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Gerd Otto – ein wahrer Pionier der Windkaft

Am 17. September a.d. 2022 verstarb Gerd Otto im Alter von 94 Jahren. Sein Werk „Aerogie“ brachte mich 1991 auf die Lösung für das, was wir heute Energiewende nennen.

Gerd Otto entwarf in diesem Werk Windenergieanlagen in einer Größe, wie wir sie heute gerade erst annähernd bauen können – mit Türmen von 180 Metern Höhe und Rotordurchmessern von weit über 200 Metern und: ohne Getriebe. Er berechnete, wie Großkonverter zusammen mit Wasserstoff als Energiespeicher eine 100%-ige Versorgungssicherheit gewährleisten und Spitzenlastzeiten überbrücken. Hier ein Auszug aus dem Buch:

Das Buch Aerogie kann übrigens bei ENERTRAG bestellt werden. Ein interessantes Stück Geschichte…

Zu Beginn der neunziger Jahre wurde uns Ingenieuren klar, dass wir zwar noch lange an der Idee der Kernfusion forschen können, aber damit keinesfalls mehr rechtzeitig den Klimawandel stoppen können. Da die Kernspaltung aber nur eine Brückentechnologie zu Kernfusion war, führte diese Brücke plötzlich ins Nichts. Wie weiter?

Als Ingenieur sucht man immer die beste Lösung. Und Gerd hatte sie: Erneuerbare Energie mit Speichern wie Wasserstoff koppeln:

Das Energieangebot war praktisch unendlich und die Speicherbarkeit längst erprobt. Man musste es einfach nur machen. Hier ein Bild aus der Bauphase des Hybridkraftwerkes im Verbundkraftwerk Uckermark, Gerd Otto ist dritter von rechts.

Noch Mitte 1989 in Neustadt am Rennsteig gründete Gerd Otto die Gesellschaft für Windenergienutzung. Am 15. Juni 1991 fand in Woldegk dann die Mitgliederversammlung statt, welche den Verein in das gesamtdeutsche Vereinsregister überführte. Hier die Teilnehmerliste:

Auf jenem Treffen in Woldegk hielt Gerd Otte eine flammende Rede über die Vorteile der Windenergie – als er jedoch darauf zu sprechen kam, dass Windkraft auch von hervorragender militärischer Bedeutung sein, weil sie ein unabhängige Energieversorgung in allen Lebenslagen sichere, wurde es im Kreise der überwiegend pazifistischen Teilnehmer plötzlich still und der Beifall blieb aus. Heute angesichts neuer Kriege in Europa erscheinen Gerd`s Gedanken wegweisend.

Den beginnenden Aufbau der Windenergtie verfolgte Gerd mit höchstem Interesse. Hier ein Bild vom 5. Mai 1996, als der Prototyp des heutigen Verbundkraftwerkes Uckermark vorgestellt wurde. Gerd in der Mitte:

Wasserstoff war für Gerd Otto immer der ideale Speicher, welcher die natürlichen Schwankungen des Energieangebotes ausgleichen kann. So war es natürlich eine besondere Freunde, ihm im November 2016 das erste Wasserstofffahrzeug vorzustellen, welches Windenergie nutzen konnte – im Bild zusammen mit seiner Lebensgefährtin Asta:

Ein Jahr später, am 21. Oktober 2017, wurde dann, altersbedingt, die Arbeit der Gesellschaft für Windenergienutzung beendet – das Ziel war zwar noch nicht erreicht, aber in Sichtweite. Das folgende Bild, welches Gerd als zweiten von rechts und ganz links seinen Sohn Jörg Rasmus zeigt, entstand in Kallinchen – dem Standort von Energiequelle, deren Gründer Michael Raschemann ebenfalls ein großer Verehrer von Gerd Otto ist.

Mein letztes Treffen mit Gerd war am 16. April 2019 – er kam mit seinem Auto einfach angefahren, einen Tag eher als angekündigt, brachte Hortensien mit, zum Einpflanzen, und erzählte wie immer viel über Energie – seine Lebensform.

Nun ist Gerd dort, wo die meisten sind, die je gelebt – ein Vordenker für alle, die nach uns kommen und denen des gegönnt sein möge, nachhaltig mit erneuerbarer Energie zu leben. Es ist mir eine Ehre, ihn gekannt zu haben.

