David Wojick
Man hört oft, dass Wind- und Solarenergie billiger sind als die Verbrennung von Kohle oder Erdgas, so dass wir durch den Umstieg Geld sparen werden. Aber das ist nicht unbedingt so. Tatsächlich ist es fast nie so. Dass Wind- und Sonnenenergie billiger sind, ist bestenfalls eine Halbwahrheit, eher eine Achtelwahrheit.
Hier ist die Realität, von der Sie nie etwas erfahren.
Dass Wind- und Solarenergie billiger sind, stimmt zwar in einer Hinsicht, aber nur in einer kleinen. Es ist auch eine technische Art und Weise, mit dem großartigen Namen der „nivellierten Stromkosten“ (levelized cost of electricity LCOE). Das Wort „nivelliert“ hört man, gelinde gesagt, nicht jeden Tag. Das könnte schon darauf hinweisen, dass hier etwas nicht stimmt.
In der Tat sind die LCOE, wie sie immer genannt werden, eine einfache Idee. Sie werden normalerweise für einen einzelnen Stromerzeuger berechnet (oder geschätzt). Dabei kann es sich um ein kohle- oder gasbefeuertes Kraftwerk handeln, aber auch um einen Windpark oder eine Solaranlage. Man nimmt zunächst die Gesamtkosten über die gesamte Lebensdauer des Generators. Dazu gehören Bau, Betrieb und Stilllegung oder Entsorgung. Dann teilt man diese Kosten durch den gesamten Strom, den das Kraftwerk in dieser Zeit erzeugt. Das Ergebnis sind die LCOE für diesen Generator.
Die LCOE sind also die Kosten für die Erzeugung des Stroms. Nivelliert bedeutet, dass das Auf und Ab im Laufe der Zeit keine Rolle spielt. Sie werden alle in einer einzigen Zahl zusammengefasst.
Bei den großen Stromerzeugern werden die Kosten in der Regel in Dollar angegeben und der Strom in Megawattstunden (MWh). Ein durchschnittliches Haus verbraucht etwa eine MWh pro Monat. Amerika als Ganzes verbraucht etwa 4 Milliarden MWh pro Jahr. Das ist eine Menge Strom.
Die Kosten der einzelnen Generatoren können von Fall zu Fall variieren, was die LCOE zu einer Art grober Schätzung macht. Nachstehend finden Sie eine aktuelle Version einer internationalen Bewertung, welche die niedrigsten Zahlen verwendet.
Beachten Sie, dass es zwei verschiedene Arten von gasbefeuerten Generatoren gibt. Ein so genannter einfacher Zyklus ist im Grunde nur ein Düsentriebwerk, das einen Generator antreibt. Diese sind in der Regel ziemlich klein. Dann gibt es noch das „Kombikraftwerk“, bei dem die heißen Abgase Dampf erzeugen, der einen weiteren Generator antreibt. Die meisten unserer gasbefeuerten Kraftwerke sind Kombikraftwerke. Der einfache Zyklus wird verwendet, wenn für kurze Zeit ein Stromstoß benötigt wird.
Ebenso gibt es zwei Arten von Windkraftanlagen, je nachdem, wo sie sich befinden. Offshore-Windtürme stehen auf dem Meer, was sie teuer macht. Bei Onshore-Windkraftanlagen handelt es sich um die bekannten Windkraftanlagen mit mehreren Türmen auf dem Festland. Während es in Europa viele Offshore-Windkraftanlagen gibt, gibt es in Amerika derzeit fast keine. Mehrere große Projekte sind in Arbeit. Wir sprechen hier nur über Onshore-Wind, der relativ billig ist.
Geschätzte durchschnittliche LCOE für verschiedene Arten von Kraftwerken in $/Mwh.
Kohle = 60 Dollar
Gas einfach = 152 Dollar
Gas kombiniert = 41 Dollar
Solar = 36 Dollar
Onshore Wind = 29 Dollar
Sie sehen, dass sowohl Solar- als auch (Onshore-)Windkraft billiger sind als Gas und Kohle. Das ist gemeint, wenn man sagt, dass Wind und Sonne billiger sind. Ihre LCOE sind niedriger.
