Klima und Energiewende

[hz3cdv]

In dem Model brauchen wir dann die Regelkraftwerke also Gas und Pumpspeicher, Energiespeicher oder Nachbarländer, die uns die benötigte Regelleistung wodurch auch immer zur Verfügung stellen.

Tatsächlich sollen neue Gaskraftwerke gebaut werden, die die Schwankungen der Erneuerbaren ausgleichen sollen. Auch langfristig, dann mittels Wasserstoff.

P.S. Dunkelflauten alleine durch Batterien zu glätten plant in der Realität eigentlich niemand. Ich wundere mich, warum das hier immer wieder hochgehalten wird. Zumal Batterien auch in kein Kreislaufmodell passen, da deren Herstellung endliche Rohstoffe verbraucht.

Batterien sind Puffer. In ausreichender Zahl vorhanden sind dann weniger Reservekraftwerke notwendig. Und wir werden hoffentlich in absehbarer Zeit viele ausgelutschtem Autobatterien haben, die dafür verwendet werden können.

[Eisrose]

Natürlich werden auch Batterien als Speicher genutzt werden. Aber ich wage mal die Prognose, dass das eine untergeordnete Technologie bleiben wird. Die Hauptspeichertechnologie in der Stromversorgung wird Wasserstoff werden, auch in Form von Ammoniak.

[Reinhard]

P.S. Dunkelflauten alleine durch Batterien zu glätten plant in der Realität eigentlich niemand. Ich wundere mich, warum das hier immer wieder hochgehalten wird. Zumal Batterien auch in kein Kreislaufmodell passen, da deren Herstellung endliche Rohstoffe verbraucht.

Der Bau eines Gaskraftwerks verbraucht auch Rohstoffe. Aus engerigwirtschaftlicher Sicht sind im Puffer-Einsatz Gaskraftwerke und Batteriespeicher recht ähnliche Systeme.

Das ist in der Praxis erst mal eine ganz einfache wirtschaftliche Entscheidung. Womit kann ich mehr Geld verdienen. Das dürfte auf eine Mischung der beiden Technologien hinaus laufen. Zumindest über eine windstille Nach sollten wir schon kommen ohne in großem Ausmaß Elektrolyse-Wasserstoff zu verbrennen.

Batteriespeicher dürften außerdem im Bau und der lokalen Verteilung deutlich flexibler sein. Gaskraftwerke haben dagegen zwei andere Vorteile, die Batterien kaum darstellen können.

Sollte es nötig sein, kann ein Gaskraftwerk auch einfach länger betrieben werden und eben als Kraftwerk und nicht nur als Überbrückungssystem unter Verwendung von grünem Wasserstoff betrieben werden. Und aus dem Grund kann man über die Strategische Gasreserve mit Gaskraftwerken auch längere Dunkelflauten überbrücken. Niemand wird Batterien auf einen Anwendungsfall auslegen, der vielleicht einmal in 5 Jahren eintritt.

Und natürlich sollten wir nicht vergessen, dass es auch noch andere Möglichkeiten der Energiespeicherung gibt. Möglicherweise sehen wir in ein paar Jahren auch wirtschaftlich sinnvolle Gasdruckspeicher.

[hz3cdv]

Natürlich werden auch Batterien als Speicher genutzt werden. Aber ich wage mal die Prognose, dass das eine untergeordnete Technologie bleiben wird. Die Hauptspeichertechnologie in der Stromversorgung wird Wasserstoff werden, auch in Form von Ammoniak.

Na. Geht um was anderes. Nehmen wir mal an, dass eine Region einen durchschnittlichen Stromverbrauch von 100 GW hat. Zu Spitzenzeiten können aber auch schon mal 200 GW abgerufen werden. Zu anderen Zeiten halt nur 50 GW.

Ohne Puffer müsste man Kraftwerkskapazitäten für 200 GW vorhalten. Damit, wenn Spitzenlast und Dunkelflaute zusammenkommen, nicht die Hälfte aller Verbraucher abgeschaltet werden müssen. Bei theoretisch unendlicher Pufferkapazität müsste man aber nur Kraftwerkskapazitäten für 100 GW vorhalten. Bei höheren Abrufzahlen, würde die Differenz aus den Puffern kommen, die dadurch geleert werden. Bei geringeren Abrufzahlen würden die Kraftwerke weiterlaufen und die Puffer wieder füllen. Da es natürlich keine unendliche Pufferkapazität gibt müssten in der Praxis dann wohl irgendwo zwischen 100 und 150 GW an Kraftwerkskapazitäten vorgehalten werden.

