Die Speicherproblematik der Energiewende: ein kurzer Einblick

Frank Endres, Walsrode, 25.04.2015

Prof. Dr. Frank Endres

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„Wenn es in Europa erst einmal genügend Nein ! Ohne Speicher Grundlast Windkraftanlagen gibt,ististeine das stabile Netz stabil, weil alleine irgendwo mit Windkraftanlagen UNMÖGLICH immer der Wind weht, außerdem ist!der Strom dann kostenlos!“

Frank Endres, Walsrode, 25.04.2015

Kann ein europaweites Windkraftnetzwerk Grundlast liefern ?

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Strombedarf 2013: 600 TWh (600 Milliarden kWh) Senkung des Strombedarfs nur mit De-Industrialisierung denkbar, denn die Industrie verbraucht rund 75% des Stroms. Elektromobilität erhöht den Strombedarf. Notwendige Leistung: 70 GW (gemittelt) Auslastung von WKA: 12%  mind. 600 GW WKA (100 % Wirkungsgrad bei Speicherung/Rückverstromung)  mind. 1200 GW WKA (50% Wirkungsgrad bei Speicherung/Rückverstromung)

Zwischenfazit: Eine Vollversorgung Deutschlands mit Windstrom erfordert unter Berücksichtigung der Speicherung 15 – 30 x mehr WKA als heute (40 GW) aufgestellt sind.

Frank Endres, Walsrode, 25.04.2015

„Grundlast“ mit Windkraftanlagen

Und woher kommt die Energie für die Gebäudebeheizung ? 3/8

Welche Energiemengen muss man zwischenspeichern können ?

Rechenbeispiel 1 (Flaute):

600 TWh (600 Milliarden kWh) 360 TWh

Im Winter gibt es kaum Ertrag mit Photovoltaik, und eine „Flaute“ über Europa kann einen Monat anhalten. Mindestbedarf zum Speichern: Alle Pumpspeicherkraftwerke zusammen:

52 TWh (70 GW * 31 * 24h) 0,04 – 0,15 TWh

Frank Endres, Walsrode, 25.04.2015

Strombedarf 2013: Strombedarf 2050:

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Welche Energiemengen muss man zwischenspeichern können ?

Rechenbeispiel 2 (Sturmfront):

600 TWh (600 Milliarden kWh) 360 TWh

Die beiden diesjährigen Stürme zeigten, dass die Auslastung von WKA für ein paar Tage durchaus 75% betragen kann. Annahme 1: 600 GW WKA würden ansonsten eine „Grundlast“ von 70 GW liefern. Bei einer Sturmfront würden in diesem Szenario 450 GW Leistung anfallen. Annahme 2: Strom lässt sich mit 100% Effizienz speichern Eingespeiste Leistung: 450 GW Last: 70 GW Zu speichernde Leistung: 380 GW

Frank Endres, Walsrode, 25.04.2015

Strombedarf 2013: Strombedarf 2050:

Annahme 3: 5-tägige Sturmfront 380 GW * 24 h * 5 (Tage) = ca. 50 TWh 5/8

Wie kann man denn eigentlich Strom speichern ?

Für 1 kWh (W = m*g*h): 1000 Für 50 x 109 kWh: 50 x 1012 Volumen des Bodensees: 48 x 1012

Liter Wasser 360 Meter hoch pumpen. Liter Wasser 360 Meter hoch pumpen Liter

Power to Gas: Annahme 1: „Windstrom“ kann mit 100 % Effizienz in Wasserstoff umgewandelt werden. Annahme 2: Brennstoffzellen oder GuD-Kraftwerke rückverstromen mit 70% „Wirkungsgrad“ Speicherbedarf: H2-Energieinhalt: Speicherbedarf: Erdgasnetz:

70 TWh 3 kWh/m3 ca. 23 x 109 m3 ca. 20 x 109 m3

Bei der Umwandlung von H2 mit CO2 in Methan resultieren weitere Verluste ! Strom wird dann ca. 2 EUR/kWh kosten.

Frank Endres, Walsrode, 25.04.2015

Pumpspeicherkraftwerke:

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Wie kann man denn eigentlich Strom speichern ?

Batterien:

Speicherbedarf: 50 TWh (50 x 109 kWh) Typische Bleibatterie (Auto): 1 kWh Zahl der notwendigen Batterien: 50 x 109 Deren Ladeleistung: 50 GW (380 GW wären nötig) Zahl der Deutschen: 80 x 106 Zahl der Batterien pro Bürger: 625 Wie teuer wird die Speicherung von 50 TWh elektrischer Energie mit Batterien? Annahme: Batterien kosten 100 EUR/kWh und haben eine Lebensdauer von 10 Jahren

Frank Endres, Walsrode, 25.04.2015

Annahme 1: „Windstrom“ kann mit 100 % Effizienz in Batterien gespeichert werden. Annahme 2: Rückverstromung erfolgt mit 100% „Wirkungsgrad“

=> Jeder Bürger muss alle 10 Jahre 62.500 EUR für die Speicherung „Erneuerbarer Energien“ zahlen, i.e. 6250 EUR pro Jahr. => Eine 4-köpfige Familie mit einem Stromverbrauch von 5000 kWh zahlt in diesem Szenario einen Speicherpreis von 5 €/kWh 7/8

Erdgas: Erdöl: Kohle: Uran aus Bergbau: Uran aus Meerwasser: Thorium: Kernfusion:

unklar, ca. 200 Jahre (chemisch synthetisierbar) unklar, ca. 100 Jahre (chemisch synthetisierbar) unklar, ca. 200 – 3.000 Jahre (kann mit Wasserstoff leicht verlängert werden, coal to liquid) unklar, ca. 100 - 300 Jahre z.Zt. nicht wirtschaftlich, >1.000 Jahre > 1.000.000 Jahre bei Vollversorgung der Menschheit nicht absehbar, theoretisch unbegrenzte Energiequelle

Fazit: Die Energiewende ist technisch oder wirtschaftlich nicht möglich.

Frank Endres, Walsrode, 25.04.2015

Wie endlich sind die Ressourcen eigentlich ?

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