EIKE 8. IKEK – Hydraulic Fracturing in Deutschland – Die Risiken aus geowissenschaftlicher Sicht – Dr. V. Wrede:

geschrieben von Admin | 24. November 2014

Der Vortrag war sehr ausführlich, dies war angesichts der gebotenen Information auch angebracht. So gut wie kein Gesichtspunkt, kamen sie nun seitens der Befürworter oder der Gegner des Fracking, wurde ausgelassen. Es handelt sich nach unserer Kenntnis wohl um die bislang beste und erschöpfendste Darstellung des Themas in einem allgemeinverständlichen Fachvortrag.
Video mit dem Vortrag von Dr. Volker Wrede auf der 8. IKEK in Frankfurt am Main am 16.10.14

Selbst die berühmten-berüchtigten „Flammen aus dem Wasserhahn“, die als US-Bild immer wieder durch die Medien geistern, kamen zur Sprache. Es handelte sich hier aber erwiesenermaßen um ein ganz natürliches Eindringen von CH4 ins Grundwasser ohne menschliches Zutun. Das „brennende“ Leitungswasser wird damit zwar weder ungenießbar noch giftig, es besitzt aber das Potential der Verpuffung. Mit Fracking hatte diese Erscheinung, die in den USA wiederholt beobachtet wurde (das erste Mal 1965 im Bundesstaat Michigan beschrieben) nichts zu tun.

Der Film „Gasland“ des Umweltaktivisten Josh Fox -gezeigt auf sämtlichen Kanälen von ARD bis ZDF- allerdings behauptete dies. Es war wieder mal ein grandiose Fälschung – wie seinerzeit die Greeenpeace Geschichte um die zu versenkende Bohrinsel „Brent Spar“. Und sie wurde wie damals geglaubt, die Richtigstellung z.B. im Film von Phelim Mc Allister Fracknation interessiert kaum noch jemanden

Videoauszug aus dem Film Fracknation



Wie dringend ist ,dringend‘? Analyse der Sprüche zur Panikschürung beim Klimawandel

geschrieben von Judith Curry | 24. November 2014

Zu Judith Curry schreibt Wikipedia

Judith A. Curry ist Professorin für Geo- und Atmosphärenwissenschaften am Georgia Institute of Technology. Sie ist Autorin und Herausgeberin einiger Bücher sowie von über 130 Fachartikeln. Wir fügen hinzu, dass sie zu den prominentesten Klimaforschern nicht nur der USA sondern weltweit gezählt wird. Anerkannt wird sie von allen wissenschaftlichen "Klimaglaubensrichtungen", von den strammen Alarmisten freilich nur mit Zähneknirschen. Sie hat sich durch ihre neutrale, ehrliche Arbeit fast  Unantastbarbarkeit erworben. Ihr empfehlenswerter Blog (hier).
Vom deutschen Klimaforscher Hans v.Storch, der ebenfalls Neutralität auf seine Fahne geschrieben hat, unterscheidet sie sich durch freundliche Umgangsformen und dem Abschwören jeden "Glaubens" (H. v.Storch "glaubt" an den anthropogenen Klimawandel, für einen Wissenschaftler eine etwas fragwürdige Haltung). Judith Curry schreibt dagegen auf ihrem Blog vom 3.Okt.14 unter "challenging the 2 °C Target (Hallo Herr Schellnhuber und Mister Al Gore aufgepasst!): "…the inconvenient truth that there is no detection of any increase in most types of extreme weather events and it is extreme difficult to attribute any change to humans …". Ob’s unsere Freunde vom PIK, Rahmstorf, Edenhofer zur Kenntnis nehmen? Kann man natürlich nicht erwarten. Die gleiche Aussage findet sich übrigens schon 1997 im Sondergutachten des wissenschaftlichen Beirats der Bundesregierung über globale Umweltveränderungen (WBGU) auf S. 8, letzter Absatz (hier). Damals bestand der WBGU noch aus ausgewiesenen Fachwissenschaftlern.

Nun zum Text im Blog von Frau Prof. J. Curry

"Ich glaube, dass wir nur noch wenig Zeit haben, die Klimaänderung anzugehen… höchstens noch ein Jahrzehnt." James Hansen 2006
"Wir haben nur noch 4 weitere Jahre, Maßnahmen gegen den Klimawandel zu ergreifen." – James Hansen 2009
Es sieht so aus, als sei die Zeit jetzt abgelaufen, oder vielleicht bleiben uns zwei weitere Jahre, abhängig davon, ob man von der Version 2006 oder der Version 2009 ausgeht.
Falls man von der 2°C-„Gefahr“ ausgeht, hat Michael Mann kürzlich gesagt, dass die Erde den Absturz im Jahre 2036 erleben wird.
Und heute hören wir von der Sunday Times: Experten: Nur noch 16 Jahre, um die Kohlenstoff-Katastrophe zu vermeiden.