Pufferspeicher können ganz verschieden aussehen. Batterieparks aus alten Batterien wären eine praktikable Möglichkeit. Gasdruckspeicher eine andere. Was schon seit langem genutzt wird sind Pumpspeicherkraftwerke. Finden sich z.B. hier im Ruhrgebiet, wo ich wohne. Man entnimmt bei geringem Stromverbrauch, also typischerweise nachts, Wasser aus Ruhrstauseen und pumpt sie in einen künstlichen See auf einem Berg 150 m oberhalb der Ruhr. Bei zusätzlichem Strombedarf lässt man dann wieder Wasser zurückfließen. Das fallende Wasser treibt dabei Turbinen an, die Strom erzeugen. So ein Ding wurde 1930 z.B. am Hengsteysee in Betrieb genommen und ist inzwischen ein Industriedenkmal. Das daneben gebaute Nachfolgekraftwerk hat eine Leistung von 160 MW. Zusätzlich zu dem Speichersee hat man da noch Batteriespeicher - alte Autobatterien von Audi.

Ergänzung: ein Vorteil von Puffern ist auch noch, dass Kraftwerke am effizientesten arbeiten, wenn sie eine konstante Last fahren und nicht ständig hoch- und runtergefahren, an- und ausgeschaltet werden.

Ergänzung 2: das größte Pumpspeicherkraftwerk in Deutschland liegt in Thüringen und hat eine Kapazität von über 8000 MWh.

Ergänzung 3: Problem von Pumpspeicherkraftwerken ist die aktuell nicht so hohe Rentabilität - ginge also wohl nur staatlich - und die üblichen Vorbehalte der Bevölkerung - Umweltschutz, ja klar, aber bitte nicht vor meiner Haustür. Über letzteres musste man sich im Ruhrgebiet vor 100 Jahren aber noch keine Gedanken machen.

[giffi marauder]

Der Habeck hat es immerhin geschaft sich durchzusetzen das das Hochvolt Netzt beschleunigt ausgebaut wird. Das passiert tatsächlich und ist wichtig für die Lastverteilung um auch aus der Kohleverstrohmung zu kommen.

Speicher sind im Bau und es gibt bereits sehr viele kleinere dezenztale Batterie Speicher zur Lastverteilung. Da der Batteriepreis im Sturzflug ist kann ich mir vorstellen das diese ebenso beschleunigt ausgebaut werden. Das wäre dann auch für Privathaushalte mit Wärmepumpe und PV-Anlage interessanter.
Hinzu kommt die geplante Freigabe das Auto als Zwischenspeicher nutzen zu können. Auch das wäre eine Entlastung in den Dunkelstunden.

Ich hatte da weniger die geografische- als die zeitliche Lastverteilung im Kopf.
D.h. Verbräuche werden so gelegt, dass diese zeitlich nicht zusammenfallen.
Eine Preissteuerung in kleinen Zeiteinheiten (1 Stunde oder 15 Minuten) ist da sehr hilfreich,
weil damit schnell klar wird, Strom zu jeder Zeit so viel man will - koste es was es wolle -
tatsächlich meist mehr kostet als man eigentlich will.
Da rentieren sich dann schnell auch mal lokale Speicher für engerieintensive Unternehmen, die das nicht in Griff bekommen.

[Reinhard]

Ergänzung 3: Problem von Pumpspeicherkraftwerken ist die aktuell nicht so hohe Rentabilität - ginge also wohl nur staatlich - und die üblichen Vorbehalte der Bevölkerung - Umweltschutz, ja klar, aber bitte nicht vor meiner Haustür. Über letzteres musste man sich im Ruhrgebiet vor 100 Jahren aber noch keine Gedanken machen.

Das ist exakt die Kernfrage der ganzen Diskussion.

Die Speicher und Spizzenlastkraftwerke drehen sich alle darum wie man aus einer sehr günstigen aber volatilen regenerativen Energieversorgung eine preiswerte stabile Versorgung für einen tendenziell eher konstanten Verbrauch macht. Selbstverständlich wird man auch auf Verbraucherseite versuchen was zu machen. Aber wenn wir weltweit wettbewerbsfähig bleiben wollen können wir die Verbraucherpreisschwankung nur in geringem Umfang nutzen um das zu steuern. Also müssen wir das vorrangig auf der Angebotsseite in den Griff bekommen.

