Das schmutzige Geheimnis der Wind- und Sonnenkraftnutzung

Klaus-Dieter Humpich

Es gibt keinen Sonnenkollektor der bei Dunkelheit Strom produziert, genauso wenig wie es ein Windrad gibt, das bei Flaute Strom erzeugt. Ebenso wenig ist elektrische Energie (direkt) speicherbar. Deshalb ist ein Stromnetz ohne konventionelle Kraftwerke prinzipiell nicht betreibbar. Diese einfach nachvollziehbare Tatsache lässt sich auch nicht durch ein phantasieren über die notwendige Entwicklung von „Speichertechnologien“ übertünchen: Wenn man bedeutende Mengen elektrischer Energie für Tage zwischenlagern muss, gelangt man spätestens bei der Rückwandlung bei der konventionellen Kraftwerkstechnik. Es sei denn, man will Pump-Speicher-Kraftwerke, Batterien, Gasturbinen, Brennstoffzellen etc. ernsthaft als „neue Erfindungen“ verkaufen. All diese Prinzipien sind seit Jahrzehnten in der kommerziellen Anwendung. „Forschungsvorhaben“ beziehen sich allenfalls auf die Verbesserung bekannter Verfahren. Wie (relativ) gering das Entwicklungspotential ist, kann auch der technische Laie nachvollziehen, wenn er es mit der rasanten Entwicklung von PC, mobilem Telefon usw. vergleicht. Oder noch drastischer gesagt: Erfindungen, die sich in rund einem Jahrhundert nicht am Markt etablieren, sind – aus welchen Gründen auch immer – Totgeburten. Klassisches Beispiel hierfür ist das „Elektroauto“, welches alle paar Jahrzehnte wieder auf der Bildfläche erscheint. Immer genau dann, wenn die Erfahrungen der vorhergehenden Entwicklergeneration wieder vergessen worden sind und man die alten Sackgassen wieder ungestraft neu betreten darf. Die neueste Wiederauferstehung findet gerade unter dem Deckmäntelchen der Speicherung „alternativer“ Energie statt.

Dass Wind und Sonne nicht wirtschaftlich sind, ist längst bekannt. Dass man mit ihnen überhaupt kein bedarfsgerechtes Stromnetz betreiben kann, ebenso. Man hat sie in der Energiewirtschaft deshalb stets als „Additive Energieformen“ bezeichnet, um unmissverständlich zum Ausdruck zu bringen, dass sie eben keine „Alternative“ zu einer konventionellen Stromversorgung sein können, sondern lediglich eine Ergänzung. Warum aber ein sündhaft teures zusätzlichen Energiesystem auf das ohnehin vorhandene draufsatteln, wenn man wegen der „Zufälligkeit“ von Wind und Wetter gar nicht auf eine konventionelle Stromversorgung verzichten kann? Natürlich wegen dem Klima, ein Schelm wem langsam anderes dämmert. Schließlich muss man doch um so weniger Kohle verbrennen, um so mehr elektrische Energie aus Wind und Sonne „CO2-frei“ produziert wird. Ist das wirklich so oder ist auch hier der Wunsch nach einer besseren Welt der Vater des Gedankens?

Dazu ist es notwendig, sich etwas näher mit der Technik auseinanderzusetzen. Der Wind ist ein unsteter Gesell. Jeder, der schon mal auf dem Wasser gewesen ist, weiß wie schnell er kommen kann und auch wieder verschwindet. Ganz besonders gilt das, wenn „böiges Wetter“ angesagt ist. Was soll das aber mit der Produktion von CO2 zu tun haben? Dazu muss man erst einmal die Physik einer Windmühle verstehen: Die Leistung hängt mit der 3. Potenz von der Windgeschwindigkeit ab. Mit einfachen Worten gesagt: Wenn beispielsweise bei einer bestimmten Windgeschwindigkeit eine bestimmte Leistung erzeugt wird, wird bei der doppelten Windgeschwindigkeit bereits die achtfache Leistung, bei der dreifachen Windgeschwindigkeit die 27-fache und bei der vierfachen Windgeschwindigkeit gar die 64-fache Leistung erzeugt! Eine Windmühle ist also ein regelungstechnischer Albtraum. Für den Betreiber kann die Sache nur profitabel sein, weil er die Kosten und Umweltbelastungen auf die Allgemeinheit abwälzen kann. Dies geschieht, indem der jeweilige „Netzbetreiber“ mit diesen Schwankungen technisch und wirtschaftlich leben muss und gesetzlich verpflichtet ist, sie stets und zu seinen (!) ausschließlichen Lasten „auszuregeln“. Überdies werden ihm die daraus resultierenden Umweltbelastungen (!) auch noch angelastet. Jetzt wird mancher empört sein öko-ideologisch geschultes Haupt schütteln wollen: Schließlich wird doch kein Brennstoff verbrannt, wenn die Windmühle produziert. Doch ist die Versorgung mit elektrischer Energie wirklich so simpel?

