Energiewende- Irrwege nach Utopia

geschrieben von Michael Treml | 19. November 2012

Historisch hat sich dabei eine Versorgungsstruktur ergeben die aus vier grossen Teilbereichen besteht die von den vier Netzbetreibern wirtschaftlich geführt wird. Diese Teilbereiche sind verpflichtet den in ihrem Bereich gebrauchten Strom auch innerhalb ihres Versorgungsgebietes zu produzieren und auch die Netzspannung und Frequenz einzuhalten.
Zur Erhöhung der Versorgungssicherheit sind die vier Gebiete über Kupplungen miteinander verbunden und können so auf Störungen wie Teilnetzausfall oder Erzeugerausfall besser reagieren. Zusätzlich gibt es Kupplungen zum Ausland die den Im/Export von Strom erlauben, aber auch die Frequenzhaltung auf fast ganz Europa ausdehnen. Zusätzlich gibt es in allen Versorgungsgebieten industrielle Kraftwerke und von Stadtwerken betriebene Kraftwerke, deren Inselnetz wiederum über Kupplungen an das Verbundnetz gekoppelt sind.
Die Kuppelstellen sind der Messort an dem der Leistungsaustausch gemessen und an die Netzleitstellen der Versorger übermittelt wird, die dann die Erzeugerleistung in ihrem Gebiet so beeinflussen, dass an den Kuppelstellen alles den geschlossenen Verträgen entspricht.
Bild 1 nebenstehend: Aufteilung Deutschlands auf die Netzbetreiber
Bis in die siebzieger Jahre hatten alle grossen Stromerzeuger am Netz nur einen mechanischen Drehzahlregler mit proportionaler Charakteristik. Die Kraftwerker sagen Statik dazu. Sie beträgt ca.5%. Das bedeutet, dass die Stellventile der Turbinen, über die den Turbinen das energietragende Arbeitsmittel zugeführt wird, bei einer Abweichung von 2,5Hz, das sind 5% von 50Hz, vom Sollwert ihren gesamten Stellbereich proportional durchfahren. Bei Überdrehzahl schliessen die Ventile weiter , bei Unterdrehzahl öffnen die Ventile weiter. Überdrehzahl tritt ein wenn zu viel Strom erzeugt wird. Dies kann durch den Ausfall eines Teilnetzes eintreten. Unterdrehzahl tritt ein wenn zuwenig Strom erzeugt wird. Das kann durch den Ausfall eines Kraftwerks eintreten. Volle Öffnung der Ventile ist bei 50 Hz Netzfrequenz gegeben wenn der Sollwert auf 52,5Hz steht.Den Störungen der Netzfrequenz tritt die Drehzahlregelung aller im europäischen Verbundnetz laufenden Maschinen innerhalb von Millisekunden entgegen, führt aber die Netzfrequenz nicht wieder genau auf die Ausgangsfrequenz zurück. Das vermitteln dann die Netzleitstellen durch Anweisung an die Regelleistungserzeuger.

Fliehkraftdrehzahlregler
In den siebziger Jahren kam zu den mechanischen Drehzahlreglern mit Ihren hydraulischen Regelventilen und Sicherheitseinrichtungen die elektronische Turbinenregelung mit der man über einen elektrohydraulischen Wandler Einfluss auf die Regelventilstellung der Turbinen nehmen kann. Jetzt wurden die Sollwerte der hydraulischen Regler auf >52,5Hz gestellt, das bedeutet das der mechanische Regler die Ventile bei 50 Hz ganz öffnen will, die Führung der Maschine übernimmt aber je nach gewählter Struktur die elektronische Turbinenregelung. Der hydraulische Regler ist weiterhin in Betrieb, schützt aber die Maschine nur vor Überdrehzahl. Jetzt konnten kleinere Erzeuger wie Industriekraftwerke oder Stadtwerke den Frequenzeinfluss abschalten, leistungsgeregelt fahren und die Netzsicherheit den anderen vertragsbedingt überlassen.
Man erkennt das sich durch Technik ein weiter geteilter Markt aufgetan hat:
1.     Grundlasterzeugung ( Braunkohle, Nuclear, Wasser)
2.     Mittellasterzeugung ( Steinkohle, Gas )
3.     Spitzenlasterzeugung( Gas, Pumpspeicher, Luftspeicher)
4.     Regellasterzeugung
Bis jetzt haben die Versorger Deutschland mit billigem Strom versorgt und damit einen riesigen Erfolg der deutschen Wirtschaft ermöglicht, was ja für alle Wohlstand gebracht hat. Das alles wird jetzt zerstört durch die Phantasien ökologischer Spinner mit Unterstützung der EU und der Bundesregierung. Die vier grossen Versorger wurden gezwungen ihre Netze zu verkaufen. Die neuen Eigentümer sind durch dass EEG gezwungen Strom aus unwirtschaftlichster Erzeugung, die in der Regel nicht frequenzregelungsfähig ist, vorrangig ins Netz aufzunehmen und zu einem Preis der das vielfache des vorherigen ist, zu vergüten:
1.Photovoltaik (  Tag und Nachtwechsel, Witterungseinfluss )
2.Windkraft ( Zufallserzeugung je nach Wetterlage, Landschaftszerstörung, Zerstörung der fliegenden Tierpopulationen, usw.  )
3.Biomasse ( Umwidmung von Ackerflächen, Umwidmung von Forsten, Zerstörung der biologischen Grundlagen des Waldes durch Entnahme von Biomasse, Zerstörung der Biotope)
4.Erdwärme ( für Deutschland unsinnig )
5.Blockheizkraftwerke (nur in Verbindung mit Wärmenutzung)
6.Wasserkraft(grösste Umweltschädigungen durch Absperrung der Fischzüge)
Mit der Begründung das CO2 durch Verschmutzung das Weltklima schädigt, dafür gibt es es keinen wissenschaftlichen Beweis ausser in den Köpfen dieser Ökospinner, will ein Staat wie Deutschland seine Stromversorgung auf sogenannte regenerative Stromerzeugung umbauen. Alles was auf  CO2-Ausstoss hinausläuft soll verschwinden. Diese Ökospinner berufen sich auf einen Konsens in der Wissenschaft. Den kann es aber schon prinzipiell nicht geben da in der Wissenschaft nur Belege zählen und nicht Mehrheitsmeinung. Wo das anders ist kann man von Pseudowissenschaft ausgehen. Die wird aber in den Medien gefeiert. Pisa lässt grüssen.
Alle angegeben Methoden der regenerativen Stromerzeugung  haben mindestens eine Eigenschaft die sie für die alleinige Versorgung eines Gebietes auschliessen :
1.     Photovoltaik ist durch den täglichen Wechsel des Tageslichtes, die Abhängigkeit von der Bewölkung, die Schnee-/Eisbedeckung im Winter sowie dem Sonnenstand nicht in der Lage eine gleichbleibende Leistung an das Netz abzugeben. Die vielfach beschworene Forschung zur Erhöhung des Wirkungsgrades der Zellen ist weggeworfenes Geld.Es kommt nur auf den Preis pro installiertes Kilowatt an. Aber es geht dabei um Steuergeld zur Förderung dieser Arbeiten. Die eingesetzten Umrichter, die den Zellenstrom ins Netz einspeisen, können nicht die Netzspannung und Netzfrequenz beeinflussen, sondern sie werden vom bestehenden Netz geführt. Eine Photovoltaikanlage kann kein Inselnetz aufbauen und betreiben. Es muss immer eine sichere Verbindung zum Verbundnetz bestehen. Eine Anpassung der Leistung an die Netzfrequenz ist nur in Form einer Abschaltung bei Überfrequenz vorgesehen. Die Anpassung der Leistung an die Frequenz nach unten wäre möglich, ist aber wegen der sich daraus ergebenden Ertragsverluste für die Eigner nicht realisiert. Die Umrichter sind auf die maximale Ausbeute der Zellen ausgelegt (Maximum-Power-Point-Tracker ). Damit wird die Auskoppelleistung auf dem für die Beleuchtungsverhältnisse grössten Wert gehalten. Wichtig für den Eigentümer. Der Nutzungsgrad der Installation liegt bei 10%. Die maximal mögliche Leistung ist die Nennleistung der Installation, die Minimalleistung ist Null. Die Ausstattung dieser Anlagen mit Speicherbatterien bringt sie wirtschaftlich in eine völlig hoffnungslose Situation. Eine autarke Versorgung kleiner Ortschaften ist so niemals möglich.
2.     Windkraft ist wegen der Eingriffe in unsere Lebensumwelt kritisch zu sehen. Windkraft ist wegen des zufälligen Auftretens von Wind nicht zur Versorgung geeignet.Windkraftanlagen sind in der Leistung und der Frequenz nicht regelbar. Die in den technischen Daten angegebenen Leistungsregler dienen nur zur Begrenzung der Maximalleistung der Generatoren zu deren eigenen Schutz. Die Windgeschwindigkeit geht im Kubik in die Leistungsentwicklung der Windturbine ein. Bei halber Windgeschwindigkeit hat eine Windkraftanlage nur noch ein Achtel der Nennleistung. Die Turbine erzeugt bei Nennwindgeschwindigkeit die Nennleistung. Das liegt etwa bei 12-13m/sec. Bei ca. 25-30m/sec werden die Windkraftanlagen zur eigenen Sicherheit abgeschaltet. Eine Windkraftanlage kann kein Inselnetz aufbauen und betreiben. Es muss immer eine sichere Verbindung zum Verbundnetz bestehen. Die Leistung einer solchen Maschine ist nur vom zufälligen Wind abhängig. Eine Grundlastfähigkeit ist trotz aller beschworenen Forschungen niemals möglich. Es geht dabei um Steuergeld zur Förderung dieser Arbeiten. Eine Frequenzregelung ist mit diesen Maschinen nicht möglich. Der Nutzungsgrad dieser Anlagen liegt an Land bei 17%, auf See bei 35%. Die maximal mögliche Leistung ist die Nennleistung der Installation, die Minimalleistung ist Null. Die Ausstattung dieser Anlagen mit Speichern bringt sie wirtschaftlich in eine völlig hoffnungslose Situation. Eine autarke Versorgung kleiner Ortschaften ist so niemals möglich. Inselbetrieb ist nur in Verbindung mit einem Haupterzeuger der frequenzregelbar ist möglich. Mit diesem kann man ein Inselnetz aufbauen und dann darauf eine WKA schalten. Sollte der Haupterzeuger ausfallen so muss die WKA sofort eine Notabschaltung einleiten, sonst verliert sie ihre Flügel. Man kann also mit der WKA nur einen Teil des eingesetzten Treibstoffs des Haupterzeugers sparen. Treibt eine Windböe die WKA-Leistung so hoch das der Haupterzeuger auf Null-Leistung geht um die Frequenz zu halten, tritt der Schwarzfall ein.
3.     Biomasse ist wegen der Eingriffe in unsere Lebensumwelt kritisch zu sehen. Dieser Bericht befasst sich nur mit der Technik. Trotzdem ist anzumerken, das von diesen Anlagen Gefahren ausgehen, die schon ein vielfaches der Menschenleben, die man der westlichen Kernenergie zuschreibt, gefordert hat. Bei dieser Technik wird Biomasse durch biologische Prozesse in Methan und begleitende Gase umgesetzt. Dies ist ein kontinuierlicher Prozess der von der Beschickung der Apparate mit Biomasse und deren Eigenschaften abhängt. Das entstehende Methan wird mit einen Gasmotor verbrannt und in Strom umgesetzt. Gasmotore werden in der Regel an ihrem Bestpunkt betrieben um maximalen Ertrag für den Eigner zu erzielen. Das bedeutet aber auch das die Maschinen nicht in der Leistung regelbar sind. Das entstehende Methan wird nicht kontinuierlich verbrannt sondern Quantumsweise. Wenn der Methandruck den Einschaltgrenzwert überschreitet wird der Motor gestartet und der Generator ans Netz gebracht. Dann fährt der Motor auf Bestleistung und bleibt da bis der Methandruck die Abschaltgrenze unterschreitet. Die am Motor anfallende Abwärme kann entweder als Prozesswärme oder Heizwärme genutzt werden. Sonst muss die Wärme an die Umgebungsluft abgegeben werden (Sommerbetrieb). Der anfallende Strom kann als  Betriebsstrom selbst verbraucht oder ins Netz eigespeist werden. Auch hier gilt wieder: Die Anlage kann nur betrieben werden wenn eine sichere Verbindung zum Verbundnetz besteht. Der Wirkungsgrad der Anlagen liegt für die Stromerzeugung bei ca.30%. Bei Nutzung der Motorabwärme steigt der Nutzungsgrad der Anlage auf bis zu ca.90%. Die maximal mögliche elektrische Leistung ist die Bestleistung der Installation, die Minimalleistung ist Null. Eine autarke Versorgung kleiner Ortschaften ist so niemals möglich.
4.     Erdwärme ist für Deutschland wegen der geringen erzielbaren Wassertemperaturen Unsinn. Forschungen in diesem Bereich sind nur für den Export von Anlagen interessant.
5.     Blockheizwerke sind nur dann wirtschaftlich zu betreiben wenn man einen grossen Wärmeabnehmer zur Verfügung hat der viel Wärme ganzjährig abnimmt. Heizungsbetrieb im Wohnbereich ist ungeeignet. Man kann dann mit den geringen Betriebsstunden nicht in den wirtschaftlichen Betrieb kommen da die Investitionskosten immens sind. Ich möchte in diesem Zusammenhang an meinen Beitrag „Die-Funktion-eines-Blockheizwerkes“ vom 3.8.2011 erinnern.( http://tinyurl.com/8ubpytd). Die maximal mögliche elektrische Leistung ist die Nennleistung der Installation, die Minimalleistung ist Null. Eine autarke Versorgung kleiner Ortschaften ist so niemals möglich.
6.     Wasserkraft erzeugt 95% des Stroms dieser Kategorie in Grossanlagen. 5% des Stroms    dieser Kategorie  wird in den 95% Kleinanlagen erzeugt. Diese Kleinanlagen haben nur den Sinn Geld abzugreifen. Der Umweltschaden, der da angerichtet wird, ist diesen Leuten egal. Wasserkraft mit Grossanlagen ist in Deutschland so gut wie nicht mehr ausbaubar.

