Werden immer viel teurer als fossile Energie sein: Wind und Solar! Bild: Erich Westendarp / pixelio.de
Ich lese immer wieder, dass Wind und Solar endlich billiger sind als fossile Brennstoffe … und jedes Mal, wenn ich das lese, heben sich meine Augenbrauen bis zum Haaransatz.
Das liegt zum Teil daran, dass der Markt sehr effizient darin ist, Energiequellen auf der Basis ihrer Kosten zu erkennen. Hier, zum Beispiel, ist die Geschichte von Kerosin, Hervorhebung von mir:
Als 1857 eine von Michael Dietz erfundene, sauber brennende Kerosinlampe auf den Markt kam, hatte das sofortige Auswirkungen auf die Walfangindustrie. Kerosin, damals unter dem Namen „Kohleöl“ bekannt, war einfach herzustellen, billig, roch bei der Verbrennung besser als tierische Brennstoffe und verdarb nicht im Regal wie Walöl. Die Öffentlichkeit gab die Walöllampen fast über Nacht auf. Bis 1860 wurden in den Vereinigten Staaten mindestens 30 Kerosinfabriken in Betrieb genommen, und Walöl wurde schließlich vom Markt verdrängt. Als 1895 der Preis für Walöl aufgrund mangelnder Nachfrage auf 40 Cents pro Gallone fiel, wurde raffiniertes Petroleum, das sehr gefragt war, für weniger als 7 Cents pro Gallone verkauft. …
Meine Frage lautet: wenn Wind und Solar so billig sind, warum ersetzen sie nicht über Nacht die traditionellen Energiequellen?
Dieser Frage wollte ich nachgehen. Die wichtigste Zahl zur Beurteilung, wie teuer eine Energiequelle sein könnte, wird „LCOE“ genannt, die Levelized Cost Of Energy. Dabei werden alle Kosten für neue Kraftwerke berücksichtigt – Kapitalkosten, Betriebs- und Wartungskosten, Brennstoffkosten, Finanzierungskosten, die ganze Bandbreite der Ausgaben für diese Energiequelle. Nun … bis auf einen Kostenpunkt, aber dazu kommen wir später.
Hier sind die neuesten Informationen zu den Stromgestehungskosten für verschiedene Energiequellen aus dem Bericht 2021 der U.S. Energy Information Administration (EIA) mit dem Titel Levelized Costs of New Generation Resources.
Abbildung 1. Nivellierte US IEA Stromkosten, 2021.
Und ja, das sagt eindeutig, dass Onshore-Wind und Solarenergie billiger sind als jede andere Energiequelle.
Nun ja, ich habe mir das angeschaut – und meine Augenbrauen hoben sich … warum?
Wegen der Zahlen in der ersten Spalte, dem „Kapazitätsfaktor“. Der Kapazitätsfaktor für ein Stromerzeugungssystem ist der Prozentsatz der „Typenschild“-Erzeugung, den es tatsächlich erzeugt. Wenn zum Beispiel das Leistungsschild eines Windrades besagt, dass es 16 Gigawattstunden (GWh, oder 109 Wattstunden) pro Jahr erzeugt, wenn es rund um die Uhr läuft, und aufgrund der intermittierenden Natur des Windes erzeugt es nur ein Viertel davon, dann wäre sein „Kapazitätsfaktor“ 25%.
Ich habe mir die behaupteten Kapazitätsfaktoren für Wind- und Solarenergie angesehen, die nach Angaben der US EIA bei über 40 % bzw. 30 % liegen. Das war völlig unmöglich!
Ein Teil des Fehlers im solaren Kapazitätsfaktor wird nun durch die Fußnote 4 erklärt, und zwar:
Die Technologie wird als Photovoltaik (PV) mit einachsiger Nachführung angenommen. Das Solar-Hybridsystem ist ein einachsiges PV-System, das mit einem Vier-Stunden-Batteriespeichersystem gekoppelt ist.
Warum ist das ein Problem? Nun, weil Nachführsysteme jedes einzelne Solarmodul während des Tages mit einer gleichmäßigen Rate bewegen müssen, damit die Module immer der Sonne zugewandt sind. Dann, am Ende des Tages, drehen sie das Paneel zurück in seine Ausgangsposition. Im Gegensatz zu feststehenden Systemen erfordern diese eine komplexe Installation von Motoren, Zeitsensoren, Lagern, Hebeln und dergleichen, um die Paneele zu drehen.
