4. Brandenburger Energiespeichertag

Mit der Umstellung auf erneuerbare Energien wird Brandenburg seinen Anteil an der Energieerzeugung in Deutschland weiter erhöhen.

Die Erzeugung speicherbarer Energieträger aus erneuerbar gewonnenem Strom ist einfach.

Wie können dabei die Kostenvorteile erneuerbarer Energien genutzt werden?

Und was bedeutet das für die Reallabore?

1. Der wichtigste Kostenvorteil ergibt sich durch die Verzahnung aller Energiesektoren und deren Umstellung auf erneuerbare Energie. Dabei wird der Energieverbrauch auf ein Drittel des heutigen Wertes sinken. Energiewende bedeutet im Kern, dass Verbrennungskraftmaschinen mit hohen Verlusten durch hocheffiziente elektrische Antriebe und Brennstoffzellen ersetzt werden, weil Strom und Wasserstoff zu Primärenergieträgern werden. Damit ist eine erhebliche Kostenersparnis verbunden.

Reallabore demonstrieren Sektorkopplung ohne Verbrennungskraftmaschinen.

  • 2. Der derzeitige Netzausbau erhöht unnötig die Systemkosten. Die Regulierung der Stromnetz umfasst eine garantierte Eigenkapitalverzinsung von 9% für die Eigentümern der Netze. Dabei ist es weder sinnvoll noch erforderlich die öffentlichen Netze mit ihren teuren Sicherheitsanforderungen massiv für den Anschluß von Wind- und PV-Anlagen auszubauen. Verbundkraftwerke mit viel einfacheren eigenen Netzen sind der günstigere Weg. Dieser aber wird nicht eingeschlagen, weil es für die Betreiber der Windkraft- und PV-Anlagen billiger ist, den für sie kostenlosen aber für den Verbraucher teueren Netzausbau in Anspruch zu nehmen.

Reallabore sind am besten Verbundkraftwerke.

3. Ein erneuerbares Energiesystem braucht preiswerte Langzeitspeicher. Die eingespeicherten Energien müssen dabei mit mindestens 60% Nutzungsgrad wieder rückgewonnen werden können. Das ist mit folgenden Technologien möglich:

  • am einfachsten: Großwärmespeicher für die Nutzung von Energiespitzen
  • am wichtigsten: Wasserstoffspeicher für Mobilität und Wärme (Brennstoffzellen)
  • nicht zu vergessen: Wasserstoffspeicher für industrielle Nutzungen

Reallabore brauchen Langfristspeicher.

4. Um dies überhaupt zu ermöglichen muss die Einspeicherung von erneuerbarem Strom in Wärme- und Wasserstoffspeicher endlich lastenfrei gestellt werden. Es ergibt keinen Sinn, darauf EEG-Umlage zu erheben. Gasspeicher kosten weniger als 10% gegenüber Akkus. Gas aus erneuerbarer Energie rechnt sich aber nicht, weil darauf unsinnigerweise EEG-Umlage zu zahlen ist und so ein Wettbewerb mit Gas und Öl in Wärme und Mobilität nicht möglich ist. Die Wasserstoffgewinnung sollte vielmehr beim Bau neuer Wind- und Solaranlagen verpflichtend werden, um den Netzausbau zu minimieren. Denn das Gasnetz kann zu geringsten Kosten viel mehr Energie transportieren als das Stromnetz. Die Wandlung in speicherbare Energieträger muss daher in unmittelbarer Nähe der Erzeugung erfolgen. So können die Fluktuationen aus der Erzeugung herausgeschnitten werden, ohne das Netz zu belasten. Und so entsteht mehr Wertschöpfung im ländlichen Raum.

Reallabore stehen in unmittelbarer Nähe zu Windkraft- und PV-Anlagen.

5. Der Neubau insbesondere von Windkraftanlagen dauert bis zu 10 Jahre, was offensichtlich viel zu lange ist. Auch grosse Solaranlagen erfordern jahrelange Planung. Um zügig Ergebnisse zu erlangen müssen also vorhandene Energieanlagen für Demonstrationsvorhaben einbezogen werden. So kann auch das in der Branche vorhandene Wissen umfänglich genutzt werden.

Reallaboren brauchen die heutigen Betreiber von Windkraft- und PV-Anlagen.

6. Wasserstoff- und Elektromobilität aus rein erneuerbaren Quellen muss so schnell wie möglich auf die Straßen und Schienen. Diese hat das Potenzial deutlich günstiger zu werden, als unsere heutigen Verbrenner. Auch das steigert die Akzeptanz.

Reallabore sind erneuerbare Mobilitätslösungen.

7. Akkumulatoren sind Kurzzeitspeicher. Es ist unmöglich, damit nennenswerte elektrische Speicherkapazitäten aufzubauen. Akkus sind allerdings für die Frequenzhaltung so gut geeignet, dass heute eine Förderung von Akkumulatoren bereits nicht mehr erforderlich ist – sie rechnen sich am Markt. Sicher sollten Reallabore auch Primärregeleinheiten auf Basis von Akkumulatoren umfassen, diese sollten aber zur Vermeidung von Marktverzerrungen nicht gefördert werden und auch nicht dem regulierten Bereich zugeordnet werden.

