Reden wir mal über Geld. Ausnahmsweise.

Wir tun das nur ungern, weil wir zunehmend diesem schon recht alten Indianerspruch anhängen. Wir Autoren des Orangebuch gehören zur Generation 60+ und sind damit ebenfalls schon etwas betagt. Altern fördert als unvermeidbare Nebenwirkung oft neue Erkenntnisse zutage. Demnach betrachten wir Geld bzw. den Besitz großer Mengen davon nicht (mehr) als das erstrebenswerteste aller möglichen Lebensziele.

Es kann gut sein, dass wir damit von allgemeingültigen gesellschaftlichen Normen abweichen. Diese suggerieren uns schließlich permanent die fundamentale, fast alles entscheidende Bedeutung des Geldes. Das geschieht nicht direkt, sondern eher subtil. Die Werbung erzeugt das Verlangen nach Dingen, die wir ohne Werbung gar nicht kennen würden. Ständig sind wir dazu angehalten, uns mit anderen, vermeintlich besser Gestellten zu vergleichen. Wir schimpfen laut auf die „da oben“, wollen aber insgeheim genauso sein wie sie. Dazu benötigt man vor allem eines – Geld.

Unsere alternative, „querdenkerische“ Sichtweise auf das Thema Geld bricht mit diesen Konventionen. Wir haben immerhin den Eindruck gewonnen, als würde sie von immer mehr Menschen, auch jüngeren geteilt.

Wie wir die EU-Taxonomie, die Kosten der Energiewende und die aktuellen Energiepreise bewerten, lesen Sie ausführlicher hier.

Netzfrequenz – wir haben nachgemessen

m Orangebuch S. 43ff haben wir die Bedeutung der Netzfrequenz ausführlich erläutert. Kurz gesagt gilt:

Die Netzfrequenz ist ein unbestechliches Maß für die Stabilität unseres Stromversorgungsnetzes.

Wer sich über die Aussagen des Orangebuchs hinaus mit dem Thema auseinandersetzen will, wird z.B. unter

https://www.netzfrequenzmessung.de oder

https://www.netzfrequenz.info/

fündig. Auch die private Messung und Aufzeichnung der Netzfrequenz ist mittlerweile mit vertretbarem Aufwand möglich. Hierzu verweisen wir auf das Projekt von Jens Müller. Wir haben eine seiner Messeinrichtungen bei uns im Einsatz. Die von ihr gelieferten Ergebnisse korrelieren auf das Millihertz genau mit den auf den o.g. Seiten gelieferten Werten.

Was wir in den letzten Wochen damit gemessen und in Verlaufskurven ausgewertet haben, gibt uns zu denken. Mehr noch – einige Schlussfolgerungen, die sich daraus ableiten lassen, versetzen uns in Alarmstimmung. Die Betrachtung der ARD vom 23.11.2021 greift unserer Meinung nach zu kurz.

Details hier.

Die Auswirkungen eines Blackouts abmildern – persönliche Prävention

Welche Möglichkeiten haben wir als Bürger, uns auf extreme Situationen wie einen flächendeckenden Blackout vorzubereiten? Um ehrlich zu sein – sie sind ziemlich begrenzt. Egal welche Vorsorgemaßnahmen wir treffen, egal wie umfangreich sie ausfallen – wir müssen uns darüber im Klaren sein, dass wir dennoch mit massiven Einschränkungen zu rechnen haben.

Das Büro für Technikfolgen-Abschätzung beim deutschen Bundestag hat im Jahr 2011 eine Studie mit dem Titel „Was bei einem Blackout geschieht, Folgen eines lang andauernden und großräumigen Stromausfalls“ veröffentlicht.

Wir haben bereits 2016 in unserem Orangebuch auf diese Quelle hingewiesen.

Wenn man heute, im Oktober 2021, die Empfehlungen des Bundesamtes für Bevölkerungsschutz und Katastrophenhilfe (BBK) ernst nimmt, so gewinnt man den Eindruck, die Damen und Herren dieser Behörde haben die oben genannte Studie nie gesehen. Anders lassen sich die im „Ratgeber für Notfallvorsorge und richtiges Handeln in Notsituationen“ unterbreiteten Empfehlungen nicht erklären.

Auf Seite 10 unten finden wir folgenden Satz, der sich auf den Ausfall der Energieversorgung bezieht:

Mit einem Vorrat an Lebensmitteln und Getränken für 10 Tage sind Sie hierfür gerüstet.“

Die Studie des Büros für Technikfolgen-Abschätzung weist jedoch unmissverständlich darauf hin, dass bereits nach sechs Tagen eines lang andauernden Stromausfalls die staatliche Ordnung, so wie wir sie kennen, zusammengebrochen ist. Der BBK-Ratgeber suggeriert dagegen, mit ein wenig Essen und Trinken müssen wir nur 10 Tage durchhalten – danach wird alles wieder gut. Natürlich ist eine sinnvolle Bevorratung mit notwendigen Dingen richtig und wichtig. Sie hilft aber nicht weiter, wenn man nichts nachkaufen kann, weil die gesamte Infrastruktur nach diesen 10 Tagen längst nicht mehr funktioniert. Diese Infrastruktur basiert im Industriezeitalter nun einmal unbestreitbar auf einer stabilen Stromversorgung. Ist diese nicht gegeben, folgen daraus zwangsläufig die für jedermann sicht- und spürbaren Notsituationen. Fehlender Strom darf demnach keinesfalls nur als lästige Begleiterscheinung anderer Katastrophen betrachtet werden.