In jedem Augenblick muss genau so viel Strom erzeugt werden, wie gerade verbraucht wird. Wird mehr Strom eingespeist, als gleichzeitig verbraucht wird, erhöht sich die Netzfrequenz. Wird weniger eingespeist als verbraucht, sinkt sie ab. Dabei ist es völlig unerheblich, ob ein Kraftwerk ausfällt oder sich ein zusätzlicher Verbraucher in das Netz einschaltet. In jedem Fall muss eine ausreichende Reserve vorgehalten werden. Wobei Reserve nicht gleich Reserve ist: Es kommt entscheidend auf die Reaktionsfähigkeit an. Man muss sich das, wie bei einer Transportaufgabe vorstellen. Wenn man eine Person von A nach B befördern muss und die Ankunftszeit keine Rolle spielt, reicht es aus, ein Ersatzfahrzeug auf dem Hof bereit zu halten. Fällt das erste Fahrzeug aus, kann man ganz entspannt das Ersatzfahrzeug hinterher schicken. Völlig anders stellt sich das Problem dar, wenn die Ankunftszeit garantiert werden muss oder ein Warten aus anderen Gründen (z. B. Personenschutz) nicht möglich ist. In diesem Fall muss ein Ersatzfahrzeug bereits mitfahren, um bei einem Ausfall ein unmittelbares Umsteigen zu ermöglichen. Dieses Ersatzfahrzeug verbraucht aber auch Treibstoff. Bei der Stromversorgung ist die Reaktionszeit nahe Null. Man muss also stets eine entsprechende Reserve mitlaufen haben. In der guten alten Zeit der Vertragsfreiheit konnten die Vertragspartner (Energieversorger und Stromkunde) sich zum gegenseitigen Vorteil arrangieren. Eine Vergleichmäßigung des Stromverbrauches wurde vom Energieversorger z. B. über Leistungspreise dem Kunden honoriert. Wer gedankenlos Großgeräte einschaltet und damit das Netz stört, muss dafür kräftig zahlen. Es ist daher heute in jedem Krankenhaus und in jeder Hotelküche üblich, „Spitzenlast-Optimierung“ zu betreiben. Industrielle Großverbraucher (Stahlwerke etc.) stehen unmittelbar mit den Energieversorgern in Kontakt und müssen außergewöhnliche Lastspitzen Tage vorher beantragen und abstimmen. Umgekehrt konnten die Energieversorger durch die (nahezu) freie Standortwahl und die Gestaltung ihres Kraftwerksparks für eine optimale Erzeugung sorgen. Mit der Einführung der Planwirtschaft in Gestalt des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) wurde dieses höchst erfolgreiche System zerstört. Es gibt nun in der Gestalt des „Windparkbetreibers“ oder „Solarstromerzeugers“ einen dritten, der ausschließlich zur eigenen Gewinnmaximierung tätig werden darf. Ausdrücklich auch dann, wenn er durch sein Gewinnstreben die Gesellschaft (wirtschaftlich) schädigt. Dieses – schon rechtsstaatlich pikante Konstrukt – wurde ausschließlich über einen angeblichen Schutz der Umwelt legitimiert. Die alte Geschichte von den angeblich „höheren Interessen“ die ein schädigendes Verhalten rechtfertigen. Inzwischen sind die wirtschaftlichen Konsequenzen für jeden offensichtlich geworden. An dieser Stelle sei nur auf die explosionsartig steigende „Umlage für Ökostrom“ verwiesen. Aber sind wir nicht alle bereit, ein paar Opfer für die Rettung der Welt zu bringen? Schließlich soll doch durch die Freisetzung von CO2 aus Kraftwerken die Welt untergehen. Mag das glauben wer will. An dieser Stelle soll es nur um die Frage gehen, ob denn überhaupt durch den Bau von „Windparks“ und „Kollektorfarmen“ tatsächlich das Klima gerettet werden kann.

Wir erinnern uns an das bisher gesagte: Wind und Sonne sind zufällige Größen, deren Vorhersage nichts weiter als Wettervorhersage ist. Sie können sich sehr schnell und mit erheblicher Stärke ändern. Der Regelungstechniker würde sagen, sie sind echte Störgrößen mit sehr starken Gradienten (z. B. Leistungsänderung infolge einer in einen Windpark einfallenden Bö). Man muss daher ständig konventionelle Kraftwerke mitlaufen lassen, um das Netz überhaupt stabil halten zu können. Diese Kraftwerke müssen zwangsläufig einen Teil ihres Brennstoffes ungenutzt verbrennen. Sei es durch den Betrieb in Teillast mit schlechteren Wirkungsgraden oder durch sogenanntes „Androsseln“. Was nichts weiter als eine Umschreibung dafür ist, dass man den aufwendig erzeugten Dampf nicht in der Turbine seine Arbeit verrichten lässt, sondern (einen Teilstrom) unverrichteter Dinge im Kondensator niederschlägt. Es ist halt genau wie mit dem leeren Fahrzeug hinter der Kolonne: Will ich jederzeit ein Umsteigen garantieren, muss das „leere Auto“ stets hinter der Kolonne herfahren. Niemand käme auf die Idee, den notwendigen „Spritverbrauch“ nur auf die Fahrzeuge „mit Personen“ zu beziehen. Spätestens beim nächsten Tankstopp müssen alle Fahrzeuge wieder betankt werden.

Will man die tatsächliche Primärenergieeinsparung durch „Wind und Sonne“ in einem Stromnetz bestimmen, sind aufwendige Messungen bzw. Simulationen notwendig. Für das grundsätzliche Verständnis reichen aber einfache Abschätzungen aus. In einem Netz ergibt sich der Nutzungsgrad NG als das Verhältnis aus der in dem Betrachtungszeitraum verbrauchten elektrischen Energie E zu dem hierfür eingesetzten Brennstoff Br.

