How to Energiewende in 10 Jahren, Teil 2: Dann müssen wir ja alle Bäume für Windräder fällen

Herzlich willkommen zu Teil 2 meiner Artikelreihe zur Energiewende. Solltet ihr Teil 1 noch nicht gelesen haben, ist es vermutlich besser, erst mal dort anzufangen. Ihr findet ihn hier. Solltet ihr ihn schon gelesen, aber längst vergessen haben, was genau drin stand, kommt jetzt ein kurzer „Was bisher geschah“- Absatz:

Für eine Energiewende brauchen wir viel… nun ja, Energie – (surprise!). Aber eben lange nicht so viel, wie Deutschland aktuell verbraucht. Ein Umstieg auf Erneuerbare Energien bedeutet nicht nur viel weniger Emissionen, sondern aufgrund von effizienterer Technik auch viel weniger benötigte Energie, mutmaßlich nur etwa 40 Prozent der heute verbrauchten. Aber auch diese 40 Prozent entsprechen 1.300 Terawattstunden und sind damit deutlich mehr, als wir heute regenerativ bereitstellen. Die Frage ist daher: Wie sollen wir im „kleinen Deutschland“ so viel erneuerbaren Strom ins Netz speisen?

Und hier kommen wir zu Teil 2:

Zunächst: Die 1.300 Terawattstunden stammen aus der Arbeit „Sektorenkopplung für die Energiewende“ von Prof. Volker Quaschning. Es gibt auch Kritik an dieser Arbeit; das sei zu optimistisch kalkuliert und ginge von Einsparungen aus, die man so nicht einfach annehmen könne. Gut, solche Studien müssen natürlich immer gewisse Annahmen treffen und können nur eine Näherung an die Realität sein (das sieht vermutlich auch Professor Quaschning selbst so). Um das zu berücksichtigen, setzen wir einfach nochmal knapp 15 Prozent Puffer obendrauf und durchdenken das Ganze nicht mit 1.300, sondern 1.500 Terawattstunden Strom, die wir allein in Deutschland generieren wollen.

Na, fragt ihr euch jetzt gerade, was in aller Welt eigentlich eine Terawattstunde ist bzw. wer sich diesen verflucht sperrigen Namen für eine Einheit ausgedacht hat? Wie sollen wir denn mit diesem 5-silbigen Wortungetüm die Menschheit für die Energiewende begeistern? Gleichzeitig können wir Heizöl und Benzin bequem in Litern kaufen – total unfair, denn eigentlich ist ein Liter auch nur ein Kubikdezimeter, den sich ein paar sprechfaule Franzosen im Jahr 1795 in „Liter“ zurechtgeschummelt haben. Pffft, dann nennen wir eine Terawattstunde in Zukunft halt „Superflux“ oder „Gigawumms“.

Für den wahrscheinlichen Fall, dass es auch weiterhin Terawattstunde heißt: Das sind einfach eine Billion (Tera) Wattstunden bzw. eine Milliarde Kilowattstunden. Ja, auch diese Einheit klingt wenig fluffig, so dass ihr sie nur selten in Songtexten findet, aber die steht immerhin auf eurer Stromrechnung. Eine Kilowattstunde ist einfach die Energiemenge, die ihr verbraucht, wenn ihr ein Gerät auf 1.000 Watt stellt und eine Stunde lang laufen lasst (also Leistung mal Zeit). Mit 10 Kilowattstunden könnt ihr einen Tag lang einen durchschnittlichen deutschen Haushalt versorgen, und mit 500 Milliarden Kilowattstunden ganz Deutschland für das Jahr 2020.

TWh ist die Abkürzung für Terawattstunde. (Tera = Billion)

Damit die Menschen nicht ständig vor Langeweile einschlafen, bevor wir „500 Milliarden Kilowattstunden“ überhaupt bis zu Ende ausgesprochen haben, nennen wir das „500 Terawattstunden“ – ja, immer noch sperrig, aber auch eine prima Gelegenheit im kafkaesken Social-Media-Diskurs: Solltet ihr jemandem antworten wollen, der/die gerade in Bezug auf die Energiewende „Dafür wird der Strom doch nie reichen!!1eins“ kommentiert hat, dann fragt einfach mal zurück, auf wie vielen Terawattstunden Strombedarf seine Aussage basiert, da ist dann oft schon schnell Ruhe.

Damit Ihr euch das besser vorstellen könnt, erfinde ich hiermit die Einheit „Megastrom“, die 100 Terawattstunden entspricht, denn dann liegt der Stromverbrauch von ganz Deutschland aktuell bei ziemlich genau 5 Megastrom im Jahr. Ein Megastrom ist also echt eine gewaltige Menge Energie. Wollten wir sie in einer Batterie speichern, müssten wir basierend auf den Abmessungen der von Tesla errichteten Batteriespeicheranlage im Süden Australiens einen 5 Kilometer langen, 2 Kilometer breiten und 1 Kilometer hohen Batterieblock errichten.

Tja, aber wohin mit dem hässlichen Ding? Damit die lokale Bevölkerung auch was davon hat, habe ich das gigantische Konstrukt hier mal beispielhaft auf die grässliche Indoor-Skihalle nahe Bispingen gesetzt. Zugegeben, es liegt damit leider auch genau auf der A7, aber hey, die Skihalle mit bayerischer Schunkelmusik nahe der Lüneburger Heide sind wir dann los (gehässige Vorschläge für die anderen vier Standorte könnt ihr gerne in die Kommentare packen).

fiktiver Batteriespeicher für 100 Terawattstunden

Nun hat natürlich niemand ernsthaft vor, derartig riesige Batteriespeicher zu bauen (brauchen wir auch nicht). Es soll nur dem Verständnis dienen, weil elektrische Energie so schlecht greif- und visualisierbar ist. Unser Strombedarf des letzten Jahres könnte also in 5 solcher Mega-Batterien vorgehalten werden, aber wie wir in Teil 1 gelernt haben, entspricht der ja nur einem Teil unseres Energiehungers. Schaue ich mir nur den Strommix von 2020 an, dann sieht das schon mal gar nicht so schlecht aus. Hier entsprechen grüne Mega-Batterien einer Ladung mit EE-Strom, die braunen stehen für Fossil- und Kernkraft*:

grün = Erneuerbar, braun = fossil

*Das ist etwas ungerecht der Kernkraft gegenüber, da diese auch eine klimaneutrale Quelle ist. Ich summiere sie hier aber aufgrund des beschlossenen Atomausstiegs zusammen mit den fossilen, da ihr Beitrag in wenigen Jahren ersetzt werden muss.