Wenn Bürgermeister im Fernsehen davon berichten, das ihre Gemeinden mehr Strom erzeugen als sie verbrauchen, dann gilt das nur für das Saldo der Zählerstände. Wenn man denen die Verbindung zum Verbundnetz abschaltet dann ist dauerhaft dunkel bei denen im Ort. Diese Leute betreiben das Geschäft nach den Regeln der Rechtschreibung:

Strom ist Strom.

Ob er zeitgerecht erzeugt wird ist uns egal.

Unter den unter 1 bis 6 angeführten Anlagen können nur die Photovoltaik und die Windkraft nennenswerte Beiträge zur Stromversorgung leisten, wobei man aber erkennen muss das diese Techniken völlig unwirtschaftlich sind. Anlagen, deren Leistung in Abhängigkeit von zufälligen Naturumständen Null  ist, können nur im Zusammenspiel mit Stromspeichern, die die abgegebene Leistung glätten, eingesetzt werden. Für diese Stromspeicherung ist nur die Technik der Pumpspeicherkraftwerke bekannt und in der Lage die erforderlichen Leistungen bereitzustellen. Pumpspeicherkraftwerke haben einen Wirkungsgrad von ca. 75%. Andere vorgeschlagene Techniken wie zB.Wasserstofftechnik, Methanerzeugung oder Luftspeichertechnik sind völlig unwirtschaftlich oder in der Leistungsgrösse viel zu klein. Andere gemachte Vorschläge, wie Ringwallspeicher, lassen oft am Geisteszustand der vorschlagenden Personen zweifeln. Klar ist aber, das man Speicher haben müsste um die Utopie der regenerativen Stromversorgung zu erreichen. Technisch ist das machbar. Praktisch ist die Sache so, das man nirgends in Deutschland oder Europa die entsprechende Anzahl von Standorten finden kann um diese Anlagen zu bauen.. Wieviele müssten wir denn bauen? Gehen wir mal von einem kalten Winter aus. Die Netzlast liegt bei 70.000 MW. Wir haben eine Wetterlage ohne Wind und die Photovoltaik ist mit Eis und Schnee bedeckt. Dann müssten wir  70 Pumpspeicherwerke der Grössenordnung Goldisthal mit ca. 1000MW haben. Die könnten dann für 8 Stunden Deutschland versorgen. Dann ist das Oberbecken leer. Für einen Tag müssten es schon 210 Werke sein. Man braucht nicht weiter daran zu denken. Das ist völlig unmöglich. Jedes dieser Werke würde ca. 800 Millionen Euro kosten. Wer soll das bezahlen ? Und wie soll man das Arbeitswasser wieder nach oben bringen ? Mit Windmühlen etwa ? Ausgeschlossen !
Die wirtschaftliche Seite der Sache ist so: Der Offshorewindmüller bekommt ca. 15Cent/kWh vom Netzbetreiber. Der Netzbetreiber hat Kosten für den Netzetrieb, Gewinn und den Kapitaldienst. Diese Kosten stellt er dem Pumpspeicherbetreiber in Rechnung. Der verliert Systembedingt 25% des Stroms durch den Wirkungsgrad seiner Anlage. Die Kosten für Anlagenbetrieb, Gewinn und Kapitaldienst des Pumpspeicherwerks stellt er dem Netzbetreiber bei  Lieferung in Rechnung. Der Netzbetreiber muss dann den Strom an seine Kunden weiterleiten. Dabei entstehen Kosten für Netzbetrieb, Gewinn und Kapitaldienst die dann dem Stromhandel in Rechnung gestellt werden. Wenn man mal die Ausgangskosten von 15 Cent/kWh vergleicht mit 2,4Cent/kWh für Braunkohlestrom dann schwinden einem ja die Sinne. Dazu kommen noch die Probleme mit den Betriebsstunden dieser Anlagen.Am besten wäre ja wenn sie garnicht laufen müssten. Aber wie finanziert man sie dann? Diese Lösung des Problems ist nicht machbar.
Ein zweites Problem tut sich auf beim Anschluss der Offshoreanlagen an das Festland und die Weiterleitung in die Verbrauchszentren. Die Bundesregierung möchte 10000 MW Windkraft bis 2020 in der Nordsee aufbauen lassen. Bei 15 Cent/kWh finden sich auch Investoren. Der Netzbetreiber muss diese Anlagen mit Seekabeln ans Festland bringen und dann weiter an Einspeisepunkte des Verbundnetzes. Der Nutzungsgrad der Kabel liegt bei 35%. Das bedeutet das die Kabel im Mittel zu 35%, also mit 3500 MW ausgelastet sind. Ausgelegt werden müssen sie aber auf eine Leistung von 10000 MW. Die dadurch entstehenden Kosten sind ein wirtschaftliches Risiko das mit erhöhten Netzgebüren abgegolten werden muss. Dazu kommt ein technisches Risiko. Noch nie sind Energiekabel in dieser Grössenordnung auf See verlegt worden. Technische Schäden sind daher kaum abschätzbar. Wie repariert man Kabelschäden in  grosser Wassertiefe? Ist das Risiko versicherbar ? Wer trägt die Entschädigungskosten für die WKA-Betreiber die ja im Schadensfall nicht liefern können ? Alle diese Kosten werden auf den Endverbraucher abgewälzt. Wer glaubt das die Netzbetreiber die Kosten selber tragen sollen hat ja wohl den kapitalistischen Wirtschaftkreislauf nicht verstanden. Dem Netzbetreiber werden Investitionen zugemutet die sein Eigenkapital um das 20fache übersteigen ohne sicher sein zu können das die geplanten Windparks auch kommen.
Die gleiche Problematik tritt bei Onshore-Windkraftanlagen im Süden auf. Hier liegt die mittlere Auslastung der Kabel bei 17%.
Zurück zu den Speichern ! Wie man sieht ist der Bau von Speichern nicht möglich. Das scheitert an den Kosten, den Standorten  und am Bürgerprotest. Die folgende Grafik zeigt den Verlauf der Windkrafterzeugung im Februar 2012. Die gesamte installierte Leistung betrug 29.185 MW bei 22.664 Anlagen. Die Grafik ist der Internetseite von Prof.Helmut Alt entnommen und modifiziert.