Strompreise runter! Gaskraftwerke aus dem Markt.

Die Strompreise sind seit Beginn der Erdgaskriese auf ein nie gekanntes Niveau gestiegen. Der eigentlich richtige Ansatz, Kohlekraftwerke bis zum Ende der Energiewende durch Erdgaskraftwerke zu ersetzen und so die CO2-Emissionen zu vernünftigen Kosten zu halbieren, funktioniert nicht bei extremen Gaspreisen. Wo ist die Lösung?

Der Preis am Strommarkt ist für alle Anbieter gleich – und er wird durch den letzten Anbieter bestimmt, welcher noch auf Nachfrage trifft. Das wir unser Stromsystem auf Gaskraftwerke umgestellt haben, ist es wenig verwunderlich, dass häufig Gaskraftwerke nachgefragt werden – doch aufgrund der Erdgaspreise zu inzwischen astronomischen Strompreisen.

Eine einfache Idee: alle Gaskraftwerke aus dem Markt nehmen und ihnen gleichzeitig den Weiterbetrieb sichern. Was bewirkt das? Zu allererst sind die Gaskraftwerke dann nicht mehr preissetzend – und die Preise fallen auf das Niveau von Kohle, also sehr stark. Wenn dabei sichergestellt ist, dass die Gaskraftwerke größtenteils weiterlaufen, dann entsteht auch nicht mehr CO2.

Wie kann das umgesetzt werden? Die Gaskraftwerke müssten dazu in die Kapazitätsreserve gebracht werden und gleichzeitig als Marktentlastungskapazität immer dann vorausschauend angefordert werden, wenn Erneuerbare und Kohle nicht auszureichen drohen.

Das funktioniert genau dann CO2-neutral, wenn keine Kohlekraftwerke zusätzlich aus der Kapazitätsreserve herausgeholt werden (was aktuell leider schon beginnt).

Warum ist das Ganze gut für die Stromkunden, vor allem auch für die Industrie? Weil der Strompreis mangels Gaskraftwerke im Markt massiv fällt, während die Kosten der Gaskraftwerke (die ja nicht weniger verdienen als zuvor) in die Netzentgelte eingehen – aber OHNE das gesamte Marktpreisniveau hochzuziehen. Die Strompreise könnten sich so schnell um 10 ct/kWh einpegeln,

Auch aus Brüssel kommen solche Ideen – siehe hier: „Temporarily excluding the electricity production from gas from merit order and price setting“ auf Seite 2 oben:

Ein in Zusammenarbeit mit BBH entstandener Entwurf, wie das machbar wäre folgt hier:

Windwärmespeicher Nechlin voll in Betrieb

Dank des Wegfalls der EEG-Umlage gibt es nun keinen Grund mehr den Windwärmespeicher nicht zu betreiben. Auf 75% hat sich inzwischen der Windwärmeanteil in Nechlin erhöht. Zwar wären auch 100% machbar, da es aber auch noch BHKWs, Solaranlagen und Holzkessel im Wärmenetz gibt, welche ebenfalls Energie oder Abwärme erzeugen, ist 75% schon ein hervorragender Wert. So spart der Speicher jährlich fast 1000 Kubikmeter Holzhackgut ein – eine Menge soviel wie sein eigenes Fassungsvermögen, die nun anderen Menschen zur Verfügung steht, die noch kein Windwärme haben.

Dank der Tatsache, dass die Windenergieanlagen in Nechlin bereits über 20 Jahre alt sind und also keine feste Vergütung nach dem EEG erhalten, wird der Speicher auch zukünftig mit Abregelstrom betrieben werden.

Was gut für Nechlin ist, ist aber schlecht für viele andere Orte, an denen Windkraftanlagen stehen, welche noch eine EEG-Vergütung erhalten – und das sind die allermeisten. Wer nämlich diese Vergütung erhält verliert in dem Fall, dass er Abregelstrom nicht einfach nicht erzeugt, sondern nutzt, die ihm aufgrund der Abregelung zustehende Entschädigung. Dabei können pro Kilowattstunde schnell 6 ct erreicht werden – für Nechlin würde das einen jährlichen Verlust von ca. 50.000 € bedeuten, bei Großprojekten wären es schnell Millionen.