So, bevor die Stimmung hier zu gut wird, erweitere ich die Darstellung jetzt mal auf unseren Gesamt-Energieverbrauch, was auf den ersten Blick (wie schon in Teil 1 erläutert) zu einer frustrierenden Angelegenheit gerät. So sieht es aktuell aus, wenn ich unseren EE-Strom auf den gesamten deutschen Energieverbrauch anrechne, also inkl. Wärme, Benzin. Alles eben (3.500 Terawattstunden entsprechen 35 Megastrom). Aua:

grün = Erneuerbar, braun = fossil

Nun brauchen wir aber gar keine 35 Megastrom, sondern laut Volker Quaschning eher nur 13 davon. Um es eher pessimistisch durchzurechnen, erhöhen wir die hier wie gesagt großzügig um 15 Prozent auf 15 Megastrom, dann können wir 2030 auch mal Urlaub im Kühlschrank machen. Unser heute erzeugter Grünstrom sieht dann gemessen am zukünftigen Energieverbrauch mit Einsparungen durch eine Energiewende so aus:

grün = Erneuerbar, braun = fossil

Ja, das sind schon deutlich bessere 2,5 grüne von 15 Megastrom, aber gemessen daran, wie lange wir als Gesellschaft schon an dem Thema dran sind, auf den ersten Blick trotzdem etwas ernüchternd. Dann brauchen wir ja die sechsfache EE-Strommenge von heute! Es ist vollkommen nachvollziehbar, wenn euch das erst mal gehörig abschreckt und ihr euch Sorgen macht, dass am Ende das ganze Land mit Windkraftanlagen und Solarmodulen in dystopischem Ausmaß überzogen sein könnte.

Der naheliegende Gedanke: Aktuell stehen in Deutschland 30.000 Windenergieanlagen (hier später „WEA“), dann brauchen wir ja 180.000 davon! Aber wie schon in Teil 1 habe ich gute Nachrichten, was das angeht: Die benötigte Anzahl ist weit geringer als das Wort „sechsfach“ vermuten lässt. Ich weiß, das Internet ist voll von Behauptungen wie „na toll, um die Umwelt zu schützen, fällen wir jetzt ganze Wälder und reißen unsere historischen Dörfer ab? Das ist doch Wahnsinn!“.

Ja, ist es. Nur werden Wälder und Dörfer inkl. historischer Kirchen in Deutschland ja immer noch maßgeblich für die Kohleförderung vernichtet. Dass es mit der Windkraft keine solche Umweltkatastrophe zu befürchten gibt, liegt an einer in Deutschland irritierend wenig beachteten Entwicklung: Windenergieanlagen bzw. WEA wurden in den letzten Jahrzehnten um Größenordnungen effizienter.

Abriss des Immerrather Doms für Braunkohlegewinnung

Gerade unter deutschen Männern gibt es ja selbst im winzigsten Dörfchen gefühlte Hundertschaften von Personen, die für wummernde Motoren eine ungebremste Faszination empfinden und sich ganze Gartenpartys lang über Direkteinspritzung unterhalten können. Aber eine über 200 Meter hohe, absurd filigran wirkende Konstruktion, die dennoch Wind und Wetter standhält, um klimaneutral und kostengünstig erstaunliche Strommengen zu generieren, ruft deutlich weniger Begeisterungsstürme hervor.

Vielleicht ist das auch so eine Patriotismus-Nummer? Solltet ihr Zugang zu einem Paralleluniversum bekommen, in dem Rudolf Diesel seine Erfindung nicht in Augsburg, sondern in Dänemark zur Marktreife entwickelte, wohingegen der eigentlich dänische Physiker Poul la Cour seine bahnbrechenden Forschungen zur Windkraft wiederum in Augsburg zu Ende brachte, würde ich mich über eine Email freuen: Diskutieren deutsche Partygäste dort enthusiastisch darüber, welche Rotorform bei Windrädern am meisten Strom erzeugt? Das wäre nüchtern betrachtet weniger skurril als es klingt:

Vor 30 Jahren hatte das neueste Windrad der ostfriesischen Firma Enercon noch eine Nabenhöhe ( die Höhe auf der die Gondel sitzt) von 34 Metern und 17 Meter lange Rotoren; es war damit genauso hoch wie heute das Kanzleramt in Berlin. Bei der neuesten Generation sind die Rotorblätter selbst schon um ein Vielfaches länger als diese ersten WEA-Generationen überhaupt hoch waren: Bei modernen Anlagen beträgt die Nabenhöhe bis zu 180 Meter und die Rotoren messen 90 Meter. Damit liegt ihr höchster Punkt über der architektonischen Höhe des Commerzbank Towers in Frankfurt am Main, dem immerhin höchsten Wolkenkratzer der Europäischen Union.

Das bedeutet auch, dass an den Rotorspitzen heftige Zentrifugalkräfte wirken. Wenn die Rotorblätter 90 Meter lang sind und eine Drehung 6 Sekunden dauert, dann bewegen die Enden sich mit 340 km/h durch die Luft, die dabei auftretenden Fliehkräfte entsprechen dem 18-fachen der Erdbeschleunigung. Material und Konstruktion müssen also entsprechend stabil und clever entworfen sein, damit das ganze Teil über Jahrzehnte zuverlässig funktioniert, anstatt wie ein Kartenhaus im Windkanal auseinanderzufliegen.