Das hat ganz Schlaue dazu gebracht sich eine neue Utopie auszudenken : Smartgrid. Das bedeutet den Verbrauch an die Erzeugung anzupassen. Das bedeutet die Verlegung des Verbrauchs in die grünen Bereiche über der roten Linie. Man scheut sich ja schon nicht mehr solch hirnverbrannten Unsinn in Zeitungen zu veröffentlichen. Die Wirtschaft eines Industriestaates soll sich der wetterbedingten Stromerzeugung anpassen, ganz zu schweigen vom privaten Leben der Menschen. Dann kam die Idee die Batterien von Elektroautos als Speicher zu benutzen. Hirnverbrannter Blödsinn. Dann sollten bis 2020 eine Millionen Autos mit Elektroantrieb auf der Strasse fahren. Daran kann man schon erkennen wie es um den Geisteszustand mancher Politiker bestellt ist. Die Umstellung des Strassenverkehrs auf Elektro scheitert schon an der Materialbeschaffung für die Batterien und deren Kosten. Deren Kapazität ist auch nach 100 Jahren Forschung nicht ausreichend um ein normales Automobil zu betreiben. Wenn man nur noch Elektrofahrzeuge produzieren würde müsste man die deutschen Motor- und Getriebewerke schliessen. Das wäre das Ende der Automobilindustrie. Dann kam die Idee mit diesem Strom Nachtspeicherheizungen aufzuladen. Klasse Idee, für den Sommerbetrieb ungeeignet. Wie sich EON der größte deutsche Energiekonzern ein deutscher Energiekonzern das alles vorstellt ist hier zu sehen
Es ist eine Seite der industriellen Traumtänzer. Die liegen auf den Brustwarzen vor der Pfarrerstochter. Hätte ich nicht gedacht, dass so etwas möglich ist.
Alle diese Ideen haben den Zweck den Strom aus zufälliger Erzeugung der über die mittlere Leistung hinausgeht irgendwie zu verbraten. In der obigen Grafik ist der Strom oberhalb der roten Linie gemeint. Wer will aber Strom für irgendetwas einsetzen wenn der Geld kostet. So ist das Problem nicht zu lösen. Dann kam man auf die Idee Gasturbinenkraftwerke zu bauen, die dann liefern wenn bei den regenerativen mal Pause ist. Dieser Strom ist durch die gelben Flächen in obiger Grafik markiert. Wer will aber Gasturbinenanlagen bauen von denen er nicht weiss welche Betriebsstunden und Erzeugung er erwarten kann und die lange Stillstandszeiten haben in denen sie nur Geld kosten. Dafür hat die Politik schon eine Antwort.  Zu den Strommarktsegmenten 1 bis 4 kommt der Kapazitätsmarkt. Darauf darf sich der Verbraucher schon freuen, denn die Kosten dieses Investitionsanreizes werden voll auf den Verbraucher abgewälzt. Man bezahlt damit Anlagen die nicht laufen aber im Angebot sind. Wie man das Abrechnen will steht in den Sternen. Das hilft aber nicht gegen die auftretenden Erzeugungsspitzen durch Sonnenschein und Wetter. Dagegen hilft nur Abschalten der Anlagen. Die betroffenen Anlagenbetreiber sind dann zu entschädigen, bekommen also Geld für nicht gelieferten Strom. So will es das EEG. Will man das vermeiden, so kann man den Strom noch ins Ausland leiten indem man die Frequenz steigen lässt. Die ausländischen Kraftwerke werden dann zur Frequenzstützung ihre Leistung herunterfahren. Damit wird aber deren wirtschaftlicher Nerv getroffen und man muss ihnen Geld für jede abgenommene kWh zahlen die sie dann nicht mehr selbst in eigenen Anlagen produzieren, sonst werden sie die Kupplungen nach Deutschland abschalten.
Ein ähnliches Problem gibt es zur Zeit mit Polen. Dort wird im Norden deutscher Windstrom ins polnische Netz eingespeist und im Süden wieder nach Deuschland zurückgeholt. Diese Nutzung des polnischen Netzes bringt die dortigen Versorger in techniche Schwierikeiten so das sie jetzt die Netzkupplungen mit Phasenschiebertransformatoren ausstatten. Diese verhindern zuverlässig  die parasitäre Nutzung ihres Netzes.
Seltsames tut sich auch auf der Baustelle der Firma Bard. Man errichtet einen Windpark in der Nordsee „Bard Offshore 1“ mit 80 WKA je 5MW. Der Generator ist eine doppeltgespeiste Asynchronmaschine. Diese Maschinen haben Schleifringe und Kohlebürsten die regelmässig auf Verschleiss geprüft werden müssen. Da die WKA manchmal wochenlang nicht erreicht werden können, wegen Wind und Seegang, bauen andere Hersteller nur permanenterregte Synchrongeneratoren ein. Man muss sich mal den Aufwand vorstellen 80 WKA regelmässig zu begehen nur wegen der Schleifringe.
Dasselbe ist in der Ostsee zu sehen. Baltic 1 (21 Anlagen, 2,3MW)  und Baltic 2 (80 Anlagen, 3,6MW) werden mit doppeltgespeisten Asynchronmaschinen bestückt. Dazu noch mit so geringer Maschinenleistung. Man kann sich nur noch wundern.
Wenn wir in Deutschland dann 2050 soweit sind das wir nur noch  Wind und Sonne brauchen, wieviel Gaskraftwerke müssten dann in Deutschland stehen um auch mal ohne Wind und Sonne klar zu kommen. Das grösste von Siemens lieferbare GuD-Kraftwerk hat eine Leistung von 570MW. Bei einer Netzlast von 70000MW an einem Wintertag müssten wir 123 dieser Anlagen in Betrieb haben. Jede wird ca 600 Mio. Euro kosten. Das macht dann 74 Milliarden Euro die auf den Stromkunden umgelegt werden. Die Betriebsstunden dieser Anlagen sind nicht gerade üppig. Dafür wird der kWh-Preis etwas höher als man denkt. Das ist ja für Deutschland kein Problem. Das erforderliche Gas kommt aus Russland. Hoffentlich haben wir dann noch Geld für den Strom. Bei dieser Leistung für das Klima sollte die Welt etwas von Deutschland lernen können. Vielleicht stehen aber auch aliierte Truppen in Berlin und verteilen Care-Pakete.
Und noch eine  Frage :
Wer sorgt dann in Deutschland für ein stabiles Netz mit Nennfrequenz und Nennspannung ? Natürlich Gaskraftwerke mit CO2 Ausstoss, wer denn sonst.
Allen die bis hierhin durchgehalten haben empfehle ich folgenden Link :
Das sind 30 Minuten Lachen, wenn es nicht zum weinen wäre.

Henryk. M. Broder und Hamed Abdel Samad haben für die ARD einen schönen Film gemacht :  Guck mal, wer die Erde rettet.
Da sitzen die Teilnehmer eines Nachhaltigkeitskongresses wie die Kinder bei Klampfenmusik vor dem Kasperltheater und die Kanzlerin spricht Blödsinn und dann wird der George Clooney der deutschen Nachhaltigkeitsszene in Gestalt von  Dr. Norbert Röttgen angekündigt. Man kann Teilnehmer erkennen und über deren Geisteszustand nachdenken.
Keiner der befragten Leute konnte Nachhaltigkeit erklären, auch nicht das Paar BWL-Studenten mit sozialistischem Anstrich. Bei denen muss sowieso noch lackiert werden.
Nur Claudia Roth hatte ein Beispiel parat :
Den kompostierbaren Anzug. Ja, der rettet die Welt !
Bei dem Besuch in der Firma, die den Anzug herstellt, traf das ARD-Team auf Claudia Roth. Die hatte ihre Regionalkometen dabei und die freuten sich über dieses nachhaltige Unternehmen. Ich frage aber : „ Wer in aller Welt will einen Anzug tragen der zu rotten anfängt wenn er mal feucht wird und der für Erdbestattungen vorgesehen ist ?“. Bringt man den Anzug in die Reinigung kriegt man doch nur die Knöpfe und das Steppgarn zurück. Da sieht man mal was das für seltsame Grüne sind. Einer ihrer Regionalsternschnuppen sprach auch davon das er sich in der letzten Zeit viel mit der „Grossen Transformation nach Schellnhuber“ beschäftigt. Wir als Normalbürger müssen uns dann von diesen Spinnern gängeln lassen. Ist doch weggeschmissene Zeit sich damit zu beschäftigen.
Claudia Roth sagte auch „ Nachhaltigkeit ist, wenn man sich erinnert in die Zukunft “ ? Was meint sie damit ? Ich glaube sie meint die Wiederverwendung mittelalterlicher Technik wie Wind- und Wassermühlen. Die wird aber dann als hightech aufpolierte deutsche Spitzentechnik dargestellt und nicht warheitsgemäss als ineffizienter untauglicher Unsinn.
Die einfachen Leute glauben das und sind begeistert.
Zugegeben, der Film von Broder ist polemisch. Aber wenn man genau hinschaut kann man sehen, dass er zeigt wie alle Register der Propaganda gezogen werden. Ein Nachhaltigkeitskongress wird abgehalten. Dass der Bundestag so ein Gremium unterhält, kann sich doch kaum einer vorstellen. Aber es ist so. Man sehe hier.

