptes

„Zuverlässig, wirtschaftlich und umweltverträglich“ soll die Energieversorgung sein. Dass sie physikalisch-technischen Bedingungen unterliegt, die die Stromgewinnung bestimmen, wird im Energiekonzept leider nicht erwähnt, ist aber der entscheidende Punkt.

Zuverlässigkeit

Die Zuverlässigkeit der Versorgung ist erheblich eingeschränkt, weil

• Die durch den wachsenden Anteil an Wind- und Solarstrom benötigte Speicherkapazi­tät nicht vorhanden ist und (s. unter V) auch praktisch niemals verfügbar sein kann;

• Der Bedarf von Importstrom völlig ungeklärt ist, denn es fehlt die Abstimmung

1)  mit den Herkunftsländern und

2)  mit anderen Ländern, die ebenfalls Strom importieren müssen;

• Der Import von „nachhaltigen Bioenergieträgern“ (EK, S.11) ebenso ungeklärt ist, denn:

1)    es fehlt ebenfalls die Abstimmung mit den Herkunfts- und potentiellen Konkurrenz­ländern;

2)    es ist mindestens zweifelhaft, ob der transozeanische Transport von nachhaltigen Bio­energieträgern nicht mehr Energie erfordert als ihre Verstromung einbringt; schließlich und grundsätzlich sollte aber ….

3)    …. die Stromgewinnung aus nachhaltigen  Bioenergieträgern verboten werden, weil

a)  landwirtschaftliche Produkte und die dafür benötigten Ackerflächen für die Er­nährung der zunehmendem Weltbevölkerung dringend benötigt werden, und

b) forstwirtschaftliche Produkte in den Herkunftsländern die Waldrodung verstär­ken; bei der Formulierung des Energiekonzeptes wusste man offenbar nichts von Hungerrevolten beispielsweise in Chiapas/Mexiko, die Menschenmassen gegen die Entscheidung US-amerikanischer Farmer demonstrieren ließ, ihren Mais nicht mehr ihnen für die Herstellung von Tortillas zu verkaufen, sondern wegen des größeren Gewinns daraus Biosprit herstellen zu lassen.

Wirtschaftlichkeit

Die Wirtschaftlichkeit der Erneuerbaren ist deutlich kleiner, denn wegen der geringeren Ergiebigkeit und der zeitlich begrenzten Verfügbarkeit ist die Stromerzeugung aus Wind oder Photovoltaik unabänderlich teurer. Das ist bekannt, denn nach dem EEG werden diese Gewinnungsarten mit sehr vielen Milliarden von den Verbrauchern zwangsweise subventioniert. Die bisher noch ungelöste Problematik der Stromspeicherung wird den Strom aus erneuerbaren Energien zusätzlich mit sehr großen Kosten belasten – vorausgesetzt, es ließe sich überhaupt eine technische Lösung erdenken und in die Praxis umsetzen.  

Wir leben vom Verkauf unserer Produkte auf dem Weltmarkt, und das gelingt nur, solange sie nicht wesentlich teurer sind als die unserer Konkurrenten. Wenn der Strom bis 2050 bei uns tatsächlich nur noch aus den Erneuerbaren Energien produziert werden soll, werden wir für den Weltmarkt bedeutungslos. Was das für unsere Arbeitsplätze und für unseren Lebensstandard bedeutet, sollte jedem Entscheidungsträger klar sein. 

Umweltverträglichkeit

Das Landschaftsbild Deutschlands hat sich in den letzten Jahrzehnten durch die Einrichtung der Windparks drastisch verändert, der dadurch benötige Landschaftsverbrauch und die Landschaftsschädigungen waren enorm, und sie werden weiter steigen. Die zusätzlich erforderlichen elektrischen Leitungsnetze, die für die Nutzung der Erneuerbaren Energien erforderlich sind, werden das Landschaftsbild weiter beeinträchtigen und den Landschaftsverbrauch vergrößern.

Die Wahrscheinlichkeit von Tankerhavarien mit unabsehbaren ökologischen Schäden in der dichtbefahrenen Nord- und Ostsee nimmt durch den geplanten massenhaften Bau von Offshore-Windenergieanlagen zu. Die vermutlich sehr schädlichen Auswirkungen von Offshore-Windparks auf die Vogelwelt und auf Meerestiere, z. B. Schweinswale, sind noch völlig unbekannt.

Das Energiekonzept sieht vor, die Stromgewinnung aus Biomasse erheblich zu verstärken. Das impliziert noch größere Monokulturen bei uns, Importe von Biomasse aus Übersee mit der Folge von weiteren Waldrodungen. Weder bei uns noch in den Exportländern dürfte sich das als umweltverträglich herausstellen. Außerdem muss man fragen, in welchem Umfang es bei weiterem Bevölkerungswachstum und dementsprechenden Mehrbedarf an Nahrungsmittel vertretbar ist, Agrarflächen für die Herstellung von Energierohstoffen zu benutzen. Im Sinne eines angeblich ökologisch determinierten Energiekonzeptes kann es dies nicht sein.