Die Lösungen dazu liegen irgendwo in der Kombination aus
Überkapazitäten & Spitzenlastkraftwerke (Gaskraftwerke etc.)
Energiespeicher (Pumpspeicher, Batterien, Gasdruckspeicher etc.)
Grundlastfähige regenerative Kraftwerke (Wasserkraft, Biogas etc.)

dazu gibt es auch eine menge begleitende Themen wie z.B. Import von grünem Ammoniak oder lokale Wasserstoffelektrolyse mit übrigem Strom die mit den Lösungen zusammenspielen.

Aber all das ist nicht so billig wie ein Braunkohlekraftwerk 24/7 durchlaufen zu lassen oder sich mit ein Windrad und eine Wiese voll Solarpanele hinstellen und über Vorangeinspeisung eine goldene Nase zu verdienen. Und ja dazu muss man irgendwas bauen und ja, das möglichst lokal zu machen und nicht europaweit Strom rumzuschicken ist technisch die bessere Lösung. Solange die Nimbys sich dagegen sperren wird es eben für alle teurer. Und strategische Reserven wird man nie marktwirtschaftlich lösen können. Dafür sind staatliche Strukturen und Steuergelder da.

[Eisrose]

Die Bundesnetzagentur hat jetzt eine Stellungnahme zur gestrigen Dunkelflaute und den hohen Spotmarkt-Strompreisen veröffentlicht. Da wir das hier ausgiebig diskutiert haben, vielleicht nicht ganz uninteressant. Auch dort wird festgestellt, dass genug Kapazitäten bestehen:

Die sichere Stromversorgung war zu keinem Zeitpunkt gefährdet. Deutschland verfügt über ausreichend Erzeugungskapazitäten. Nach den uns vorliegenden Informationen werden von den Übertragungsnetzbetreibern in den Stunden mit Preisen oberhalb von 300 €/MWh aktuell auch keine Reservekraftwerke im Wege des Redispatchs eingesetzt.

Dennoch heisst es auch dort:

Die Bundesnetzagentur hält gesetzgeberische Maßnahmen für den Zubau steuerbarer Kapazitäten weiterhin für dringend geboten.

[Reinhard]

Dennoch heisst es auch dort:

Die Bundesnetzagentur hält gesetzgeberische Maßnahmen für den Zubau steuerbarer Kapazitäten weiterhin für dringend geboten.

Solange wir noch täglich ziemlich große Zahlen bei Braunkohle und Steinkohle sehen sehe ich das genau so. Und als nächstes bzw. parallel dazu müssen wir klären, was wir in den Gaskraftwerken eigentlich verbrennen wollen.

[Reinhard]

Die TAZ hat es auch noch mal schön zusammengefasst, was da gestern los war
https://taz.de/Bis-130-Euro-pro-Kilowat ... /!6056310/

[Eisrose]

Die TAZ hat es auch noch mal schön zusammengefasst, was da gestern los war
https://taz.de/Bis-130-Euro-pro-Kilowat ... /!6056310/

Der Artikel erklärt auch nicht, warum die Energie am Donnerstag knapp war, obwohl nur die Hälfte der fossilen Kraftwerke liefen.

Inzwischen gibt es tatsächlich einen guten Artikel dazu in der FAZ. Darin heisst es:

„Eigentlich sollte die Leistung nicht so knapp sein, wie sie gerade ist.“ Konkret liefen am Donnerstagmorgen mit 6,1 von 9,5 Gigawatt nur knapp zwei Drittel der eigentlich verfügbaren Steinkohlekraftwerke. Auch von den 15 Gigawatt Braunkohle, die laut Bundesnetzagentur dem Markt zur Verfügung stehen müssten, waren nur 11,1 Gigawatt aktiv. Noch drastischer war es beim Erdgas: Von theoretisch 30 Gigawatt in Betrieb haben nur 17 Gigawatt Strom produziert. „Bei durchschnittlichen Preisen von 650 Euro müsste eigentlich jedes thermische Kraftwerk in den Markt gehen und Geld verdienen müssen – viele tun es aber nicht“, sagt Koenig.

Somit steht die Frage im Raum, ob Kraftwerksbetreiber bewusst Leistung zurückgehalten haben – und damit verbotenerweise den Markt manipuliert. Das Bundeskartellamt hatte Ende November „strukturelle Marktmacht im Bereich der Stromerzeugung“ angeprangert. Das „Ausmaß der Unverzichtbarkeit“ vom Anbieter RWE sowie der Umstand, dass der Kraftwerksbetreiber seine Unverzichtbarkeit zu bestimmten Zeiten vorhersehen kann, besorgt die Wettbewerbshüter.