Claudias Waschtag

Der wöchentliche Waschtag beginnt damit, dass kein Feuerholz da ist. Jetzt muss Jürgen ran und zum Förster, Holz kaufen. Das liegt aber noch im Wald. Er leiht sich dann beim Nachbarn dessen Öko-Handwagen und zieht damit die 6km in den Wald. Hier liegt jede Menge Holz, muss aber noch geborgen und auf Länge für den Öko-Handwagen geschnitten werden. Die Öko-Kettensägen haben 2050 ein langes Blatt und an den Enden hölzerne Griffe für den ökologischen Handbetrieb. Für den zweiten Griff ist Renate mitgegangen. Die macht aber bald schlapp und als Ersatz muss Cem ran. Die bergen und sägen jetzt 6 Stunden, laden dann auf und sind abends zurück. Völlig kaputt fallen sie ins Ökofederbett.
Am nächsten Tag  heisst es Abladen, dann Sägebock aufstellen und das Holz auf Ofenlänge schneiden. Jürgen und Cem sind damit gegen Abend fertig und selber auch.
Am nächsten Tag heisst es Holz spalten und stapeln. Das machen die beiden wieder bis abends und sind dann damit fertig. Das waren jetzt schon 3 Tage ohne Parteisitzung.
Am nächsten Tag ist die Stunde der Waschfrau gekommen. Claudia im geblümten Küchenkittel, Kopftuch und Holzpantinen betritt die Waschküche. Sie heizt den Waschkessel an. Zum Anmachen nimmt sie noch ein paar alte Parteiprogramme, die eine schöne neue Welt versprachen. Bis das Wasser kocht wird die Wäsche in einem anderen Zuber eingeweicht. Rein ökologisch ! Dann kommt die Kochwäsche in den Waschkessel und muss gestampft werden. Es dauert nicht lange, dann ist die Waschküche voller Dampf. Claudia ist völlig durchnässt, aber die andere Wäsche muss noch mit dem Waschbrett gewaschen werden.
Sakra !! Da ist noch ein Fleck auf der Tischdecke. Das Fleckensalz ist im Keller. Also hurtig hinab in den dunklen Keller. Sakra !! Die Glühlampe ist kaputt. Macht nichts. Claudia hat sich ja frühzeitig mit Ersatzglühlampen eingedeckt. Wenn Stromsperre ist muss sie aber die Öko-Öllampe nehmen. Dann wird alles zum Trocknen auf den Dachboden geschleppt und aufgehängt. 6 grosse Körbe sind hochzuschleppen. Gegen Abend ist Claudia  soweit fertig mit dem Waschen und den Kräften. Jetzt aber noch das Abendbrot richten für Jürgen und Cem. Die waren politisch tätig. Dann kommt noch der Abwasch. Die Geschirrspülmaschine heisst Claudia. Warmes Wasser kommt aus dem holzbefeuerten Herd. Gegen 22 Uhr kann sie dann erschöpft aber dankbar ins Bett fallen.
Am nächsten morgen um 6 Uhr aufstehen und Feuer im Herd anmachen.. Cem und Jürgen warten auf ihr Frühstück. Die haben Parteisitzung. Dann geht’s los. Wäsche von der Leine nehmen. Sechs grosse Körbe sind von Dachboden runterzuschleppen. Die Wäsche muss jetzt gebügelt und zusammengelegt werden. Geht aber nur, wenn auch Strom da ist. Das holzkohlebefeuerte Bügeleisen nimmt Claudia schon lange nicht mehr. Mit der Bettwäsche muss Sie zur nächsten Heissmangel. Mit dem geliehenen Handwagen sind das 2 km. Die Heissmangel hat aber gerade Pause wegen Stromsperre. Trotz grosser Windkraftanlagendichte, bei der unser Deutschland mit 120.000 WKA führend auf der Welt ist, reicht der Strom bei Flaute nicht. Dann muss sie eben nochmal hinlaufen. Hausputz, Abwasch, Rasenmähen mit dem Handmäher von Brill, Unkraut zupfen, Hecke schneiden mit der Hechenschere die 2 grosse Holzgriffe hat und einen Kuchen backen für Jürgen und Cem. Das Feuer im Herd nicht ausgehen lassen. Dann Abendbrot für Jürgen und Cem richten. Die haben noch Parteiarbeit im Wirtshaus und kommen erst spät zurück. Claudia liegt dann schon völlig erschöpft im Bett. Ach ja , sie ist dankbar für die schöne neue Welt.
Gastautor Michael Treml; Bremen



Die Funktion eines Blockheizwerkes!

geschrieben von Michael Treml | 19. November 2012

Ein BHKW ist eine wärmetechnische Anlage die gleichzeitig der Erzeugung von Strom und Wärme dient. Als Arbeitsmaschine dient in der Regel ein Gasmotor der dann einen elektrischen Generator antreibt. Das Gas entnimmt der Betreiber meist dem öffentlichen Gasnetz oder einer Biogasanlage. Wie schön risikolos der Betrieb einer Biogasanlage ist kann uns ja mal ein biologisch Gebildeter vortragen. Wie risikolos die Gasversorgung ist wissen am besten die Berufsgenossenschaften. Ein Restrisiko ist überall. Das grösste heisst Merkel.

Bild 1 Schema eines BHKW

In unserem Beispiel hat der Motor eine Wärmeleistung von 40kW. Wie jeder Verbrennungsmotor muss der Motor gekühlt werden. Dazu hat er einen Kühler der die Abwärme an die umgebende Luft abgibt. Dann ist sie verloren. Damit das nicht geschieht hat das BHKW einen Wärmespeicher (A). Das ist in diesem Beispiel ein wärmeisolierter Behälter mit einen Rauminhalt von 1500 Litern und darin enthalten 110kWh Wärme wenn er geladen ist, also mit 90 grädigem Wasser gefüllt ist. In diesem Behälter befindet sich zunächst das Motorkühlwasser bei einer Temperatur von ca.25°C. Wenn der Motor läuft wird aus dem unteren Teil des Behälters das Kühlwasser mit Hilfe der Kühlwasserpumpe (B) entnommen und dem Motor zugeführt. Die 25 °C sind aber für einen Motor bei  einer Betriebstemperatur von 90 °C zuwenig da sonst zu grosse Materialspannungen am Motor auftreten. Deshalb wird dem Kühlwasser über ein Dreiwegemischventil (C) warmes Wasser vom Motoraustritt beigemischt so das sich eine Eintrittstemperatur von 70°C und eine Austrittstemperatur von 90°C im Normalbetrieb einstellt. Die Regelung erfolgt über einen elektrischen PI-Dreipunktregler. Seine Regelgrösse ist die Kühlwassertemperatur vor Motor. Der Wärmeerzeuger wird also mit einer Temperaturspreizung von 20°C gefahren. Das erfordert einen Durchsatz von 1719 l/h durch den Wärmeerzeuger.

1719l/h = 40000W / (90°C -70°C) / 1,163

Man stellt diesen Wert fest mit einem Nadelventil (D) ein. Der Umlauf durch den Speicher liegt bei 529l/h bei einer Temperaturspreizung von 65°C.

529l/h = 40000W / (90°C -25°C) / 1,163

Das 90 grädige Kühlwasser wird oben in den Wärmespeicher eingespeist und bildet dann eine Trennlinie (F) zum darunterliegenden kalten Kühlwasser. Da sich da zwei unterschiedlich temperierte Wasserschichten berühren wird ein Temperaturausgleich über einen Zeitraum von Stunden/Tagen stattfinden. Die Trennlinie wird durch das von oben in den Speicher strömende warme Kühlwasser langsam nach unten gedrängt. Solange der Motor läuft und sich die Temperaturtrennlinie nicht im unteren Bereich des Wärmespeichers befindet ist alles gut. Unterschreitet die Trennlinie aber den unteren Thermometeranschluß dann steigt die Kühlwassertemperatur von 25°C auf 90°C und der Motor muss abgeschaltet werden. Ein weiterer Betrieb des Motors ist nicht möglich, es muss erst durch Entnahme von Wärme die Trennschicht nach oben verlagert werden. Die Lage der Trennschicht wird mit elektrischen Thermometern (E) am Speicher gemessen und zur Steuerung der Anlage durch ein Leitgerät verwendet.

Jetzt nochmal zum Motor. Ein Verbrennungsmotor hat eine Leistung bei der der beste Wirkungsgrad ist, der Bestpunkt. An diesem Punkt lässt man den Motor laufen, also mit fester

Leistung. Das erreicht man durch die Begrenzung der Treibstoffzufuhr mit einer Stellschraube am Gasregelventil.  In unserem Beispiel 40kW Wärmeleistung. Beim Anfahren schaltet das Leitgerät die Kühlwasserpumpe (B) ein, startet den Motor und fährt ihn auf ca. 3000 U/min. Das erreicht man durch die Einstellung einer Mindestöffnung des Gasregelventils durch eine Stellschraube. Dann schaltet man den Asynchrongenerator auf das  Netz und  dann gibt man Vollgas. Ein Motor der praktisch nur auf  voller Leistung gefahren wird kann mit Sicherheit kein Automotor sein. Beim Abschalten schaltet das Leitgerät die Zündung des Motors aus, die Gasventile fallen zu und  es öffnet der Generatorschalter und nach einer Wartezeit von einigen Minuten schaltet das Leitgerät die Kühlwasserpumpe (B) aus.

Wo bleibt jetzt die Wärme aus dem Speicher ?

Aus der Wärme des Speichers macht der Vermieter eines 4 Parteienhauses, dafür reicht die Maschine, Heizwärme und Gebrauchswarmwasser. Jetzt merkt der aufmerksame Leser das man ja Heizung nur bei kälterer Witterung braucht und Gebrauchswarmwasser täglich. In dem Haus wohnen 12 Personen und die Duschen täglich einmal 5 Minuten. Das ist dann eine Stunde Betriebszeit für den Warmwasserbereiter mit einer Leistung 20kW. Er entnimmt dazu 20kWh Wärme aus dem Wärmespeicher mit Hilfe der Heizkreispumpe (G) durch den oberen Anschluss. Ich gehe von einer guten Gebrauchswarmwasseranlage mit Speicher und aussenliegendem Wärmetauscher aus . Die Rücklauftemperatur des Heizwassers ist 25°C und es kommt am unteren Anschluss des Wärmespeichers wieder an. Aus dem Wärmespeicher sind also 20kWh entnommen worden. Die Temperaturtrennlinie verschiebt sich dadurch um ein fünftel nach oben. Um möglichst grosse Laufintervalle für den Motor zu erhalten schaltet man ihn erst wieder ein wenn die Temperaturtrennlinie im Speicher am oberen Thermometer angekommen ist. Das ist nach 5 Tagen der Fall. Dann sind 100kWh entnommen und der Speicher muss geladen werden. Der Motor hat eine Wärmeleistung von 40kW. Er braucht also 2,5 Stunden um den Speicher zu laden. Während dieser Zeit  liefert die Maschine auch Strom und hilft dem Ökofritzen die Stromversorgung zu dezentralisieren. Dann ist wieder für 5 Tage Ruhe im Keller und keine Dezentralisierung.