Das Ziel einer jeden Vorsorgemaßnahme muss somit die Verhinderung eines flächendeckenden Stromausfalls sein. Die einzige Möglichkeit dazu besteht in einer konsequent dezentral organisierten Stromversorgung des gesamten Versorgungsgebietes. Eine Großstörung der Stromversorgung würde bei einem solchen Design nicht zu einem flächendeckenden Stromausfall führen. Das gesamte Versorgungsnetz zerfällt dann vielmehr in viele vorher definierte Teilnetze. Diese Teil- oder Inselnetze sind, je nach den lokalen Möglichkeiten, eine begrenzte Zeit autark. Dabei kann und muss man in Kauf nehmen, dass nicht alle Teilnetze funktional bleiben. Das Ergebnis wird ein Flickenteppich von teilweise mit Strom versorgten Inselnetzen sein. Aus diesen aktiven Inseln lassen sich andere, stromlose Inseln wieder reaktivieren bis schließlich das Gesamtnetz wieder aufgebaut ist. An einer solchen Strategie wird nicht gearbeitet, sie wird unseres Wissens nach nicht einmal in Erwägung gezogen.

Die bisherige Politik hat in dieser Frage auf ganzer Linie versagt. Wir sind gespannt, wie sich die gerade mit der Selbstfindung beschäftigte neue Regierung dazu positioniert.

Wir tun gut daran, selbst so gut wir können vorzusorgen. Welche Möglichkeiten hierfür bieten sich uns als potenziell betroffene Bürger?

Oberste Priorität für jedermann hat die persönliche Stromversorgung. Nachdem wir uns erfolgreich aller Handarbeit entledigt haben, funktioniert fast alles nur noch elektrisch. Mit einer elektrischen Leistung von 250 Watt, die zusätzlich durch einen einfachen Bleiakku gepuffert wird, kommen wir schon erstaunlich weit.

Stecker-Solargeräte sind hierfür ausreichend und mit ca. 400 € einigermaßen erschwinglich.

Die Montage kann von jedermann, der keine zwei linken Hände hat, durchgeführt werden. Leider erfordert eine solche Anlage ein funktionierendes Netz. Bei einen Stromausfall liefert diese Anlage also auch keinen Strom.

Insel-Solaranlagen kosten ab ca. 900 €. Eine Insel-Solaranlage funktioniert, wie der Name bereits erahnen lässt, auch dann, wenn die öffentliche Stromversorgung ausgefallen ist; mit Pufferbatterien auch im Dunklen. Erforderlich ist in jedem Fall eine Möglichkeit, ein Solarmodul möglichst in Südrichtung sicher zu befestigen.

Wir haben bereits auf die Sinnhaftigkeit einer Pufferbatterie hingewiesen. Einen Bleiakku mit 12 V/100 Ah kann man überall für wenig Geld kaufen. Man könnte dieser Batterie eine Stunde lang 100 A entnehmen. Das entspricht rein rechnerisch einer Leistung von

P=U*I = 12 V*100 A = 1200 W = 1,2 kW

und damit einer Speicherkapazität von immerhin 1,2 kWh. Da wir nicht mehr als 50% dieser Speicherkapazität entnehmen können, verdoppeln wir die Speicherkapazität durch zwei baugleiche Bleiakkus der genannten Kapazität.

Dieser etwas technische Teil zeigt uns den grundsätzlichen Nutzen von Batteriespeichern im Zusammenspiel mit Stecker-Solargeräten oder Insel-Solaranlagen. Notwendig ist neben der Batterie ein Wechselrichter mit dem wir die Batteriespannung von 12 V Gleichspannung in unsere 230 V Wechselspannung umwandeln, der bei einigen Mini-Solaranlagen bereits zum Lieferumfang gehört.

Was funktioniert? Beleuchtung, Kommunikation, Fernsehen, Radio, IT-Technik, je nach Leistung der Anlage (> 500 Watt notwendig) auch Kühltechnik.

Was funktioniert nicht? Großverbraucher- Kochen, Backen.

Ausblick auf eigene Inselnetze

Wenn die Politik Dezentralität nicht befördern will, müssen wir als Bürger die Angelegenheit selbst in die Hand nehmen.

Wenn wir Mieter eines Wohnblocks oder eines Quartiers sind, bieten sich hierfür wesentlich wirksamere Möglichkeiten als das Hantieren mit Stecker-Solargeräten oder Inselanlagen. Die vorhandene Dachfläche ist meist für eine größere Solaranlage geeignet mit allen Vorteilen, die solche Anlagen bieten. Die Mieter eines solchen Quartiers sollten den Vermieter ansprechen und sich bei Bedarf zu einer Energiegenossenschaft zusammenschließen.

Mehr dazu in einem Folgetext.

Dezentrale Stromversorgung – dezentrale Kommunikation?

In unserem Beitrag Schutz unserer kritischen Infrastrukturen – die Einschläge kommen näher vom 4. August haben wir die aktuelle Situation der Stromversorgung in Deutschland beschrieben. Was für Deutschland gilt, kann bzw. muss auf ganz Europa übertragen werden. Unzureichende Maßnahmen hinsichtlich der Anpassung der Netzinfrastruktur an die neuen Gegebenheiten erneuerbarer Energieerzeugung führen zu einer dramatischen Erhöhung das Risiko eines großflächigen Stromausfalls. Die konkreten Auslöser für einen solchen Stromausfall können vielfältig sein.

Unsere Stromversorgung ist unter anderem abhängig von einem ständig verfügbaren Datennetz. Die Steuerung der Versorgungsnetze erfolgt von wenigen, den Netzebenen zugeordneten Leitstellen. Die Netzbetreiber verfügen hierzu über eine eigene Glasfaser-Infrastruktur, die bei jeder Neuverlegung oder Revision des elektrischen Leitungsnetzes ausgebaut wird. Diese ist jedoch nicht konsequent vom Internet isoliert.