AR 5 Synthese-Bericht (Summary)

Auslöser für diesen speziellen Beitrag ist die Veröffentlichung des IPCC AR5 Synthesis Report und der Presseerklärung und der Pressekonferenz. Eine gute Zusammenfassung dessen, was da vor sich geht, liefert der BBC-Artikel [übersetzt] Fossile Treibstoffe sollten bis zum Jahre 2100 ausgeschlossen werden [hier]. Die Höhepunkte daraus:
● CO2-Emissionen müssen bis zum Jahr 2030 um die Hälfte reduziert werden, wenn die globalen Temperaturen nicht um 2°C bis 5°C steigen sollen
● Die Menschen dürfen nicht mehr als eine weitere Trillion Tonnen CO2 in die Atmosphäre blasen, wenn der Temperaturanstieg unter 2°C gehalten werden soll.
● Um die Erwärmung unter 2°C zu halten, muss die Welt ihre Treibhausgas-Emissionen bis zum Jahr 2050 um 40 bis 70% kappen und dann bis zum Jahre 2100 auf nahe Null zurückfahren.

Twitter-Kommentare von Ban-Ki Moons Pressekonferenz:

● Die Wissenschaft hat gesprochen. Ihre Aussage ist eindeutig. Die Führer müssen agieren. Die Zeit steht nicht auf unserer Seite.
● Wenn unsere Kinder krank sind mit hohem Fieber, muss man ihnen alle erforderliche Medizin verabreichen.
● Der Synthese-Bericht verleiht bis zur Konferenz in Paris einen kräftigen Schub, um Maßnahmen gegen die 2°C-Erwärmung zu ergreifen.
Wie lange müssen wir Maßnahmen ergreifen?
Wollen wir mal einen Moment lang so tun, als gäbe es das Risiko, dass zusätzliche CO2-Emissionen eventuell zu einer unerwünschten Klimaänderung führen können. Außerdem scheint es eine grobe Übereinstimmung zu geben, dass es in jedermanns langfristigem Interesse ist, von fossilen Treibstoffen als primäre Energiequelle wegzukommen (diese Ressourcen sind begrenzt, irgendwann wird deren weitere Extraktion sehr teuer werden, und es gibt Verschmutzungs- und Gesundheitsprobleme bei und durch deren Verbrennung).
Aber wie dringend ist es, Maßnahmen hinsichtlich Dekarbonisierung zu ergreifen, selbst wenn man das 2°C-Ziel akzeptiert? Die 16-Jahre-Frist stammt aus dem Business as Usual-Szenario, während Projektionen von Klimamodellen feststellen, dass die 2°C-Grenze im Jahre 2040 überschritten wird.
Aus folgenden Gründen ist es zunehmend unwahrscheinlich, dass wir die Gefahrengrenze von 2°C bis zum Jahre 2040 erreichen:
● Der andauernde Temperatur-Stillstand, der sich bis in die dreißiger oder sogar die vierziger Jahre dieses Jahrhunderts fortsetzen könnte, falls die zunehmende Anzahl von Hypothesen rund um AMO, PDO und die natürliche innere Variabilität korrekt sind.
● Die wachsende Zahl auf Beobachtungen basierender Studien zur Klimasensitivität, die viel geringere Werte kurzlebiger und Gleichgewichts-Klimasensitivität finden (z. B. Lewis & Curry, in einem Op Ed im WSJ).
● Unrealistische Szenarien bzgl. der Menge des in der Zukunft verbrannten Kohlenstoffes durch das IPCC (siehe Dave Rutledge’s frühere Beiträge)
● Unterschätzung der CO2-Aufnahme durch Pflanzen um 16% (hier).
Wie stark also verzögern diese Faktoren individuell und kollektiv die Erwärmung nach 2040? Nun, der Faktor Stillstand ist ziemlich wegweisend. Man hat geschätzt, dass Lewis und Curry zufolge die Erwärmung um 10 Jahre verzögert werden könnte. Keine Schätzung, die ich gesehen habe, ist verbunden mit Szenarien des Kohlenstoff-Haushaltes.

Was bringen uns 10 Jahre?