So ein Motor könnte einen Wirkungsgrad von 25% und Abgasverluste von 10% haben. Das bedeutet das die elektrische Leistung der Maschine bei 15,4kW liegt. Im Sommerbetrieb kommt man auf eine Betriebszeit von im Mittel 30 min/t. Wie sieht die Sache im Winterbetrieb aus ?

Grundlage ist die Auslegung der Heizanlage. Ich gehe mal zB.von folgenden Werten aus :

Raumtemperatur 20°C

Heizgrenztemperatur 15°C

Tiefsttemp. Klima -10°C

Bei sehr genauer Auslegung der Anlage hätte man dann bei 15°C den Anfang des Heizbetriebs (das macht bestimmt nicht der Ökofritze) mit 4 Heizbetriebsstunden/Tag und bei -10°C hätte man 24 Heizbetriebsstunden/Tag der Maschine mit kurzen Unterbrechungen für Warmwasserbereitung. Dabei ist noch keine Nachtabsenkung berücksichtigt. In der folgenden Grafik ist der typische Wärmebedarf eines Wohnhauses dargestellt (Wikipedia). Ich denke ja das eine Familie ab Mai die Heizung ab- und im Oktober wieder anstellt. Die Berührungslinie von blau und rot sollte besser bei 5% liegen. Dann hat man die gestrichelten Linien.

Zur Berechnung der täglichen Betriebszeit nimmt man überschlägig folgende Formel:

Betriebszeit/Tag=24h*(Raumtemp–mittlereTagesaussentemp)/(Raumtemp-TiefsttempKlima)

 

Bild 2  Typischer Jahresgang einer Gebäudeheizung (aus Wikipedia)Man kann Bild 2 verwenden um den Nutzungsgrad der Anlage zu ermitteln :

Dies entspricht einem Nutzungsgrad von 37%. Das ist nicht sehr viel, für eine so grosse Investition. Die Stromerzeugung mit diesen Maschinen ist wie man sieht nicht sehr ergiebig. Wer das will muss immer schön lange und oft die Dusche laufenlassen damit im Speicher kaltes Kühlwasser ist.  Die Machinen können weder die Netzfrequenz noch die Netzspannung stützen. Zum Betrieb ist immer ein stabiles Netz in das diese Maschine einspeist erforderlich. Kosten spart der Hauseigentümer nicht. Es ist egal womit er die Wärme für seine Mieter erzeugt. Die Maschine ermöglicht es lediglich über das KWK-Gesetz anderen Leuten das Geld aus der Tasche zu ziehen, aber das ist zur Zeit auch ganz mau. Die finanzielle Belastung die der Eigentümer für eine Anlage dieser Art eingehen muss ist ein vielfaches des Aufwandes für eine Kesselanlage. Damit kann man keine Mieter beglücken, Wohnungseigentümer auch nicht. Öffentliche Fördergelder kann man zur Zeit auch nicht dafür abgreifen. Um so eine Anlage zu bejubeln muss man schon Ökofritze sein.

Hier mal eine Preisliste der Firma SenerTec :

Dachs HKA G 5.5 19.896,80 €

Dachs HKA F 5.5 20.194,30 €

Dachs NE G 5.0 Low Nox MSR1 27.048,70 €

Zusatzplatine SE (Heizkreis- und Warmwasserregelung) 835,40 €

Nachrüstpaket SE (SE-Pufferspeicher inkl. Zubehör) 1.513,70 €

SE30 Warmwassermodul 2.061,10 €

Kondenser für Dachs 1.800,50 €

Leistung 12,5 kW Wärme 5,5 kW Strom. Bis alles zusammen ist braucht man locker bei 50000 €, denn die Klamotten müssen ja noch im Keller angeschlossen werden und man hat dann noch lange nicht die Leistung wie im Beispiel.

Link zur Preisliste : http://www.bhkw-prinz.de/senertec-dachs-mini-bhkw/108

Das Beispiel ist angelehnt an ein frühes Angebot der Firma Lichtblick aus Hamburg. Aber denen ist dann ein Licht aufgegangen und die Anlage wurde etwas kleiner, wie auch die Werbetrommel, die verspricht mit  diesen Dingern sogar Kernkraftwerke mit 2000 MW ersetzen zu wollen, dabei läuft so ein Apparat ja nur ca. 0,5 Stunden am Tag wenn Sommer ist.

Hier noch einige Links zu BHKW:

http://www.bhkw-prinz.de/lichtblick-kritisiert-wegfall-der-forderung-fur-mini-bhkw/1192

http://www.bhkw-prinz.de/lichtblick-vw-zuhausekraftwerk-schwarmstrom/407

http://www.lichtblick.de/h/index.php?s=1

Jetzt eine kleine Abschweifung  zur kommerziellen Abrechnung von Wärmelieferungen im Mietsektor. Die Heizwärme wird für jede Wohnung über einen Wärmezähler, der in gesetzlichen Abständen beglaubigt werden muss, abgerechnet. Ausbauen, zur Prüfstelle schicken, einbauen, Kosten Zahlen. Null Problemo !!!!

In unserem Mietshaus gibt es eine zentrale Gebrauchswarmwasserbereitung (GWW). Im Keller befindet sich ein Vorratsbehälter mit 250 l GWW mit einer Temperatur von 55°C. Die Abrechnung des GWW erfolgt über geeichte Wasserzähler im Keller die in gesetzlichen Abständen beglaubigt werden müssen. Ausbauen, zur Prüfstelle schicken, einbauen, Kosten Zahlen. Null Problemo !!!!

Und jetzt kommt es ganz dick. Vertraglich ist den Mietparteien eine GWW-Temperatur von 55°C zugesichert. Wenn man aber den Wasserhahn aufdreht kommt erst nur kaltes Wasser, dann nach einiger Zeit steigt die Temperatur auf 55°C. Auch dieses Wasser wird als Warmwasser abgerechnet, was den Mietern nicht gefällt. Also hat der Bauherr vorgesorgt und die Steigeleitungen mit einer elektrischen Begleitheizung ausstatten lassen. Der Stromverbrauch geht zu Lasten jedes einzelnen Mieters. Jetzt fließt sofort warmes Wasser aber der Mieter hat eine gesalzene Stromrechnung. Das gefällt den Mietern überhaupt nicht. Also muss eine GWW-Zirkulationsanlage her. Die Zirkulationspumpe nimmt warmes Wasser aus dem GWW-Speicher und pumpt es in kleiner Menge durch die GWW-Verteilleitung, die dann durch alle Wohnungen geht, zurück in den Zirkulationsanschluss des GWW-Speichers. Die Wasserzähler für die Abrechnung sind jetzt an jeder Zapfstelle, also zwei oder drei in jeder Wohnung, die in gesetzlichen Abständen beglaubigt werden müssen. Ausbauen, zur Prüfstelle schicken, einbauen, Kosten Zahlen. Null Problemo !!!!

Die Wärmeverluste der Zirkulationsanlage werden als Festbetrag in Rechnung gestellt. Die Kosten haben sich nicht geändert, sind sogar etwas gestiegen.

Diesen ganzen Unfug umgeht man, wenn man bei Verstand ist, mit einer Therme mit GWW-Erwärmung in jeder Wohnung. Man spart viel Geld und alle sind zufrieden. Die Zähler für Gas, Wasser und Strom gehören dem regionalen Versorger und der macht auch die Abrechnung. Zurück zum BHKW.

Die beschriebene Anlage kann auch statt wärmegeführt, über den Speicher stromgeführt, ausgeführt werden. Dann gibt es aber keine Staatsknete. Man benötigt dann einen Wärmetauscher der die Abwärme der Maschine an die Umgebungsluft abgibt. Dann liegt der Wirkungsgrad der Anlage bei 25% und damit schlechter als bei alten Dampfkraftwerken der ja bei 35% liegt. Neue GuD-Kraftwerke haben einen Wirkungsgrad von über 60%.

Wenn man Fernwärme aus einem Dampfkraftwerk auskoppeln will, so entnimmt man der Mitteldruckturbine über eine Anzapfung Heizdampf und überträgt die Wärme mit einem Wärmetauscher auf Heizwasser bei einer Temperatur von zB. 130°C. Weil der entnommene Heizdampf nun keine mechanische Arbeit in der Turbine leisten kann sinkt die Stromerzeugung, je nach Heizdampfmenge, etwas ab. Sollte das Dampfkraftwerk mal ausfallen, was bei Dampfanlagen zB. durch Rohrschäden im Dampferzeuger vorkommen kann, so ist ein Reserveheizkessel vorzuhalten, der dann die Heizwärme liefert. Der kostet in der Regel viel Geld und bringt nichts ein, es ist eben ein Reservekessel. Ansonsten haben diese Anlagen das gleiche Problem wie die BHKW :

Im Sommer wird man nicht viel Wärme los, nur für Warmwasserbereitung. Glücklich ist der Betreiber der einen Industriekunden hat, der ganzjährig grosse Mengen an Prozesswärme benötigt. Sonst ist der Nutzungsgrad der Anlagen vergleichbar mit dem der BHKW und die Sache wird für den Abnehmer sehr teuer.