V Stromspeicherung – ein ungelöstes Problem

Das schon angedeutete, aber im Detail noch zu erläuternde Problem ist die zwingend erforderliche, aber großtechnisch noch völlig ungelöste Speicherfrage von elektrischer Energie. Dieses Problem entsteht unvermeidbar, weil auch bei Ausfall der Erneuerbaren infolge von Windflaute bzw. Bewölkung dennoch die Stromversorgung unseres Landes aufrechterhalten bleiben muss. Die Speicherfrage ist weder in Deutschland noch irgendwo in Europa gelöst. In Anbetracht der Dimension des Problems muss sie sogar als unlösbar bewertet werden.

Pumpspeicherwerke (PSW) sind die einzig bekannte Einrichtung, um die zwingend erforderliche Frequenz- und Spannungskonstanz zu gewährleisten. Pumpspeicherkraftwerke sind technisch sehr aufwendig, ihr Bau erfordert bestimmte topographischen Gegebenheiten, nämlich Gebirge, die einerseits viele hundert Meter tiefe Täler, andererseits aber auch ausgedehnte Hochflächen zum Bau der Oberbecken aufweisen müssen. Das größte deutsche Pumpspeicherwerk ist Goldisthal in Thüringen. Mit einem anfangs gefüllten Oberbecken kann es 8 Stunden lang 1000 Megawatt liefern, dann ist es leer. Seine Planungs- und Bauzeit betrug 30 Jahre, die reine Bauzeit 11 Jahre; die Kosten beliefen sich auf 0,6 Milliarden €.

Gegenwärtig verfügt Deutschland in allen seinen PSW über eine installierte Leistung von ca. 6400 Megawatt (MW). Große PSW haben eine installierte Leistung von ca. 1000 MW. Keiner kann heute genau sagen, welche Leistung zusätzlich installiert werden muss, um den Bedarf zu decken, wenn der Strom vollständig aus Erneuerbaren Energien kommt, denn das hängt davon ab, wieviel Tage Windflaute und Sonnenbedeckung man riskieren will, ohne dass die deutsche Stromversorgung kollabiert. Nimmt man vernünftigerweise 20 Tage an, werden 140 mal mehr Leistung an PSW erforderlich als heute vorhanden sind. In Konsequenz des Energiekonzepts der Bundesregierung sind daher rund 700 neue PSW der Größe von Goldisthal in Thüringen zu bauen, was dem Begriff des Wahnsinns gleichgesetzt werden kann. Der Bau neuer Speicherbecken ist in Deutschland gar nicht möglich, weil schon die topographischen Voraussetzungen dazu fehlen. Von den astronomisch hohen Kosten braucht man dann nicht zu sprechen. Es ist nicht zu erwarten, dass Österreich, die Schweiz oder Norwegen bereit sind, für deutsche Windenergieanlagen ihre Hochgebirgstäler als Pumpspeicher-Becken zur Verfügung zu stellen. Andere Möglichkeiten der Stromspeicherung im erforderlichen Maßstab gibt es nicht.

VI Kosten 

Alle für die künftige Energieversorgung vorgeschlagenen Technologien – erneuerbare Energien, CCS, Energiespeicher, Fernleitungen – erfordern ernorme Investitionen, die nur aufgebracht werden können, wenn entweder Neuverschuldungen des Staates für Fördermaßnahmen vorgenommen werden oder Abstriche bei sonstigen Ausgaben (Infrastruktur, Bildung, Wissenschaft, Kultur, Entwicklungshilfe etc.) gemacht werden. Zu starken Kostenerhöhungen wird auch die weitere Ausdehnung des Handels mit Kohlendioxid-Emissionsrechten führen, ohne dass dadurch weltweit die Summe der CO2-Emissionen verringert wird. 

Investitionskosten für Wind- und Solarenergie-Anlagen sind pro elektrische Leistungseinheit deutlich höher als für konventionelle Kraftwerke. Hinzu kommt die naturbedingt geringere Ausnutzung der installierten Leistungen, was insgesamt zu weiter ansteigenden  Erzeugungskosten gegenüber konventionellen und nuklearen Kraftwerken führt. Die folgenden Zahlen belegen es: moderne Braunkohlenkraftwerke oder Kernkraftwerke liefern Strom für ca. 3 Ct/kWh, Wind für ca. 8 – 15 Ct/kWh und Photovoltaik für ca. 40 Ct/kWh. Es ist unverständlich, dass die einzige unsubventioniert nutzbare Primärenergiequelle Deutschlands, die Braunkohle, im Energiekonzept der Bundesrepublik nicht erwähnt wird.

Die vorgeschlagene Abtrennung und anschließende unterirdische Deponierung von CO2 bewirkt infolge der dadurch bedingten massiven Reduzierung im Wirkungsgrad der Kraftwerke einen entsprechenden Mehrverbrauch an Kohle. Nach Angaben der Deutschen Physikalischen Gesellschaft ist mit um 50 bis 130 Prozent erhöhten Anlagekosten gegenüber herkömmlichen Kraftwerken zu rechnen [5]. Hinzu kommen bei der CCS-Technik die potentiellen Gefahren aus den CO2-Einlagerungen. Es ist hochriskant, in unseren dichtbesiedelten Gegenden unterirdische CO2-Speicher anzulegen, die für immer dicht bleiben müssen: anders als bei radioaktiven Stoffen nehmen die vom eingepressten CO2 ausgehenden Gefahren nicht mit der Zeit ab.

