Über die Illusion der Minderung des CO2-Ausstoßes durch Ausstieg aus der Kohle ohne existierende Stromspeicher

Das bedeutet dann weiterhin, dass
a) die Umstellung von Verbrennungsmotoren auf Elektromotore keinen Sinn macht
b) die geforderte Verminderung des CO2-Aussoßes bei Verbrennungsmotoren auf Mittelwerte für die jeweilige Autoflotte in 2021 auf 95 g CO2/km (etwa 3-4 l/100 km) und die jüngst in der Diskussion stehende weitere Verminderung um 35% bis 2030 für Deutschland völlig obsolet geworden ist, da diesen Extremforderungen nur durch einen erheblichen Anteil an Elektroautos nachgekommen werden könnte.

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Die Kohlekommission zum Ausstieg aus der Braunkohle zur Absenkung des CO2-Ausstieges hat ihre Arbeit aufgenommen, spätestens am Ende des Jahres soll sie liefern.
Erste Aussagen dringen bereits durch: kurzfristige Abschaltung von Braunkohlekraftwerkskapazität von 5 Gigawatt (GW), Verzicht auf den Anschluß des modernen Uniper-Steinkohlekraftwerkes in Datteln (1,1 GW-Block) mit einem Wirkungsgrad von 58%, das Klima-freundlichste Kohlekraftwerk Deutschlands.
Eine gründliche Diskussion einer Fehleranalyse zur Durchführung der Energiewende hat es nie gegeben, man schlittert von einer Energiewende in die andere.
So wurde nie die Frage diskutiert, ob die Energiewende bei einer von der Abnahme der Stromverbraucher stark abhängige und schwankende Leistungsanforderung mit der flatternden Stromerzeugung über Wind+Sonne überhaupt möglich ist und ob bei den technisch möglichen Gegebenheiten (Stromspeicher) über eine Herausnahme der Kohle im Strommix eine Absenkung des CO2-Ausstoßes überhaupt funktionieren kann.

1. Nach dem Atomausstieg nun der Ausstieg aus der Kohle analog zur Anhebung der erneuerbaren Energien auf 65% bis 2030 und darüber hinaus (Koalitionsvertrag 2018)

In einer früheren Arbeit (1) war die Anhebung der erneuerbaren Energien auf 65% bis 2030 auf Kosten des Kohleanteiles auf der Basis der Zahlen des Jahres 2017 quantifiziert worden einschließlich einer Betrachtung der Verhältnisse bis zum 100%igen Anteil an erneuerbaren Energien, so dass im Folgenden die Berechnungsschritte im Einzelnen nicht mehr aufgeführt werden müssen. Als Ergebnis soll hier nur noch einmal festgehalten werden:
a) Bei einer Anhebung der Erneuerbaren auf 65% bis 2030 kann über Braun- und Steinkohle nur noch eine Leistung von 1,4 bzw. 9,6 GW beigestellt werden. Dazu muß eine Leistung über Wind+Sonne von 250 GW installiert werden (vgl.später auch Bild 3).
Zur Aufrechterhaltung der Stromerzeugung müssen jedoch in 2030 im Jahresmittel Stromspeicher mit einer Kapazität von 435 GWh/Tag bzw. einer Leistung von 18 GW zur Verfügung stehen.
Das schließt nicht aus, dass an einzelnen Tagen die klomplette über Wind+Sonne beizustellende Leistung gegen null gehen kann, d.h. dass die Stromspeicher in der Lage sein müssen, eine Tagesleistung von 1610 GWh abzudecken oder gar eine 14-tägige Windflaute (vgl. später).
b) Bei Fortführung der Geschwindigkeit der Anhebung der Erneuerbaren über 2030 hinaus könnte in 2037 auf Kohle komplett verzichtet werden, wenn 327 GW über Wind- und Solaranlagen installiert werden. Zur Abdeckung einer täglichen Leistungsanforderung von 80 GW wären dann bereits 420 GW erforderlich, ohne noch einmal die müßige Frage der Stromspeicherung strapazieren zu wollen.
d) Auf das Problem des Ausbaues der Netzkapazität soll hier nicht eingegangen werden.

2. Sichtbarmachung des Problems der Stromversorgungssicherheit

In Bild 1 ist die Entwicklung des Ausbaues der Windleistung onshore und offshore von 2010 bis Juni 2018 auf der Basis von Stundenwerten dargestellt. (2) Lag in 2010 die installierte Leistung  (rote Linie) noch bei etwa 27 GW, so stieg sie in 2018 auf über 55 GW an.

Bild 1: Entwicklung der installierten und erzielten Windleistungen

Erkennbar ist eine permanente starke Streuung der Stromleistungen zwischen praktisch null GW und nahe an die Installationsleistung heranreichende Werte, die bei einer Auflösung der Stundenwerte in kleinere Zeiteinheiten anzunehmen sind.