Ein weiterer Punkt in der Betrachtung ist der Leitungbau im Stadtgebiet. Wegen der grossen Leistung der Heizanlage im Kraftwerk sind auch grosse Rohrdurchmesser erforderlich. Durchmesser von 700mm sind nicht selten. Als Freileitung will das niemand im Stadtbild sehen. Also ist Erdverlegung gefragt. Nun weiss man aber was schon alles unter den Strassen verlegt ist und nun sollen noch die Vorlauf- und die Rücklaufleitung der Fernheizung als isolierte Mantelleitung dazugelegt werden. Das kostet Summen die man sich kaum vorstellen kann, Verkehrschaos ist angesagt, Umlegungen anderer Leitungen sind erforderlich usw. usw. Am Ende ist Fernheizung die schönste aber teuerste Heizung an die sich keiner anschliessen lassen will, weil er ja schon billigeres Gas im Haus hat. Bleibt nur der Anschlusszwang durch die Kommune. Die will das aber nicht, aus gutem Grund macht das kein Bürgermeister freiwillig. Der Nutzungsgrad dieser Anlagen liegt in der Grössenordnung wie beim BHKW. Dazu kommt bei weit verzweigten Anlagen noch der Wärmeverlust der Rohrleitungen im Erdreich. Im Sommerbetrieb kann der größer sein als der Wärmeverbrauch zur Warmwasserbereitung. Man muss ja die Verteilleitungen bis zum Kunden warmhalten damit der seine Warmwasseranlage betreiben kann.

Nun noch ein Gedanke zu einem Rohrschaden im Transportnetz bei Heizbetrieb im Winter. Dann muss die Leitung abgestellt werden und die Kunden sitzen im Kalten. So was ist sehr selten, muss aber bedacht sein. Eine Reparatur kann schon mal mehrere Tage dauern und draussen sind -10°C. Der Boden ist gefroren. Der Bürgermeister will die Leute in Turnhallen einquartieren. Die haben aber Fernheizung. Was jetzt kommt kann sich der Leser selbst ausmalen.

BHKW sollen ja in der Vorstellung eines Ökofritzen städtische Grosskraftwerke mit Fernwärmeauskopplung ersetzen. So ein Grosskraftwerk hat eine elektrische  Leistung von zB. 300 MW. Unser Beispiel-BHKW hatte 15,4kW. Man braucht also 19480 BHKW um Ersatz in installierter Leistung zu schaffen. Die Dinger laufen aber im Sommer nur ca. 0,5 Stunden/Tag. Ich schreib jetzt nicht mehr weiter. Den Rest kann sich jeder Leser selber denken; bloss nicht der Ökofritze.

Also lieber Leser : Wenn man die Funktion kennt, kann man auch beurteilen, ob flotte Werbesprüche belastbar sind. Bei Ökofritzen meistens nicht.

Michael Treml für EIKE

Es grüsst alle Leser

Michael Treml

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Voll-Versorgung mit Photovoltaik? Ein Scenario!

geschrieben von Michael Treml | 19. November 2012


Hier ein Beispiel vom Januar 2010 für die Erzeugung einer Photovoltaikanlage mit einer
1.Nennleistung 10,8kWp.
2.Die Spitzenleistung 7,3kW
3.Mittelwert im Monat 0,218kW
4.kleinste Leistung war 0kW
5.Erforderliche Fläche 100 m²
Die jetzt folgenden Berechnungen beziehen sich auf den Januar 2010.
Um eine Nennleistung von 1kWp zu installieren braucht man eine PV-Fläche von 10m². Deutschland braucht aber im Jahre 2050 80.000.000kW. Es ist also diese Leistung mit 10 zu multiplizieren um die erforderliche Fläche zu errechnen. Das ergibt dann eine Fläche von 800.000.000m2. Das sind dann 800 km², damit könnten wir eine Stadt wie Köln zudecken, hätten aber eine installierte Leistung von 80GW. Aus dem Betriebshandbuch der PV-Anlage erfahren wir das mit einem Nutzungsgrad  von 10% im Jahresmittel gerechnet werden kann. Wir erreichen im Januar nur 2% also 1,6 GW. Die Nächte sind lang und bei Tag ist schlechtes Wetter. Wie bei den WKA müsste der Strom der oberhalb der roten Mittelwertlinie dargestellt ist gespeichert werden und dann die weissen Flächen unterhalb der roten Linie füllen. Und tätsächlich bieten die Hersteller Batterieanlagen an mit denen sich das machen lässt. Aber was für eine Batterie könnte denn  benutzt werden. Beispiel : Autobatterie
Die zu speichernde Arbeit ist ca. 47,1kWh. Entspricht der weissen Fläche auf die der Pfeil zeigt.

0,218kW * 24h * 9Tage=47.1kWh

Eine gängige Autobatterie von 12V 35 Ah hat eine Kapazität von 0,42 kWh.Um 47,1kWh abzudecken muss man 112 Autobatterien aufstellen und das dazugehörige Lademanagementsystem. Das wird teuer. Aber der Sonnenbauer braucht sich darum nicht kümmern. Das muß per Gesetz der Netzbetreiber regeln und müsste das mit Pumpspeicherwerken realisieren. Auch über diese Kosten mache ich mir keine Gedanken. Die werden über das EEG an den Stromverbraucher weitergegeben. Null Problemo !!!!
Wir haben aber dann in diesem Monat eine kontinuierliche Leistungsabgabe 0,218kW bei einer Installierten Leistung von 10,8kWp. Der Nutzungsgrad liegt wegen der Jahreszeit bei ca. 2%.

Nutzungsgrad=0,218kW / 10,8kW * 100

Das Netz fordert aber als Spitzenlast 80.000.000 kW. Um diese Leistung zu erzeugen brauchen wir im Januar 2050 mehr  Anlagen der Grösse der Wittumschule.

80.000.000kW / 0,218kW = 366.972.477Anlagen

Ich wiederhole : 366.972.477 Anlagen.

Die benötigte PV-Flache ist dann 36.697.247.700 m². Das sind mit 36.697km² etwa 10% der Fläche Deutschlands. Utopisch, aber die mittlere Leistung der Photovoltaikanlagen ist jetzt 80 GW. Man kann also Deutschland nicht mit Photovoltaik allein versorgen, es müssen wieder die guten alten fossil- oder nuklear befeuerten Dampfkraftwerke ran. Oder man nimmt 140 gasgefeuerte GuD-Kraftwerke. Einen Haken hat die Sache. Dieser Zustand gilt für einen Nutzungsgrad von 2%. In Deutschland kann man im Jahresmittel aber 10% erreichen. Dadurch reduziert sich die erforderliche Anlagenzahl im Sommer auf  73.394.495 und die erforderliche Fläche auf 7339 km². 140 GuD-Kraftwerke braucht man weiterhin. Ein Teil davon steht nur im Wartestand und kostet Geld. Das es so nicht geht ist offensichtlich. Beschränken wir uns also auf folgende Eckpunkte:
1. Installierte PV-Leistung 80GWp mit Batteriepufferspeicher
1a.Nutzungsgrad 10%
1b.Benötigte Fläche 800km²
2. Maximale PV-Leistung Sommer 8GW
3. Minimale PV-Leistung Winter 0GW
4. Maximale Netzlast 80GW
5. Installierte GuD-Leistung 80GW
6. Installierte GuD-Kraftwerke 140
Halt ! Batteriespeicher hat doch niemand gebaut !
1. Installierte PV-Leistung 80GW
1a.Nutzungsgrad 10%
1b.Benötigte Fläche 800km²
2. Maximale PV-Leistung Sommer 80GW
3. Minimale PV-Leistung Winter 0GW
4. Maximale Netzlast 80GW
5. Installierte GuD-Leistung 80GW
6. Installierte GuD-Kraftwerke 140
Wer Lust hat kann ja mal die benötigte Stahlmenge für PV ausrechnen.Vorsicht! Da bleibt einem die Spucke weg.
Der gute Ökofritze will ja nun den Ausgleich  der PV-Erzeugungsschwankungen mit GuD-Kraftwerken ausführen. Nehmen wir einen schönen Wintertag mit 80GW Spitzenlast, nur klarer Himmel, mit 80GW PV-Leistung. Abends geht die Sonne unter, dh. innerhalb einer kurzen Zeit müßten dann 140 GuD-Kraftwerke anfahren und auf volle Leistung gehen. Das ist doch kaum vorstellbar. Dann müßten ja alle zugehörigen Dampfkesselanlagen für Warmstart unter Druck bereitstehen und alles muss klappen. Wer soll das bezahlen?
Wenn man jetzt die Ungleichförmigkeit der Stromerzeugung mit Pumpspeicherwerken glätten will ohne GuD-Kraftwerke, was ist dann an Anlagen aufzuwenden ? Ich nehme wieder den schon genutzten schönen Wintertag mit 8 Stunden Helligkeit und 16 Stunden Dunkelheit. Bei einem Nutzungsgrad von 100% für 8 Stunden müssen wir die PV-Leistung von 80 GWp aufteilen um mit Beginn des Sonnenscheins die aktuelle Netzlastspitzenlast von 80GW zu 1/3 für 8 Stunden abdecken zu können, gleichzeitig müssen während dieser Zeit die Pumpspeicherwerke für die folgenden 16 Stunden Dunkelheit mit 2/3 der PV-Leistung aufgeladen werden. Die GuD-Kraftwerke müssen während dieser Zeit die Differenz zwischen PV-Leistung und Netzlast abdecken.

Wir brauchen Pumpspeicherwerke für eine Pumpleistung von 53.3 GW und eine Generatorleistung von 26,6GW.  Das ist 53 mal Goldisthal fürs Pumpen und 26 mal Goldisthal für den Generatorbetrieb.  Das Pumpspeicherwerk Goldisthal  ist das grösste in Deutschland. Es hat eine Leistung von 1,05GW und kann  ca. 8 Stunden laufen. Und falls das mal nicht klappen sollte brauchen wir dringend die 140 GuD-Kraftwerke. Aber ganz fix. Über die Kosten mache ich mir keine Gedanken. Die werden über das EEG an den Stromverbraucher weitergegeben. Null Problemo !!!!
Wenn man weiss, das PV-Anlagen weder die Netzspannung noch die Netzfrequenz regeln können fragt man sich :
Wie kann man denn jetzt ein solcherart gespeistes Netz anfahren ?