Was in Nechlin keine Rolle spielt, weil während Abregelungsmaßnahmen die Strompreise ohnehin Null sind, stellt also für Anlagen, denen eine feste Vergütung auch während der Abregelung zusteht, ein grosses Problem dar – da die Anlagen bankfinanziert sind und in den ersten 20 Jahren ihre Kredite abzahlen, können sie auf keinen Euro verzichten.

Andererseits ist es aber vollkommen unsinnig, Energie, die nicht in das Netz eingespeist werden kann, nur dann zu entschädigen, wenn sie nicht genutzt wird. Das Gegenteil wäre richtig: nur wer die Energie (kostenlos) einer sinnvollen Nutzung zuführt, der erhält Entschädigung. Hier hat unser Gesetzgeber noch eine grosse Aufgabe – denn heute könnten bereits eine Million Menschen von günstiger Windwärme profitieren und sich von Erdgas lösen.

Ersatzkraftwerkebereithaltungsgesetz

Ersatzkraftwerkebereithaltungsgesetz – ein deutsches Wortungetüm. Was aber bedeutet es? Es bedeutet, die 15% Anteil von Erdgas an der Stromversorgung durch Kohle zu ersetzen. Da wir inzwischen 50% erneuerbar sind, bedeutet es, dass 30% der fossilen Stromerzeugung von Gas auf Kohle umgestellt werden können. Und da wir richtigerweise am Atomausstieg festhalten, wird es noch mehr sein. Mindestens 30% mehr Kohle bedeuten also mindestens 15% mehr CO2-Emissionen – wahrscheinlich eher über 20% im Stromsektor.

Warum wollen wir das tun? Nun – um den Krieg in der Ukraine zu stoppen. Jens Stoltenberg sagte heute in Davos: „Freiheit ist wichtiger als Freihandel.“ Dem ist zuzustimmen, Aber ist Freiheit auch wichtiger, als die Lebensgrundlagen für die Freiheit? Eine Beschleunigung des Klimawandels kann uns sehr schnell in extreme Notlagen bringen, welche das Ende aller Freiheit bedeuten.

Was ist der Sinn, wenn wir ein Ersatzkraftwerkebereithaltungsgesetz beschliessen, um Gas aus Russland zu ersetzen um damit unsere freiheitliche Rechtsordnung zu schützen – wenn wir auf der anderen Seite die Grundlagen für ebendiese Rechtsordnung, nämlich Stabilität und Sicherheit, schneller verlieren als wie heute noch glauben? Wie hoch das Risiko ist, weiss niemand – aber egal wie hoch es ist: es ist zu hoch, weil endgültig.

Nach allem was wir über Energie und Klima wissen, müssten wir eine Lösung finden, um noch eine möglichst kurze Zeit mit billigem Gas zu überbrücken. Wenn uns das nicht gelingt, beschleunigen wir nicht nur den Klimawandel, sondern nehmen uns auch die wirtschaftliche Stärke, die Energiewende zu stemmen. Ein Dilemma!

Vor einer solchen Entscheidung standen wir noch nie. Kappen wir die wirtschaftlichen Beziehungen zu Russland, steigern wir den CO2-Ausstoß und riskieren das Ganze. Gleichzeitig schwächen wir unsere Wirtschaft und andere Kontinente werden sich die russischen Ressourcen preiswert sichern. Aus unserer Sicht auch keine gute Idee im doppelten Sinne – mehr CO2 weltweit und weniger Nationaleinkommen bei uns. Und damit auch weniger Freiheit.

Wer kennt die Lösung?