Für den Augenblick wollen wir einmal so tun, als ob uns diese Faktoren 10 weitere Jahre verschaffen (ich persönlich denke, dass es viel mehr sind) nach dem vom IPCC festgesetzten Zeitpunkt. Welchen Unterschied machen 10 Jahre aus?
Schauen wir mal, wie es vor 10 Jahren aussah, also im Jahre 2004 oder auch 2006, als Hansen seine erste Proklamation vom Stapel ließ:
● Von Fracking war nirgendwo die Rede.
● Es gab nur einen sehr geringen Beitrag durch Wind und Solar.
● Es gab viel Optimismus hinsichtlich Cap and Trade.
● Der Stillstand war noch keine 10 Jahre alt und ist als solcher auch noch nicht identifiziert gewesen.
● Die USA waren führend hinsichtlich CO2-Emissionen.
● Die massive chinesische Modernisierung hatte gerade erst begonnen.
● Es gab verheerende Hurrikane an den Küsten des US-Festlandes in den Jahren 2004 und 2005
● Andere?
Heute sieht alles sehr viel anders aus als vor 10 Jahren. Was können wir während der nächsten 10 Jahre erwarten?
● Der Stillstand wird sich fortsetzen, oder die Erwärmung wird wieder einsetzen. Falls Letzteres der Fall sein sollte, würde sich zeigen, dass die Klimamodelle nicht fähig sind zur Projektion des Klimawandels und der Klimasensitivität im 21. Jahrhundert, und die Schlussfolgerungen des IPCC bzgl. der Ursache werden nicht mehr haltbar sein.
● Größere Klarheit der Rolle der Sonne bei den Klimavariationen im 20. und 21. Jahrhundert und deren Änderungen.
● Längere historische Perspektiven bzgl. des Meereises, der Ozean-Wassertemperaturen usw. sowie Verfeinerungen der paläoklimatischen Analysen der letzten beiden Jahrtausende, welche das Ausmaß des anthropogenen Klimawandels im Vergleich zur natürlichen Variabilität klären.
● Weitere Zunahme der Emissionen, vor allem in Entwicklungsländern
● Weitere Verknappung von Nahrung und Wasser im Zuge wachsender Bevölkerung, solange keine effektiven Pläne vorliegen, die dieses Problem angehen.
● Wachsende Verwundbarkeit gegenüber Extremwetterereignissen im Zusammenhang mit der Zunahme der Bevölkerung und deren Eigentum in anfälligen Gebieten, solange keine effektiven Pläne vorliegen, die dieses Problem angehen.
● Weitere Fortschritte bei Energie-Technologien
● Weiter gehende regionale Experimente mit neuen Technologien und solcher für Erneuerbare.
● Andere?

Business as usual, oder Umsetzung der UNFCCC-Politik?

Wie oben beschrieben kann Business as usual im Zeitmaßstab von Jahrzehnten mit unerwarteten Überraschungen einhergehen – Wissenschaft, Technologie und gesellschaftliche Änderungen. Sollen wir wirtschaftliche Entwicklung und andere Maßnahmen auslaufen lassen, vielleicht mit einer klimabezogenen Entscheidungs-Analyse? Oder sollen wir die UNFCCC-Politik umsetzen und die Wirtschaft drastisch dekarbonisieren?
10 Jahre (oder sogar nur 5 Jahre) werden die relative Bedeutung anthropogener und natürlich auftretender Klimaänderungen substantiell klären, und wie schnell Menschen das Klima im 21. Jahrhundert verändern können.
Die Lösungen zur Dekarbonisierung der globalen Wirtschaft werden eher durch technologische Fortschritte denn durch globale UNFCCC-Abkommen erreicht werden. Ist es in irgendeiner Weise sinnvoll, die Dekarbonisierung schneller voranzutreiben als die Technologie dazu in der Lage ist?
Die UN scheinen ein Spiel zu spielen, das treffend von Rupert Darwell beschrieben wird:

Es gibt ein Wort, das man niemals vom IPCC hören wird, nämlich die Aussage: „Zum handeln ist es jetzt zu spät!“ Nur so kann das IPCC auf immer und ewig weiter bestehen!

Link: http://judithcurry.com/2014/11/02/how-urgent-is-urgent/
Übersetzt von Chris Frey EIKE



Ärgerlich: Winter in Salzburgs Bergen sind die letzten 30 Jahren kälter geworden- Klimaalarm ja, aber keiner hört mehr hin