Wenn in politischen Debatten die Schlagwörter „Ingenieurskunst“ und „Innovation“ fallen, geht es gefühlt zu 90 Prozent um Autos, aber wie viel Gehirnschmalz in der Statik, Funktionsweise und dem jahrelangen Betrieb solcher Anlagen steckt, die ausgerechnet an besonders windigen Standorten den Unbilden der Natur trotzen, kommt bei Maischberger und Lanz enttäuschend selten zur Sprache.

Gut, warum mache ich um die Höhe jetzt so ein Gewese? Weil mit der Größe der WEA der Stromertrag überproportional steigt: Das 35-Meter-Windrad von 1988 hatte eine Nennleistung von 300 Kilowatt, die neue Generation Windturbinen für den Einsatz an Land von Siemens Gamesa wird 165 Meter hoch sein und sensationelle 6.200 Kilowatt Nennleistung haben. Der Turm ist also knapp 5 mal höher, die Nennleistung aber 20 mal höher – mit nur einer vollen Umdrehung der Rotorblätter erzeugt das Ding so viel Strom wie ein durchschnittlicher deutscher Haushalt an einem kompletten Tag verbraucht.

Entsprechend großartig ist es um das Potential der Windkraft bestellt: In Deutschland sind an Land wie gesagt bereits etwa 30.000 WEA installiert, im Schnitt speist jede eine einzelne davon pro Jahr aber „nur“ 3.500 Megawattstunden in unser Stromnetz ein, weil viele davon einfach nicht mehr die jüngsten sind. Ja, um die Windkraftanlagen in Deutschland steht es ähnlich wie um seine Radwege: Viele sind zu alt und zu klein.

Neueste Anlagen können ein Vielfaches dieser Energie aus dem Wind rausholen. Warum will niemand auf einem 200-Meter-Turm Tischtennis oder Badminton spielen? Weil es da so gut wie immer mindestens leicht windig ist (außerdem muss ja ständig jemand runterfahren und den Ball zurückholen).

Offshore-Windrad Haliade X von GE mit 14 MW Nennleistung

Dadurch und aufgrund der Länge der Rotorblätter können diese Anlagen auch bei schwacher Windstärke Strom erzeugen. Während der deutsche Windrad-Pöbel also mit lächerlichen 3.500 Megawattstunden vor sich hingurkt, kann die neueste Generation wie besagter 6,2-Megawatt-Oschi von Siemens uns an guten Standorten mit 21.000 Megawattstunden beglücken*.

(*Offizielle Rechner geben oft geringere Werte an, weil sie immer noch von sehr pessimistischen 2.000 Volllaststunden pro Jahr ausgehen. Der Fraunhofer Windmonitor hat aber schon für im Jahr 2018 errichtete WEA deutlich höhere Werte angenommen)

Ja, das ist dann halt mal das sechsfache. Oh, sechsfach? Hatten wir das Wort in diesem Artikel nicht schon mal? Genau, weiter oben, wir brauchen nämlich mittelfristig sechsmal so viel EE-Strom wie aktuell. Die Sorge, dass eure Kinder mal in einem Land leben müssen, das mit Windrädern übersät ist, ist insofern unbegründet: Wir können mit derselben Anzahl der Anlagen und heutiger Technik bereits ein Vielfaches an Strom erzeugen. An guten Standorten eben bis zu 6 mal so viel.

Nun können wir leider nicht einfach alle davon auf die aktuelle Version updaten wie eine Smartphone-App, zudem eignet sich nicht jeder aktuelle Standort für ein 200 Meter hohes Windrad und es ist auch nicht jeder Standort so windreich, dass er die oben genannten Zahlen erreichen kann. Aber es macht die Dimensionen hoffentlich greifbar. Nähme man für die Anlagen grundsätzlich gute Standorte an, käme man zusammen mit den Offshore-Anlagen im Meer schon auf 650 Terawattstunden (6,5 Megastrom).

Unser ambitioniertes Ziel waren insgesamt 15 Megastrom (1.500 Terawattstunden) im Jahr. Wenn wir die Hälfte, also 7,5 Megastrom, mit Windkraft erreichen wollen, sind wir da mit einer reinen Umstellung auf moderne Anlagen also schon mal nah dran, ohne die absolute Anzahl der Anlagen überhaupt zu erhöhen. Für den fehlenden 1 Megastrom (100 Terawattstunden) müssten wir dann noch mal 6.000 Anlagen zubauen. Ja, die Anzahl wäre dann am Ende doch noch mal etwas gestiegen, aber nur von 30.000 auf 36.000. Unser Energiemix sähe dann aber schon so aus, 9 von 15 Megastrom sind grün:

grün = Erneuerbar, braun = fossil

Okay, aber 36.000 WEA in 10 Jahren bauen, ist das nicht recht ehrgeizig? oder gar etwas verrückt? Gemessen an anderen Projekten bei großen Technologiewechseln weder noch: Deutschland hat zwischen 1865 und 1875 13.000 km Schienennetz inkl. Bahnhöfen installiert und in solchen Zeiträumen 5.000 Lokomotiven und entsprechende Züge hergestellt. Das ist wohlgemerkt über 150 Jahre her.

Es klingt machbar, im selben Land mit einem Vielfachen an Wirtschaftsleistung und enormem technologischen Vorsprung pro Jahr 3.600 Windenergieanlagen zu errichten. Klar, die installieren sich nicht von alleine, aber das gilt auch für unsere Stromleitungen, unsere Straßen, Brücken und Schienennetze. Das wurde einfach gemacht und wir haben es Wirtschaftswunder genannt.

In normalen Jahren (ohne Pandemie) werden in Deutschland über 5 Millionen PKW hergestellt, um die 100.000 Einfamilienhäuser gebaut, ca. 300.000 Wohnungen und 100.000 Fabrik- Werkstatt- und Warenlagergebäude errichtet. Es klingt nicht vollkommen von Sinnen, mit der gleichen Volkswirtschaft in selben Zeitraum 3.600 Windkraftanlagen aufzustellen.