Mit Ideen gegen die Gaslücke

Forscher der TU Berlin haben angesichts der Erdgaskrise eine schlagkräftige Antwort entwickelt: Der gaserzeugende Bürostuhl! Prosumer mal ganz anders. Hier im Bild:

Super bequem, grün und krisenfest – der Bürostuhl, der jedes Gramm Methan auffangen kann von Prof. Dr. Predetch aus Berlin

Bekanntermaßen erzeugen nicht nur Kühe Methan – auch Menschen sind dazu in der Lage. Professor Predetch erklärt dazu: „Natürlich ist die Methanerzeugung des Menschen normalerweise gering, aber sie lässt sich durch reichlichen Genuß von Zwiebeln und Bohnen deutlich steigern!“

Er rechnet vor: 50% eines Furzes sind Methan und Wasserstoff – also nicht nur bestes Erdgas, sondern sogar der Zukunftskraftstoff H2. Und bekanntlich: Darmwinde sind dann ein Gasüberschuss von etwa 0,5 bis 1,5 Litern pro Tag, der nicht auf diesem Weg den Körper verlässt (Wikipedia). Diese Menge lässt sich durch Ernährungsumstellung etwa verfünfzigfachen – wir kommen dann ca. auf 50 Liter pro Tag mit einem Energiegehalt von 0,25 kWh.

Man muss also lediglich die Hälfte der Bevölkerung mit Büroarbeiten betrauen (was kein langer Weg mehr wäre), um so jährlich 3 Milliarden Kilowattstunden grüner Energie bereitstellen zu können. Das wäre ein erheblicher Beitrag zum Ersatz des russischen Erdgases – gut ein halbes Prozent der fehlenden Energie könnten so leicht ersetzt werden. 😉

Öl und Erdgas ersetzen – aber wie?

1.700.000.000.000 kWh (1.700 Milliarden) Erdgas importiert Europa aus Russland. Fast ein Drittel davon importiert allein Deutschland. Dazu kommen Öl und Kohle. Wie weiter? Eine Liste der erneuerbaren Möglichkeiten für Deutschland…

Platz 1: Ein schnellstmöglicher Umstieg auf E- und H2-Mobilität innerhalb von sehr sportlichen 10 Jahren würde die fast 700 Mrd. kWh fossilen Energieverbrauch im Verkehr auf Null senken – 40% unseres Öls kommen aus Russland. Es lassen sich so 32 Mrd. kWh pro Jahr ersetzen. Selbst wenn ein Teil dieser Energiemengen aus Erdgas aus anderen Ländern hergestellt würde, wären die CO2-Emissionen immer noch deutlich geringer als heute, da E- und H2-Mobilität unter 25% des Energiebedarfes unserer heutigen Mobilität hat.

Platz 2: Der von der Bundesregierung angestrebte schnelle Ausbau erneuerbarer Energie führt zu einem Zubau von 40 Mrd. kWh pro Jahr – ca. 8% der deutschen Erdgasimporteur aus Russland, wovon allerdings mindestens die Hälfte dem Stromsektor zuzurechnen ist – es bleiben maximal 4% für den Erdgasersatz p.a. – es dauert also 25 Jahre oder 20 Mrd. kWh p.a..

Platz 3: Die etwa 250 Mrd. kWh Erdgas, die für Heizzwecke eingesetzt werden, könnten, ebenfalls sehr sportlich, innerhalb von 15 Jahren durch Wärmepumpen ersetzt werden. Anzustreben würden dabei Wärmepumpen-Brennstoffzellen-Kombinationen (H2-KWK), um auch in Zeiten von Strommangel heizen zu können und gleichzeitig Strom zu erzeugen. Auch hier gilt: selbst wenn ein Teil des benötigten Stromes noch aus Erdgas anderer Länder gewonnen würde, sänken die CO2-Emissionen aufgrund es hohen Wirkungsgrades der H2-KWK. Jährlich wären so 17 Mrd. kWh Gas aus Russland ersetzbar.

Platz 4: Deutschland regelt derzeit 6 Mrd. kWh Windenergie ab (Tendenz schnell steigend), die aber via Windwärmespeicher als Heizenergie Öl und Gas ersetzen könnten.

Platz 5: Wir stellen heute 2,5 Mt/a an Ammoniak in Deutschland her. Dafür benötigen wir ca. 25 Mrd. kWh Erdgas. Diese Menge Ammoniak kann innerhalb von 5-10 Jahren als grüner Ammoniak importiert werden, siehe z.B. Hyphen. Das ergibt bis zu 5 Mrd. kWh Minderung p.a.

Insgesamt ist also ein jährliches Ersatzpotenzial für Erdgas aus erneuerbaren Quellen von bis zu 80 Mrd. kWh machbar, so dass nach etwa sieben Jahren keine Abhängigkeit mehr von russischem Erdgas besteht.