NG = E / Br

Bisher konnte man die im Netz konsumierte elektrische Energie mit der in den Kraftwerken nahezu gleich setzen. Zukünftig gestaltet sich die Bilanzierung etwas schwieriger: Wem soll man die elektrische Energie, die auf dem langen Weg vom Windpark in der Nordsee zu dem Kunden in München in der Leitung „verbraten“ wurde, als „Umweltschutz“ anrechnen? Dem Windpark in der Nordsee oder dem Kraftwerk vor den Toren Münchens? Hätte man den Strom nicht aus dem Windpark, sondern aus dem nahen konventionellen Kraftwerk bezogen, hätte er gar nicht verbraucht werden müssen. Warum sich Rechtsanwälte im Zusammenhang mit der Berechnung von „Netzentgelten“ noch nicht hinreichend mit dieser Frage auseinandergesetzt haben, entzieht sich meiner Kenntnis. Ich vermute, spätestens wenn der Handel mit „CO2-Zertifikaten“ eine lukrative Größenordnung erreicht hat, wird sich die Frage stellen, wer eigentlich die Zertifikate bezahlen muss, die ein Kraftwerk gar nicht gebraucht hätte, wenn es nicht für die Unterstützung des Windparks eingesetzt worden wäre. Will man auch nur den Anschein eines Verursacherprinzips aufrecht erhalten, werden das wohl die Windparks selber tun müssen.

Bevor es weiter gehen kann, muss an dieser Stelle mit einem unter Laien weit verbreiteten Irrtum aufgeräumt werden: Der Gleichsetzung von Wirkungs- und Nutzungsgraden. Wirkungsgrade beziehen sich auf Leistungen und geben damit grundsätzlich nur eine Momentaufnahme wieder. Nutzungsgrade hingegen bilanzieren die in einem Betrachtungszeitraum erzeugten und verbrauchten Energien. Die praktischen Konsequenzen kennt jeder von uns aus den Verbrauchsangaben in Autoprospekten. Die Verbrauchsangaben im Prospekt gelten für genau definierte Betriebspunkte (Liter Benzin bei 80 km/h) unter idealen Bedingungen und entsprechen somit Wirkungsgraden. Was wir später an der Tankstelle messen und ermitteln sind Nutzungsgrade: Den tatsächlichen Verbrauch im Zeitraum „zweier Tankfüllungen“ gemittelt über alle realen Betriebszustände. Dies ist ganz wichtig, da der Allgemeinheit immer nur Wirkungsgrade von Kraftwerken bekannt sind. Nutzungsgrade des realen Betriebs sind aus gutem Grund Geschäftsgeheimnisse! Sie hängen stark von der Betriebsweise ab. Wenn ein Kohlekraftwerk angedrosselt gefahren wird, um den Regelbetrieb zu unterstützen, hat das mit seinem Wirkungsgrad im Abnahmeversuch nur noch sehr entfernt zu tun! Man kann sich als Außenstehender nur einen Überblick über die tatsächlichen Nutzungsgrade verschaffen, wenn man sich sehr eingehend mit den Energiestatistiken auseinandersetzt. Dort wird für ein gesamtes Versorgungsgebiet (z. B. Deutschland) der in einem Kalenderjahr eingesetzte Brennstoff aufgelistet.

Wie verhält es sich aber mit den Nutzungsgraden konventioneller Kraftwerke in einem gemischten Netz? Bisher ging man stark vereinfachend von dem Ansatz aus, dass der „alternativ“ produzierte Strom eine entsprechende Menge Brennstoff in den konventionellen Kraftwerken ersetzt. Vereinfachend ermittelte man die „CO2-Einsparung“ durch die Multiplikation mit den entsprechenden Kraftwerkswirkungsgraden für Kohle, Gas etc. Gemäß der Kraftwerksverteilung konnte man so die „CO2-Einsparung“ bilanzieren. Diese Methode führt — bei immer stärkerem Einsatz von Wind und Sonne – zu einer notwendigerweise (methodisch bedingten) Überzeichnung der „CO2-Einsparung“. Ein Übergang zu den tatsächlichen Nutzungsgraden – einschließlich der Bereitschaftsverluste und den zusätzlichen Verlusten durch die Verschiebung der Betriebspunkten – ist zwingend erforderlich. In einem gemischten Netz ergibt sich der Nutzungsgrad NGgem als das Verhältnis aus der in dem Betrachtungszeitraum verbrauchten elektrischen Energie E verringert um die netto „Alternativenergie“ (ohne Transportverluste) Ealt zu dem hierfür eingesetzten Brennstoff Brgem.

NGgem = (E – Ealt) / Brgem

Der in einem realen Netz durch „Alternativenergien“ eingesparte Brennstoff ΔBr ergibt sich aus der Differenz zwischen dem in einem (rein) konventionellen Netz verbrauchten Brennstoff und dem für einen gemischten Betrieb notwendigen Brennstoffeinsatz Brgem.

ΔBr = Br – Brgem

Setzt man in diese Gleichung die beiden ursprünglichen Gleichungen ein, erhält man:

ΔBr = Br – Brgem = E / NG – (E – Ealt) / NGgem

Wie gesagt, der Nutzungsgrad in einem gemischten Netz NGgem muss wegen der zusätzlichen Verluste (Bereitschaftsverluste, Androsselung, Verschiebung aus den optimalen Betriebspunkten usw.) schlechter sein, als in einem konventionellen Kraftwerkspark mit optimaler Fahrweise NG. Wie hoch die tatsächliche „CO2-Einsparung“ in einem gemischten Netz ist, kann nur über umfangreiche Simulationen oder Messungen ermittelt werden. Für eine erste Abschätzung reicht jedoch ein Gedankenexperiment aus. Wie würden sich die Nutzungsgrade verhalten, wenn der Brennstoffmehrverbrauch im gemischten Betrieb gerade die Einsparung durch „Wind und Sonne“ auffressen würde? Anschließend kann man die Ergebnisse mit Erkenntnissen aus der Praxis diskutieren.

0 = ΔBr = Br – Brgem = E / NG – (E – Ealt) / NGgem

NG / NGgem = E / (E – Ealt)

Man erhält dadurch eine Funktion für die Verschlechterung des Nutzungsgrades in einem gemischten Betrieb NGgem in Abhängigkeit von dem Anteil der „Alternativenergie“ Ealt am Stromverbrauch E.