Da solche mechanischen einachsigen Nachführsysteme teuer in der Installation, im Betrieb und in der Wartung sind und zudem witterungsbedingt beschädigt werden können, werden solche Systeme nur in den seltensten Fällen in einem Solarpark eingesetzt. Fast ausnahmslos handelt es sich um Systeme mit festem Winkel, bei denen die Paneele fest an einem (theoretisch) windfesten Rahmen montiert sind, wie bei der unten abgebildeten Topaz Lake Solar Farm:
Abbildung 2: Fest montierte Solarmodule, Topaz Lake Solar Farm, eine der größten der Welt.
Wenn man sich die notwendigen Motoren, Getriebe, Hebel und anderen Mechanismen vorstellt, die für ein einachsiges Nachführsystem erforderlich sind, um jedes einzelne dieser neun Millionen Solarmodule so zu drehen, dass es den ganzen Tag über der Sonne folgt, wird sofort klar, warum fest installierte Solarmodule die Norm für Installationen im Netzmaßstab sind.
Auf jeden Fall wollte ich die echten Daten zu dieser Frage der Kapazitätsfaktoren finden. Die wunderbare Quelle Our World In Data hat alle nötigen Informationen. Hier ist der aktuelle Durchschnitt aller realen Wind- und Solaranlagen der Welt im letzten Jahr, für das wir Daten haben, 2019.
Abbildung 3. Tatsächliche und theoretische (Nameplate) Erzeugung, Daten für 2019.
Wie man sieht, liegt die US IEA mit den Kapazitätsfaktoren von Wind- und Solarkraftwerken weit im Phantasiereich. In beiden Fällen behauptet sie weitaus größere Kapazitätsfaktoren als wir hier draußen in der realen Welt haben.
In Abbildung 1 sind die Kosten in US-Cent pro Kilowattstunde wie folgt angegeben:
● Gas-Kombikraftwerk – 3,45 Cent pro kWh
● Solarenergie – 2,90 Cent/kWh
● Onshore-Windkraft – 3,15 ¢ pro kWh
Das ist die Grundlage für die Behauptung, dass erneuerbare Energien jetzt die billigsten Stromquellen sind. Angesichts der tatsächlichen Kapazitätsfaktoren sind diese Kosten jedoch in Wirklichkeit:
● Gas-Kombikraftwerk – 3,45¢ pro kWh
● Solarenergie – 6,21 Cent/kWh
● Onshore-Windkraft – 4,97 ¢ pro kWh
„Billigste Quellen“? Keineswegs.
Und was Offshore-Wind angeht, liegen sie genauso weit daneben. Sie behaupten 11,5¢ pro kWh, aber der neue Offshore-Windpark Block Island berechnet dem Versorger, nicht dem Kunden, sondern dem Versorger, 24,4¢ pro kWh …
Und schließlich gibt es noch einen riesigen Elefanten im Raum der US EIA … die Notstromversorgung. Das sind die fehlenden Kosten, die ich oben erwähnt habe.
Wenn man ein Gigawatt unzuverlässiger, intermittierender „erneuerbarer“ Wind- oder Solarenergie zu einem System hinzufügt, muss man auch ein zusätzliches Gigawatt zuverlässiger, planbarer Energie hinzufügen, wobei „planbar“ bedeutet, dass man es nach Belieben hoch- oder herunterfahren kann, um „erneuerbare“ Energien zu ersetzen, wenn kein Wind weht oder die Sonne nicht scheint. Das oben verlinkte Dokument der US EIA über nivellierte Kosten erwähnt zwar die Notwendigkeit eines Backups … aber es geht nicht einmal auf die Kosten des Backups ein. Alles, was es sagt, ist:
Da die Last kontinuierlich ausgeglichen werden muss, haben Erzeugungseinheiten mit der Fähigkeit, die Leistung entsprechend der Nachfrage zu variieren (disponierbare Technologien), im Allgemeinen einen höheren Wert für ein System als weniger flexible Einheiten (nicht disponierbare Technologien), die intermittierende Ressourcen für den Betrieb nutzen. Die LCOE-Werte für disponierbare und nicht-disponierbare Technologien werden in den folgenden Tabellen separat aufgeführt, da ein Vergleich sorgfältig vorgenommen werden muss.
Sie sagen, dass disponierbare Technologien „mehr Wert für ein System“ haben … aber sie versäumen es zu erwähnen, dass „mehr Wert“ zu höheren realen Kosten für nicht-disponierbare erneuerbare Technologien führt.