Nord Stream 2 hat Sinn: für Grünen Wasserstoff

Nord Stream 2 und die Weitertransport-Pipelines NEL, OPAL und EUGAL haben viel Geld gekostet. Sind sie nun nutzlos? Nein!

Jede Leitung eignet sich wunderbar für den Transport von Wasserstoff aus Mecklenburg, Brandenburg und aus der Ostsee in den Süden Europas – dahin wo Energie benötigt wird.

Wer von den erneuerbaren Stromerzeugern ist dabei? Die Leitungen tragen bis 15 Gigawatt Energie – es braucht schon eine grosse Menge an Elektrolyse, um solche Leitungen vollständig mit Wasserstoff zu betreiben. Mit 2 GW Elektrolyse könnte man starten. JETZT ist die Gelegenheit.

Eine Umwidmung der sonst unnützer Leitung zu Wasserstoff aus erneuerbaren Energien kann aus einem Projekt der Vergangenheit ein Zukunftsprojekt machen.

Wer kann entlang der Gasleitungen Elektrolyse aus erneuerbarem Strom im 100-MW-Bereich kurzfristig mit aufbauen? Mail an enertrag@enertrag.com mit Betreff „North Stream 2 für Wasserstoff“

Wir legen los.

Energieverbrauch und Stromerzeugung

Oft ist zu hören, der Energieverbrauch sei um 3% gestiegen, wenn eigentlich nur die Stromerzeugung gemeint ist. Dabei ist es völlig richtig, das bis 2050 der Stromerzeugung jährlich um ca. 3% steigen wird, während der Energieverbrauch aber um jährlich 4% sinken wird. Wieso?

Vorstehendes Bild zeigt schematisch, was geschehen wird: die Stromerzeugung wird sich etwa verdoppeln und dabei vollständig erneuerbar werden. Gleichzeitig verringert sich der Energieverbrauch auf ein Drittel, weil einerseits die immensen Verluste des fossilen Energiesystems (Kühltürme, Auspuffe, Schornsteine), welche die Hälfte der eingesetzten Energie vernichten, entfallen und andererseits durch Dämmung und Energiesparen weitere 15% Energie nicht mehr benötigt werden.

Einige Beispiele: während ein Kohlekraftwerk einen Energieeinsatz von 3 kWh für 1 kWh Strom benötigt, hat eine Windkraftanlage nahezu keine Verluste. Wo ein Benziner 8 Liter Treibstoff, also 80 kWh pro 100 km benötigt, braucht ein Stromauto nur 20 kWh. Eine alte Ölheizung hat nur 80% Wirkungsgrad gegenüber einer Kombination aus Wärmepumpe und Brennstoffzelle, welche bis 300% Wirkungsgrad aufgrund der Nutzung der Umweltwärme erreicht.

Das eigentliche „Wunder“ der Energiewende ist also garnicht die vordergründige Beobachtung, dass die Energiequellen zu Wind und Sonne werden, sondern dass der Wirkungsgrad des gesamten Energiesystems sich von 75% Verlusten zu 75% Effizienz um sozusagen 180 Grad dreht.

Alle Einzelheiten dazu auf ENERTRAG.org.

Die Energiepreise explodieren

Zwölf Jahren lang sanken die Energiepreise infolge ungehemmter Kohleverstromung aus alten Kraftwerken und günstigen Erdgases immer weiter nach unten. Dazu trugen auch die Erneuerbaren Energien bei, weil diese in Europa nicht am Strommarkt teilnahmen, sondern gesondert vergütet wurden und am Markt wie Anbieter zum „Preis Null“ auftraten.