NGgem = (1 – Ealt / E) * NG

Was besagt nun vorstehende Gleichung? Wenn 10 % der verbrauchten elektrischen Energie aus Wind und Sonne gewonnen würden, dürfte sich der Nutzungsgrad der konventionellen Kraftwerke nur auf 90 % verschlechtern, damit überhaupt eine „CO2-Einsparung“ erfolgt.

Ein modernes Braunkohlekraftwerk hat einen elektrischen Netto-Wirkungsgrad von 43%. Da diese Kraftwerke in der Grundlast laufen, entspricht der Wirkungsgrad auch ziemlich genau dem Nutzungsgrad. Ein Nutzungsgrad von 39% im Regelbetrieb mit Androsselung erscheint illusorisch. Ein modernes Kombikraftwerk (Gas und Dampf) verfügt über einen Wirkungsgrad von 57%. Sein Nutzungsgrad als „Backup“ für Wind und Sonnenkraftwerke dürfte eher bei 36% liegen, da zwar die Gasturbine recht schnell auf Laständerungen reagieren kann, nicht aber der angeschlossene Dampfkessel. So dauert es nach einem nächtlichen Stillstand etwa 15 Minuten die Gasturbine hochzufahren, der Dampfkessel braucht eine gute Stunde. Während dieser Zeit sind die Wirkungsgrade miserabel. Der Nutzungsgrad für eine Tagesperiode ist deshalb bereits wesentlich schlechter als der Auslegungswirkungsgrad.

Man muss es vielleicht noch einmal deutlich sagen: Ein Anteil von 10% an der elektrischen Energie ist bereits ein ehrgeiziger Wert, denn auf Grund der geringen Vollbenutzungsstunden dieser Energiearten ist ihr Leistungsanteil an den Tagen an denen der Wind überhaupt weht, sehr viel höher. Man möge sich mal einen Feiertag (geringer Stromverbrauch) mit stärkerem Wind und Sonnenschein betrachten. Schon heute ist an solchen Tagen der Leistungsanteil der „Alternativenergien“ höher als 50%. Solche Werte sind im Kraftwerksbetrieb nur mit erheblicher „Brennstoffvernichtung“ beherrschbar.

Von besonderer Ironie — wenngleich seit langem bekannt — ist, dass bei Sturm über Dänemark deren Stromnetz nur durch die nahen Kernkraftwerke (Leitungskapazitäten) in Deutschland und Schweden stabilisiert werden kann. Lediglich Kernkraftwerke können wegen ihrer Wärmespeicherkapazität und ihrem „Selbstregelverhalten“ (Dampfblasenkoeffizient) solch starke Leistungsgradienten (3. Potenz der Windgeschwindigkeit) ausregeln. Noch dazu, ohne wesentliche Verschlechterung des Wirkungsgrades. Gasturbinen können hier kaum mithalten, Kombikraftwerke mit Sicherheit nicht. Mit steigendem Anteil der Windenergie wird der Gasverbrauch eher steigen als sinken. Vielleicht mag man hier den Grund finden, warum zwei führende Propagandisten der Wind- und Sonnenenergie heute (?) Gasvertreter sind. In den USA ist jedenfalls die Gasindustrie nach wie vor der führende Sponsor der „Klimaindustrie“. Dies ist nicht weiter verwerflich. Wenn man ein zusätzliches Produkt (Erdgas) auf einem etablierten Markt (Kohle und Kernenergie in der Stromerzeugung) unterbringen will, muss man halt ordentlich „Überzeugungsarbeit“ leisten. In diesem Sinne sind die „Gasmänner“ Schröder, Fischer und Co ganz normale „Staubsaugervertreter“, die für ihre „Verkaufsgespräche“ adäquat entlohnt werden.

Weiterführende Literatur:

Kent Hawkins: Wind Integration Realities – Case Studies of the Netherlands and of Colorado, Texas, Master Resource.

C. le Pair & K. de Groot: The impact of wind generated electricity on fossil fuel consumption.

K. de Groot & C. le Pair: The hidden fuel costs of wind generated electricity.

43 Antworten zu “Das schmutzige Geheimnis der Wind- und Sonnenkraftnutzung

  1. Ganz hervorragender Beitrag!

  2. Klaus Reinhardt

    Sehr guter Artikel. Die Umweltprobleme löst man nur durch alte und neue Technologien. Natürlich ist es auch Schwachsinn, Windkraftwerke an der Küste betreiben wollen, aber den Strom wegen Beeinträchtigung der Landschaft nicht nach Süddeutschland transportieren zu dürfen.

  3. Hendrik Kempfert

    Hmm,

    ist doch dann nur ne Frage wie ich das Entkoppeln kann. Direkt eingespeisst moegen die Schwankungen problematisch sein, aber entkoppelt sieht das ganz anders aus.

    Warum nicht das Thema “Druckluftspeicher” oder “Wasserstoffspeicher” nehmen, boete sich doch an ?!

    • Steffen Hentrich

      Das erhöht aber die Kosten noch weiter und macht ökonomisch gar keinen Sinn mehr, jedenfalls nicht bei den absehbaren Preisen für fossile Brennstoffe.