Und was ist mit der Fläche? Naja, selbst die vom Staat potentiell ausgewiesene Fläche für Windkraft liegt laut Umweltbundesamt bei 3.100 Quadratkilometern, also weniger als einem Prozent der Landesfläche. Davon sind zudem Stand 2019 noch 40 Prozent unbebaut. Zum Vergleich: Deutschland baut allein auf einer Fläche von 23.000 Quadratkilometern Silomais für Tierfutter und Biogas an. Hat deswegen schon mal jemand Bedenken geäußert, Deutschland sei mit Maisäckern gepflastert? Selbst mit einer Verdoppelung der Windkraftstandorte würden wir immer noch 6 mal so viel Fläche für Silomais verbrauchen.

Klar, ich habe jetzt mit guten Standorten und den aktuell größten Anlagen gerechnet, dabei kann es durchaus sein, dass wir aufgrund von örtlichen Protesten auch schlechtere Standorte und kleinere Anlagen nutzen werden. Das ist dann aber eine Entscheidung, die wir als Gesellschaft treffen müssen: Wollen wir weniger, dafür aber große Anlagen an windreichen Orten wie z.B. Hügelkämmen oder kleinere, dafür aber mehr Anlagen? Zudem ist der aktuelle technische Stand ja nicht in Stein gemeißelt. Sollte die Entwicklung da weiter voranschreiten, könnten wir die benötigte Anzahl nochmal reduzieren.

Ja, auch Windkraft ist ein Eingriff in die Natur, so wie alle Formen der Stromerzeugung. Wer komplett auf Elektrizität und Wärme verzichten kann, soll das gerne tun, aber wer wie ich im Winter die Heizung anstellt, muss sich damit abfinden, dass dafür immer auch etwas Natur geschädigt wird. Ja, es sterben dadurch auch Vögel, allerdings weit weniger als durch die Glasscheiben an unseren Gebäuden, den Straßenverkehr oder Katzen und es gibt vielversprechende Erkenntnisse, um das in Zukunft noch zu verringern. Zudem würde eine fortschreitende Erderwärmung weit mehr Vogelexistenzen beenden als alle WEA weltweit.

Und ja, WEA verursachen Infraschall. Es gibt immer noch keine seriöse Untersuchung, die aus den auftretenden Schallpegeln stichhaltig Gesundheitsrisiken ableiten konnte und es würde mich sehr überraschen, sollte sich das je ändern: Autoinsassen sind Infraschallemissionen von bis zu 100 Dezibel ausgesetzt, wir müssten dann den kompletten Straßenverkehr verbieten.

Die viel interessantere Frage ist doch: In unserem Modell liegen wir bei 9 von 15 erneuerbaren Megastrom im Jahr, woher kommen denn jetzt die fehlenden 6, die im Bild so unschön braun eingefärbt sind? Darum geht es dann nächste Woche in Teil 3.

______________________________________________________________________________

Dieser Text wäre nicht zu Stande gekommen, wenn mich nicht viele großzügige Menschen unterstützen würden, die zum Dank dafür in meiner Hall of Fame aufgelistet sind.

Damit der hiesige Blogger sein Leben dem Schreiben revolutionärer Texte widmen kann ohne zu verhungern, kannst Du ihm hier ein paar Euro Unterstützung zukommen lassen. Er wäre dafür sehr dankbar und würde Dich dann ebenfalls namentlich erwähnen – sofern Du überhaupt willst.

26 Gedanken zu “How to Energiewende in 10 Jahren, Teil 2: Dann müssen wir ja alle Bäume für Windräder fällen

  1. Herzensdank dem Schreiberling. Der Text ist für mich nachvollziehbar. Jetzt bin ich gespannt auf Teil 3. Wir werden doch diese hässlichen braunen Balken auch noch weg bekommen.
    Dir und Deinen Lieben ein schönes entspanntes Wochenende
    Gruß
    Barbara

  2. Wie du einfach eine Einheit erfindest ^^ . Ich musste kurz lachen. Aber wenns den Lesern hilft das Thema besser zu verstehen ists OK 😉 Schöner verständlicher Text!

  3. Fairerweise muss man allerdings auch dazu sagen, dass man nicht einfach kleinere Anlagen exakt gleich durch größere ersetzen kann. Der Abstand zwischen den Anlagen muss ja auch entsprechend vergrößert werden. Die Fläche, von der aus die Windräder deutlich sichtbar sein werden, wird also zusätzlich wachsen.

    Nicht, dass das problematisch wäre. Gleichzeitig geht ja auch die visuelle Störung durch die verringerte Rotationsfrequenz zurück. Ich finde es nur ehrlich das auch zu benennen.

  4. Hallo Verfasser

    Wie viel Strom braucht das dekarbonisierte vollelektrifierte Deutschland?

    Quaschning geht von 1300 TW h aus und Sie folgen ihm.

    Das ist aus folgenden Gründen zu niedrig.

    Die Kreislaufwirtschaft erhöht den Stromverbrauch.

    Quachning nimmt den heutigen Energieverbrauch und ersetzt Kraftwerke durch Windturbinen, PV und Speicher. Das bisherige System ist ein offenes System, das zukünftige System ist ein geschlossenes System. Nicht nur die Kreisläufe der Metalle, Werkstoffe, und Baustoffe werden geschlossen. Bei einigen Metallen sind die aktuellen Recyclingquoten recht gut, aber längst nicht nahe 95 % und das ist notwendig.. Bei den meisten anderen ist sie unterirdisch. 1 %.
    Der Strombedarf dieser Werke der Kreislaufwirtschaft kommt hinzu.

    Wetterextreme nehmen zu

    Bereits jetzt kommt es zu Ertragsausfälle bei erneuerbarer Energie durch Wetterextreme. Hinzu kommen Notfallreserven für Katastrophen sowie als neue Industrie, die bisher nicht notwendig war, die energieintensive Wasserentsalzung

    Primärstrom wird nicht ausreichen.