geschrieben von Admin | 24. November 2014

Der Klimawandel kennt kein Erbarmen. Forscher fanden jetzt heraus, dass Ziegen aufgrund der globalen Erwärmung schrumpfen. Das ist gut, denn Ziegen produzieren große Mengen des klimaschädlichen Gases Methan. Kleinere Ziegen machen weniger Methan, eine Supersache. In diesem Zusammenhang sei unbedingt auch auf unseren Beitrag “Suppenschildkröten beim Klimawandel mit besseren Chancen als Meeresschildkröten” hingewiesen.
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Böses Erwachen in Österreich: Da hatten die ersten Skiliftbetreiber bereits aus Angst vor der Klimaerwärrmung ihre Anlagen verkauft, da schneite am 6. November 2014 diese Nachricht vom ORF ins Haus:
Studie: Winter sind kälter geworden
Trotz des Klimawandels sind die Winter in Salzburgs Bergen in den vergangenen 30 Jahren nicht wärmer, sondern kälter geworden. Das zeigt eine Studie, die die Schmittenhöhe Bahnen erstellen haben lassen. Unabhängige Meteorologen bestätigen den Trend.
Weiterlesen auf orf.at.
Mit Dank an notrickszone.com für den Hinweis.
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Die Klimaalarmmasche hat sich im Laufe der Zeit abgenutzt. Die Leute haben genug von der Panikmache. Das Schweizer Radio und Fernsehen SRF machte dies am 29. Oktober 2014 zum Thema:
Klimawandel? «Viele Menschen können das nicht mehr hören»
Klimawandel ist eins der häufigsten Themen in den Medien. Aber keins der beliebtesten: Selbst aufwendige Filmproduktionen aus Hollywood erreichen wenig Publikum. Was können Medien und Journalisten erreichen? Und was nicht? Publizistikforscher Mike Schäfer von der Universität Zürich im Interview. […]
SRF: Auf der Gegenseite hat sogar Hollywood sich des Themas angenommen. James Cameron hat die Doku-Serie «Years of Living Dangerously» mit viel Aufwand und Geld gedreht – doch die Einschaltquoten waren schwach. Reichen nicht mal Superstars, um dieses Thema sexy zu machen?
Könnte es sein, dass die Leute mittlerweile einfach mitbekommen haben, dass die Argumente schwach und die Alarmstories arg konstruiert sind? Wenn das Vertrauen in die Ehrlichkeit nicht mehr gegeben ist, nützen auch Hollywoodstars nichts. Der erwähnte “Doku-”Streifen steckt voller Fehler, wie Jim Steele auf WUWT detailliert zeigen konnte. Der SRF und Schäfer muten ihren Zuhörern jedoch eine eher abwegige Erklärungsmöglichkeit zu:
SRF: Sind wir am Ende einfach klimamüde?
Mike Schäfer: Ja, das sind wir. Egal, wo Sie hinschauen auf der Welt: Klimawandel war in den letzten zehn Jahren ein wesentliches Thema in der Berichterstattung – in einem Ausmass, wie man es bei wenigen anderen Themen hatte. Die Leute haben gehört, was der Klimawandel ist und wie er zustande kommt. Die Leute kennen die wesentlichen Szenarien, auch die Katastrophenszenarien. Und viele Menschen können das nicht mehr hören. Oder sehen.
Lieber Herr Schäfer. In den letzten 10 Jahren, ja sogar 18 Jahren ist es kein bisschen wärmer geworden. Das ist ja wohl das Hauptakteptanzproblem. Hierzu hören wir kein Wort. Pleiten, Pech und Pannen. Da muss man sich nicht wundern, wenn einem die Anhänger in Scharen davon laufen. Im Interview geht es dann um die Übermacht der klimaalarmistischen Medien in der Schweiz. Kein Wunder, denn der Hauptitz des IPCC befindet sich in Bern.
SRF: Der Klimawandel beschäftigt auch die Schweizer Medienszene: Wie sind da die Rollen verteilt?
Mike Schäfer: In der Schweiz haben wir eine Medienlandschaft, die Klimaberichterstattung im Sinne des Weltklimarats macht, so wie in vielen anderen europäischen Ländern. Mit Ausnahme der Weltwoche, die das einzige Blatt ist, die eine dezidiert skeptische Position einnimmt, also an der Existenz des Klimawandels zweifelt. Und daran, dass die Folgen tatsächlich so dramatisch sind wie sie häufig dargestellt werden oder dass man in dem Masse darauf reagieren muss, wie die Politik das plant.
Man muss der Weltwoche als Stimme der Vernunft in dieser Sache sehr dankbar sein. In großer Regelmäßigkeit weist die Wochenzeitung auf IPCC-Argumentationspannen und fragwürdige Klimapanikmache hin. Siehe z.B. unseren Blogartikel “IPCC-Berichts-Chef Thomas Stocker zeigt im Weltwoche-Interview unerklärliche Gedächtnislücken: Die Gesprächsanalyse“).
Übernommen von „Die kalte Sonne“ hier



Mehr Erneuerbare? Man achte auf die Enten-Kurve!