Reallabore fördern keine Akkumulatoren.

8. Die seit Jahren bestehenden Möglichkeiten, Windenergie statt abzuregeln vor Ort in den Windenergieregionen für die billige Heizung von Orten zu nutzen muss zügig angegangen werden. Dies ist eine der größten Akzeptanzmaßnahmen, spart der Bevölkerung teures Heizöl und uns allen CO2.

Reallabore nutzen Energiespitzen für Heizen und Kühlen.

9. Erneuerbare Energie kann und muss gut bezahlte hochqualifizierte Arbeit in den ländlichen Raum bringen. Dafür bedarf es finanzieller Anreize. Zum Beispiel könnte eine Windenergieabgabe eingeführt werden, welche ein Unternehmen mit den Lohnkosten seiner Mitarbeiter im ländlichen Raum verrechnen kann. Auch dies würde die Akzeptanz deutlich erhöhen.

Reallabore bringen Arbeit in ländliche Räume.

10. Die Ausweisung von Flächen für Windenergie muss auf deutlich erhöht werden. Etwa 4% der Fläche Deutschlands wird für Windenergie insgesamt benötigt – Brandenburg sollte einen höheren Anteil haben. Die Folge einer zu geringen Ausweisung ist die derzeitige Standortverknappung mit explodierenden Standortpreisen. Die Lasten tragen die Stromkunden und in den Dörfern entsteht sozialer Unfrieden, weil einige wenige unverdient reich werden.

Reallabore ermöglichen weitere Flächenausweisungen für erneuerbare Energie.

11. Flächenausweisungen erfordern kommunale Planung. Immer wieder zeigt sich, daß dort, wo keine Planung oder gar eine Verhinderungsplanung erfolgt, Unfrieden entsteht. Wo aber Unternehmen professionell mit Kommunen eine gemeinsame Bauleitplanung durchführen entstehen starke Mehrheiten für erneuerbare Energien, insbesondere auch für Windkraft.

Reallabore binden die Kommunen in die Planung ein.

12. Damit alle Energiesektoren gleichermassen CO2-frei werden, müssen alle Energieträger entsprechend ihrer CO2-Emission gleich belastet werden (level-playing-field). Solange fossile Energieträger deutlich geringer Abgaben und Umlagen zu tragen haben als erneuerbarer Strom kann Sektorkopplung unmöglich wirtschaftlich werden.

Reallabore sind von allen Abgaben und Umlagen auf Energie befreit, da sie kein CO2 erzeugen.

13. Der Einsatz von IT ist sicher auch für Reallabore sinnvoll und erforderlich. Er darf jedoch nicht im Vordergrund stehen. Mit Digitalisierung lässt sich Energie weder erzeugen, noch transportieren oder verteilen. Sofern aber eine Förderung (wie bei SINTEC) nur über wenige Jahre anteilig auf die Abschreibung der geförderten Anlagen erfolgt, würden nur IT-Projekte gefördert, welche innerhalb von 3-5 Jahren abgeschrieben werden. Energieanlagen mit Abschreibungsdauern zwischen 20 und 40 Jahren erhielten danach nur ca. 5% Förderung. Hier bedarf es anderer Förderrichtlinien, welche insbesondere auch anfänglich höhere (als im Vergleich zu fossilen Anlagen) Betriebskosten fördern.

Reallabore fördern unmittelbar Energieerzeugung, Speicherung und ihre hocheffiziente Nutzung.

14. Das Verbundkraftwerk Uckermark ist das erste Reallabor und wird seit 2000 systematisch ausgebaut. Es verfügt heute über 650 MW Leistung aus über 300 Windkraft-, Biogas und PV-Anlagen, zentral von einer Warte gesteuert. Wasserstofferzeugung und Wasserstoffspeicherung sind ebenso wie Rückverstromung bereits integriert und schnell ausbaufähig. Alle Anlagen sind über eigene LWL-Leitungen direkt erreichbar, was beste Voraussetzungen für eine stabile Regelung bietet. Eine 22-MW-Akkumulatoranlage zur Frequenzhaltung wird gerade in Betrieb genommen.

300 hochqualifizierte Mitarbeiter sind am Standort des Verbundkraftwerkes Uckermark tätig und sorgen für den täglichen Betrieb und kontinuierlichen Ausbau.

Das Verbundkraftwerk Uckermark bietet insgesamt ideale Voraussetzungen für die weitere Integration von Speichern, Gaseinspeisung und Wärmeauskopplung in einem ganzheitlichen Ansatz. Der Ausbau zu einem vollwertigen Kraftwerk, welches bedarfsgerecht Strom, Wärme und Treibstoff liefert geht hier zügig voran.

