Eine Umstellung auf 100% würde nicht gehen? – Kombikraftwerk2

Lord have Mercy mit diesen Unwissenden.

So könnte man einen Artikel beginnen, der etwas beschreibt, das wir schon lange kennen. Die Leugnung der Machbarkeit einer Energiewende.

Hermann Scheer war einer der “Erfinder” der Energiewende. Aber als Energieexperte wollte er nie bezeichnet werden. Und doch war er viel mehr als ein Energieexperte. Denn er sah in der Energiewende nicht nur den Umstieg von einer alten Technik zu einer neuen. Ihm ging es zusätzlich darum zu verstehen, wie eine, im Kern dezentrale Technik mit einem zentralen Energiesystem und einer zentral ausgerichteten Energiewirtschaft zusammenarbeiten könnte. Und seine Analyse kam zu einem sehr klaren Ergebnis. Sie können nicht zusammenarbeiten, denn die Interessen einer zentral ausgerichteten Energiewirtschaft widersprechen dem Ziel einer Energiewende gehörig. Deshalb ist die Blockadehaltung der alten Stromkonzerne in den letzten 10 Jahren auch völlig verständlich. Er wusste wo die Widerstände herkommen würden.

Parteiischen Energieexperten

Und er wusste auch, dass sie von parteiischen Energieexperten ausgesprochen werden würden. Es gab natürlich am Anfang kein “Drehbuch” für die Energiewende. Und so verließ sich die Politik auf die bewährten Experten von den großen Energiekonzernen. Es ist dementsprechend kein Wunder, wenn am Ende parteiischen Expertisen herauskommen. Und inzwischen kennt man die Argumente ja auch. Diese werden aber immer wieder neu aufgelegt. Die medien wiederholen sie ständig, weil man sich leider nicht so tief mit dem Thema auseinandersetz.

Politik braucht Experten

Selbstverständlich können Politiker keine Experten in Sachen Energie sein. Dafür haben sie ihre Berater oder können Studien erstellen lassen. Was wir bisher erlebten war eine Verschleppung der Energiewende in den letzten 10 Jahren. Und die hatte definitiv etwas mit den Expertisen jener bezahlten Experten zu tun die den Auftrag hatten, die Energiewende zu verhindern oder so lange wie möglich auszubremsen. Das, allein deswegen, damit alte abgeschriebene Kraftwerke die Konzernkassen füllen.

Aber es muss ja auch die anderen Experten geben, die beweisen, dass und wie eine Energiewende geht. Ja, und es gibt sie. Allerdings brachten die nicht das nötige Gewicht in die Waagschale. Und so war das größte Argument der alten Experten immer die Versorgungssicherheit und das zweite, die Wirtschaftlichkeit. Und auch heute sind die Argumente die gleichen wie wir sie seit Jahren erleben. Man malt den großen Blackout an die Wand. Und natürlich wird die Energiewende als unbezahlbar oder eben viel zu teuer bezeichnet.

Das Wirschaftlichkeitsargument wird richtig dumm, wenn man weiß, dass es einer glatten Lüge fußt. Die nach außen immer dargestellten hohen Kosten der Erneuerbaren Energien kann man nämlich gar nicht belegen. Wir haben das hier schon mehrfach unter dem Stichpunk EEG-Paradoxon thematisiert.

Die Energiewende-Experten

Deshalb lassen wir heute die richtigen Energiewende-Experten zu Wort kommen. Es gibt inzwischen zig Studien die belegen: 100% sind machbar und es wird nicht teurer als das was wir bereits haben. Das mahnen auch die jungen Leute aus der Fridays-for-Future-Bewegung an. Eine der bekanntesten Studien ist das Kombikraftwerk.

Kombikraftwerk2

http://www.kombikraftwerk.de/start.html

Das Kombikraftwerk2 geht auf eine Forschungsarbeit des Fraunhofer IEE (vormals IWES bzw. damals noch ISET) zurück.  Im Jahr 2007 begann die erste Stufe, das Kombikraftwerk1.  Ziel war es herauszufinden, welche Komponenten eine Stromversorgung mit 100% erneuerbare Energie braucht und wie diese zusammenspielen? Ein Feldversuch mit real existierenden Anlagen führte experimentell zu den Ergebnissen.