    Wir werden mehr Speicher brauchen, als die Modellersteller annehmen. Alleine schon wegen der Veränderung des Wetters. Power to Storage to Power bedeutet Umwandlungsverluste beim Speichern und beim Entspeichern. Die Kennzahl, die beide erfasst, ist die round trip efficiency. Je nach Speichertyp in Abhängigkeit vom notwendigen time shift und dem Speichervolumen liegen die derzeitigen round trip efficiencys zwischen 80+% und 60 %. Ich würde nach solchen Daten suchen, bevor der Artikel über Speicher erscheint.

    Die Erzeugungskosten Strom sinken durch Wind- und PV- Strom

    Das passierte bereits bei den früheren Energiewenden. Neue Erzeugungsverfahren konnten entwickelt werden, bestehende wurden preiswerter. Fatalerweise bedeutet das, das der Stromverbrauch durch zusätzliche Nutzer und Nutzungen ansteigen wird. Bekannt als Jevons-Paradoxon.

    Deshalb die gute Nachricht zum Schluss. Das wird in Deutschland nicht passieren.
    Deutschland wird ein renewable pull erleben. Außer es importiert wie bisher Energie als Strom oder als Energieträger.

    Deutschland hat global gesehen nur kleine Ressourcen an Wind- und erst recht an Solarstrom. Nach dem Report The Sky is the limit von carbon tracker ist Deutschland zusammen mit Belgien das Schlusslicht

    https://carbontracker.org/reports/the-skys-the-limit-solar-wind/

    Um das Bild mit dem Schlusslicht Deutschland zu sehen, muss man etwas scrollen.

    Zusätzliche Nutzer und Nutzungen sind in Deutschland nur bei Energieimporten möglich, sonst nicht.

    Was bedeutet renewable pull. Das ist die Verlagerung energieintensiver Industrien in Länder mit reichen Ressourcen an Wind- und Solarstrom. Eine solche Verlagerung hat es auch schon bei der vorherigen Energiewende gegeben.

    Sie können natürlich freischalten, was Sie wollen.

    Ich bin mir ziemlich sicher, das alles, was ich in diesem Kommentar geschrieben habe, so passieren wird.
    In wenigen Jahren werden das alle wissen. Mehr Zeit gewinnen Sie nicht.

    • Hallo Luiz,

      nein, ich gehe nicht von 1.300 TWh aus. Wieso kommentierst du hier Texte, die du nicht gelesen hast?

      Ferner nimmt Herr Quaschning nicht einfach Wind + PV und rechnet mit heute verbrauchten Energien, sondern geht auch von Mehraufwänden für Speicherung und Industriewärme aus.

      Ich würde es begrüßen, wenn du hier weniger Strohmannargumente verwenden würdest.

  5. @Luiz Cruz:

    Kreislaufwirtschaft: Da fehlt mir der ein oder andere erklärende Satz. Geht es darum, dass zu viel Energie verbraucht wird, weil noch zu wenig recycelt werden kann? Oder eher dass zu viel Energie verbraucht wird für das Recycling? In beiden Fällen könnten Innovationen beim Recycling zumindest gegenwirken. Und dass es zusätzlich noch andere Entwicklungen geben muss – weniger verbrauchen und somit produzieren, was überhaupt recyclet werden muss und was sowohl im Rohstoffabbau, der Herstellung und dem Recycling Energie kostet – ist doch auch klar.

    Wetterextreme – sind eine Folge des Klimawandels und damit indirekt besonders der nicht-erneuerbaren Energien. Auch wenn viel Schaden schon geschehen ist wäre das noch ein Argument mehr für eine möglichst rasche Energiewende zu erneuerbaren Energien…

    Stromspeicher: Interessant ist das schon, aber etwas Kontext fehlt mir da auch. Zum Beispiel ein Vergleich mit dem Speicherverlust und dem Wirkungsgrad bei fossiler Energie und ein Vergleich, wie diese Werte sich für verschiedene fossile wie erneuerbare Energien durch Innovationen verändert haben bzw. sich daher voraussichtlich verändern werden.
    Dazu ein schönes Stichwort, das einen deutschen Mann in meinem Bekanntenkreis tatsächlich sehr begeistert hat 🙂 – Pumpspeicherkraftwerke. Bei hohem Energieaufkommen (windige und sonnige Tage) wird Wasser nach oben gepumt. Bei geringem Energieaufkommen (windstille Nächte) kann das Wasser dann nach unten geleitet werden, wo es über Turbinen Strom erzeugt. Sicher nicht die einzige notwendige Methode, aber eine interessante von vielen.

    Erzeugungskosten sinken: Prima, dann bleibt mehr Geld für den Bau weiterer erneuerbarer Energieanlagen, Geld für Forschung zur Verbesserung und/oder für weitere notwendige Maßnahmen (Recycling usw.). Auch interessant, dass der Verbrauch auch stark vom Preis und nicht ausschließlich vom strengen Bedarf abhängt. Das heißt nämlich de facto größeres Einsparpotenzial als viele vermuten. Und wenn der Strom in der Erzeugung nun billiger wird und dann stärker nachgefragt wird, wird er ja auch wieder teurer, wenn noch nicht so viel davon verfügbar wäre. Ergo weniger Stromverbrauch… So wie beschrieben klingt das Jevons-Paradox sehr leicht zu umgehen?

    Gut, aber wenn das „in Deutschland eh nicht passiert“, wofür genau war dann das Argument? Es klingt jedenfalls wie „aber das geht nicht weil wir dann unseren Status als Industrieland verlieren“.