Wie wir im Orangebuch bereits ausführlich beschrieben haben, bestehen unsere elektrischen Netze aus Hunderten von Netzknoten aller Spannungsebenen. In diesen Netzknoten, besser bekannt als Umspannwerke, befinden sich die Schaltanlagen ohne die unsere Stromnetze nicht betrieben werden könnten. Die Umspannwerke, auch die der 380 kV Höchstspannungsebene, sind in der Regel nicht mehr mit Personal besetzt. Schalthandlungen werden vielmehr vornehmlich per Fernsteuerung von den Leitstellen durchgeführt. Dafür müssen Daten digital zwischen Leitstelle und Schaltanlage übertragen werden. Eine Störung dieser Kommunikation kann dazu führen, dass notwendige Schalthandlungen nicht oder falsch ausgeführt werden. Dies wiederum kann schwere Netzstörungen mit Dominoeffekten nach sich ziehen.

Als Ursache für Kommunikationsstörungen kommen sowohl rein technische als auch menschengemachte infrage:

  • Natürliche Ereignisse wie Extremwetterlagen, denen die Technik nicht gewachsen ist.
  • Versagen der Technik an sich, vielleicht, weil Wartungsarbeiten nicht planmäßig oder nicht sorgfältig genug durchgeführt wurden.
  • Kabeltrennungen im Zusammenhang mit Bauarbeiten.
  • Unfälle mit Auswirkungen auf die Infrastruktur.

All diese Ereignisse müssen nicht zwangsläufig eine Störung des Stromnetzes nach sich ziehen. Durch redundante Systeme, die im Bereich der Stromnetze ohnehin Pflicht sind, kann man Ausfälle, namentlich solche mit katastrophalen Auswirkungen, fast immer vermeiden. Man muss lediglich die n-1 Regel auch auf die für die Steuerung der Stromnetze zuständigen Datennetze anwenden. Ob dies immer und überall geschieht, buchen wir unter der gerne in Stellung gebrachten Rubrik „Geschäftsgeheimnisse“ ab, die sich erst bei Unterlassungssünden offenbaren würden.

Weitaus schwieriger zu beherrschende Szenarien sind solche, die sich aus bewussten kriminellen Handlungen, hier konkret Hackerangriffen auf diese Datennetze, ergeben. Derartige Angriffe sind bereits aktenkundig. Gut abgestimmt können sie auf verschiedenen Ebenen gleichzeitig erfolgen. Hundertprozentige Sicherheit dagegen gibt es nicht. Wir sind jedoch der Meinung, dass die Infrastruktur der Datennetze, die für die Steuerung unserer Stromnetze verantwortlich ist, selbst weniger komplexen Attacken nicht standhält. Dies wird auch von den Autoren der Seite Blackout-News bestätigt.

Sind wir ausreichend vorbereitet?

Diese Frage muss mit einem klaren Nein beantwortet werden. Strom brauchen wir dennoch – immer und überall. Die nächste Frage lautet also:

Was müssen oder können wir persönlich tun,
um für den Fall des Falls gewappnet zu sein?

Schutz unserer kritischen Infrastrukturen – die Einschläge kommen näher

Bereits in der ersten Fassung unseres Orangebuchs haben wir uns ausführlich mit Fragen der Sicherheit unseres Energieversorgungssystems beschäftigt. Die jüngsten Entwicklungen bestätigen unsere Einschätzung aus dem Jahr 2016 in erschreckender Weise.

Die Betroffenen in den Flutgebieten von Rheinland-Pfalz und Nordrhein-Westfalen haben am eigenen Leib verspürt, was es bedeutet, mehrere Tage ohne Strom auskommen zu müssen. Dabei sollte man nicht vergessen: es waren weit mehr Menschen betroffen als nur die, deren Häuser von den Naturgewalten weggespült wurden. Es geht uns hier nicht um die Frage, ob die neuerliche Flutkatastrophe, die erstmals auch mit einem erheblichen Verlust an Menschenleben verbunden war, durch geeignete Maßnahmen hätte verhindert werden können. Diese Diskussion wird gerade ausgiebig von wahren und selbsternannten Experten geführt. Wir nehmen das Geschehen vielmehr zum Anlass, die wenig offensichtliche, dafür aber zunehmende Gefahr eines großflächigen, länger anhaltenden Stromausfalls näher zu beleuchten.

Näheres hier

Unsere Energieversorgung 2040 – Visionen und Realität

eine Nachlese zu unserer Veranstaltung vom 18.06.2021

Die herrschende Politik versorgt uns seit Jahren mit Sprechblasen über eine Energiewende, die angeblich das Ziel verfolgt, die Erderwärmung durch Minimierung des CO2-Ausstoßes zu stoppen.

Die daran gebundenen, weitgehend untauglichen Maßnahmen werden dem Bürger als alternativlos verkauft und in ziemlich brutaler Art und Weise zu dessen Nachteil umgesetzt. Die Folgen dieser verfehlten Politik sind nicht nur stetig steigende Preise für Energie, sondern auch ein Fortschreiten der Zerstörung unserer Umwelt.

Wir bekennen uns ausdrücklich zur Umstellung unserer Energieversorgung von der heute überwiegend fossilen hin zu einer vollständig auf erneuerbarer Energie basierten bis spätestens 2040.

Die Auswertung konkreter Daten der letzten sechs Jahre, bereitgestellt von Agora-Energiewende, bestätigt unsere schon mehrfach getroffenen Aussagen nunmehr auch in Zahlen:

1. Die Ausbaugeschwindigkeit der Erneuerbaren ist viel zu gering.

2. Die Energiewende erfordert immense Speicherkapazitäten.

Beides wird von der Politik erfolgreich ignoriert; „erfolgreich“ deshalb, weil diese gefährliche Ignoranz nicht in der öffentlichen Wahrnehmung ankommt.

Unsere Analyse der Agora-Daten beschäftigt sich zum einen damit, was wir in den letzten Jahren bereits hätten tun können, um die beiden o.g. Fragestellungen zu bearbeiten. Im Zuge der Betrachtung der versäumten Chancen der Vergangenheit gewinnen wir darüber hinaus ein paar wichtige Erkenntnisse für die Zukunft.