So startet man ein PV-Teilnetz.

Um ein solches Netz anzufahren braucht man ein schwarzstartfähiges Kraftwerk. Schwarzstartfähig heisst: Dieses Kraftwerk kann ohne Einspeisung von fremden Strom anfahren, z.B. Pumpspeicherwerke im Bergland oder Luftspeicherwerke im Flachland oder ein  im Eigenbedarf laufendes Dampfkraftwerk. Diese Kraftwerke haben die Fähigkeit, durch ihre grosse Kurzschlußleistung, ein kleines Teilnetz auf Nennspannung und Nennfrequenz zu ziehen. Eine solche Maschine schaltet man auf das Netz. Wenn das Teilnetz wieder stabil ist können sich die Photovoltaikanlagen ankoppeln und Leistung übernehmen. Dazu brauchen sie die Netzspannung und eine niedrige Netzimpedanz die Ihnen anzeigt das ein großes Netz stabil vorhanden ist in das sie einspeisen können. Es gibt für so kleine Anlagen wie die Wittumschule keine zentrale Leittechnik über die man eingreifen könnte. Diese Anlagen können die Frequenz und die Netzspannung nicht regeln. Sie sind darauf ausgelegt im Sonnenbetrieb die höchstmögliche Leistung abzugeben. Das tun sie in dem sie einen sinusförmigen Strom ins Netz geben, der phasengenau mit der Netzspannung geführt wird. Die Regelung übernimmt ein Wechselrichter, in diesem Fall Inverter genannt. Dessen Hauptaufgabe  ist es das Produkt aus Photozellenstrom und Photozellenspannung auf dem für die Sonnenverhältnisse geltenden Höchstwert zu halten und damit auf dem höchsten Ertrag für den Sonnenbauern. Treten Störungen in der Netzimpedanz  auf oder steigt die Frequenz auf über 50,2Hz werden die PV-Anlagen sofort abgeschaltet. Im Netz auftretenden Blindstrom, das ist ein Strom variabler Größe dessen Phasenlage um 90Grad gegen die Netzspannung versetzt ist, muss das Kraftwerk übernehmen. Moderne PV-Inverter können auch Blindstrom liefern, reagieren aber nicht auf veränderliche Anforderungen des Netzes, also konstanter cos phi. Blindstrom entsteht beim Betrieb induktiver oder kapazitiver Betriebsmittel wie Motoren oder Stromsparlampen. Blindstrom belastet die Kabel und verkleinert die Transportkapazität für Wirkstrom.
Falls man mit einer Speicheranlage gestartet ist, ist zu bedenken, dass die Speicheranlage nicht in der Lage ist lange zu laufen. Man muss also zusehen so schnell wie möglich ein Dampfkraftwerk anzufahren, dass dann die Netzführung übernimmt. Dann schaltet man die Speichermaschine ab. Wenn in dieser Situation bei Sonnenschein zuviele PV-Anlagen ans Netz gehen steigt die eingespeiste Energie und damit die Frequenz unaufhörlich an. Das drehzahlgeregelte Kraftwerk nimmt daraufhin seine Leistung zurück, um die Netzfrequenz zu halten, bis die Leistung null ist. Dann kehrt sich der Energiefluß um in Richtung Netz zum Generator. Diesen Zustand nennt der Kraftwerker Rückwatt. Nach kurzer Sperrzeit öffnet der Generatorschalter und das Kraftwerk läuft auf Eigenbedarf ohne Netz weiter, versorgt sich selbst mit Strom. Da jetzt die Führungmaschine nicht mehr die Netzspannung führt kommt es im Netz zu chaotischen Spannungssprüngen. Das bedeutet, dass der Vectorsprungschutz der PV-Inverter anspricht und sie sofort abschaltet. Das Netz ist wieder schwarz. Dann kann nur noch das im Eigenbedarf laufende Dampfkraftwerk die Rettung bringen. Im Text springen wir jetzt zurück nach : So startet man ein PV-Teilnetz.
Wie man aus der bisherigen Schilderung ersehen kann ist ein Betrieb von Photovoltaikanlagen in der benötigten Anzahl eine reine Utopie. Photovoltaik kann nur auf einen kleinen Teil des Strombedarfs ausgebaut werden und braucht ebenso wie die  Windkraft Speicherwerke, Ersatzkraftwerke für die Grundlast, die Mittellast und die Spitzenlast auf der Basis von fossilen oder nuklearen Brennstoffen. Zusätzlich muss immer mindestens eine rotierende Maschine die Netzspannung und Netzfrequenz führen. Diese Leistung wird Regelleistung genannt. Deutschland ist in vier Regelzonen aufgeteilt, in denen jeweils ein Übertragungsnetzbetreiber die Verantwortung für das Gleichgewicht von Ein- und Ausspeisungen im Stromnetz hat. In Deutschland werden insgesamt 7000 Megawatt positiver Regelleistung (zusätzliche Leistung für den Engpassfall), und 5500 Megawatt negativer Regelleistung (Senkung der Produktion bzw. künstliche Erhöhung des Verbrauchs) vorgehalten. Die Kosten dafür betragen etwa 40 Prozent des gesamten Übertragungsnetzentgeltes. Mit dem weiteren Ausbau der PV werden auch hier die Kosten stark ansteigen, denn die erforderliche Regelleistung wird stark ansteigen. PV kann man eigentlich nur als lästiges Anhängsel mit wenig Effizienz betrachten, ist aber gut für den Besitzer. Dem ist für 20 Jahre eine Rendite seines eingesetzten Kapitals durch das EEG verbrieft. Derzeit trägt die Photovoltaik mit 1,9% zur deutschen Stromversorgung bei. Die Kosten dafür werden über das EEG auf die Stromkunden abgewälzt.  Zurzeit 3,5 Cent/kWh.  Im Jahr ca.14 Mrd.€ . Null Problemo !!!!
 

Bild entnommen aus:
http://www.bürger-für-technik.de
Da ich jetzt soweit gekommen bin mit meinen Überlegungen kommt mir wieder der Gedanke  :  Photovoltaikanlagen haben ja nur eine Lebensdauer von 20 Jahren. Wir brauchen dann ein Management für Neubau und Abriss von Photovoltaikanlagen, den wir müssen ja im 20 jährigen Turnus die PV-Anlagen austauschen. Da kommen Ewigkeitskosten, wie im Ruhrgebiet fürs Pumpen, auf uns zu, nur in gigantischem Ausmass. Das Gleiche wie bei der Windkraft. Aber diese Sache schafft wenigsten Arbeitsplätze. Leider die meisten in China. Da kommen die meisten Sonnenpaneele her. Null Problemo!
Michael Treml für EIKE
Prozessleittechiker und Windkraftkenner mit 40 jähriger Erfahrung in Kraftwerkstechnik
jetzt im Ruhestand
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Ab in die Zukunft: Wie sieht die Versorgung mit Windenergie bis 2050 aus?

geschrieben von Michael Treml | 19. November 2012

Die Grafik 1 zeigt die Windstromerzeugung  vom 1.3.2011 bis 31.3.2011.

Man kann folgende Datenpunkte entnehmen (Angaben in Gigawatt) :

1. Maximale Windleistung 19GW

2. Minimale Windleistung 0,1GW

3. Mittlere Leistung 4,1GW

4.Installierte Windleistung 27,214GW

5.Installierte Windkraftanlagen 21.607 –5443-

6.Geleistete Arbeit 3057GWh

7.Nutzungsgrad 15%

Um die ungleichmäßige Windstromerzeugung zu glätten und damit in einen kontinuierlichen Leistungsfluß zu erreichen ist die elektrische Arbeit, die grün über der roten Mittelwertmarke gezeigt ist, dem Netz zu entnehmen und zu speichern und in dem Bereich, der weiss unterhalb der roten Mittelwertlinie dargestellt ist, dem Speicher wieder zu entnehmen und dem Netz zuzugefügen. Die obere grüne Fläche ist gleich groß wie die untere weisse Fläche. Für diese Aufgabe stehen gegenwärtig Pumpspeicherwerke mit einer maximalen Leistung von 7GW für Pump- und Generatorbetrieb zur Verfügung. Um die Windleistung oberhalb der mittleren Leistung im Pumpbetrieb einspeichern zu können ist aber eine maximale Pumpleistung von 14,9GW erforderlich.

Erforderliche Pumpleistung =Maximale Windleistung – Mittlere Windleistung

Da die Pumpleistung sowie die Speicherkapazität der vorhandenen Pumpspeicherwerke, als blaue Fläche in der Grafik zum Vergleich dargestellt,  nicht ausreicht um die weissen Flächen zu füllen, wäre schon jetzt der Zubau an Pumpspeicherwerken auf die Größe von 14,9GW Pumpleistung erforderlich.

Da der Windstrom fast vollständig in Norddeutschland gewonnen wird und Standorte für Pumpspeicherwerke wegen der erforderlichen Fallhöhe nur in Süddeutschland gefunden werden könnten, was ja kaum möglich ist, muss also, um einen gleichmäßigen Leistungsfluß von 4,1GW aus Windenergie zu erreichen 14,9GW nach Süddeutschland gebracht und als Pumparbeit eingespeichert werden können. Eine solche Belastung für ein Hochspannungsnetz nur zur Speicherung ist einmalig auf der Erde. Die maximale Generatorleistung der Pumpspeicherwerke müßte bei 4,0 GW liegen.

Maximale Generatorleistung = Mittlere Windleistung – Minimale Windleistung

Die Einspeicherungskapazität der Pumpspeicherwerke müßte bei ca. 330GWh liegen. Das ist notwendig um die als weisse Fläche unterhalb der roten Linie dargestellte Arbeit abzudecken. Der Wert 330GWh ist eine Abschätzung der Größe der weissen Fläche unterhalb der roten Linie. Dazu teilt man die untere Datumsskala statt in Tage in Stunden ein und kann dann die in diesen Bereich fallende Arbeit durch Multiplikation von Leistung und Zeit errechnen. Heute sind ca. 56GWh Pumpspeicherkapazität installiert.