      • Sehr geehrter Herr Hentrich,
        es ist ein wirklich sehr lesenswerter Artikel den Sie geschrieben haben, aber ich denke das Thema wird hier nur sehr einseitig betrachtet. Natürlich ist Strom aus erneuerbaren Energien zuzeit noch teuer als aus fossilen Energieträgern, jedoch wird sich in den nächsten 50 Jahren dieses ändern. Denn wenn erstmal die Öl- und Gasreserven zur neige gehen und somit der Preis steigt wird auch der Strom aus fossilen Energieträgern teuer. Ausserdem würde sich Deutschland abhängig machen von Energieimporten aus anderen Ländern. Atomstrom ist für mich auch keine Lösung, da die Endlagerfrage noch nicht geklärt ist, ausserdem ist mir das Risiko eines Unfalls zu hoch. Denn wenn etwas passiert hat es nicht nur auswirkungen für Deutschland sondern für ganz Europa und darüber hinaus. Zwar ist die Sicherheitstechnik auf einem hohen Stand, aber es kann immer was passieren und dieser Faktor der Unsicherheit ist mir einfach zu hoch.
        Wir müssten einfach eine Lösung finden den Strom zu speichern und somit den Strom aus erneuerbaren Energien flexibler machen. In diesem Bereich wird kontinuierlich weitergeforscht und es ist wird nicht mehr lange dauern bis eine Möglichkeit gefunden wird den Strom zu speichern und dieses kostengünstig.
        Man könnte noch stundenlang über dieses Thema diskutieren, darum breche ich an dieser Stelle ab.
        Ich hoffe Sie werden in ihren nächsten Artikeln, die Themen etwas neutraler sehen und beide Seiten der “Münze” betrachten.

      • Steffen Hentrich

        Sehr geehrter Herr Meier,

        die Anerkennung gebührt nicht mir, sondern Herrn Humpich, der so freundlich war den Beitrag für uns zu verfassen. Dennoch will ich kurz auf Ihren Kommentar eingehen. Sie zählen hier die typischen Argumente auf, die für die Förderung (und ich schreibe hier ganz bewusst Förderung statt Nutzung) angeführt werden, vernachlässigen hierbei jedoch, dass die derzeitige Subventionierungspraxis genau die von Ihnen angeführten Versprechen nicht einlöst. Herr Humpich beschreibt, dass die Netzintegration zu Ineffizienzen führt, die den Einspareffekt kompensieren, so dass statt Brennstoffeinsparung und Brennstoffunabhängigkeit ein Mehrverbrauch und eine erhöhte Abhängigkeit erreicht wird. Derzeit tragen die erneuerbaren Energieträger also noch zu Verschärfung der Ressourcenknappheit bei.

        Was die Endlagerfrage betrifft kann ich Ihnen nur die Lektüre des Buches “Atommüll – Der Versuch einer Neubetrachtung”, das Herr Humpich in unserer Reihe Liberale perspektiven kürzlich veröffentlicht hat empfehlen. Hier finden Sie einige interessante Antworten auf die für Sie noch nicht geklärte Endlagerfrage (http://www.amazon.de/gp/product/3842351089).

        Was die Speichertechnologie betrifft, wird es sicherlich technologischen Fortschritt und Kostensenkungen geben, doch diese Forschung ist nur in dem Maße sinnvoll, wie sie sich an dem ökonomisch und ökologisch Notwendigem ausrichtet, also einer graduellen Integration alternativen Energiequellen in das Stromnetz. Diese müssen aber sicherlich nicht zwangsläufig in Form von Wind- und Solarenergie genutzt werden, sondern bestehen aus einem breiten, zum Teil heute noch nicht bekanntem Bündel an Alternativen. Bis dahin macht es eben auch keinen Sinn Ressourcen für die Nutzung technisch unausgereifter und unrentabler Anlagen zu investieren. Die von Ihnen eingeforderten beiden Seiten der Münze haben wir beachtet und sie werden von der Energiewirtschaft beachtet, wenn der markt nicht durch eine unsinnige Förderpolitik verzerrt wird.

        Mit besten Grüßen

        Steffen Hentrich

  4. Danke Herr Humpich, für diese Klarstellung.
    Sie sprechen mir aus der Seele.
    Ökonomisch ist der ganze “Ökoschwindel” ein reines Verlust- bzw. Betrugsmodell am Verbraucher, den man per Gesetz als Zahler verpflichtet hat gigantischen Unfug zu finanzieren.
    In Ländern mit rationaleren politischen Strukturen vermeidet man solchen verblödeten Öko-Energie-Quatsch, hat moderate Strompreise und kann sogar mit Nachtspeicherheitzunge etc. die Kraftwerkskapazitäten bei optimaler Steuerung ausnutzen.
    Der Regelungsaufwand, die Wartungsintensität und Reparaturanfälligkeit von Windmühlen, insbesondere ofshore, wird vorsätzlich verheimlicht.
    Ebenso stellt das ganze Tamtam um die diversen “alternativen Stromanbieter” trojanische Projekte vor, die durch Preisabsprachen an der Strombörse, keineswegs im Interesse der Verbraucher, sondern ihrer grünlich verbandelten Eigner ins Geschäft kamen.
    Dass man die Bauern mit Subventionen zu “Stromwirten gebio-adelte”, stellt einen doppelten Nepp dar, bei dem sowohl die Landwirte sich zum Narren machen und die Stromverbraucher von den mafiösen Öko-Gaunern mit abgezockt werden.

  5. Ein sehr gelungener Beitrag, vielen Dank, Herr Humpich. Das kann man (hoffentlich) auch mit nur geringen technischen Kenntnissen verstehen. Für die breite Masse ist das leider immer noch zu kompliziert – und damit auch für die Politik.

    Es ist nun einmal grundsätzlich der Fall: Nicht flexible technische Systeme sind auf einen optimalen Betriebszustand ausgerichtet und werden zunehmend ineffizienter, je weiter entfernt sie von diesem Optimum betrieben werden.

    Die klassische Lösungsstrategie hierfür ist, das System adaptiv zu gestalten, damit es seinen Zustand an wechselnde Betriebsbedingungen anpassen kann. Übersetzt auf das Stromnetz ist die vorgeschlagene Lösung eben das sogenannte “Smart Grid”. Bei dem die Anpassungsfähigkeit aber davon abhängig ist, daß sich die Nachfrage an das Angebot anpaßt – und nicht umgekehrt.