Wie viel höher? Nun … das sagen sie nicht. Aber mit Sicherheit kommt das nicht umsonst. Zumindest werden die Kapitalkosten des abschaltbaren Backup-Generators plus ein Teil der anderen fixen, variablen und Übertragungskosten anfallen … und das bedeutet, dass es aufgrund der Kosten für die benötigten Backup-Generatoren kaum eine Chance gibt, dass Solar- und Windenergie jemals mit anderen Methoden konkurrenzfähig sein werden.
TL;DR Version: Weder Wind noch Solar sind bereit für die Prime-Time, und aufgrund ihrer Notwendigkeit für Backup-Power können sie nie bereit sein.
Link: https://wattsupwiththat.com/2021/06/25/the-real-cost-of-wind-and-solar/
Übersetzt von Christian Freuer für das EIKE
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Offensichtlich versucht man die sogenannten erneuerbaren Energien mit einer auf den ersten Blick komplizierten Formel „schönzurechnen“. Das geht, indem man die einzelnen Variablen nach eigenem Geschmack passend modifiziert, wie in diesem Artikel eindrücklich dargelegt wird.
Trotzdem frage ich mich, warum man keine komplette Gewinnkalkulation durchführt hat. Sollte man nicht besser den Gewinn pro Kilowattstunde ausweisen? Wenn man sich die Marktdaten visualisieren lässt, erkennt man, dass der Strom aus Windkraft/Photovoltaik oftmals dann anfällt, wenn der Preis im Keller liegt. Sicherlich ist eine Gewinnkalkulation gar nicht möglich, weil bei diesen Kraftwerkstypen ein fester Abnahmepreis, der über dem Marktpreis liegt, vereinbart wurde. Auch die Kosten zur Regelung der Netzfrequenz lässt man außer Acht, sowie etwaige Nutzbarmachung von Prozesswärme, wie sie in Kohlekraftwerken möglich ist.
Außerdem fällt mir auf, dass bei steigendem CO2 Preis die fossilen Energiequellen jedes Jahr immer „ineffizienter“ werden müssen.
Wind- und Solaranlagen sind schon deshalb nicht billiger als Kohle- oder Kernkraftwerke, weil ihre Laufzeit viel kürzer und daher die Kapitalumschlagzeit (Amortisation) wesentlich länger ist. Wenn man dazu noch bedenkt, dass die technischen Folgekosten zur Einbindung der „Erneuerbaren“ (EE) ins Stromsystem (Speicher, Leitungen) enorm sind, wird vollends klar, dass sie niemals billiger, sondern immer teurer sind als traditionelle Techniken. Dazu kommen noch viele andere Fragen, wie z.B., dass die sehr effiziente Kraft-Wärme-Kopplung mit den EE nicht möglich ist.
Dass die Politik fast durchgehend den „grünen“ Rechentricks glaubt bzw. sie benutzt zeigt, wie irrational der Kapitalismus inzwischen funktioniert – ähnlich war es im stalinistischen Staatskapitalismus. Der ist bekanntlich untergegangen.
Billiger als Atomkraft? Ernsthaft?
Inzwischen dürfte doch wohl jedem klar geworden sein, dass Atomkraft ein Milliardengrab ist. Hinkley Point C kostet inzwischen gut das 8fache (!) von der ursprünglichen Planung. Und über 11 Cent pro Kilowattstunde, die die britische Regierung als festen Abnahmepreis festgelegt hat (plus jährliche Steigerung basierend auf der Inflation!), ist das doppelte des marktüblichen Preises. Und selbst wenn die „korrigierten“ Werte des Autors stimmen, liegen die Kosten von Wind und Solar immer noch nur halb so hoch wie bei Atomkraft. Dazu kommt…. ein Rückbau, der erst im Jahr 2138 abgeschlossen sein wird….
Und Kohle…. 2019 haben 4 von 5 Kohlekraftwerke rote Zahlen geschrieben. Die Braunkohlekraftwerke in Deutschland haben in nur 6 Monaten eine halbe Milliarde Verlust eingefahren.
Das was Sie da erzählen ist ein Mythos.
Herr Schrage, ich freue mich über jeden Foristen der bestätigt, dass die sogenannte Energiewende auf Lug und Trug aufgebaut ist und nur von Leuten akzeptiert wird, die entweder davon finanziell profitieren (natürlich auf Kosten Dritter) oder überhaut keine Ahnung haben. So betrachtet Danke ich Ihnen für Ihren Beitrag! Weiter so – es gibt noch viel dummes Zeug zu schreiben; man liest sich hoffentlich wieder.