Sichere Energieversorgung

Die Sicherheit unserer Energieversorgung ist ein Grundpfeiler unserer gesellschaftlichen Existenz. Jede entwickelte Gesellschaft ist in hohem Maße abhängig von Hochtechnologie. Hochtechnologie durchdringt unser ganzes Leben und verlangt zwingend eine permanente Verfügbarkeit elektrischer Energie. Ist elektrischer Strom länger als drei Tage flächendeckend nicht verfügbar, bedeutet das definitiv das Ende unserer gesellschaftlichen Existenz so wie wir sie heute kennen.

Der politische, besser der neoliberal-ideologische Fokus liegt dennoch auch im Umfeld der Energieversorgung auf dem wirtschaftlichen Betrieb. Die Gefahr eines drohenden Netzzusammenbruchs nimmt man dabei in Kauf. Was unsere Entscheider offenbar nicht verstanden haben: wenn es zu einem langandauernden und großräumigen Stromausfall kommt, spielt der profitorientierte, wirtschaftliche Betrieb keine Rolle mehr. Dann gibt es schlichtweg nichts mehr zu wirtschaften.

Die Ausbau- und Speicherfrage

Eine erfolgreiche Energiewende ist untrennbar mit der Verfügbarkeit geeigneter Speicher für unterschiedliche Energieformen verbunden. In den Netzentwicklungsplänen der Bundesnetzagentur spielen solche Überlegungen so gut wie keine Rolle. Vielmehr fühlt man sich für Speicher „nicht zuständig“ oder zitiert offen die Argumente der Energiewendegegner, die Speicherung der benötigten Energiemengen wäre nicht möglich bzw. unbezahlbar.

Der Fokus der herrschenden Politik und deren angeschlossener Behörden liegt nach wie vor auf der möglichst langen Konservierung des von fossilen Energieträgern dominierten Status Quo. Es geht keineswegs um die Beschleunigung des Ausbaus der Erneuerbaren, auch wenn dies gebetsmühlenartig ständig öffentlichkeitswirksam verkündet wird. Diese müsste nach unseren Berechnungen mindestens sechs Mal schneller vonstatten gehen, um CO2-Neutralität bis 2040 zu erreichen.

Würde man hier tatsächlich mehr Tempo an den Tag legen, wäre man sehr bald mit der Erkenntnis konfrontiert, dass flankierend Speicherkapazitäten, insbesondere Langzeitspeicher, in der Größenordnung von Terawattstunden notwendig sind.

Für unser Standardszenario, das einen Ausbau der Windenergie um den Faktor vier und der Photovoltaik um den Faktor 15 bis 2040 (vollständige Dekarbonisierung) vorsieht, haben wir aus den Agora-Daten einen Bedarf zwischen 50 und 100 TWh errechnet. Zwischenwerte für den Weg dorthin werden wir nach der Sommerpause nachliefern.

Schon die Begutachtung der Startwerte liefert einige interessante Erkenntnisse. Wegen mangelnder Speicher weiß man nämlich schon gegenwärtig nicht, was man mit der „lästigen“ EE-Überschuss-Energie anfangen soll. EE-Erzeuger werden lieber abgeregelt als deren „Überproduktion“ zu speichern. Der Bürger zahlt schließlich brav für die von den Windmüllern und Solaranlagenbetreibern geleistete „Ausfallarbeit“; mittlerweile mehr als eine Mrd. Euro pro Jahr. Die tatsächliche Überproduktion der fossilen Energieerzeuger steht nicht zur Debatte.

Exportieren oder speichern?

Prinzipiell gilt:

Die stabile Versorgung mit elektrischer Energie basiert auf einem Gleichgewicht zwischen Erzeugung und Verbrauch.

Die Grafik aus unserem Orangebuch S. 52 (oder Folie 4) enthält den von Agora-Energiewende veröffentlichen Datensatz vom 22.04.2019, 15.00 Uhr.

Der Erzeugung rechts (+) steht die Entnahme (Netzlast und Export) (-) gegenüber. Die Netzlast ist der augenblickliche Bedarf, der Export der Überschuss.

Eine unserer Überlegungen war es, diesen Überschuss nicht zu exportieren, sondern zu speichern.

Wir haben den Exportüberschuss über das gesamte Jahr 2019 kumulierend in einer Grafik dargestellt (Folie 5) und dabei folgende Erkenntnis gewonnen: Er ist nicht sinnvoll speicherbar, weil

1. tägliche Überschüsse nahezu im gesamten Jahr exportiert werden. Nur in den Sommermonaten (mit erhöhter EE-Produktion) besteht ein Gleichgewicht zwischen Export und Import. Speicher die ständig geladen, aber nie entladen werden, erfüllen ihren Verwendungszweck nicht.

2. die Überschüsse vorwiegend aus degenerativer Produktion (fossil und nuklear) in den Wintermonaten stammen. Fossil erzeugten Strom verlustbehaftet zu speichern, halten wir prinzipiell für keine gute Idee.

Dennoch brauchen wir schon heute Speicher. Ihr Einsatz sollte aber vor allem dadurch motiviert sein, fossile Kraftwerksleistungen sukzessive vom Netz zu nehmen. Für den Tageszyklus klappt das schon recht gut, betrachtet man die vielen kleinen und mittleren PV-Installationen mit integriertem Batteriespeicher. Genau deshalb werden diese Installationen von der Politik massiv behindert.

Für den Jahreszyklus mussten wir auf ein „was-wäre-gewesen-wenn-Szenario“ zurückgreifen. Wir hatten 2019 keine Speicherkapazität von 8 TWh. Wäre sie vorhanden gewesen, hätten wir bei gleichzeitiger Vermeidung der (vornehmlich fossilen) Exporte 30% (in Worten dreißig!) fossiler Erzeugerkapazitäten einsparen können! Dies ergab eine exemplarische Modellrechnung, bei der die 2019er Leistungsdaten von Agora als Grundlage dienten; Grafik in Folie 7. Je nach gewähltem Parametersatz (angenommene Speichergröße und Jahr) schwankt das Ergebnis zwischen 20 und 40%.