Wenn sie jedoch im Netz zur Stromversorgung Amerikas eingesetzt werden, sind Wind- und Solarenergie bei weitem nicht billiger. Diese Tatsache wird von den Befürwortern von Wind- und Solarenergie gerne ignoriert oder ist ihnen in vielen Fällen nicht einmal bekannt.
Zu den Stromgestehungskosten kommen noch die hohen Kosten, um Wind- und Solarenergie zuverlässig zu machen.
Grundsätzlich ist es so, dass Kohle und Gas zuverlässig sind, Wind und Sonne dagegen nicht. Das bedeutet, dass wir mit Kohle und Gas den Strom dann erzeugen können, wenn wir ihn brauchen. Wir können uns darauf verlassen. Wind und Sonne erzeugen nur dann Strom, wenn der Wind stark weht und die Sonne hell scheint. Da wir uns nicht auf Wind und Sonne verlassen können, müssen wir Gas- oder Kohlekraftwerke bereithalten, die dann laufen, wenn Wind oder Sonne nicht zur Verfügung stehen.
Gas- oder kohlebefeuerte Kraftwerke in Bereitschaft zu halten ist ein großer Kostenfaktor, der nicht in den LCOE enthalten ist. Diese Kraftwerke könnten den Strom anstelle von Wind- und Solarenergie liefern, was sich auszahlen würde. Sie stehen einfach nur da und warten darauf, in Betrieb genommen zu werden, was immer noch eine Menge Geld kostet. Die hohen Kosten dieser ungenutzten Anlagen sind Teil der Kosten für Wind- und Solarenergie. Es sind die Kosten für die Zuverlässigkeit.
Diese stillgelegten Gas- und Kohlekraftwerke laufen nicht, um Platz für die Energie aus Wind- und Solaranlagen zu schaffen. Die Kosten für diesen absichtlichen Leerlauf haben in der Branche einen Namen. Man nennt sie „Kapazitätskosten“, weil die Menge an Strom, die ein Kraftwerk produzieren kann, als Kapazität bezeichnet wird. Da Sie für die Menge an Strom bezahlen, die zur Unterstützung der Wind- und Solaranlagen benötigt wird, handelt es sich um die Kapazitätskosten für die Unterstützung.
Die Kapazitätskosten sind der Grund dafür, dass zusätzliche Wind- oder Solarstromerzeugung (die per Gesetz genutzt werden muss) den Strompreis in die Höhe treibt. Aus diesem Grund ist der Strom in den Staaten (und Ländern) mit den meisten Wind- und Solaranlagen in der Regel sehr teuer. Je mehr Wind- und Solarenergie im Erzeugungsmix enthalten ist, desto höher sind die Kapazitätskosten. Beachten Sie, dass die Verwendung von Batterien keine realistische Option ist, da die Kosten für Reservebatterien weitaus höher sind als die Kapazitätskosten.
Kurz gesagt, Wind- und Solarenergie sind nur dann billiger, wenn man die Kosten für ihre Zuverlässigkeit außer Acht lässt. Und davon gibt es eine ganze Menge. Lassen Sie sich nicht täuschen.
Nachdruck mit Zusatzmaterial aus der Zeitschrift RANGE, Ausgabe Herbst 2022. Weitere Informationen hier.
Autor: David Wojick, Ph.D. is an independent analyst working at the intersection of science, technology and policy. For origins see http://www.stemed.info/engineer_tackles_confusion.html For over 100 prior articles for CFACT see http://www.cfact.org/author/david-wojick-ph-d/ Available for confidential research and consulting.
Link: https://www.cfact.org/2022/08/11/reliable-wind-and-solar-are-not-cheap/
Übersetzt von Christian Freuer für das EIKE
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Das einzige, was an Wind- und Solarenergie zuverlässig ist, ist, daß sie eben nicht zuverlässig ist!