Bild 2: Schwankungsbreite der vom Verbraucher geforderten und von den alternativen Energien gelieferten Leistungen im Dez. 2017

Es ist deulich zu erkennen, dass bei einem Anteil an erneuerbaren Energien von etwa 30% die erzeugte Leistung teilweise gegen null geht und teilweise bereits an die von den Verbrauchern geforderte Leistung heranreicht. Wenn nun die Erneuerbaren im ersten Schritt auf 65% in 2030 angehoben werden sollen oder gar auf 100%, so wird die unabdingbare und sofortige Forderung nach funktionierenden Stromspeicher deutlich.
Bild 2zeigt zudem den Stromimport wie -export sowie die an der Strombörse  gehandelten Strompreise. Die teilweise negativen Strompreise machen bereits jetzt die Notwendigkeit der Stromspeicher deutlich.
Aber das einzige z.Z. diskutierte Speicherverfahren Power-to-Gas ist von einer technischen Reife und Bezahlbarkeit bei solchen zu speichernden Strommengen in 2030 meilenweit entfernt. In 2030 sollen gerade einmal 7,5 GW installiert sein. (4)
Der Generalsekretär des europäischen Energieverbandes Eurelectric, K.Ruby, klagte, es müsse dringend diskutiert werden, wie es in ganz Europa bei den ständig weiter abgebauten Atom- oder Kohlekraftwerken eine ausreichende Menge an gesicherter Leistung geben könne.
Auch der Chef des deutschen Branchenverbandes BDEW, Kapferer, verwies auf eine Stellungnahme von 10 Verbänden: es fehle ein Konzept, wie die Versorgung in Deutschland nach der Abschaltung der Kernkraftwerke und der bis 2030 erwarteten Halbierung des Kohlestromangebotes gesichert werden könne. Dabei gehe es immerhin um etwa 30 GW. (FAZ, 11.10.2018)

3. Ausschließliche Stromerzeugung aus alternativen Energien ohne ausreichende Stromspeicherkapazität und ihre Bedeutung für den CO2-Ausstoß

In der in Kapitel 1 zitierten Arbeit (1) war die Auswirkung der Erhöhung der Alternativen auf 65% bis 2030 und darüber hinaus auf Kosten des Kohleanteiles berechnet worden.
Dieses in (1) dargestellte Bild ist im Sinne der o.g. Aufgabenstellung hier leicht modifiziert worden (Bild 3).

Bild 3: Notwendiger Kohleanteil im Strommix ohne funktionierende Stromspeicher

Über dem Anteil der mit zunehmenden Erneuerbaren abnehmende Kern- und Kohleanteil im Strommix ist die stark zunehmende zu installierende Kapazität über Wind+Sonne aufgetragen mit einer mittleren Gesamtleistung von 66,6 GW über den gesamten Zeitraum (rot gestrichelt im Bild dargestellt).
Die über Wind+Sonne eingestellte mittlere Stromerzeugungskapazität von 66,6 GW besagt bei den in den Bildern 1 und 2aufgezeigten Streubreiten der Leistungsträger Wind+Sonne , dass der oberhalb dieses Mittelwertes anfallende Strom aus Wind+Sonne gespeichert werden muß, um ihn dann bei Wind- und Solarleistungen unterhalb des Mittelwertes wieder einspeisen zu können.

Schließlich bedeuten diese Aussagen, dass ohne eine ausreichende und funktionierende Stromspeicherkapazität eine Absenkung des CO2-Ausstoßes nicht möglich ist, d.h. das Ende der Energiewende ist längstens erreicht.
Nach Aussagen des Bundesrechnungshofes kostete diese Energiewende zu allem Überfluß in den letzten 5 Jahren 150 Mrd.€ (der Hälfte des Bundeshaushaltes), alleine in 2017  34,36 Mrd. €.

a) eine Umstellung vom Verbrennungsmotor auf den Elektromotor nun keinen Sinn mehr  macht
b) die erforderliche Verminderung des CO2-Ausstoßes des Verbrennungsmotors für die Autoflotte in 2021 auf 95 g CO2/km (entsprechend etwa 3-4 l/100 km) und die jüngst in der Diskussion stehende weitere Verminderung  von 35% bis 2030 völlig obsolet geworden ist, da diese Extremforderungen nur durch einen erheblichen Anteil an Elektrofahrzeugen zustande kommen kann.

Um weiteren nicht mehr rückgängig zu machenden Schaden von Deutschland abzuwenden, muß die komplette Energiewende eingestampft werden mit einem Neuanfang ohne postfaktisches Geplänkel.
Die Ausarbeitungen des IPCC und ihre Modelle zum Einfluß des CO2 auf das Klima fußen auf Fake News. (1) So können die Modelle die Vergangenheit nicht nachvollziehen, wohl aber werden sie dazu mißbraucht, die Zukunft in Form von Untergangsszenarien zu beschreiben (Weltuntergang durch Verglühen durch hohe CO2-Gehalte, obwohl die Erdgeschichte schon um Potenzen höhere Zeiträume prächtig überstanden hat).
Quellen

1. 2. Schuster, R.: Mitteilung 03.07.2018
   3. Schuster, R.: Mitteilung 02.01.2018