    Der renewable pull würde, so wie es klingt, der deutschen Wirtschaft ohnehin nur schaden, solange global weiter kapitalistisch gewirtschaftet wird. Aber das führt ohnehin zu riesigen Problemen, die nur aktuell selten Deutschland als großem Industieland schaden. Würde sich Industrie nennenswert verlagern, würde das ja an sich gar nichts an den eigentlichen Problemen ändern, sondern sie nur verschieben. Bezeichnend, dass Manches erst bzw. gerade dann als Problem erkennbar wird / kritisiert wird, wenn‘s eine*n selbst betrifft. (Und das meine ich nicht persönlich, sondern sehr allgemein.)
    Mal ganz abgesehen davon, dass es in der ganzen Frage nicht nur um Deutschland geht – und davon, dass Wirtschaftsleistung in einem Gebiet ohnehin nicht proportional zur Lebensqualität dort steht.

    Ja, sehr interessant, bin jedenfalls gespannt auf Teil 3 bis 10 🙂

    • Hallo Marius,

      Kreislaufwirtschaft

      Die Recyclingquote ist vor allem bei den Stählen, den Aluminium- und Kupferlegierungen gut. Notwendig aber auch da nicht erreicht, wären 95 %, wenn wir die Metalle auch noch in 1000 Jahren nutzen wollen. Bei vielen anderen Metallen verschwindet das meiste auf Deponie, wird in Altgeräten exportiert oder bei metallurgischen Prozessen verschlackt. Es handelt sich oft um kleine Mengen pro Altgerät, die im Stofffluss des Recyclings einfach untergehen.

      Ein funktionierendes Kreislaufsystem setzt eine transparente Angabe der Inhaltsstoffe und ein exzellentes Sortieren und Zerkleinern voraus. Ganz zu Schluss, jedenfalls bei Metallen ,eine nasschemische oder schmelzmetallurgische Raffination. Vor allem letzteres ist energieaufwendig.

      Weniger energieaufwendig als die Primärproduktion, aber die wird wohl dem renewable pull folgen. Das wäre eine deutliche Stromeinsparung.

      Nebenbei. Auch der Kreislauf der Ernährung wird geschlossen. Wir Menschen werden wieder die Pflanzen ernähren. Abwasserwerke MÜSSEN den Phosphor entfernen, um die Zusetzungen ihrer Leitungssysteme zu verhindern. Als Magnesium-Ammonium-Phosphat kurz MAP.
      Es ist ebenso aufwendig. Stickstoffdünger zu erzeugen wie Ammonium in Abwasser zu zersetzen. Das spart also auch Energie und im übrigen auch Wasserstoff, der gegenwärtig vor allem für Ammoniumdünger gebraucht wird.

      Stromspeicher

      das ist kein Kapitel für sich, das ist ein Ozean. In den letzten Monaten kamen immer weitere Batterien und andere Energiespeicher hinzu, die entweder marktreif sind oder deren Marktreife in wenigen Jahren zu erwarten ist. Wenn ich alle wichtigen Entwicklern von Energiespeichern aufzählen würde, entsteht eine sehr lange Liste. Da bin ich inzwischen völlig tiefenentspannt.

      Pumpspeicherwerke? Warum unbedingt oberirdisch. Pumpen kann man auch durch Verdichter ersetzen und Wasser durch Luft, H2 selbst CO₂ im geschlossenen System.
      Kavernen haben wir genug. Da ist round trip efficiency auch sehr gut, wenn man die Verdichtungswärme speichert.

      H2 halte ich wie Michael Liebreich für überschätzt. Meine hydrogen ladder ist noch karger als seine. Die H2 Reduktion der Eisenerze ist ganz nett, aber die elektrolytische Reduktion der Eisenerze wie bei Al ist viel spannender. Abgas ist dann O2. Entwickeln Boston Metal und Acelor Mittal. Dauert noch, aber kommt. .

      Die Vergleichsdaten Der Energiespeicher mit den fossilen Umwandlungsverlusten gibt es sicher, die fossilen verlieren, aber es ist nicht mein Interesse. Ich bin völlig ausgelastet mit meinen Interessen im Rahmen der Disruption.

      Mich interessieren im neuen vollelektrifizierten System auch die Speicher, aber noch mehr die Umstellung auf alleinige Stromnutzung in der Verfahrenstechnik und Chemie sowie die Kreislaufwirtschaft in der Landwirtschaft und der Erzeugung von Nahrungsmitteln in Reaktoren. Das ist noch Neuland, das andere bereits Etappe.

      Renewable pull

      Der renewable pull wird vor allem in Australien propagiert. Australien exportiert Erze in gigantischen Größenordnungen und ist überreich an Solar- und Windpotential. Warum Erze exportieren, wenn man die Wertschöpfungskette ins eigene Land verlagern kann? Die Erze werden bisher nach China, Japan und Korea exportiert. Im Grunde tranportiert man 1/3 Sauerstoff.

      In Chile ist es ähnlich. Das Andendreieck ist überreich an Solarenergie und in Patagonien winkt ein extremer Windertrag. Da wäre ein Windnerd wie mein Vater völlig aus dem Häuschen und der hat in Marokko den Passat erlebt.. 60 bis 70 % Kapazitätsfaktor in Patagonien. Porsche zieht da einen Windpark hoch.

      Ist es da nicht naheliegend, solche Stromressourcen in Chile für die Erzverhüttung zu nutzen. Gilt auch für Bolivien, Peru und Argentinien (Li Salare)

      Dann gibt es Länder, die haben Solar- und Wind im Überfluss, aber nur wenig Erze. Nicht nur die MENA-Staaten, auch andere wie Namibia und die Mongolei.

      Oman bietet man ganz Feines. Wenn die Sonne untergeht, kommt der Nachtwind. Erwartet wird ein 70 % Kapazitätsfaktor für das 25 GW Projekt. Das wird man für Elektrolysen nutzen. Kann ein grünes statt petrochemisches Zentrum werden, in dem nicht nur H2 erzeugt wird.