    Während also heute die Strompreise auch für das Versprechen bezahlt werden, jederzeit so viel Energie abnehmen zu können, wie man gerade braucht, wird man in Zukunft seinen Strombedarf an das Angebot anpassen müssen. Die Stromversorger werden uns vorschreiben müssen, wann wir unsere (gedachten) Elektrofahrzeuge aufladen können, wann Waschmaschine, Trockner und andere Großverbraucher im Haushalt überhaupt laufen dürfen.

    Das ist Planwirtschaft.

    Und ich frage mich, gerade hier beim Liberalen Institut, wann Sie das denn Ihren Freunden von der FDP mitteilen wollen? In Fragen der Stromversorgung hat die FDP aus Gründen der Koalitionsräson der Einführung einer Planwirtschaft zugestimmt. Und der FDP-Wähler im allgemeinen weiß – oder spürt zumindest – daß hier ein Teil des Markenkerns aufgegeben wurde. Was aus meiner subjektiven Sicht und Erfahrung einen großen Teil der Enttäuschung bisheriger FDP-Wähler ausmacht.

  6. Danke für den Beitrag. Widersprechen muss ich einem der Vor-Kommentatoren, der meinte dass das Thema der Normalbürger und damit auch die Politik nicht versteht. Bis auf ein paar Überzeugungstäter, oder besser: Glaubenstäter, weiss man hinter vorgehaltener Hand längst, dass das System zum ökonomischen Scheitern verurteilt ist. In einigen EU-Nachbarrländern hat man aus wirtschaftlicher Not die EE-Förderungen längst gekappt. Spanien hat den Anfang gemacht. Zuletzt waren es die Niederlande. Ich halt es für einen Trend. Die Stunde der Wahrheit wird also kommen. Die Frage ist nur, wie gr0ß der wirtschaftliche Schaden daraus geworden ist und wieviel zusätzliche Armut wir durch dieses gigantische Umverteilungsprogramm geschaffen haben. Das die Liberalen seit Jahren in der Energie- aber vor allem in der Klimapolitik die üblichen Glaubensbekenntnisse adaptiert hat, schmerzt mich sehr.

  7. Ich möchte hier noch auf einen weiteren Punkt hinweisen der medieal bisher auch nicht erwähnt wurde, die KWK.

    Jeder Betreiber einer KWK-Anlage über 100 kW ist laut Energiewirtschaftsgesetzt §13 verpflichtet seine Anlage zu drosseln oder gar ganz abzuschalten, wenn bei Starkwindereignissen die Netzintigrität in Gefahr ist. Seit einem halben Jahr trudeln dann Faxe/E-Mails vom übergeordneten Netzbetreiber bei uns ein aber bisher kam es noch nicht zu Abschaltungen unsererseits.

    Der Witz an der Sache, den Verdienstausfall bei Abschaltung unserer BHKW wird uns nicht ersetzt, man kann also sagen das die Windkraft auch viele damals geförderte KWK-Anlagen wirtschaftlich schädigt, einer KWK also die nach neuesten “Energiekonzept” der schwarz/gelben Bundesregierung sowieso keine Rolle mehr spielen wird.

    Vor einigen Jahren sollte die KWK noch auf 25% ausgebaut werden, viele Stadtwerke und Regionalbetreiber haben sich darauf verlassen und viel Geld investiert.
    Sollten diese Investitionen jetzt für die Katz gewesen sein?

    Energiewrtschaft, Spielplatz für Demagogen und selbsternannten Weltenretter ohne jegliche Fachkompetenz.

    MfG
    Heinz Eng

  8. Ein hervorragender Beitrag Herr Humpich. Würden wir gern auf unsere Website bringen. Wäre das ok?
    Nur eine kleine Anmerkung: Den Begriff Nutzungsgrad kenne ich definiert als Abgegebene Leistung bezogen auf die installierte Leistung bezogen auf die Gesamtzeit (z.b. im Jahr). D.h. wenn eine WKA 1 MW installierte Leistung hat, und diese das ganze Jahr liefern würde, wäre der Nutzungsgrad 100 %. Liefert sie weniger, sinkt der Nutzungsgrad entsprechen. Es liegt heute in aller Regel bei nur in 17 % (auch das nur rechnerisch).
    Wie bezeichnen Sie diesen Nutzungsgrad.
    mfG

  9. In weiten Regionen Norddeutschlands wird mehr Windstrom erzeugt als verbraucht. Landespolitiker, Lobbyisten und Wirtschaftsredakteure feiern das als Vollversorgung.
    Dennoch gibt es zwischen Emden und Niebüll keinen Landkreis, kein Dorf, keine Wohnsiedlung, die allein durch Windstrom versorgt würde. Daran wird sich auch künftig nichts ändern.
    Die einfache Erkenntnis “Kein Wind, kein Windstrom” ist dabei nur ein Teil der Wahrheit. Windkraftanlagen speisen in ein bestehendes, stabiles Netz ein. Bei Netzschwankungen außerhalb definierter Grenzwerte wird die Windenergieanlage sicher heruntergefahren in der Erwartung, daß die verteufelten Kohle- und Kernkraftwerke sich um Spannung und Frequenz kümmern.
    Der nächste flächendeckende Stromausfall an einem sonnigen, windigen Tag könnte zum Augenöffner werden. Wir brauchen ihn dringend.

  10. Sehr geehrter Herr Humpich,

    Ihr Artikel ist einfach überzeugend. Die Dinge sind vollkommen klar. Windmühlenstrom und Solarstrom sind gemeingefährlicher (weil sie zu Netzzusammenbrüchen führen) und astronomisch teurer Wahnsinn.