Wir wissen im Jahr 2021, was im Jahr 2019 richtig gewesen wäre. Im laufenden Betrieb kennen wir das Optimum natürlich nicht. Deshalb ist ein von Fachleuten operativ begleitetes Speichermanagement notwendig. Dieses sichert sowohl den wirtschaftlichen Betrieb der Speicher als auch die Versorgungssicherheit. Als gesicherten Fakt können wir festhalten:

Wir brauchen schon jetzt sehr viel mehr Speicher als tatsächlich vorhanden ist.

Täglich wundern wir uns darüber, warum diese recht einfache Erkenntnis nicht in entsprechende Handlungen mündet.

Das Gasnetz – Langzeitspeicher in Hülle und Fülle

Wir müssen nicht nach Möglichkeiten zur längerfristigen Speicherung von Energie in großen Mengen suchen. Sie sind vorhanden. Allein das Gasnetz bietet mit seinen Kavernenspeichern (Rohrleitungen nicht mitgerechnet) eine Speicherkapazität von über 200 TWh.

Die Krux liegt in der Frage, wie wir genügend Gas aus erneuerbaren Quellen erzeugen können, um die vorhandenen Gasspeicher damit zu befüllen.

Die Power2Gas (und zurück?) Prozesskette

Wir wandeln zunächst überschüssige elektrische Energie in Wasserstoff um. Hierzu benötigen wir entsprechende Elektrolyseure mit ausreichender Leistung. Die NWS (Nationale Wasserstoffstrategie) sieht bis 2030 eine Elektrolyseleistung von 5 GW vor. Unter der optimistischen Annahme von 7.000 Volllaststunden ließen sich hieraus etwas 26 TWh in Wasserstoff gespeicherte Energie erzeugen. Wohlgemerkt erst im Jahre 2030, geht es nach den Plänen der Bundesregierung und unter immer noch tatkräftiger Beteiligung fossiler Erzeuger. Wir halten diesen Ansatz deshalb für grundsätzlich falsch. Die mit 5 GW geplante Elektrolyseleistung ist viel zu gering und die Elektrolyseure müssen ausschließlich an erneuerbare Erzeuger gekoppelt sein, selbst wenn das tendenziell negative Auswirkungen auf deren Auslastung hat.

Aufgrund der schwierigen Handhabbarkeit von Wasserstoff kommen wir nicht umhin, diesen in einem zweiten Schritt in Methan zu verwandeln. Auch diese Wandlung ist mit Verlusten verbunden. Am Ende der Prozesskette haben wir einen Strom-zu-Strom-Wirkungsgrad von mageren 36%. Entnehmen wir der Kette jedoch an verschiedenen Stellen Endenergie, sprich Energie, die wir direkt nutzen können und die damit keinen weiteren Wandlungsverlusten unterworfen ist, steigt der Gesamtwirkungsgrad auf über 70%. (Folien 11 bis 13)

Die Optimierung aller im Schema gezeigten Teilprozesse obliegt den Wissenschaftlern in den Universitäten, den Ingenieuren in den Unternehmen, den Netzbetreibern und der Bundesnetzagentur. Alle werden genau dafür bezahlt. Uns stellt sich immer mehr die Frage, ob sie diese Aufgabe auch bearbeiten dürfen. Wir stellen seit längerem eine riesige Diskrepanz zwischen den öffentlichen Verlautbarungen des gerade genannten Personenkreises und deren „privaten“ Statements fest. „Wir sind an unsere Vorgaben gebunden.“ vs. „Eigentlich müsste man es anders machen.“

Zusammenfassung

Was wir bisher untersucht haben, zeigt, wie weit der Weg bis zur vollständigen Dekarbonisierung ist. Durch eine ernst gemeinte Substitution fossiler Kohle durch klimaneutrale Energieträger entsteht ein gewaltiger Nachholbedarf bei der Installation erneuerbarer Erzeuger und Speichern. Dabei ist es durchaus zu hinterfragen, ob es nicht sinnvoller wäre, einen Teil unseres Energiebedarfs weiterhin zu importieren; als erneuerbare Energie und aus Ländern, die über bessere Voraussetzungen verfügen, diese kostengünstig zu produzieren. Momentan geben wir schließlich auch 100 Mrd. Euro jährlich für Energieimporte aus, allerdings für Öl, Kohle und Erdgas. Mehr EE-Stromimporte, EE-Wasserstoff oder EE-Synthesegas sind denkbare Optionen. Was fehlt, ist eine Bedarfsananlyse und die damit verbundene Beschaffungsstrategie.

Die in den Netzentwicklungsplänen veröffentlichten Szenarien sind völlig unbrauchbar, weil sie keine Antworten auf die vielen offene Fragen geben. Manche Fragen werden nicht einmal gestellt. Wie sagte einst Thomas de Maizière?

„Ein Teil dieser Antworten würde die Bevölkerung verunsichern.“

Dieses Zitat war natürlich nicht auf die Energiepolitik gemünzt, gibt aber einen guten Einblick in die allgemeine Denkweise der meisten Politiker.

Wir sind durchaus höchst verunsichert, aber nicht wegen gegebenen, sondern wegen nicht gegebenen Antworten. Wir sind verunsichert durch die allgemeine Planlosigkeit und Inkompetenz (wahlweise bewusste Täuschung), mit der die Politik derzeit agiert – nicht nur hinsichtlich einer notwendigen Energiewende.

EE-Ausbau – Notwendigkeit und Realität, Teil 2: Speicherkapazitäten

Der erste Teil unserer Artikelserie zum Ausbau Erneuerbarer Energien lieferte eine Abschätzung der notwendigen EE-Erzeugerkapazitäten für die teilweise (2030) bzw. vollständige (2040) Dekarbonisierung der deutschen Wirtschaft. Dieser Folgebeitrag soll nunmehr die zweite Grundfrage der Energieerzeugung aus erneuerbaren Quellen beleuchten. Aus Teil 1 wörtlich zitiert lautet sie ganz allgemein:

Wie gehen wir mit zeitweiligen Überschüssen bzw. Defiziten um, die sich durch die volatile, vorwiegend auf Sonne und Wind basierende Stromerzeugung ergeben?