Das Konzept beruhte auf der Vernetzung und dem Ausgleich verschiedener Erneuerbare-Energien-Kraftwerke in Echtzeit. Aufgabe war es, einzelne dezentrale Kraftwerke vernetzt und über eine zentrale Steuerungseinheit per Informationstechnologie miteinander zu verknüpfen. Dieses Prinzip setzte das Regenerative Kombikraftwerk auf der Basis von ausschließlich erneuerbaren Energiequellen um. Zusammengestellt wurden entsprechend der Potenziale, jeweils ca. 1/10.000 von Wind, Biogas, PV, also insgesamt 41,1 GWh für ein Jahr bereitgestellt, was dem Strombedarf von ca. 11.740 Haushalten
entspricht.

Um Flauten auszugleichen griff man auf die Speicherkapazität des Pumpspeicherkraftwerks Goldisthal, als einzige virtuelle Quelle zurück, das man dies natürlich für diesen Versuch nicht real mit einbeziehen konnte.

Auszug aus der Kurzbeschreibung des Projektes:

Schritt: Prognose und Fahrplanerstellung
Die Zentrale Steuerungseinheit (ZSE) bekommt Wetter- und Nachfrageprognosen und berechnet daraus die voraussichtliche Energieerzeugung durch Wind und Solarenergie.
Zum Ausgleich der Differenz zwischen Nachfrage und Wind/PV- Erzeugung errechnet und sendet sie einen Fahrplan für die Stromerzeuger aus Biogas.
Falls hiernach noch eine Über- oder Unterdeckung der Nachfrage besteht, wird diese durch das Pumpspeicherkraftwerk und zuletzt durch Import/Export zu benachbarten Netzen ausgeglichen.

Auszug aus dem zusammenfassenden Ausblick (Apr. 2008)

Das Projekt „Regeneratives Kombikraftwerk“ hat gezeigt, dass eine Vollversorgung von Deutschland mit elektrischer Energie durch erneuerbare Energieträger leistbar ist. Es hat aber auch gezeigt, dass dafür ein konsequenter Ausbau der erneuerbaren Energien, sowie ein intelligentes Speichermanagement notwendig sind. Die Speicherung von Elektrizität ist, die technische Umsetzung angehend, mit hohem Aufwand verbunden. Hinsichtlich der Speicherung von Elektrizität gibt es zwei Möglichkeiten. Es ist einerseits möglich Energie mittels großtechnisch umsetzbaren Kraftwerken wie Druckluftspeichern oder Pumpspeicherkraftwerken zu speichern, andererseits könnte die Übertragung über längere Distanzen und damit entweder eine Nutzung vorhandener Speicher im europäischen Kontext oder eine Vergleichmäßigung von Produktion und Verbrauch verschiedener Gebiete Abhilfe schaffen.

Beide Optionen bergen Problemstellungen, die gegeneinander abgewogen werden wollen. Relativ verlustarm und mit geringerem investivem Aufwand verbunden ist die Nutzung von ins Erdgasnetz eingespeistem Biomethan. Hierbei müssen die entstehenden Kosten der Zwischenspeicherung und die Ein- und Auspeiseleistungen noch genauer erörtert und ggf. optimiert werden. Zu beachten ist, dass, bedingt durch die Fluktuation der Stromeinspeisung aus Wind- und Sonnenenergie, Energieproduktion und –Verbrauch weiter auseinander driften, als dies im heutigen, mehrheitlich konventionell betriebenen, Energieversorgungssystem der Fall ist. Folglich ist es sinnvoll das Energiesystem durch die Anpassung des Verbrauchs über ein dezentrales Regelsystem oder bestimmte dahinwirkende Marktmechanismen, zu optimieren. Hier besteht weiterer Forschungsbedarf.

Die Untersuchungen zum Regenerativen Kombikraftwerk beschränkten sich auf den Elektrizitätssektor. Die zwei anderen energieintensiven Sektoren Wärmeversorgung und Mobilität müssen in weitere Überlegungen einbezogen werden.

Kombikraftwerk2 – eine rein regenerative Stromversorgung ist stabil

Im Anschluss zum Kombikraftwerk1 wurden sowohl die Sektoren Wärmeversorgung als auch Mobilität in die Studie mit einbezogen.