Das scheinen mir schon mal die richtigen Fragen zu sein. So einfach, wie von uns vermutet, scheint es jedenfalls nicht zu sein. Was ich nicht verstehe ist, warum die Netzagentur hier "beschwichtigt".

[George]

Das scheinen mir schon mal die richtigen Fragen zu sein. So einfach, wie von uns hier vermutet, scheint es auch nicht zu sein. Was ich nicht verstehe ist, warum die Netzagentur hier "beschwichtigt".

Ja. Ich habe gelesen, dass Fachleute ein absichtliches Hochtreiben des Preises vermuten. So nach dem Motto: Warum soll ich mit zusätzlicher Kapazität den Preis drücken, wenn ich gutes Geld mit wenig Aufwand machen kann?

Es stellt sich die Frage, ob man den Kapitalisten die kritische Infrastruktur überlassen kann. Überall stecken Spekulanten Geld rein, um maximale Gewinne abschöpfen zu können. Das Wohl der Gemeinschaft ist ihnen völlig Wurscht.

Mich freut, wenn kleine Leute etwas unternehmen. Wie etwa der Landwirt, der einen 10-Millionen-Kredit aufgenommen hat, um Fotovoltaik und Viehzucht zu betreiben.

Beim Thema Dunkelflaute muss man sich mal vergegenwärtigen, dass die Bioenergie 10% des Stroms produziert. Wenn dies nicht kontinuierlich passieren würde, sondern bei Bedarf, dann wäre das Thema erledigt.

[Reinhard]

Ja. Ich habe gelesen, dass Fachleute ein absichtliches Hochtreiben des Preises vermuten. So nach dem Motto: Warum soll ich mit zusätzlicher Kapazität den Preis drücken, wenn ich gutes Geld mit wenig Aufwand machen kann?

Beim Thema Dunkelflaute muss man sich mal vergegenwärtigen, dass die Bioenergie 10% des Stroms produziert. Wenn dies nicht kontinuierlich passieren würde, sondern bei Bedarf, dann wäre das Thema erledigt.

Das Szenario klingt plausibel, mal schauen ob das Kartellamt da was macht, hab da meine Zweifel, dass die da mal rein hauen.

Bezüglich Biogas spricht nur ein relativ einfaches Problem dagegen. Die üblichen Biogasanlagen haben kaum Speicherfähigkeit. Die sollten also nach Möglichkeit als Grundlastkraftwerke einfach durchlaufen. Technisch könnte man natürlich einen Druckgastank und einen Kompressor verwenden um das Gas zu speichern und dann bei Bedarf zu nutzen. Das kostet aber Geld und vernichtet einen Teil der produzierten Energie. Zumindest im aktuellen Strompreissystem rechnet sich das für die Betreiber nicht. Wie bei allen Energiespeichern also die einfache Frage, wie sieht das Geschäftsmodel aus um damit Geld zu verdienen?

[George]

Bezüglich Biogas spricht nur ein relativ einfaches Problem dagegen. Die üblichen Biogasanlagen haben kaum Speicherfähigkeit. Die sollten also nach Möglichkeit als Grundlastkraftwerke einfach durchlaufen. Technisch könnte man natürlich einen Druckgastank und einen Kompressor verwenden um das Gas zu speichern und dann bei Bedarf zu nutzen. Das kostet aber Geld und vernichtet einen Teil der produzierten Energie. Zumindest im aktuellen Strompreissystem rechnet sich das für die Betreiber nicht. Wie bei allen Energiespeichern also die einfache Frage, wie sieht das Geschäftsmodel aus um damit Geld zu verdienen?

Biogas besteht hauptsächlich aus Methan. Man kann es also in das Erdgasnetz einspeisen.

Wind und Sonne brauchen keine Grundlastkraftwerke. Bereits heute erreichen Wind und Sonne zeitweise 100%. Es muss aber abgeregelt werden, weil die Großkraftwerke nicht dynamisch genug sind. Dafür braucht man Batterien, die aber fehlen, weil man mit den E-Autos nicht in die Pötte kommt. Es könnte alles so einfach sein.

[hz3cdv]

Ich denke, wir beobachten gerade first hand, dass der Markt eben nicht alles regelt. Manches, was zu grundlegenden Daseinsvorsorge gehört, muss eben der Staat regeln und nicht die Privatwirtschaft. Auch wenn man da vielleicht Effizienzen verschenkt.