Mit dem Verbundkraftwerk Uckermark möchten wir dazu beitragen, dass Brandenburg als Reallabor zum bundesweiten Leuchtturm für Arbeitsplätze und Akzeptanz in der Energiewende wird.

Fliegen ist 100 mal umweltschädlicher als Bahnfahren

Der Energieverbrauch des Flugverkehrs in Deutschland beträgt etwas über 100 TWh (hier aus 389 PJ = 108 TWh auf S. 11 nachlesbar) für ca. 250 Mio. Passagiere. Das ergibt ca. 400 kWh pro Passagier.

Der Energieverbrauch des Bahnverkehrs in Deutschland beträgt ca. 16 TWh (das ist u.a. hier ablesbar, wobei dort auf S. 38 auch der Güterverkehr umfaßt ist) für über 2.2 Mrd. Passagiere (nur Deutsche Bahn). Das ergibt weniger als 7 kWh pro Passagier.

Der Flugverkehr benötigt also etwas das 400/7-fache oder etwa das 60-fache an Energie des Bahnverkehrs.

Während der Flugverkehr aber 100% fossile Energie verbraucht, ist der Bahnverkehr schon zu etwa 1/3 erneuerbar, da die Bahnen grösstenteils mit Strom fahren, welcher ca. 40% erneuerbare Energie enthält.

Das zusammengenommen bedeutet, dass der Flugverkehr pro Passagier 100 mal mehr CO2 ausstößt als der Bahnverkehr.

Möchte noch jemand einen Flug buchen?

Über unsere Verhältnisse

Der Wärmeinhalt der Ozeane hat sich seit 1985 um ca. 30*10^22 Joule (=Wattsekunden, Ws) erhöht*. Das entspricht einer mittleren Leistung über diese Zeit von 317 TW oder 317 Milliarden Kilowatt, wie folgende Formel zeigt:

\dfrac {30\times 10^{22}Ws}{\left( \dfrac {3600s}{h}\right) \left( 32a\right) \left( 8760\dfrac {h}{a}\right) \left( 10^{12}\right) }=317 TW

Die Bedeutung dieses Wertes ist nur zu verstehen, wenn man ihn ins Verhältnis zu unserem Energieverbrauch setzt. Dieser liegt bei 500 EJ/a, wobei ein EJ = ExaJoule = 10^18 Joule ist. Das sind 16 TW, wie hier ersichtlich:

\dfrac {500\times 10^{18}Ws}{\left( \dfrac {3600s}{h}\right) \left( 8760\dfrac {h}{a}\right) \left( 10^{12}\right) }=16TW

Diese 16 Terrawatt oder 16 Mrd. Kilowatt entsprechen etwa 2 Kilowatt pro menschlichen Erdenbewohner. Das verrückte dabei aber ist, daß die Leistung, mit welcher sich die Ozeane erwärmen 20 mal so groß ist, wie die Leistung unseres gesamten menschlichen Energiesystems. Man steckt 1 kWh rein und erhält 20 kWh! Dies ist kein perpetum mobile, sondern Ausdruck der gewaltigen Kraft, welche den Klimawandel hervorruft.

Dieses Verhältnis zeigt, wie sehr wir über unsere Verhältnisse leben.

Was auch folgendes Verhältnis zeigt:

Die Energie der über Nagasaki abgeworfenen Kernwaffe lag bei 21 kT TNT = 21.000.000 kg TNT. Ein kg TNT entspricht ca. 4,2 MJ.

Setzt man die o.g. Energie, um welche sich die Ozeane in den letzten 30 Jahren erwärmt haben, ins Verhältnis zur Energie der Nagasakibombe, so erhält man 3.4 Bomben pro Sekunde:

\dfrac {30^{22}Ws}{21000000kg\left( 4,2\times 10^{6}\dfrac {Ws}{kg}\right) \left( 32a\right) \left( 8760\dfrac {h}{a}\right) \left( 3600\dfrac {s}{h}\right) }=\dfrac {3,4}{s}

Das ist ein einigermaßen gruseliges Ergebnis: über 3 Plutoniumbomben der Nagasakiklasse PRO SEKUNDE sind dieselbe Energie, welche die Ozeane derzeit erwärmt.

Da scheint es eher erstaunlich, dass der Klimawandel nicht schneller vorangeht.

*Anmerkung: Dies entspricht übrigens einer mittleren Erwärmung der oberen 2000 m Wassertiefe von 0,1 Grad Celsius, was sich wie folgt aus 12742 km Erddurchmesser, 70% Anteil der Wasseroberfläche an der gesamten Erdoberfläche, der Dichte des Wasser von 1000 kg/m^3 und der Wärmekapazität des Wasser von 4182 Joule/kg/K ergibt:

\pi \left( 12742\times 10^{3}m\right) ^{2}\times 2000m\times 70\% \times 1000\dfrac {kg}{m^{3}}\times 4182\dfrac {W_{s}}{kg\cdot K}\times 0,1K=30\times 10^{22}Ws