Das von den Verfechtern der Erneuerbaren immer wieder ins Feld geführte Argument von neuen Arbeitsplätzen in den einschlägigen Industrien von Windrädern und Photozellen geht fehl. Diese Arbeitsplätze gehen auf der anderen Seite vermehrt durch Kaufkraftverlust infolge immer weiter steigender Strompreise verloren. Die im Energiekonzept für erforderlich gehaltene Erhöhung der Energiepreise führt daher insgesamt zum Verlust von Arbeitsplätzen.   

VII Anteil Deutschlands

Die im Energiekonzept beabsichtigten Maßnahmen sind größtenteils nicht erforderlich, wenn man auf der Grundlage gesicherter Fakten entscheidet. Wenn man jedoch bei der gegenwärtigen Entscheidungsgrundlage bleibt, und Maßnahmen durchführen will, weil man an unsere Urheberschaft einer gefährlichen globalweiten Erwärmung glaubt, sollte man sich vorher darüber im klaren sein, wie groß die Wirkung unseres Anteiles überhaupt sein kann, den wir mit unseren Maßnahmen erreichen können – und die unvorstellbar große Kosten erfordern. Es wurde bereits vielfach nachgewiesen, dass er praktisch bedeutungslos ist. Wenn Deutschland seinen Verpflichtungen gemäß EU-Beschluss zur Verringerung von CO2-Emissionen nachkommt, wird sich dies gemäß einer noch nicht einmal in der unterstellten Höhe nachgewiesenen Wirkung des CO2 um 0,0007 °C auf die Globaltemperatur bis zum Jahre 2020 auswirken. Das von den meisten Ländern der Erde in sachgemäßer Beurteilung der Fakten nicht ernst genommene Kyoto-Protokoll würde – ebenfalls die vermutlich viel zu hohe Einschätzungen des IPCC vorausgesetzt  – der Welt bis zum Jahre 2100 etwa 0,1 °C globaler Erwärmung ersparen.

Dieser Zusammenhang ist so gut wie allen Fachleuten bekannt, die die Regierungen dieser Welt beraten, weshalb weiterhin Kohle- und Kernkraftwerke gebaut werden. Dagegen beschreitet Deutschland, wie schon mehrfach in seiner Geschichte, einen verhängnisvollen Sonderweg, den kein anderes Volk in dieser Konsequenz mitgehen will – und wird. In Erinnerung an die Folgen unserer Sonderwege und in Anbetracht der wirtschaftlichen Folgen dieses Konzeptes muss man fragen: Darf man dem deutschen Volk derartige Lasten aufbürden, die nur auf ideologischen Dogmen beruhen? Und wie verträgt sich ein solches Regierungshandeln mit dem vor dem Bundestag per Eid geleisteten Gelöbnis, dem Wohl des Deutschen Volkes zu dienen, seinen Nutzen zu mehren und Schaden abzuwenden?

Prof. Dr. Friedrich-Karl Ewert, Dipl.-Geologe, EIKE

Prof. Dr. Horst-Joachim Lüdecke, Dipl.-Physiker, EIKE (Pressesprecher)

Dr.rer.oec, Ing. Dietmar Ufer, EIKE

Quellennachweise

[1] J.F. Eichner, E. Koscielny-Bunde, A. Bunde, and H.-J. Schellnhuber, Power-law persistence and trends in the atmosphere: A detailed study of long temperature records, Phys. Rev. E 68, 046133 (2003)

[2]  Lindzen, R., Y.-S. Choi, On the determination of climate feedbacks from ERBE data, Geophys. Res. Lett., 36, L16705, doi: 10.1029GL039628 (200), s. s Lindzen_1.pdf

[3]  Lindzen, R., Y.-S. Choi, On the observational determination of climate sensitivity and its implications, submitted to Journ. of Geophys. Research, Feb. 12 (2010), s. Lindzen_2.pdf

[4]  Paltridge, G., Arking, A., and Pook, M., Trends in middle- and upper-level tropospheric humidity from NCEP reanalysis data, Theor. Appl. Climatol., 98:351-359, DOI 10.1007/s00704-009-0117 (2009), s. Platridge.pdf

[5] Deutsche Physikalische Gesellschaft: „Elektrizität: Schlüssel zu einem nachhaltigen und klimaverträglichen Energiesystem“ Juni 2010

 Weiterführende Links:

Falsche Prioritäten: Das Energiekonzept der Bundesregierung!

Das schwarz-gelbe Energiekonzept: Kernenergie als Brücke ins Nichts!

Nachtrag: Am Wochenende hat der BDEW eine neue Plattform freigeschaltet (Motto "Energie ist nicht schwarz-weiß"), auf der das Thema breit diskutiert werden soll. 

Bitte diskutieren Sie auch dort mit: www.energiedebatte.com  

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• eike_erklaerung_energiekonzept-pdf