geschrieben von Planning Engineer | 24. November 2014

Hintergrund

In einem Stromnetz müssen Netzlast und Erzeugung sorgfältig ausbalanciert werden, Augenblick für Augenblick. Während es Technologien zur Energiespeicherung gibt, erfordert das Netz Wechselstrom, der in Echtzeit erzeugt werden muss. Die erzeugte Speicherenergie muss physikalisch eine Turbine betreiben, und in Batterien gespeicherter Strom muss bei Bedarf in Wechselstrom konvertiert werden. Folglich transformieren alle Technologien (einschließlich Speichertechnologien) eine Energieform (Treibstoff, potentielle Energie, Stromspeicherung) in Echtzeit zu Wechselstrom. Ihre kombinierten Beiträge müssen zur Grundlast passen auf augenblicklicher Basis.
Wenn einem Stromsystem eine Last hinzugefügt wird, verlangsamt sich die Netzfrequenz ein wenig. Dies signalisiert einigen Generatoren, ihre Leistung zu verstärken. Nimmt die Last ab, nimmt die Frequenz zu, und den Generatoren wird signalisiert zurückzufahren. Es gibt Ausschläge im System, wenn ein Generator aus dem System entfernt oder diesem hinzugefügt wird. Bei Systemstörungen könnten große Mengen Last oder Erzeugung verloren gehen, und das System muss sofort und effektiv die Balance wiederherstellen, um weitere Probleme zu vermeiden. Die Frequenz wechselt fortwährend, um Erzeugungs-Änderungen zu signalisieren. Sie liegt nahe 60 Schwingungen pro Sekunde in Nordamerika.
Da das Netz verbunden ist und Strom nahezu mit Lichtgeschwindigkeit fließt, können verfügbare Einheiten dem System in gewisser Weise helfen, wenn es zu Frequenzabfällen kommt, egal wer für den Bedarf verantwortlich ist. Das Netz ist in Kontrollgebiete unterteilt. Kontrollgebiete versuchen sicherzustellen, dass Erzeugung und Last innerhalb des Kontrollgebietes zu Null ausbalanciert sind. Wenn in einem Gebiet eine Frequenzstörung auftritt, werden andere Kontrollgebiete kurzzeitig zu Hilfe kommen, aber wenn die Frequenzstörung längere Zeit anhält, wird das System bei einem Überangebot an Energie sich selbst korrigieren, um den Betrieb sicherzustellen.
Je flacher und glatter die Lastart ist und je flacher die Verluste ausfallen, umso einfacher ist es, das System zu managen. Zusätzlich zu kleineren und größeren Störungen kann sich die Netzlast im Tagesverlauf dramatisch ändern. Im Sommer ist das Lastniveau über Nacht nur sehr gering und steigt tagsüber mit der Temperatur, bleibt dann aber bis zum Abend auf dem hohen Niveau, wenn die Menschen von der Arbeit nach Hause kommen. Im Winter kommt es in vielen Gebieten vor Sonnenaufgang zu Lastspitzen und dann wieder am Abend. Last und Ressourcen müssen im Gleichgewicht sein, so dass Erzeugung hoch- und herunter gefahren werden kann, um das Gleichgewicht zu halten. Die Erzeugung muss zur Last passen, jedoch genügend Reserven verfügbar halten um sicherzustellen, dass das System im Falle potentieller Störungen zuverlässig bleibt.

Hydro

Allgemein sind Wasserkraftwerke mit ihrer Fähigkeit zur Speicherung von Wasser exzellent dazu geeignet, Lastschwankungen zu folgen. Sie können sofort hoch oder herunter geregelt werden, wenn sich die Netzlast ändert. Sie sind leicht zu handhaben, und man kann sie augenblicklich entweder ganz aus dem Netz entfernen und bei Lastrückgängen sofort wieder zuschalten. Es kann sogar dann Last zur Verfügung stellen, wenn das Erzeugungsniveau zu hoch ist. Sie funktionieren gut mit Erneuerbaren, da Wasser zurückgehalten werden kann, wenn die Sonne scheint und Wind weht, und es kann sofort wieder fließen, wenn sich diese Umstände ändern. Erzeugung mit Wasserkraft macht es einfacher, einem System Wind- und Solarenergie zuzuführen.

Gas befeuerte Turbinen und kombinierte Kreislauf-Einheiten

Ressourcen auf der Grundlage von Gas sind gut geeignet, der Last zu folgen. Sie können im Standby-Modus gehalten werden, wenn das nötig ist, und können bei Bedarf schnell hochgefahren werden. Allerdings hat es Folgen, diese Kraftwerke immer wieder zu starten und zu stoppen. Dies verursacht Anforderungen an die Wartung und Modernisierungskosten. Wenn diese Ressourcen angeworfen werden, um Wind und Solar unter die Arme zu greifen, gibt es Systemkosten und Kraftwerks-Emissionen. Die einfachen Verbrennungsturbinen sind schneller, aber die kombinierten Schaltkreise sind effizienter.

Kohlekraftwerke

Kohlekraftwerke können allgemein immer zwischen ihrer Volllast und Halb-Last betrieben werden. Sie können hoch- und heruntergefahren werden in diesem Bereich, abhängig von Systemerfordernissen und der Wirtschaft. Allerdings sind sie begrenzt hinsichtlich der Schnelligkeit, mit der sie hoch- und heruntergefahren werden können, und falls sie geschlossen werden, müssen sie eine Zeitlang unten bleiben, bevor man sie wieder anfahren kann. Dies ist allgemein mehr als bei Gaskraftwerken – das Herunter- und Wiederanfahren ist teurer und schwerfällig. Der Betrieb von Kohlekraftwerken zwischen ihren Spitzen- und Minimumwerten kann dem System Last zur Verfügung stellen.

Kernkraftwerke

Infolge wirtschaftlicher und Sicherheitsbedenken sowie behördlicher Vorschriften sind Kernkraftwerke so ausgelegt, dass sie immer Volllast liefern, außer während Abschaltungen für Wartungsarbeiten. Für ältere Kernkraftwerke war das unabdingbar, da sie nicht ohne signifikante Risiken hoch- und heruntergefahren werden können. Neuere Kraftwerke haben diese Fähigkeit, aber ich glaube nicht, dass derzeit irgendjemand daran denkt, Kernkraftwerke in den USA aufzurüsten. Es kann zeitweise an einigen Stellen notwendig sein, wo Kernkraft einen großen Teil des Strombedarfs deckt. Außerdem klopft man ihre Fähigkeit ab, Erneuerbare zu integrieren.