Die einfache Antwort darauf haben wir bereits gegeben. Wir brauchen Energiespeicher. Das ist natürlich eine Binsenweisheit, an die sich jedoch einige, weit schwieriger zu beantwortende Fragen anschließen.

Welche Speicher sind wofür am besten geeignet?

Internetrecherchen und auch die „alten Medien“ liefern darauf mannigfaltige Antworten, die sich, weil durch Interessenlage und Überzeugungen der Autoren gefärbt, z.T. erheblich voneinander unterscheiden bzw. sogar widersprechen. Als Musterbeispiel hierfür sei der Glaubenskrieg zum Thema Null-Emissions-Mobilität angeführt; batterieelektrisch betriebene Fahrzeuge vs. solche, die auf Wasserstoff als Treibstoff (und im übertragenen Sinne als Energiespeicher) setzen.

Der Wikipedia-Artikel zu Energiespeichern liefert einen guten und recht aktuellen Überblick zum Thema. Wir werden daher die bereits etablierten Speichertechnologien in ihren technischen Parametern nur kurz charakterisieren. Für die nächste Version unseres Orangebuch haben wir uns vorgenommen, einige, unserer Meinung nach unterbewertete, noch nicht im breiten Einsatz befindliche, aber potenziell hochinteressante Speichermethoden näher vorzustellen. Dies würde den Rahmen dieser Arbeit sprengen.

Die eigentlich spannende, weil entscheidende Frage lautet jedoch:

Wie viel Speicher benötigen wir?

Ausgehend von unseren Abschätzungen zu den Erzeugerkapazitäten wagen wir den Versuch der ungefähren Quantifizierung von Speicherkapazitäten, zunächst für unser im ersten Teil definiertes Szenario 2040 der vollständigen Dekarbonisierung. Betrachtungen hierzu unter Einschluss von konkreten Zahlen haben wir nur wenige gefunden. Überdies sind diese Texte schon etwas älter und meist auf speziellere Teilaspekte der Energiespeicherung fokussiert.

Uns ist bewusst, dass unsere Berechnungen von vielen, z.T. schwer überschaubaren Eingangsparametern abhängen. Wir erheben daher nicht den Anspruch, die von uns gewählten Parametersätze seien für die praktische Umsetzung am besten geeignet. Es handelt sich dabei um Beispiele, herausgegriffen aus vielen möglichen Varianten. Dennoch halten wir diese Beispiele als Basis für weitere Diskussionen für sehr gut geeignet, zumal wir unmögliche Varianten durch die Nutzung realer Leistungsdaten ausschließen konnten.

An dieser Stelle bedanken wir uns bei Agora-Energiewende für die Bereitstellung dieser Daten.

Edit 10/2021: Agora-Energiewende hat inzwischen mit der Veröffentlichung des Zukunfts-Agorameters bestätigt, dass unser grundsätzliches Konzept der Interpolation von realen Daten der letzten Jahre auf zukünftige Szenarien valide ist.

Die Autoren des Zukunfts-Agorameters kommen in ihren Berechnungen auf ähnliche Ergebnisse, wenngleich die Ansätze dieser Berechnungen auf einer breiteren Datenbasis beruhen.

Teil 2 – für die Zukunft notwendige Speicherkapazitäten

EE-Ausbau – Notwendigkeit und Realität, Teil 1: EE-Erzeugerkapazitäten

Am 17.12.2020 wurde die EEG- Novelle 2021 durch den Deutschen Bundestag beschlossen. Die Ausbaupfade für EE, insbesondere Photovoltaik und Windkraft, sollen gemäß dieses Beschlusses im ersten Quartal 2021 festgelegt werden.

Wir haben uns in unserem Beitrag „Stromversorgung und öffentliche Sicherheit – eine Bestandsaufnahme“ bereits ausführlich mit dem EE- Ausbau und den damit zusammenhängenden Konsequenzen beschäftigt.

Vor dem Hintergrund der in Kürze zu beschließenden EE-Ausbaupfade, erscheint es uns dringend geboten, unsere in diesem Artikel vorgenommenen Berechnungen zu präzisieren. Es geht uns dabei vor allem um einen detaillierteren Vergleich der zur Erreichung des Pariser Klimaziels notwendigen mit den aktuellen, realen EE-Ausbauzahlen Deutschlands. Die zuständigen Politiker halten schließlich noch immer an dem schon im Jahre 2000 formulierten Fernziel fest, die deutsche Wirtschaft bis 2050 vollständig zu dekarbonisieren. Daher sind wir sehr gespannt, ob die neuen EE-Ausbauvorgaben diesem Fernziel eher gerecht werden als die völlig unzureichenden Fortschritte der letzten Jahre, insbesondere 2018 und 2019. Immerhin hat sich der Zubau von PV-Anlagen im Jahre 2020 trotz Corona wieder merklich beschleunigt. Dies gibt Anlass zur Hoffnung, zumal Photovoltaik das größte Potenzial bietet, dem o.g. Ziel ohne nennenswerte Eingriffe in die Umwelt näher zu kommen. Fraunhofer-ISE sieht das ähnlich. In dem aktuellen Dokument „Aktuelle Fakten zur Photovoltaik in Deutschland“, nimmt das Fraunhofer Institut auf knapp einhundert Seiten ausführlich Stellung zur Rolle der Photovoltaik für die Energiewende. Wir berufen uns in unserem Text an einigen Stellen auf dieses außerordentlich wichtige Dokument.