    Nun gibt es mit Sicherheit sowohl in den EVUs als auch in den Ministerien genügend ingenieurwissenschaftliche Fachleute, die um diesen Wahnsinn wissen. Die Frage ist also: Wie ist es möglich, dass alle im Bundestag vertretenen Parteien, die Bundesregierung und alle Landesregierungen diesen Wahnsinn fördern und verteidigen? Die verantwortlichen Minister, Regierungschefs und Parteivorsitzenden können doch nicht alle dumm und unbelehrbar und auch nicht alle korrupt und gekauft sein. Wie hat es zu diesem kollektiven Marsch der Politik in den Wahnsinn und in die industrielle Selbstzerstörung Deutschlands kommen können? Ich kann das einfach nicht begreifen.

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  13. Das deutsche EEG ist in Österreich mit dem Ökostromgesetz vergleichbar. Das Gesetz muß nun wieder novelliert werden und soll an das EEG welches als das großes Vorbild gilt, angepasst werden. Offensichtlich wegen des Problems, dass sich die Windhäufigkeit in den letzten Jahren wieder normalisiert hat (lt. Windindex Binnenland 2010 minus 25%) sind nämlich alle windigen Firmen konkursreif und es muss schnell noch Fördergeld beschafft werden, bevor der Schwindel auffliegt. Die BEWAG (Burgenländische E-Werke) mussten sich gerade wieder mit der BEGAS fusionieren sonst wären die auch pleite. Die BEWAG ist in A der größte “Ökostromproduzent” nach eigenen Angaben.
    Die FRage ist also sehr berechtigt, wie es zu diesem kollektiven Wahnsinn kommen konnten, das so viele Menschen den Irrsinn finanzieren müssen und doch noch so viele daran glauben.

  14. Hartmut Müller

    Guten Tag. Ja – der Text ist gut geschrieben. Nur gedanklich sehr kurz gefasst. Ebenso wie einige der Reaktionen in den Kommentaren. Mal ganz platt ausgedrückt, unterscheiden sich die Technologien unserer Stromerzeugung per Kohle- und Kernkraft nicht grundlegend vom Wasserkochen in der Steinzeit. Man oder wir haben es eben nicht geschafft in 100 Jahren auch nur eine echte innovative Technologie für die Erzeugung von Strom zu erfinden bzw. zu entwicklen. Die sauberste und effektivste ist noch immer die Wasserkraft. Schmelzen aber die Gletscher – und sie tun es – fällt in vielen Regoinen zuküftig weniger Niederschlag – und es passiert – werden auch hier große Schwankungen auftreten. Bitte lest doch einmal in den aktuellsten und einschlägigen Rohstoffberichten. Uran, also spaltbares Material, reicht noch ca. 60 Jahre. Die Vorkommen sind bekannt und erschöpfen sich rasant. Sollten alle geplanten Kernkraftwerke ( in China allein sind es ca. 50) in den kommenden 10 bis 15 jahren ihren Betrieb aufnehmen, so können sich die Vorkommen bereits in 50 Jahren erschöpfen. Mal völlig davon abgesehen, dass mit der Verknappung des Rohstoffes auch dessen Preise steigen. Kohle (Stein-und Braunkohle) reichen noch ca. 100 Jahre, wenn der Verbrauch nicht steigt. Auch bei diesen Rohstoffen werden die preise explodieren. Was dann? Was dann? Nun können wir sagen, egal wir schauen doch nur auf unsere Zeit. Was interessieren uns die danach. Wenn wir so denken, dann ist zwar der Eingangsartikel immer noch schön geschrieben hat sich aber ansonsten aus sich heraus selbst erübrigt. Viele solcher wunderbaren Texte habe ich gelesen. Doch bitte liebe Autoren bevor ihr sie verfaßt, versucht das Problem zuende zu denken. P.S. Die Politiker in Schutz zu nehmen liegt mir sehr fern. Doch die industrielle Selbstzerstörung Deutschlands ihnen anzuhängen halte ich für sehr überspannt. Die deutsche Wirtschaft, Iindustrie oder Kapital, egal wie wir es nennen, hat doch den Industriestandort Deutschland selbst dezimiert. Entweder ganze Industriezweige einfach fallen gelassen oder ins Ausland verlagert. Und mit ihnen die hiesigen Arbeitsplätze. Aber dann jammern, dass die Innlandnachfrage mehr und mehr sinkt……. Darüber solltet ihr mal einen wunderbaren Text schreiben.

    • Sie wiederholen wieder die Theorie, dass Rohstoffe irgendwann einfach “weg” sind. Sie übersehen dabei aber zweierlei: Erstens, die Förderung von Rohstoffen verteuert sich nur, wodurch die Förderung schwieriger zugänglicher Depots ermöglicht wird. Dadurch steigen auch die Investitionen in Exploration und neue Fördertechniken (bei Schiefergas haben wir das ja gerade beobachten können!). Zweitens: wer sagt, dass klassische Reaktoren die Zukunft sind? Es sind genug Alternativen bekannt, die nicht primäres Uran verbrennen, ganz klassisch z.B. Brutreaktoren, in Zukunft vielleicht auch Konzepte wie der “Traveling Wave Reactor”. Damit wird dann vielleicht auch die ja mittlerweile schon als Absolutum geforderte Störfallsicherheit möglich.

      Das klassische neo-malthusianische “Club of Rome”-Argument brauchen Sie nicht zu wiederholen. Wenn der Club of Rome recht gehabt hätte, hätten wir heute schon praktisch keine Metallförderung mehr. Es widerspricht auch allem, was gerade die Liberalen (!) schon über die Anpassungsfähigkeit von Märkten wissen. Im Moment betreiben wir energiepolitisch jedenfalls einen planwirtschaftlichen “Selbstmord aus Angst vor dem Tode”.