Es handelt sich um ein reinrassiges Qxymoron …
Dazu kommen weitere Kosten. Bei Offshore-Windanlagen entsehen im Meer Infraschallwellen, die die Wale verscheuchen. Deshalb hatten vor einigen Jahren Forscher sich etwas neues ausgedacht. Bei diesen Windenergieanlagen sollen die Stangen in dicke Vibrationsdämpfer eingebaut werden. Kostet also noch mehr Geld. Und wie sieht es bei den Neodymmagneten für die Windkraftanlagen aus? Um 2010 sind Banken aus dieser „umwetfreundlichen“ Energie ausgestiegen, weil bei der Neodymherstellung viel Uran im Trinkwasser landet. Deshalb gab es etwa 2010 Proteste in China, weil deren Trinkwasser verseucht war. Das sollten wir doch mehr Trinkwasser herstellen und kostenlos nach China liefern oder? Bei den Solaranlagen gibt es auch ein Problem. Viel Sand wird von den Stränden aus asiatischen Ländern abgebaut. Daraus wird dann Silizium für Solaranlagen hergestellt. Und was stand vor einigen Jahren in der Zeitung? Diese asiatischen Länder hätten ein Problem wegen des „menschengemachten Klimawandels“. Deswegen wäre der Meeresspiegel angestiegen und somit die Strände weg. Den Strandabbau für umweltfreundlichen Solaranalgen hat man vollkommen ignoriert.
Ist doch ganz einfach, wie jeder technisch gebildete Mensch ohne grüne Scheuklappen weiß:
Entscheidend sind die Systemkosten, also die Summe aller Kosten, bis der Strom zuverlässig beim Kunden ist!
Alle anderen Rechnungen sind Mumpitz oder bewusste Irreführung durch interessierte grüne Lobbyisten.
Hinter JEDEM Windrad und JEDER PV-Zelle steht ein konventionelles Kraftwerk als Backup, denn beide Techniken können grundlastfähige KW nicht ersetzen.
Das sehen wir an der aktuellen Diskussion über die Verlängerung der KKW-Laufzeiten, obwohl wir ja angeblich schon über 50% unseres Stromes aus „Erneuerbaren“ im Netz haben.
Die Versorgung wird sich in den nächsten Jahren genauso wie in den vergangenen Jahren immer mehr zu den Erneuerbaren Energien hin verschieben. Da wir wissen, dass die Erneuerbaren Energien Wind und Sonne stark fluktuieren, muss Vorsorge getroffen werden für den regelmäßig auftretenden Fall, dass Sonne und Wind ausfallen. Das wissen auch alle.
Man kann ja heute bereits sehen, wo die Reise hingeht, wenn man sich die Tagesganglinie des erzeugten Stroms und die Anteile an der Stromversorgung ansieht. Der Bedarf steht fest. Nachts wenig, tagsüber viel. Die Erzeugung muss daran angepasst werden. Dass wir Kraftwerke haben, die schnell regelbar sein müssen, war schon immer so. Das waren die Kohle- und Gaskraftwerke und zum Ausgleich von Lastspitzen Wasserspeicher-Kraftwerke.
Was ändert sich?
Zukünftig kommt zu der alternierenden Tagesganglinie noch die Fluktuation der Erneuerbaren Energien Wind und Sonne dazu. Prinzipiell ändert sich nichts, außer das die Grundlast zukünftig von Sonne- und Windkraftanlagen gestemmt wird, weil Braunkohle- und Atomkraftwerke ausgemustert wurden.
Wie sieht die Grafik zur Stromerzeugung und der Stromverbrauch bei Agora in 15 Jahren aus?
Der Block der konventionellen Kraftwerke ist deutlich kleiner geworden. In der Mittagsphase werden kaum noch ein konventionelle Kraftwerke am Netz sein. Ebenso in einer Starkwindphase. Biomasse und Wasserkraft erzeugen weiterhin über 24 Stunden konstant Strom. Bildlich kann man sich vorstellen, dass Wind- und Sonnenstrom die konventionellen Kraftwerke nach oben aus der Produktion gedrängt haben. Es wird auch Phasen geben, in denen deutlich mehr Strom aus Erneuerbaren Energien erzeugt wird, als gerade verbraucht werden kann. Dieser Strom wird dann in Batterien, Speicherkraftwerken oder Gas gespeichert. Dieser Speicher decken Dunkelflauten ab. In 15 Jahren werden wir aber noch nicht unser Ziel erreicht haben, die komplette Energieversorgung durch Erneuerbare Energien zu decken bzw. CO2-neutral zu sein.