Wo bestätige ich, dass die Energiewende auf Betrug aufgebaut ist?
Die Faktenlage zu Hinkley Point C ist eindeutig und von allen Seiten bestätigt. Wenn heute jemand argumentiert, man solle nicht aus Atomkraft aussteigen, um grundlastfähige, CO2-arme Energie bereitzustellen, um den Klimawandel zu bekämpfen, dann ist die Argumentation ok, auch wenn ich kein Freund von Atomkraft bin. Die Mehrkosten, die dabei nachweislich entstehen, sind dann eben ein Beitrag gegen den Klimawandel, genauso wie es die Subventionen für Windkraftanlagen sind.
Aber die Behauptung aufzustellen, es wäre billige Energie, ist einfach falsch. Und genauso billig empfinde ich es, auf einen faktenbasierten Beitrag mit Nonsens zu Antworten.
Nun ist es einfach so:
Wenn man sich in den Fuss schiesst, dann hinkt man auch!
Und noch ein Elefant steht im Raum.
Wenn in Deutschland zur Klimaneutralität 2045 laut Fraunhofer Studie 500 GWpeak PV installiert sein werden, bringen die im Sommer regelmässig Leistungen von über 200 GW. Die werden da nicht zum Heizen benötigt, können nicht exportiert werden, in diesen Mengen nicht gespeichert werden und bis dahin werden auch nicht entsprechende Leitungen zur Verfügung stehen. Das Gleiche gilt für Windkraft. Mit anderen Wörtern, es muss in grossem Massstab abgeregelt werden, was die Kosten für die eingespeiste Menge massiv erhöht.
Ich glaube, dass sich bis dahin diverse Power to X Technologien durchgesetzt haben, die etwaige Stromspitzen für günstiges Geld in Wasserstoff oder Methan umwandeln.
Sollten dann wirklich heftige Stromspitzen zur Mittagszeit aufkommen, dann werden wir in Polen oder Großbritannien, die sonst mit teuren Kohle- oder Kerneneegiestrom arbeiten, willige Abnehmer für unseren günstigen Strom haben.
Ich suche immer noch nach dem Fehler. Denn die Notwendigkeit von Grundlast wird, wie uns Grüne versichern, nur von ewig Gestrigen, den Rechten und der AfD behauptet. Und was Grüne sagen stimmt immer… Und wenn Wind und Solar so billig sind, warum ersetzen letztere nicht über Nacht die traditionellen Energiequellen? Natürlich werden sie ersetzt, weil die unfehlbaren Grünen, die sich nie verrechnen, es so haben wollen. Die Klimakanzlerin bleibt zwar beim Klima verbohrt und stur. Wahrscheinlich, weil sich der Klima-Schwachsinn noch recht lange durchhalten lässt. Denn Wetter und Klima ändern sich zuverlässig immer. Bei den „Erneuerbaren“ hält sich die Klimakanzlerin hingegen bedeckt. Wahrscheinlich, weil sie die unvermeidliche Bauchlandung ahnt, wenn das Licht ausgeht, und weil sie das Auslöffeln lieber den anderen überlässt…
Der Fachmann versteht unter Grundlast den Strom, der Tag für Tag mindestens bereitstehen muss. Die Grünen verstehen unter Grundlast Strom aus Kohle – und Atomkraftwerken. Den Unterschied den Grünen zu erklären ist vergebliche Liebesmüh.
Da frage ich mich wie unser Finanzminister/Kanzlerkandidat Olaf Scholz auf einen Preis von 4,2 Cent je kWh zukünftig für die Industrie kommen will? Dies natürlich mit ihm als Kanzler! Will er wohl die Backupkraftwerke volllast laufen lassen und die Windräder und Photovoltaik im Schattendasein betreiben?
Ihre Ausführungen zum Kapazitätsfaktor von Solaranlagen kann ich aus eigener Erfahrung nur bestätigen! Ich besitze eine 7kW-Anlage mit 2-achsiger(!) Nachführung in der Nähe von Würzburg. Diese erzeugt pro Jahr ca. 9000kWh, was einen Kapazitätsfaktor von 14,7% ergibt. Auch den Bemerkungen zu den laufend erforderlichen Reparaturen der beweglichen Teile kann ich nur zustimmen.