      Die MENA-Staaten haben grüne Energie im Überfluss und brauchen Arbeitsplätze für ihre Bevölkerung. Die vielen gut ausgebildete STEM Experten fehlt die Arbeit. Der Frauenanteil in den STEM Fächern an den Unis ist am Golf über 50 %, im Berufsleben deutlich geringer.
      Einige Unternehmen reagieren darauf. Z.B. Emirates Global Aluminium. Fördert Frauen mit technischer Ausbildung. Der Frauenanteil in ihrer technischen Ebene ist beachtlich. Auch bei den Betriebsingenieurinnen. Sehr ungewöhnlich.

      Al Elektrolysen gibt es auch in Bahrain, Katar und Oman. Derzeit überwiegend durch konventionelle Kraftwerke versorgt. Wie auch die Stromfresser, die Wasserentsalzungsanlagen. Die Emirates Global Aluminium wird noch von 5 GW Kraftwerken versorgt. Der erste 5 GW Solarpark substituiert. Auf 70 km².
      Notwendig sind 3 dieser Giganten. Nur für dieses eine Unternehmen.

      Gruss
      Luiz

  6. Du kannst doch nicht den Batteriespeicher mitten in Bispingen aufstellen. Da muss man doch durch, wenn man vom Norden aus in den Heidepark will.
    Womit wir beim „Bitte nicht in meiner Nähe“ wären.
    Wir alle wollen etwas ändern, aber wir wollen keine Veränderungen unseres Lebens.

  7. Hallo,

    sehr interessante Serie, vielen Dank. Freue mich schon auf die weiteren Teile, insbesondere PV. Hätte nicht gedacht, dass in Windkraft noch so viel Potenzial steckt, obwohl ich mich sehr für erneuerbare Energien interessiere.

    • Das habe ich erst für Bullshit gehalten.

      Windcatching
      https://windcatching.com/

      Bis ich mir angesehen habe, wer Fertigungspartner ist und wer investiert.

      Die Windenergie verachtfacht sich, wenn sich die Windgeschwindigkeit verdoppelt. Nur haben normale 6 bis 12 MW Turbinen bereits so hohe Geschwindigkeit der Rotorspitzen, das sie oberhalb der Nenngeschwindigkeit den Anstellwinkel verändern müssen, da eine noch höhere Rotorspitzengeschwindigkeit nicht mehr möglich ist.

      Die Windenergie von Stürmen kann eine übliche Windturbine nur zum abnehmenden Teil nutzen. Bei 120 bis 140 km/h muss sie ohnehin aus dem Wind gedreht werden. Bei 200 bis 240 km/h muß man hoffen, das die Rotorblätter überleben. Typhoon proof ist derzeit mehr Versprechen und Ziel als Realität.

      Wie eine so schmale und hohe Offshore Struktur stabil bleiben soll, ist mir auch rätselhaft. Aibel sind Spezialisten für Offshoretechnik. Die kennen die Gewässer um Norwegen und die Herausforderungen, denen das Material und Bauteile stand halten müssen.

      Gruss
      Luiz

  8. Nur kurz, damit ich es beser verstehe: Du bezeichnest Kernkraft als Co2-neutrale Energiequelle. Das Ökoinsitut Freiburg beuafschlagt Kernenergie mit bis über 100g CO2e. Dabei gehen sie von einer „Entsorgung des radioaktiven Mülls“ aus, für die es ja bisher weltweit keine einzige Lösung gibt. Das heißt man müsste die Energiekosten für die nahezu ewige Lagerung des radioaktiven Mülls noch draufschlagen.

    • Die Berechnung des Öko Insitutes geht vom derzeitigen Energiemix bei der Gewinnung und Erzeugung des Uranbrennstoffes und bei der Endlagerung der radioaktiven Abfälle aus.

      Die Dekarbonisierung und Vollelektrfizierung wird die Wertschöpfungskette des Urans ausnehmen? Auch eine Ansicht.

      Seit etwa 2019 beginnt der Bergbau weltweit, PV- und Windstrom zu nutzen und seine mobilen Abbaumaschinen und Transporter auf E-Antrieb umzustellen. Das wird noch ein paar Jahre dauern, aber dann ist der Betgbau vollelektrizert. In einigen Bergbauländern ist da naheliegend, weil sie ohnehin im Sunbelt liegen.

      Die eigentliche Herausforderung der Generation IV Reaktoren, egal ob mit Salzschmelze, Natriumschmelze oder Bleischmelze, ist ein ganz andere. Es ist alte Herausforderung.

      „the main challenge confronting nuclear power was to find materials, and metals in particular, that could last long enough in the face of radiation and the chemically destructive effects of corrosion“

      https://news.mit.edu/2021/michael-short-nuclear-materials-0727

      Zitat Ronald Ballinger MIT. Sein Schüler und praktisch Nachfolger Michael Short versucht diese Herausforderung zu meistern.

      Ich denke, das wird erst gelingen, wenn man Reaktorwerkstoffe grundsätzlich neu denken. Einerseits müssen sie gut Wärme übertragen, andererseits sollen sie so inert wie Tiegelwerkstoffe sein.

      Das sind gegensätzliche Ziele

  9. Ich verstehe, dass solch ein Thema nicht ohne weiteres in ein paar Sätze verpackt werden kann. Der Grad zwischen Nerdtum und Verständlichkeit ist schmal. Finde Deinen Ansatz in diesem Kontext bemerkenswert gut. Stets transparente Hinweise bezüglich Deinen Annahmen (über die immer gestritten werden kann, aber deswegen ist mir die Transparenz zur Einordnung so wertvoll), verständliche Grafiken und einwandfreie Verlinkungen.

    Nicht nur inhaltlich hervorragend, auch der wahnsinnig gute und, wie ich finde, sehr lustige Schreibstil begeistern mich. Ganz lieben Dank!

  10. Das heisst: Die Regierung müsste mehr darauf setzen die alten Windräder durch neue effektivere zu ersetzen. Und das müsste später, wenn die Effizienz von WAE deutlich erhöht wird, wiederholt werden? Wir kommen auch nicht darum herum, neue WAE zu errichten aber wir würden jetzt nicht die Fläche zukleistern mit WAE wie gerne behauptet wird? Vielleicht klingt das alles ein bisschen zu rund, aber wenn man damit schon mal einen großen Teil der Stromerzeugung abdecken kann, frage ich mich halt immernoch was dagegen spricht?