Das Ziel werden wir erst 15 oder 20 oder 30 Jahre später erreichen. Aber mal ehrlich, ob nun 95 – oder 98 % oder 100% unserer Energieversorgung CO2-neutral erfolgt, ist dann relativ egal.
Die Stromgestehungskosten Erneuerbarer Energien kann man sich für deutsche Verhältnisse z.B. hier ansehen.
Studie: Stromgestehungskosten erneuerbare Energien (fraunhofer.de)
Silke Kosch
Werte Frau Kosch,
allein dieser Satzfetzen reicht aus, um Ihre „überragende Kompetenz“ auf diesem Gebiet zu demonstrieren: … außer das die Grundlast zukünftig von Sonne- und Windkraftanlagen gestemmt wird…
Mehr muss man nicht lesen.
„Was ändert sich?
Zukünftig kommt zu der alternierenden Tagesganglinie noch die Fluktuation der Erneuerbaren Energien Wind und Sonne dazu. Prinzipiell ändert sich nichts, …“
Köstlich!
Frau Kosch, der war echt gut. “ Da wir wissen, dass die Erneuerbaren Energien Wind und Sonne stark fluktuieren, muss Vorsorge getroffen werden für den regelmäßig auftretenden Fall.“
Für den Fall wiederkehrender Hungersnöte empfehlen Sie den Bewohnern der Sahelzone „einfach mehr spachteln“. Wäre nur folgerichtig.
Sie beschreiben es genauso, wie es Prof. Kemfert tun würde, oder?
Und wie hoch sind nunmehr die wahren Kosten von Solar- und Windstrom? Darum ging es doch?
Der Autor schreibt zwar mehrmals davon, daß man Wind und Solar „zuverlässig“ machen kann, geht aber nicht mit einem Wort darauf ein, wie denn das gelingen sollte. Hab‘ ich da was nicht mitbekommen oder hat der Autor sich verschrieben? Wie soll denn solch eine Art der Energiegewinnung jemals „zuverlässig“ werden? Auch wenn hundertausende von Windmühlen errichtet werden – z.B. im Bunteland – wenn der Wind nicht weht – und das tut er immer wieder, ist tote Hose. Ein absolutes Rätsel – dieser Herr D. Woijick. Jedenfalls für mich – evtl. sehen andere EIKE-Leser doch, wo und wie er das erläutert hat.
Ich gebe Ihnen Recht, der Text des Autors ist ziemlich wirr an einigen Stellen. Mein Eindruck, dieser „freie Analyst“ hat von der Technik über die er schreibt recht wenig Ahnung. Für mich die typische Wortwahl und Ausdrucksweise von technischen Journalisten, die es gewohnt sind auswendig gelernte Schlagworte wiederzukäuen. Sein Impressum gibt auch keinen Hinweis darauf, ob er eine technische Ausbildung und/oder einschlägige Berufserfahrung hat. Ich lasse mich gerne korrigieren wenn ich da was übersehen habe!
Zu Ihrer konkreten Kritik, ich verstehe den Text so das er beschreibt, das erst durch die Bereitstellung von back-up (konventionellen) Kraftwerken die Erzeugung mittels Wind und Sonne „zuverlässig“ wird. Das ist aber ein Allgemeinplatz den jeder, der sich mit diesen Fragen mal ernsthaft auseinandergesetzt hat beantworten konnte. Ein halbwegs professioneller Blick auf die Charts z.B. bei Agora zeigt diesen Zusammenhang schon seit vielen Jahren.
Kleiner Tip noch am Rande für die EIKE Redaktion: Bitte die Übersetzungen vor Veröffentlichung von einem Fachmann prüfen lassen. Der vorliegende Text ist ein klassisches Beispiel dafür, das nicht jede wörtliche Übersetzung aus dem Englischen ins Deutsche den Sachverhalt verständlich genug trifft. Das soll keine Kritik an der Leistung von Chris Frey (Christian Freuder) sein, der sicherlich solide Übersetzungen liefert. Aber technische Sachverhalte erfordern m.E. häufig kritische Überprüfung auf Richtigkeit.
Danke, Herr Melcher – so wird ein Schuh draus, mit dem man aber nicht laufen kann.