Zunächst beschreiben wir ein mögliches 2040iger 100% EE-Szenario. Wir legen uns tatsächlich auf dieses Jahr fest, weil uns die um 10 Jahre vorverlegte vollständig dekarbonisierte Wirtschaft angesichts der dramatischen Entwicklung des Weltklimas dringend geboten erscheint.

Neben dem Endszenario 2040 stellen wir einen Meilenstein für das Jahr 2030 zur Diskussion.

Die sich aus unseren Berechnungen ergebenden Herausforderungen sind gewaltig, die dafür notwendigen Investitionen enorm. Gleichwohl handelt es sich um Investitionen, die uns deutlich sinnvoller erscheinen als Milliardenbeträge für die „Rettung“ von Konzernen zu verschwenden, deren Geschäftsmodell sich im steilen Sinkflug befindet. Es sind notwendige Investitionen in unsere Zukunft, die auch nachfolgenden Generationen ein menschenwürdiges Leben auf unserem Planeten garantieren.

Teil 1 – für die Zukunft notwendige EE-Erzeugerkapazitäten

Energiegesetz statt EEG 2021

„Zu spät, zu wenig, zu mutlos, alles das kann, ja muss man eigentlich über die gerade im Bundestag beschlossene EEG-Novelle sagen.“ Zu dieser Einschätzung kam die Piratenpartei Deutschland in ihrer am 17.12.2020 veröffentlichten Pressemitteilung. Dem ist nicht viel hinzuzufügen. Vielleicht nur das: Der Fokus liegt für uns klar auf dem „zu wenig“. Das vollmundig versprochene Festhalten an den Pariser Klimazielen passt absolut nicht zu den im EEG2021 beschlossenen Maßnahmen. Wir erleben ein weiteres Mal den stetigen Widerstreit zwischen Ankündigungs- und Realpolitik.

Aber wie jetzt weiter? Das EEG ist unserer Meinung nach schlicht und ergreifend seit längerem völlig unbrauchbar. Wir brauchen kein Gesetz für erneuerbare Energien, wir brauchen ein Energiegesetz, das die Gesamtheit unserer Energieversorgung behandelt.

Der oberste Grundsatz, sprich §1 eines solchen Gesetzes, muss festschreiben, dass die sichere und umweltfreundliche Energieversorgung absoluten Vorrang vor allen anderen Interessen hat. Die beiden Paradigmen sicher und umweltfreundlich sind in Anlehnung an Artikel 1 des Grundgesetzes nicht verhandelbar. Wir sollten niemals vergessen: Ein flächendeckender, länger anhaltender Zusammenbruch unserer Energieversorgung gefährdet unsere Gesellschaft im Ganzen, und letztendlich unsere physische Existenz, weil die Grundversorgung mit lebenswichtigen Gütern und Dienstleistungen unmittelbar an die Energieversorgung gekoppelt ist. Die fortschreitende Zerstörung unserer Umwelt durch weitere hemmungslose Verbrennung fossiler Energieträger führt ebenfalls zum Niedergang unseres Gemeinwesens; schon mittelfristig und mit noch weit gravierenderen, weil vermutlich unumkehrbaren Folgen.

Die hohen, zur Errichtung, Instandhaltung und Betrieb von Energieanlagen notwendigen Aufwendungen müssen von der ganzen Gesellschaft getragen werden. Deshalb gilt neben den Erfordernissen Sicherheit und Umweltverträglichkeit das Gebot höchstmöglicher volkswirtschaftlicher Effizienz. Der Staat muss in seinem Versorgungsgebiet ein entsprechendes Versorgungssystem planen und fortentwickeln. Alle den Energiesektor betreffenden Planungen und strategischen Orientierungen sind im Energiegesetz transparent festzuschreiben. Nur so kann die parlamentarische und zivilgesellschaftliche Einflussnahme und Kontrolle auf die gefundenen Lösungen sicher gestellt werden.

Effizienz steht in engem Zusammenhang mit Sachverstand. Wir stellen immer wieder fest, dass Entscheidungen von Politikern getroffen werden, deren fachliche Kompetenz unzureichend ist. Dieses allgemeine Problem des politischen Systems tritt bei weitem nicht nur für Bereich Energie zutage. Inkompetenz von Entscheidungsträgern ist nicht nur für sich allein gesehen schädlich, sondern dient gleichermaßen als Einfallstor für die Einflüsterungen neoliberaler Wirtschaftsesoteriker, die allein im Auftrag mächtiger Interessenverbände unterwegs sind oder selbst dazu gehören. Die von uns geforderte volkswirtschaftliche Effizienz spielt für diese Leute, wenn überhaupt, nur eine sehr untergeordnete Rolle. Dabei gelingt es ihnen immer wieder, ihre angebliche „wissenschaftliche Expertise“ in die Medien zu transportieren.Wann werden endlich echte Fachleute, die darüber hinaus auch willens sind, die harten physikalischen Fakten zu würdigen, in die dringend notwendigen Entscheidungsprozesse einbezogen?

Unsere dritte grundsätzliche Forderung besteht demnach darin, alle energiepolitischen Weichenstellungen auf streng naturwissenschaftlicher Grundlage zu treffen. Dies sollte eigentlich eine Selbstverständlichkeit für eine aufgeklärte Industriegesellschaft sein. Im Moment sieht es leider so aus, dass Beschlüsse weitgehend inkompetenter, lobbygesteuerter Verwaltungen oft genug physikalische Sachverhalte völlig auf den Kopf stellen. Wir haben ein System absurder gesetzlicher Verbiegungen und Regelungen, die unsere Energieversorgung sowohl unsicher als auch langfristig unbezahlbar machen – einen besonderen Gruß an dieser Stelle an das neue EEG2021.

Das müssen wir ändern. Schnell. Die aktuelle EU-Gesetzgebung (Richtlinie 2018/2001, Förderung der Nutzung von Energie aus erneuerbaren Quellen und Richtlinie 2019/944, Strombinnenmarkt- Verordnung) kann als gute Grundlage für ein deutsches Energiegesetz dienen.