Keiner käme auf die Idee, dass man die Landesverteidigung oder die Polizei privatisieren sollte - hoffe ich zumindest mal. In den USA bin ich mir bei Akteuren wie Elon Musk nicht so sicher.

Wieso hat man dann das Stromnetz privatisiert oder die Energieversorgung. Oder, in einigen Ländern und Regionen, die Wasserwerke. Oder die Müllabfuhr. Am Ende hat man dann entweder mehrere Anbieter, die an gleicher Stelle die gleichen Dienste anbieten und von denen jeder eigene und damit am Ende redundante Infrastruktur unterhalten muss - oder man hat am Ende doch wieder einen Monopolisten, nur diesmal einen, der Kasse machen will und es für seine Aktionäre auch tun muss.

[Reinhard]

Bezüglich Biogas spricht nur ein relativ einfaches Problem dagegen. Die üblichen Biogasanlagen haben kaum Speicherfähigkeit. Die sollten also nach Möglichkeit als Grundlastkraftwerke einfach durchlaufen. Technisch könnte man natürlich einen Druckgastank und einen Kompressor verwenden um das Gas zu speichern und dann bei Bedarf zu nutzen. Das kostet aber Geld und vernichtet einen Teil der produzierten Energie. Zumindest im aktuellen Strompreissystem rechnet sich das für die Betreiber nicht. Wie bei allen Energiespeichern also die einfache Frage, wie sieht das Geschäftsmodel aus um damit Geld zu verdienen?

Biogas besteht hauptsächlich aus Methan. Man kann es also in das Erdgasnetz einspeisen.

Wind und Sonne brauchen keine Grundlastkraftwerke. Bereits heute erreichen Wind und Sonne zeitweise 100%. Es muss aber abgeregelt werden, weil die Großkraftwerke nicht dynamisch genug sind. Dafür braucht man Batterien, die aber fehlen, weil man mit den E-Autos nicht in die Pötte kommt. Es könnte alles so einfach sein.

Entschuldigung nein, das ist eben nicht einfach. Wir brauchen irgend eine Energieform, die dann zur Verfügung steht, wenn wir sie brauchen. Wind und Sonne haben gerade bewießen, dass sie das eben nicht immer können sondern nur meistens. Wenn die 50% der Zeit doppelt so viel produzieren wie wir brauchen hilft das eben nicht.

Biogas in das Erdgasnetz einspeißen ist aus zwei Gründen auch nicht so einfach. Erstens ist ein erheblicher Teil der Biogasanlagen noch nicht mal in der Nähe von Erdgasleitungen sondern irgendwo in der Pampa und über Generatoren direkt ans Stromnetzt angeschlossen. Und selbst wenn, dann haben wir wieder das Thema, das jemand mindestens die Energie aufbringen muss das auf den Druck des Ergasnetzes zu bringen. Wenn man über den Netzdruck hinaus will und mehr als die Netzpuverfähigkeit einlagern will kann das schon in den dreistellichen Bar-Bereich kommen. Die Energie dafür ist Verlustleistung für die irgendwer bezahlen muss.

Batterien werden allenfalls eine Lösung für den Kurzzeitbereich sein. Ich hab mal überschlagen, wenn wir 40 Millionen Elektroautos haben und die voll als Energiepuffer nutzen würden, könnte man damit etwa 1 Tag abpuffern. Da so eine Dunkelflaute aber länger dauern kann, nicht alle Autos genau dann voll geladen sein werden und manche Leute mit ihren Autos ja auch fahren wollen reden wir eher über ein paar Stunden, Darüber hinaus bräuchte es geradezu irrsinnige stationäre Batteriegrößen um da ernsthafte Zeiträume mit Batterien zu lösen. Und wieder stellt sich die Frage wie sieht die Kostenkalkulation dafür aus? Je länger die Batterien puffern sollen um so seltener werden sie benötigt. Mit einer Batterie, die 350 Tage im Jahr voll geladen rum steht und auf die 15 Tage wartet in denen sie entladen wird kann man nicht wirklich Geld verdienen. Wird also keiner machen. Dummerweise bedeutet dass, das uns 15 Tage im Jahr der Strom nicht reicht.

Technisch geht da vieles, aber irgendwie will dummerweise niemand was hinstellen was erwartbar ein Draufzahlgeschäft wird. Das ist kein technisches, sondern ein wirtschaftliches Problem.