Kaum aber wurde der Kohleausstieg in Europa (und fast zuletzt in Deutschland) klar absehbar und begannen die Geldgeber den fossilen Energien den Hahn abzudrehen, drehte sich der Wind: Wenn Investitionen in fossile Energie nicht mehr getätigt werden, staatliche Förderungen ausbleiben, wird eine Ausweitung des Abbaus und der Nutzung fossiler Energieträger unmöglich. Der Bedarf nach Energie aber ist noch hoch – und plötzlich sieht man den wahren Preis des Raubaus. Die Strom- und Gaspreise vervielfachen sich. Der Ölpreis strebt einem neuen Hoch zu. Das ganze wird durch das Wegbrechen der Kernenergie und durch den Wasserstoff-Hype verstärkt. Damit ist endgültig klar, dass Erneuerbare Energie sich durchgesetzt hat – denn deren Kosten sind nicht nur die letzten zehn Jahre stark gesunken, sondern werden auch weiter sinken. Nur gilt es, den Ausbau maximal zu beschleunigen, damit diese geringen Kosten schnell bei den Kunden ankommen.

Eine direkte Folge der Preiswahrheit am Markt: EEG-Umlage 2022 beträgt nur 3,7 ct/kWh und hat sich damit halbiert. Das macht den Weg zur kompletten Abschaffung dieser ohnehin nur in die Irre führenden Umlage frei, denn die Politik tut sich deutlich leichter, eine kleine Restumlage aus Steuermitteln zu finanzieren, als die bisherigen grossen Beträge. Die Umlage hatte entgegen fast allem, was immer öffentlich kommuniziert wurde, mit den Kosten von Windenergie an Land praktisch nichts zu tun: sie besteht bis heute fast nur aus den Geldern für Biomasse und Offshore sowie über alter Photovoltaik vor dem Preisverfall bei Solarstrom.

EEG-Umlage halbiert

Die Energiepreise explodieren – 12 Jahren lang sanken die Energiepreise infolge ungehemmter Kohleverstromung aus alten Kraftwerken und günstigen Erdgases immer weiter nach unten. Dazu trugen auch die Erneuerbaren Energien bei, da sie fossilen Strom verdrängten.

Kaum aber wurde der Kohleausstieg in Europa klar absehbar, wurde Erdgas mit CO2-Abgaben belastet – begannen die Geldgeber den fossilen Energien den Hahn abzudrehen. Und schon dreht sich der Wind: Wenn Investitionen in fossile Energie nicht mehr getätigt werden, staatliche Förderungen ausbleiben, werden Abbau und Nutzung fossiler Energieträger unmöglich. Der Bedarf nach Energie aber ist noch hoch – und plötzlich sieht man die wahren Preise des Raubaus. Die Strom- und Gaspreise vervielfachen sich. Der Ölpreis strebt einem neuen Hoch zu. Das ganze wird durch das Wegbrechen der Kernenergie und durch den Wasserstoff-Hype verstärkt. Damit ist endgültig klar, dass Erneuerbare Energie sich durchgesetzt hat – denn deren Kosten sind nicht nur die letzten zehn Jahre stark gesunken, sondern werden auch weiter sinken. Nur gilt es, den Ausbau maximal zu beschleunigen, damit diese geringen Kosten schnell bei den Kunden ankommen. Gleichzeitig ist erneuerbare Energie die grösste Energiesparmaßnahmen der Geschichte, was die Menschen weiter stark von Kosten entlasten wird.

Die direkte Folge der Preiswahrheit am Markt: EEG-Umlage 2022 beträgt nur 3,7 ct/kWh und hat sich damit halbiert. Das macht den Weg zur kompletten Abschaffung dieser ohnehin nur in die Irre führenden Umlage frei, denn die Politik tut sich deutlich leichter, eine kleine Restumlage aus Steuermitteln zu finanzieren, als die bisherigen grossen Beträge. Die Umlage hatte entgegen fast allem, was immer öffentlich kommuniziert wurde, mit den Kosten von Windenergie an Land praktisch nichts zu tun: sie besteht bis heute fast nur aus den Geldern für Biomasse und Offshore sowie über alter Photovoltaik vor dem Preisverfall bei Solarstrom.

Wahr bleibt aber auch: die EEG-Umlage hat nichts mit dem Strompreis zu tun. Die Summe aus Umlage und dem Börsenpreis für Strom war seit 2009 kaum verändert. Das Absinken der EEG-Umlage, welches überwiegend durch steigende Strompreise verursacht wurde, wird wiederum genau dadurch ausgeglichen. Viel wichtiger als die Preisdiskussion wird die Kostenfrage – und diese hängt vor allem an der Menge unseres Energieverbrauches, den erneuerbare Quelle auf ein Drittel absenken.