Betreiben des Systems

Die Wekzeuge für die Balance der Last enthalten zumeist die oben erwähnten Ressourcen. Um das Lastniveau zu erhöhen, unmittelbar bevor das Kraftwerk ans Netz geht, werden andere Ressourcen bis zur Lastspitzen hochgefahren, damit sie nach Hinzufügen der neuen Einheit rasch herunter geregelt werden können. Wenn die Last abnimmt, werden die Kraftwerke näher an ihren Minima betrieben und dann rasch wieder hochgeregelt, wenn Kraftwerke vom Netz gehen. Je steiler die derartigen Änderungen sind, umso größer die Herausforderung bei der Anpassung an diese Lastschwankungen. Zusätzlich zum Aufrechterhalten der Netzlast muss den Operatoren eine gewisse drehende Erzeugungsreserve zur Verfügung stehen (spinning reserve). Auf diese Einheiten (oder freie Erzeugungsmöglichkeiten an einer betriebenen Einheit) kann man sich verlassen, um rasche Erzeugung sicherzustellen. Zusätzlich müssen andere Ressourcen verfügbar sein, auf die man sich innerhalb von zehn Minuten berufen kann. Darüber hinaus gibt es Planungsreserven, die für zusätzliche Erzeugung sorgen, wenn ein Kraftwerk ausfällt.
Die Operatoren müssen für die Erfordernisse der Erzeugung vorausplanen.
Beispiel: Falls am nächsten Tag Kohlekraftwerke benötigt werden, kann man sie nicht nachts abschalten, wenn die Last zurückgeht. Ihr Ziel ist es, mit Ressourcen aufzuwarten, die zuverlässig und wirtschaftlich die Last ausgleichen. Wegen der Unvorhersagbarkeit im Zusammenhang mit Last und Erzeugung ist es eine Herausforderung, in das System Ressourcen einzubringen und wieder herauszunehmen, wenn die Nachfrage steigt oder fällt.
Der Vollständigkeit halber sollte noch angemerkt werden, dass die Operatoren manchmal auch die Kontrolle über die Netzlast haben, um das Gleichgewicht zu halten. Energieunternehmen halten einen Teil ihrer Last verbunden mit Under Frequency Load Shedding (UFLS)-Programmen [Lastabwurf Programmen bei Frequenzabfall], um die Last abzusenken, wenn die Frequenz ausreichend niedrig ist, dass die Fähigkeit der Generatoren zur Regelung ineffektiv sein könnte. Lastabwurf bei Frequenzabfall ist sicher ein seltenes Ereignis, das nur unter ganz bestimmten Bedingungen auftritt, wenn verschiedene Dinge gleichzeitig fehlerhaft werden. Zusätzlich zu einem Notfall haben einige Verbraucher Zeit, spezielle Raten zu nutzen. Operatoren sollten in der Lage sein, Klimaanlagen abzuschalten, Wasserkocher oder Industrielasten, ebenso wie andere Möglichkeiten zur Laständerung wie Spannungs-Reduktion zu haben. Lastabwurf-Programme ohne Notfälle sind nicht implementiert, um die Last auszugleichen, sondern eher um die Spitzennachfrage zu reduzieren.

Wind und Solar

Auf Wind und Solar kann man für den Lastausgleich nicht bauen. Tatsächlich sorgen sie dafür, dass das Lastgleichgewicht noch unvorhersagbarer wird. Es kann beim Output sehr viel Fluktuationen geben, die durch andere Ressourcen ausgeglichen werden müssen, wenn Wolken aufziehen oder sich die Windstärke ändert. Dies gilt kurzfristig, ebenso wie Stunde für Stunde. Man hofft, dass sich mit ausreichend großen Ressourcen die Wechselwirkungen aufheben, aber das funktioniert oftmals nicht so gut wie erhofft.

Oft wird gesagt, dass Solarstrom etwas Gutes ist, weil Energie zu Zeiten maximaler Nachfrage erzeugt wird. Dies stimmt in gewisser Weise, ist aber nicht allgemein richtig. An vielen Winter-Morgen  fehlt die Sonne und beginnt erst, Energie zu erzeugen, wenn die Operatoren das System bereits wieder herunter regeln. Auch abends wird typischerweise nie das volle Ausmaß erzeugt. Aus ökonomischen Gründen (in Bezug auf Maximierung des solaren Outputs, nicht des Netzbetriebes) sind Solarpaneele so ausgerichtet, dass sie das meiste Sonnenlicht über Mittag einfangen. Kommt es zur Spitzennachfrage, tendiert die Sonne dazu, wieder zu sinken, was eine immer größere Herausforderung für die Operatoren ist. Während die zusätzliche Energie tagsüber ihren Wert hat, steht die Sonne häufig im Gegensatz zu den Erfordernissen des Systems.
Auf Wind kann man nicht zählen. Die Windgeschwindigkeit kann in Zeiten maximaler Nachfrage Null sein. Oftmals wird auch maximal Energie erzeugt, wenn die Nachfrage minimal ist. Erhebliche Probleme können nachts bei Sturm auftreten. In einigen Gebieten gibt es nachts ein Überangebot an Strom. Um Über-Erzeugung zu verhindern, werden Strafzahlungen für die zusätzliche Einspeisung von Strom in Zeiten minimaler Nachfrage erhoben. In einigen Fällen (z. B. in den Starkwindgebieten von Texas) werden Energieunternehmen für die nächtliche Stromerzeugung bestraft (obwohl sie ihre Kraftwerke am Laufen halten müssen, um für die Nachfrage am nächsten Tag gerüstet zu sein), während Windenergie (die ohne operationelle Folgen entfernt werden kann) ihren Beitrag zu einer Über-Erzeugung leistet, damit deren Betreiber eine garantierte Rate für dessen Erzeugung bekommen.
Ein ähnliches Problem hinsichtlich der Balance gilt großenteils auch für Solarstrom, wie die „California Duck Curve” zeigt. Die Kurve unten zeigt, dass das projizierte Wachstum von Sonnenenergie vor Ort einen begrenzten Einfluss auf die Spitzenlast im System hat, aber einen gewaltigen Einfluss auf die Lastverteilung über Mittag. Dies birgt das Risiko der Übererzeugung am Nachmittag und erfordert zunehmend die Notwendigkeit von Eingriffen in das Netz, wenn die Sonne sinkt. Falls Solarstrom also ebenfalls Teil der Haupt-Energieversorgung ist, wird der Druck auf die verbleibende Erzeugung zum Abend hin immer größer werden.