Eine stabile Stromversorgung muss mehr Kriterien erfüllen als nur die kontinuierliche Deckung des anfallenden Verbrauchs. Es braucht darüber hinaus auch eine jederzeit stabile Frequenz und Spannung im Netz, zudem muss auch der Wiederaufbau des Versorgungssystems nach eventuellen Störungen gewährleistet werden können. Durch den Umstieg auf Erneuerbare Energien ergeben sich auch hier Veränderungen und damit neue Herausforderungen, die im Rahmen des Projektes Kombikraftwerk2 von 2010 bis 2014 mit Förderung des Bundesumweltministeriums vom Fraunhofer IEE (vormals IWES) mit Partnern untersucht wurden.  Unter anderem wurden erneut reale Erneuerbare-Energien-Anlagen zu einem Kombikraftwerk verknüpft und so die Möglichkeit zur Regelleistungserbringung, welche zur Frequenzstabilisierung im Stromnetz unabdingbar ist, demonstriert. Auch diente das Kombikraftwerks-Prinzip als Grundlage für ein detailliertes Modellszenario, mit dem eine saubere Stromversorgung der Zukunft allein auf Basis Erneuerbarer Energieträger simuliert wurde – und in der das Stromnetz jederzeit stabil gehalten werden konnte.

Das Kombikraftwerk 2-Projekt zeigte, wie eine sichere, saubere und stabile Stromversorgung in Deutschland aussehen kann. Natürlich ist dieses Szenario aber im europäischen Stromsystem eingebettet. In dem aktuell laufenden Projekt REstable werden die Untersuchungen daher verbreitert und gemeinsam mit einigen der bisherigen Partner aus Deutschland  sowie mit neuen Akteuren aus verschiedenen europäischen Ländern eine aus den bisherigen Ergebnissen resultierende europaweite Betrachtung der Veränderungen im Stromsystem vorgenommen. Auch hier werden erneut sowohl Simulationen als auch Praxistests verwendet, bei denen das Kombikraftwerks-Prinzip die Basis bildet.

> Zur Homepage des Projektes REStable < 

Interaktion EE-Strom, Wärme und Verkehr – ein rein regeneratives Energiesystem ist möglich

Um die Energiewende zu vervollständigen und die Klimaschutzziele einzuhalten, ist es unabdingbar, nicht nur die Stromerzeugung, sondern auch die Energiebereiche Wärme und Verkehr vollständig auf Erneuerbare Energieträger umzustellen. Aufgrund der begrenzten Potenziale der verschiedenen Erneuerbaren Energieträger zur direkten Erzeugung von Wärme und Kraftstoffen wird es auch notwendig sein, vermehrt Strom aus Erneuerbaren Energien, v. a. Sonne und Wind, für Wärmeerzeugung (Wärmepumpen, Power-to-Heat, Power-to-Gas) und Mobilität (Elektromobilität, Power-to-Gas, Power-to-Liquid) einzusetzen.

Diese Kopplung der Sektoren sorgt nicht nur für Klimaschutz bei der Energieerzeugung und -nutzung, die eingesetzten Technologien sind auch teilweise deutlich effizienter als heutige Lösungen und zudem lässt sich durch die erneute Anwendung des Kombikraftwerk-Prinzips und damit die Verknüpfung der Stromerzeugung mit diesen neuen Verbrauchern das gesamte System deutlich stabilisieren. Wie ein solches zukünftiges System im Detail aussehen könnte und wie die Verknüpfung der Sektoren dabei funktioniert, hat das Fraunhofer IEE (vormals IWES) mit der Studie „Interaktion EE-Strom, Wärme und Verkehr“ gezeigt – und so dargestellt, wie unser gesamtes Energiesystem allein auf Basis Erneuerbarer Energieträger funktionieren kann.

Eine große Anzahl von Studien

Aus diesen Vorarbeiten aber auch aus anderer Forschung ergaben sich weit über 50 Studien von unterschiedlichen Wissenschaftlern und Institutionen, die alle untersuchten wie 100% Erneuerbare umgesetzt werden können und ob das wirtschaftlich auch vertretbar ist. Dazu hat es eine Metastudie gegeben, die aufgrund eines Artikels verfasst wurde, der Zweifel na den Möglichkeiten äußerte. Darin heißt es… (Übersetzung Google)

In einem kürzlich erschienenen Artikel „Beweislast: Eine umfassende Überprüfung der Machbarkeit von 100% erneuerbaren Stromsystemen“ wird behauptet, dass viele Studien zu 100% erneuerbaren Stromsystemen nach den Kriterien der Autoren des Artikels (im Folgenden) keine ausreichende technische Machbarkeit nachweisen. die Autoren’). Hier analysieren wir die Methodik der Autoren und finden sie problematisch. Die Machbarkeitskriterien, die von den Autoren ausgewählt wurden, sind wichtig, lassen sich aber auch leicht zu geringen wirtschaftlichen Kosten angehen, ohne die wichtigsten Schlussfolgerungen zu beeinflussenvon den überprüften Studien und zweifellos nicht beeinflussen ihre technische Durchführbarkeit.