  11. Muss alles neu genehmigt werden, was – dank einer Menge an Vorschriften – sehr kompliziert ist. Außerdem sollten Windräder nicht nur einfach deswegen ersetzt werden, weil es bessere gibt.

  12. Ich habe noch ein paar Anmerkungen zu deiner schönen Artikelserie !

    Energieverbrauch BRD – 1500 Terrawattstunden, puh wäre das toll, wenn wir dahin kämen.
    2017 waren es 3650 Terrawattstunden Primärenergieverbrauch.

    Seit Anfang der neunziger Jahre werden Gebäude verstärkt isoliert – wir sparen Energie.
    Aufgefressen wurde die ganze Ersparnis durch eine vergrösserte Wohnfläche pro Kopf.

    Die Autos wurden immer besser und besser, aber das Gewicht stieg und die durchschnittliche Motorleistung.
    Der Verkehrssektor hat seit 30 Jahren nichts zur Energiewende beigetragen.

    Vielleicht muss der ganze Verkehrssektor neu gedacht werden.

    Meine 75 kg Gewicht trägt mein 10 kg Fahrrad.
    Meine 75 kg Gewicht trägt mein 1500 kg Auto.
    Komische Verhältnisse.
    Energiesparen muss man wohl an anderer Stelle – klar mit Elektrokisten fällt da was weg.

    Einheit Megastrom?

    Kürzlich habe ich ein Buch von den Professoren Gaukel und Holler gelesen:
    „Erneuerbare Energien ohne heiße Luft“.
    Um diese riesigen Energiemengen griffig zu machen,
    verwenden sie die Angabe Kilowattstunden pro Tag pro Mensch.
    Im Jahr verbrauchte jeder Deutsche 2017 125 kWh Primärenergie pro Tag.
    Das ist sehr konkret und gut vorstellbar.
    Das Buch gibt es als E-Book gratis.

    Windkraftanlagen

    Jedes Windrad braucht einen Abstand von 5 mal Rotordurchmesser zum nächsten Windrad, damit die Leistung durch die Nähe der anderen Anlage nicht gemindert wird.
    Die 6 MW Anlage, die du nennst, hat 154 m Rotordurchmesser, also braucht sie ein
    Viereck von 770 × 770 m als Aufstellfläche, macht ca. 0,6 km² pro Anlage.
    Für 36.000 braucht man 21.344 km² (siehe Gaukel/Holler Kapitel 5.3).
    Leider erheblich mehr – gut, ein Teil davon würde offshore stehen.

    Leistung/Jahresertrag Windkraftanlagen

    In dem gleichen Kapitel von Gaukel und Holler wird der durchschnittliche Jahresertrag von 7 deutschen und onshore Windparks bezogen auf die Fläche in W/m² angegeben. Das Mittel liegt ungefähr bei 2,6 W/m².

    Wenn ich den Jahresertrag der 6 MW Anlage von 21 Millionen kWh auf die Fläche 770m × 770m beziehe, ergibt das eine Leistung von ca. 4W/m².
    Das wäre eine Wirkungsgraderhöhung um 54 % der Einzelanlage gegenüber den existierenden Windparks. Die modernen Anlagen haben schon einen Wirkungsgrad von ca. 50 %,
    der theoretisch mögliche beträgt 59%.
    Irgendwas stimmt da nicht, befürchte ich.

    Gruß Helmut

  13. Der oben beschriebe hypothetische wei komplett unnötig große TeslaAkku der Deutschland eine einjährige Dunkelflaute abdeckt, vergleichbar mit dem Volumen das deutschen Kohlebagger in ein paar Jahren umgraben. Das Volumen wäre da.

  14. Der Artikel ist gut und verständlich geschrieben, mein ausdrückliches Lob dafür. Vor allem macht er gut klar, warum es eben doch immer weniger WEA braucht um immer mehr Strom zu erzeugen.

    Nichts zum Trotz erscheinen mir die WEA als die moderne Antwort auf AKW, die Technik mag gut sein und doch ist vieles unüberlegt. Auch wenn man irgendwann vll. nur noch ein viertel der Anlagen braucht um drei mal so viel Strom damit herzustellen wie heute, wenn diese in bewaldetes Gebiet gebaut werden und dafür massig Bäume gefällt werden ist das nicht gut. Auch gibt es für den Betrieb der Anlagen in Sachen Umweltschutz zu wenig Auflagen, das bezieht sich vor allem auf den Brandschutz und auch den Umgang mit auslaufenden Betriebsstoffen. Obendrein gibt es für die Betreiber keine bzw. kaum Auflagen wie mit abgeschriebenen und abgeschalteten Anlagen bzw. gar abgebrannten Anlagen umzugehen ist. Hier muss am Ende wie bei den AKW’s und den Kohlekraftwerken der Bürger wieder finanziell einspringen, weil es dem Betreiber nicht zu zumuten ist bzw. ihm da druch ein finanzieller Schaden entsteht.
    Kritisch bleibt übrigens auch, dass WEA immer größer werden. Logisch werden sie dadurch effizienter, aber der Bau wird damit auch mit einem immer größeren Eingriff in die Natur verbunden und obendrein werden die Anlagen auch für die Luftfahrt zum immer größeren Problem.

Schreibe einen Kommentar

Durch die weitere Nutzung der Seite stimmst Du der Verwendung von Cookies zu. Weitere Informationen findest Du in der Datenschutzerklärung

Die Cookie-Einstellungen auf dieser Website sind auf "Cookies zulassen" eingestellt, um das beste Surferlebnis zu ermöglichen. Wenn du diese Website ohne Änderung der Cookie-Einstellungen verwendest oder auf "Akzeptieren" klickst, erklärst du sich damit einverstanden.

Schließen