Wie dieses im Detail aussehen könnte, werden wir in weiterenArtikeln behandeln.

Die große Aussprache

Am 30.10.2020 fand im Deutschen Bundestag die Aussprache zum Änderungsentwurf des EEG statt. Die Mediathek unseres Parlamentes bietet für diese Veranstaltung die Möglichkeit der Nachverfolgung. Der Wortlaut der Redebeiträge ist im Protokoll ab Seite 68 nachzulesen. Wir haben uns dieser beiden Möglichkeiten bedient und dabei folgenden Eindruck gewonnen: Einige Redner, insbesondere die von FDP und AfD, haben deutliche Reserven in der fachlich-sachlichen Durchdringung der mit der Energiewende im Zusammenhang stehenden Herausforderungen. Lediglich Ralph Lenkert (Die Linke) ließ mit seinen 18 konkreten Fragen zum Gesetzentwurf die Kompetenz durchblicken, die wir von allen übrigen Beteiligten ebenfalls erwartet hätten. Viele, oft mit Zahlen unterfütterte Fragen Lenkerts enthielten gleich den Hinweis auf zielführende Antworten. Wir stellen seit langem ähnliche Fragen.

Lenkert lieferte mit seinem erhellenden Pragmatismus nach unserem Empfinden das Kontrastprogramm zu Wirtschaftsminister Altmaier. Wir zweifeln weniger an der Kompetenz des Ministers, sondern vielmehr an seiner Wahrhaftigkeit. Er pries die Energiepolitik der Bundesregierung als Erfolg an und wandelte dabei, wir behaupten wider besseren Wissens, auf gut ausgetretenen Irrwegen:

So sprach Altmaier in einem Atemzug vom dezentralen Ausbau der Erneuerbaren „in den ländlichen Regionen“ und dem damit notwendigen Neubau bzw. der Aufrüstung von über 10.000 Kilometer Stromleitungen. Ist ihm immer noch nicht aufgefallen, wie viel ungenutzter Platz auf deutschen Dächern für den PV-Ausbau vorhanden ist; namentlich in den Städten, also nah am Verbraucher, wo die Leitungswege kurz sind? Müssen wir ihn erneut daran erinnern, dass vor allem das von ihm geführte Ministerium ebendiesen PV-Ausbau massiv behindert? Immerhin fand sich mit Frau Dr. Scheer eine mutige SPD-Abgeordnete, die Herrn Altmaier im Zusammenhang mit dem angeblich notwendigen Netzausbau durch nett gewählte Worte mehr oder weniger der Lüge bezichtigte. Vielen Dank Frau Dr. Scheer. Hoffentlich nimmt Ihnen der SPD-Kanzlerkandidat Ihren Vorstoß nicht allzu übel.

Die an der Debatte teilnehmenden Referenten befassten sich jedoch nicht mit einem, unserer Ansicht nach äußerst wichtigem, vielleicht sogar dem wichtigsten Aspekt des neuen Gesetzentwurfes. Nur der AfD-Abgeordnete Kotré nahm darauf Bezug – einziger Pluspunkt seines ansonsten vor kruder AfD-typischer Demagogie triefenden Beitrags.

Im neuen EEG-Gesetzentwurf heißt es in dem, die Leitlinien vorgebenden §1, Absatz 5:

Die Errichtung von Anlagen zur Erzeugung von Strom aus erneuerbaren Energien liegt im öffentlichen Interesse und dient der öffentlichen Sicherheit.“

Am bestehenden öffentlichen Interesse des weiteren Ausbaus von Anlagen zur Stromerzeugung aus erneuerbaren Quellen haben wir keinerlei Zweifel und tun seit langem alles dafür, dieses Interesse zu stärken. Wenn die herrschende Politik den EEG-Ausbau aber zum Gegenstand der Aufrechterhaltung der öffentlichen Sicherheit deklarieren will, begegnen wir dem mit gemischten Gefühlen. In wohlwollender Interpretation könnte man schlussfolgern, die Regierung hat den Ernst der Lage erkannt und bezieht sich mit dieser Einlassung im Gesetz auf die Forderungen von Umweltorganisationen und der Jugend, die weltweit Sturm gegen die drohenden Auswirkungen des Klimawandels läuft. Weniger verständnisvoll wäre die Deutung, dass der Ausbau der Erneuerbaren, noch dazu in für uns sehr fragwürdigen Geschmacksrichtungen, nunmehr so hohe Priorität genießen soll, dass dabei legitime Bürgerrechte eben mal den Orkus hinunter gespült werden können. Spontan fallen uns dazu die oben schon zitierten Auslassungen des Herrn Altmaier zum Trassenbau ein; darüber hinaus einige Formulierungen im Text zur „Nationalen Wasserstoffstrategie“ sowie die Intensionen mancher Investoren, Windkraftanlagen auch an Standorten zu bauen, an denen die Ökologie massiv geschädigt wird.

Wie steht es aktuell um die Sicherheit unserer Stromnetze? Wie sind diese ausgestaltet? Was wären sinnvolle Schritte, um den Anteil der Erneuerbaren zunächst an der Strom- perspektivisch an der gesamten Energieerzeugung möglichst schnell auf 100% zu erhöhen, ohne dabei Sicherheitsrisiken einzugehen?

Die Diskussion über alle diese Fragen darf nicht auf das Parlament beschränkt bleiben, zumal Sachverstand dort zumindest nicht in geballter Form zu finden ist, dafür um so mehr Motivationen, der eigenen Klientel Gefälligkeiten zu erweisen.

Wir brauchen eine breite, öffentliche und ergebnisoffene Diskussion unter Einbeziehung von Fachleuten in der die Interessen der übergroßen Mehrheit der Bevölkerung endlich Berücksichtigung finden.

unser Beitrag zu dieser dringend notwendigen große Aussprache.