Speicherkapazität = 7GW * 8h =56GWh.

Wie man auch sehen kann reicht am Monatsanfang die grüne Fläche nicht aus um die weissen Flächen unter der roten Mittelmarke zu füllen. Es ist also ein vorausschauendes Speichermanagement erforderlich um Reserven im Vormonat anzulegen. Gedankenspiele der Politik Speicher in Norwegen zu bauen kann man als Utopie abhaken. Dann würden die Leitungen gegen den Willen der Bevölkerung durch Norwegen, Schweden und Dänemark oder als Kabel durch die Nordsee gehen müssen. Der dafür erforderliche Netzausbau ist riesengroß und dieses Beispiel zeigt ja nur den heutigen Zustand im März 2011. Von Netzverlusten und Wirkungsgraden soll in diesem Bericht, obwohl sie wichtig sind, nicht die Rede sein. Schon heute kann die Netzstabilität wegen fehlender Speicher nur von fossilen oder nuklearen Kraftwerken garantiert werden. In dieser Situation geht nun die Bundesregierung daran und will Deutschland voll auf Wind und Sonne umstellen.

Ich habe jetzt folgendes gemacht. Ich habe die Grafik 1 umgerechnet auf den gleichen Monat des Jahres 2050. Zufällig sind in diesem Monat die gleichen Windverhältnisse wie 2011. Man hat kräftig neue Windkraftanlagen gebaut. Die installierte Leistung ist jetzt gleich mit der Maximalleistung von 80GW mit 63524 (16000) Windkraftanlagen.

Inst. Windkraftanl.2050 (Inst.Windleistung2050/Inst.Windleistung2011) x Inst.Windkraftanl.2011

Wo die in Nord-und Ostsee stehen sollen weiß nur die Bundesregierung.

Die Grafik 2 zeigt die Windstromerzeugung  vom 1.3.2050 bis 31.3.2050.

Sie ist durch die Multiplikation der Werte vom 2011 mit 2,94 entstanden.

2,94=Inst.Windleistung2050/Inst.Windleistung2011

Man kann folgende Datenpunkte entnehmen:

1. Maximale Windleistung 56GW

2. Minimale Windleistung 0,3GW

3. Mittlere Leistung 12,05GW

4.Installierte Windleistung 80GW

5.Installierte Windkraftanlagen 63524  (16000)

6.Geleistete Arbeit 8986GWh

7.Nutzungsgrad 15%

Pumpspeicherwerke konnten in der vergangenen Zeit nicht gebaut werden wegen Standortmangel und Bürgerprotest. Auch die Norweger haben sich nicht so gezeigt wie die deutschen Politiker es gerne gesehen hätten. Für die Berechnung tu ich mal so als wäre tüchtig gebaut worden. Jetzt muss mit einer maximalen Pumpleistung von 43,95GW eingespeichert werden.

Erforderliche Pumpleistung =Maximale Windleistung – Mittlere Windleistung

Für das Hochspannungsnetz ist diese Belastung einmalig auf der Welt da sie ja nur fürs Speichern erforderlich ist. Eine Utopie !!! Die maximale Generatorleistung der Pumpspeicherwerke beträgt 11,75GW.

Maximale Generatorleistung = Mittlere Windleistung – Minimale Windleistung

Eine Vollversorgung Deutschlands mit Windenergie ist nicht möglich. Dafür müßten im März 2050 406524 (106231) Windkraftanlagen installiert sein.

Erford.Windkraftanl.=(80 GW / mittlereWindleistung) x Inst.Windkraftanl.

Wie schon 2011 muß der Bereich zwischen mittlerer Leistung und tatsächlicher Leistung mit überwiegend fossilen oder nuklearen Energien abgedeckt werden. Wieviele Pumpspeicherwerke brauchen wir denn jetzt ? Nehmen wir als Beispiel die Anlage Goldisthal. Diese hat eine Leistung von 1,05GW und kann diese Leistung ca.8 Stunden liefern. Dann ist der Speicher leer.  Das ist eine Speicherkapatität von ca.8,4 GWh. Um den Monat März zu überstehen müssen wir 44 Anlagen dieser Art bauen, denn die Pumpleistung einer Anlage ist 1,05 GW, wir müssen aber 43,95 GW einsetzen um zu Speichern. Um die Abgabeleistung zu erreichen müßten wir 12 Anlagen bauen.

Maximale Generatorleistung = Mittlere Windleistung – Minimale Windleistung

Dazu gehört auch ein gewaltiger Netzausbau um die Leistung von 43,95GW von Norddeutschland an die Standorte der Pumpspeicherwerke in Süddeutschland zu bringen. Alles gegen den Willen der Bevölkerung. Völlige Utopie !!!

Da ja keine Pumpspeicherwerke gebaut werden konnten geht das nicht, daher muss jetzt wieder die fossile oder nukleare Energie ran. Man hat also in Windkraft Milliarden Euro investiert und ist keines der ungeliebten Dampfkraftwerke losgeworden. Aber Kohle, Oel und Nuklear will die Bundesregierung 2050 nicht mehr haben, dafür sollen gasgefeuerte GUD-Kraftwerke mit CCS-Technologie gebaut werden. Wieviele brauchen wir denn ? Die größte von Siemens lieferbare Anlage  SCC5-8000H 1S hat eine Leistung von 570MW. Um 80GW abdecken zu können müßten 140 Werke gebaut werden. Das ist alles gigantisch und utopisch. Weiss die Bundesregierung auch wieviel flüssiges CO2 anfällt und wo es bleiben soll, für alle Ewigkeit und gegen den Willen der Bevölkerung ? Ich fürchte das weiss sie nicht .

Ökofreunde werden jetzt nach Photovoltaik rufen. Aber die hat täglich  schlimmere Probleme als die Windenergie. Wie ist es mit Biogas, BHKW, Erdwärme, Sonnenkraft aus der Sahara, Wasserstoff, Luftspeicherkraftwerke. Alle diese Dinge haben nicht das Potenzial 80GW abzudecken und noch viel wichtiger, alle diese Dinge können nicht die Netzstabilität gewährleisten. Darunter ist zu verstehen:

1.Netzfrequenz

2.Netzspannung

3.Kurzschlußleistung

4.Blindleistungskompensation

5.Schwarzstartfähigkeit (nur Luftspeicher,Laufwasser oder Pumpspeicher)

Wer bis jetzt nicht die Unsinnigkeit des Vorhabens nicht bemerkt hat bekommt jetzt die volle Ladung. Jetzt kommt die Berechnung für den Idealfall Vollversorgung mit Windenergie im Hochlastbereich im Winter 2050 mit dem Wind vom März 2050 :

 

1. Maximale Windleistung 371GW (Utopie)

2. Minimale Windleistung 2GW  (Utopie)

3. Mittlere Leistung 80GW entspricht der maximalen Netzlast

4.Installierte Windleistung 531GW (Utopie)

5.Installierte Windkraftanlagen 406524 = 0.86km2/WKA (Utopie) 106231 = 3.3km2/WKA (Utopie)

6.Installierte Leistung GuD 80 GW

7.Installierte Anlagen GuD 140

8.Installierte Speicherpumpen 291GW = 277 mal Goldisthal (Utopie)

9.Installierte Speichergeneratoren 80GW = 76 mal Goldisthal (Utopie)

Die Bundesregierung setzt auf ein grosses Einsparpotenzial, will aber bis zu 40 Millionen PKW als Elektrofahrzeuge auf die Strasse bringen. Eine absolute Horrorvorstellung und Utopie.Wir können nur hoffen das die Bundesregierung weiss was sie macht. Ich fürchte sie weiss es nicht. Über die Kosten mache ich mir keine Gedanken. Die werden über das EEG an den Stromverbraucher weitergegeben. Null Problemo !!!!

Jetzt zu dem Geheimnis der fett gesetzten Zahlen. Die Berechnungen gingen von dem Bestand an WKA des Jahres 2011 aus. Zu dieser Zeit gab es noch kleine WKA die man 2050 nicht mehr bauen würde und die auch 2050 nicht mehr existieren. Ich habe daher die Anzahl der WKA umgerechnet auf eine mittlere Leistung von 5MW/WKA und diesen Wert als blaue Zahl in den Text gestellt. Trotzdem sind die sich egebenden Stückzahlen gigantisch.

Da ich jetzt soweit gekommen bin mit meinen Überlegungen kommt mir der Gedanke  :  Windkraftanlagen haben ja nur eine Lebensdauer von 20 Jahren. Wir brauchen dann ein Management für Bau und Abriss von WKA. Da kommen Ewigkeitskosten wie im Ruhrgebiet auf uns zu.

Wenn wir 2010 mit dem Bau von 400 WKA/Jahr kontinuierlich angefangen hätten wären wir im Jahr 2030 schon bei 8000 Stück angelangt. Nur sind die ältesten WKA jetzt 20 Jahre alt und müssen abgerissen werden. Wiederum mit 400St/Jahr, so dass im Jahr 2050 keine dieser Anlagen mehr da ist. Gleichzeitig müssen wir ab 2030 die Produktion von WKA auf 800 Stück/Jahr steigern damit wir 2050 auf 16000 Stück kommen. Die ersten die wir 2030 bauen sind 2050 schon 20 Jahre alt und müssen abgerissen und ersetzt werden. Es ist  also die Produktion von WKA auch nach 2050 für die Ewigkeit auf 800Stück/Jahr zu halten. Die Kosten werden sich auf ca. 20 Mrd.€/Jahr belaufen. Dazu kommen die Abrisskosten von Schätzungsweise 10% des Neuwertes also nochmals 2 Mrd.€/Jahr. Auch über diese Kosten mache ich mir keine Gedanken. Die werden über das EEG an den Stromverbraucher weitergegeben. Null Problemo !!!!

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Michael Treml für EIKE

Prozessleittechiker und Windkraftkenner mit 40 jähriger Erfahrung in Kraftwerkstechnik 

jetzt im Ruhestand

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