Zukunft der "Erneuerbaren"?

Um große Mengen Wind- und Solarstrom in das Netz zu integrieren, braucht man bestimmte Formen der Backup-Erzeugung. Die Mischung aus Solar-, Wind- und Wasserstrom mit einer adäquaten Kapazität und Speichermöglichkeiten könnte funktionieren. Leider gibt es nur wenige Gebiete, die einen Überfluss an Hydroenergie aufweisen oder das Potential für deren Ausbau haben. Vorstellbar ist auch ein extensiver Gebrauch der Pumpspeicher-Technologie, aber die wäre nur zu sehr hohen Kosten zu haben.
Flatterstrom mit Kernkraft als Backup zu stützen erscheint hoch kontraproduktiv. Die Kosten und Belastungen der Erzeugung mittels Kernkraft sind so klein, dass der Ersatz von Kernkraft durch lückenhafte Erzeugung mittels Wind und Sonne nahezu sinnlos erscheint.
Das Backup lückenhafter Ressourcen mit Gasturbinen und kombinierten Kreislaufeinheiten würde funktionieren. Der Kostenvergleich bei einem solchen System sollte aber nicht auf der Grundlage der Differenz zwischen Solar- bzw. Winderzeugung einerseits und Gaserzeugung andererseits erfolgen. Der sinvoll angebrachte Kostenvergleich besteht vielmehr darin zu prüfen, was die Erzeugung durch Wind und Sonne bzw. durch Gas kosten würde, im Vergleich zur Gaserzeugung allein.
Derartige Zahlen gibt es nur sehr selten und wären möglicherweise auch nicht politisch realisierbar, falls man sie verstehen würde. Der Schlüssel zu diesem Verständnis ist, dass ein hoher Anteil an Erneuerbaren lediglich die Fixkosten der Gaserzeugung geringfügig reduzieren würde. Während der Rückgang der Kosten durch Gaserzeugung gering wäre, wären die zusätzlichen Fixkosten der Erneuerbaren sehr hoch.
Und dann gibt es da noch die Speicherunterstützung mit Batterien, andere Speichertechnologien und Methoden, die Fortschritte bei der Kontrolle von Lastanforderungen bringen. Das kann gut das Netz der Zukunft sein, würde aber auf der Grundlage heutiger Projektionen extrem hohe Kosten verursachen. Diese Kosten sollten in ihrer Natur grundlegend verstanden worden sein, bevor man eine solche Zukunft anstrebt. Sicher sollte man Wind- und Solarstrom hinzufügen, wann immer das gerechtfertigt ist, aber wenn man über das Ziel hinausschießt, hätte das gravierende Konsequenzen für die Zuverlässigkeit des Systems, die Kosten und das Verhalten des Netzes.