Eine gründlichere Überprüfung zeigt, dass alle Probleme bereits in der technischen Literatur und in der Modellierungsliteratur behandelt wurden. Die Kernenergie , die die Autoren an anderer Stelle positiv bewertet haben, sieht sich anderen echten Machbarkeitsproblemen gegenüber, wie der Endlichkeit derUranressourcen und der mittel- bis langfristigen Abhängigkeit von nicht erprobten Technologien. Energiesysteme, die auf erneuerbaren Energien basieren, sind nicht nur realisierbar, sondern bereits wirtschaftlich und werden jedes Jahr kostengünstiger.

Einer der sich ins Zeug legt

Einer von vielen, die sich seit Jahren ins Zeug legen ist Prof.  ist Prof. Dr. Volker Quaschning. Ihn möchte ich deshalb herausstellen, weil er auch zu den Gründern der Scientists4Future gehört und auch in seiner Freizeit sehr viel für Klimaschutz und Energiewende schafft. Er hält seit Jahren Vorträge über die Machbarkeit der Energiewende. Auf seinem Youtubekanal erklärt auch für Laien er sehr verständlich was Energiewende heißt, wie sie geht und was es alles braucht, damit uns die Energie nicht ausgeht. Auch für Laien als auch für Praktiker geeignet, ist seine Sektorkopplungsstudie die die Integration der drei Sektoren, Wärme, Mobilität und Strom erklärt.

Hier einiges Wissenswertes:

Mehrere hundert Zeitschriftenartikel, Konferenzbeiträge, Vorträge sowie Interviews und Auftritte in Radio und TV

Bücher

PfeilErneuerbare Energien und Klimaschutz, Hanser Verlag, 4. Auflage 2018
PfeilRegenerative Energiesysteme, Hanser Verlag, 9. Auflage 2015
PfeilMülltrenner, Müsliesser und Klimaschützer, Hanser Verlag, 2010
PfeilRenewable Energy and Climate Protection, Wiley, 2010
PfeilUnderstanding Renewable Energy Systems, Earthscan, 2nd edition 2016

Betrieb des unabhängigen Internetportals www.volker-quaschning.de zu erneuerbaren Energien und Klimaschutz mit durchschnittlich über 3000 Besuchen täglich

Betrieb eines eigenen Youtube-Kanals: youtube.com/c/VolkerQuaschning

Preise
PfeilPreis für erfolgreiche Wissenschaftskommunikation 2018 der HTW Berlin
PfeilEnergieheld 2018 der FB-Gruppe Europäische Energiewende
PfeilForschungspreis 2012 der HTW Berlin
PfeilPreis für erfolgreiche Wissenschaftskommunikation 2012 der HTW Berlin
Positionen
PfeilWir brauchen eine Energierevolution und keine laue Energiewende. Eine Revolution kann nur von den Bürgern ausgehen.
PfeilZum Begrenzen der globalen Erwärmung auf 1,5°C müssen wir spätestens bis zum Jahr 2040 unsere Energieversorgung zu 100% auf erneuerbare Energien umstellen.
PfeilBis zum Jahr 2040 ist eine vollständig erneuerbare Energieversorgung technisch und ökonomisch machbar.
PfeilEin Ausstieg aus der Kohlestromerzeugung sollte bis zum Jahr 2030 angestrebt werden.
PfeilEin Ausstieg aus der Kernenergienutzung in Deutschland ist schon vor dem Jahr 2022 möglich.
PfeilDie Photovoltaik kann bis zum Jahr 2040 in Deutschland mit einer installierten Leistung von 400 GW einen Anteil rund 30% an der gesamten Energieversorgung erreichen.
PfeilEine schnelle Energiewende ist auch ohne einen ambitionierten Ausbau der Übertragungsleitungen möglich.
PfeilOhne den Aufbau von Speicherlösungen wird die Energiewende bald zum Stocken kommen. Dabei haben dezentrale Speichersysteme das größte Potenzial.
PfeilDie Bedeutung von Leitungen für die Energiewende wird überschätzt.
PfeilDurch die Konkurrenzfähigkeit im Endkundenbereich wird die Photovoltaik eine globale Energierevolution auslösen und kann auch global bis 2040 Anteile von 30% und mehr erreichen.

Warum wir Fridays for Future unterstützen

Es gibt noch viel zu tun – Druck machen, Klimaschutz- und Energiewende Rocken
Euer Klaus Müller

 

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