Abschließende Bemerkungen

Wie mit allen Ingenieursentscheidungen gibt es Abstriche. Ressourcen, die nicht helfen bei der Ausbalancierung der Last, können zeitweise eine gute Wahl sein und auch einen Platz im Energiemix einnehmen, falls sie andere positive Eigenschaften aufweisen. Ein Systemmix, das hauptsächlich auf konventionelle synchrone Erzeugung baut, wird allgemein die Fähigkeit haben, Lastschwankungen auszugleichen. Wenn es ausreichend Wasserkraft, Kohle- und Gasressourcen gibt, können größere Mengen erneuerbarer Energie zu moderaten Kosten mit jenen als Backup dienen. Wenn jedoch der Anteil der Erneuerbaren dramatisch zunimmt oder der Ressourcenmix verändert wird, um große Anteile konventionellen Stromes zu entfernen, können die zusätzliche Kosten für Wind und Solar extreme Höhen erreichen.
Dieser Beitrag konzentrierte sich auf den Lastausgleich oder das Zusammenpassen erzeugter Megawatt und Last-Megawatt. Allein aus dieser Überlegung erkennt man, dass es unangebracht ist, Wind und Solar mit konventionelleren Energieressourcen zu vergleichen, wenn es allein um die Kosten geht. Hinsichtlich der unabdingbaren Aufgabe, das System auszubalancieren, helfen Wind und Solar nicht, sondern verursachen im Gegenteil hohe Belastungen. Diese Belastungen können nicht einfach ignoriert werden, wenn zunehmend Strom aus solchen Quellen in das System eingespeist wird. Sicher sollte man  Wind und Solar hinzufügen (Anmerkung der Redaktion: nach Meinung des Autors, nach Meinung der EIKE Redaktion sind die überflüssig wie ein Kropf, nur sehr, sehr viel teurer), wann immer es gerechtfertigt ist oder auch zu Forschungszwecken, aber wenn man zu ambitioniert vorgeht, hätte das gravierende Konsequenzen für die Zuverlässigkeit des Systems, die Kosten und das Verhalten des Netzes.
Kurzbio: Planning Engineer hat über 30 Jahre Erfahrung in der Stromindustrie und überwachte die Planung von Erzeugung und Transport. Er ist Prof. Dr. Ing. mit einem Master als Elektroingenieur und einem Abschluss im Bereich politischer Analyse. Er war und ist Mitglied in verschiedenen regionalen und nationalen Komitees im Bereich Stromversorgung.
Anmerkung von Blogbetreiberin Judith Curry: Dies ist ein Gastbeitrag eines vieljährigen Lesers bei Climate etc. Ich habe diesen Beitrag angefordert, weil „Planning Engineer“ in einem früheren Beitrag hier einige Perspektiven ausgebreitet hat, die es wert sind, in einem Blog zu erscheinen. Planning Engineer schreibt unter diesem Pseudonym, weil er hier seine privaten Ansichten äußert, die er ungerne mit seinem Arbeitgeber in Verbindung gebracht wissen will.
Wie bei allen Gastbeiträgen bitte ich bei Kommentaren, sachbezogen und konstruktiv zu bleiben.
Link: http://judithcurry.com/2014/11/05/more-renewables-watch-out-for-the-duck-curve/
Übersetzt von Chris Frey EIKE
Anmerkung des Übersetzers: Dieser Artikel wurde von einem Elektrofachmann geschrieben, wie Judith Curry ja schon angemerkt hat. Er enthält viele englische Fachausdrücke und teils mir unverständliche Formulierungen, von denen ich nicht immer sicher bin, sie richtig übersetzt zu haben. Mitunter habe ich mehr eine Inhaltsangabe eines Absatzes gegeben denn eine direkte Übersetzung. Ich hoffe, die Fachleute in diesem Forum haben Verständnis. Sachliche Korrekturen sind willkommen, bitte aber dann unbedingt der Aufforderung von Judith Curry folgen!
C. F.



Schuss für Windkraft in Europa ging nach hinten los

geschrieben von Cormac Lucey | 24. November 2014

Auf dem Kopenhagener Klimagipfel 2009 war die EU davon ausgegangen, dass andere Länder seiner Führung folgen würden. Aber nach Erreichung des Schlussabkommens haben Amerika, China und Südafrika – die die Entwicklungswelt repräsentieren – die EU vor eine vollendete Tatsache gestellt.
Mit der Ablehnung Amerikas, das Kyoto-Protokoll zu unterzeichnen – welches die Unterzeichner verpflichtet, Treibhausgas-Emissionen zu reduzieren – ist die EU einseitig vorangeprescht mit der Hinwendung zu alternativen Energiequellen. Eigenlob und nicht Wirksamkeit war fortan die Grundlage öffentlicher Politik.
Das Ergebnis war ein heilloses Durcheinander. Die Energiepreise in der EU sind viel stärker gestiegen als anderswo, und die Abwanderung der Schwerindustrie aus Europa beschleunigte sich. Das hat zu einer Reduktion der Treibhausgas-Emissionen in Europa geführt, wobei man diese Emissionen in andere Länder ausgelagert hat, vor allem nach China.
Die EU-Energiepolitik hatte zur Folge, dass 50.000 Megawatt aus Gaskraftwerken eingemottet wurden, als die Unternehmen den Verbrauch Erneuerbarer erhöht haben. Dies hat den Wert der 20 größten Energieunternehmen in Europa um etwa 500 Milliarden Euro seit 2007 verringert, einen Verlust für Investoren mit sich gebracht einschließlich der Rentenkasse, und es bedroht weitere Investitionen in den EU-Energiesektor.
In anderen Ländern hat diese fragwürdige Politik ein grundlegendes Überdenken ausgelöst. Nach den gewaltigen Investitionen in erneuerbare Energie, vor allem Solarenergie, überdenken auch Spanien und Deutschland dieses Vorgehen.
Full story (subscription required)
Link: http://www.thegwpf.com/wind-power-push-has-blown-up-in-europes-face/
Übersetzt von Chris Frey EIKE