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  17. Als Problemstellung wird in der Überschrift angeführt “Wind- und Sonnenkraftnutzung”. Dazu bezieht der Autor gleich in den ersten 3 Sätzen Stellung mit Argumenten, die man so sicherlich an jedem Stammtisch hört. Den weiteren Ausführungen gibt er dann durch Einfügen von einigen Formeln den Anschein einer wissenschaftlichen Sachkenntnis. An keiner Stelle erwähnt er die Abhängigkeit vom Öl, das im Wesentlichen in einer ganz kleinen Region dieser Erde gefördert wird, beim Erdgas sieht es etwas besser aus, aber beide Energieresourcen sind endlich mit einer nur noch für wenige Generationen ausreichenden Menge. Auf die Segnungen der Atomtechnik muss man gar nicht eingehen, denn hier bietet Fukushima einen Lehrfilm an für Restrisiko und einer Hybris der Atomindustrie.
    Letzlich kann man dem Autor aber nur den Bericht des Sachverständigenrats der Bundesregierung zum Studium empfehlen, in dem eben viele Sachverständige nachweisen, dass rneuerbare Energien die bisherigen Primärenergieträger ablösen können, sondern darüber hinaus ab ca. 2030 wirtschaftlich günstiger sind. Die damit verbundenen neuen Technologien sind sicherlich für die nachwachsenden Generationen interessanter als die Förderung von Braunkohle.

    • Steffen Hentrich

      Der “Beweis” des Sachverständigenrats funktioniert aber nur, weil er die hier dargestellten Zusammenhänge ignoriert bzw. wenig Rücksicht auf die Kosten dieses Übergangs nimmt.

  18. Das Gutachten beschreibt auf 680 S nicht nur technische Voraussetzungen sondern auch die wirtschaftlichen Folgen eines Umstiegs auf EE. Der Rückbau eines Atomkraftwerks kostet ca. 15 Milliarden, Gorleben ???, Asse ??? und ich lese gerade, dass die japanische Regierung vorsorglich 360.000 Kindeer! vorsorglich auf Krebs untersuchen lässt. Dem ist nichts mehr hinzuzufügen.

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  23. Früher konnten wir Deutsche stolz auf unser technisches Wissen und unsere Wissenschaft sein. Dann kam die links-grüne Politik und alles wurde anders. Wie sonst kann man sich erklären, daß nur Deutschland der Meinung ist, mit volatilen (unstetigen) Energieträgern lasse sich ein versorgunssicheres, stetig verfügbares Energieversorgungssystem verwirklichen….ein sehr ausgewogener Artikel!

  24. Wolfgang Flamme

    Sehr geehrter Herr Humpich,

    die Leistung des konventionellen Kraftwerkparks wird seit langem tagtäglich – nämlich in den bedarfsschwächeren Nachtstunden – auf etwa die Hälfte reduziert. Und das, ohne daß man ihm dazu einen fürchterlich gedrosselten und verlustreichen Betrieb zumuten müßte.
    Ein Leser Ihres Artikels kann hingegen leicht zu der Auffassung gelangen, daß infolge einer regenerativen Substitution ein stark angedrosselter Betrieb des Kraftwerkparks unvermeidlich werde und Sie tun nicht das Nötige dazu, einem solchen vorschnellen Urteil vorzubeugen.

    Tatsächlich gibt es recht naheliegende Möglichkeiten, die Auswirkungen regenerativer Beimischungen auf den konventionellen Kraftwerkbetrieb abzuschätzen. Man vergleicht hierzu zwei Fälle: Einen, in der ein konventioneller Kraftwerkpark die täglichen Lastkurven abfährt und einen zweiten, in dem er die nach Einspeisung regenerativer Quellen noch verbleibende Restlastkurve (sog. ‘Residuallast’) abfährt. Für beide Fälle kann man dann charakteristische Kennzahlen ermitteln und vergleichen. Z.B. ob die Schwankungsbreite infolge der Beimischung zu- oder abnimmt, ob sich die Zahl der Lastwechsel infolge der Beimischung erhöht oder erniedrigt, ob die dynamischen Anforderungen infolge der Beimischung zu- oder abnehmen usw. Sofern diese Kennzahlen nicht charakteristisch schlechter ausfallen, kann man nicht von einer erhöhten Belastung durch die Beimischung ausgehen.

    Ich habe das hier mal beispielhaft durchgerechnet (‘work in progess’ – ich bitte das zu berücksichtigen) …

    https://docs.google.com/document/d/1d0S4KNNhNf4NSIdm8widvx4LDqnNbxjVTnX_0eTWXbs/edit

    … und es sieht sehr danach aus, als ob die Auswirkungen regenerativer Erzeugung auf den konventionellen Kraftwerkpark stark von der regenerativen Mischung und vom Substitutionsgrad abhingen. Für geringfügige Beimischungen zeichnet sich in den Kennzahlen sogar eine geringfügige Entlastung der konventionellen Erzeugung ab. Das bedeutet, daß der Einspareffekt in diesen Bereichen womöglich sogar noch etwas über den reinen Substitutionseffekt der regenerativen Beimischung hinausgeht.

    Für Fragen, Kommentare und Kritik stehe ich Ihnen und Lesern gerne zur Verfügung.

  25. Klaus-Dieter Humpich

    …daß infolge einer regenerativen Substitution ein stark angedrosselter Betrieb des Kraftwerkparks unvermeidlich werde…
    Richtig, genauso ist es, denn wir reden hier von einem ausregeln von sehr schnellen (im Sinne von plötzlich und unvorhersehbar) auftretenden starken und sehr steilen Gradienten (Leistungsminderung oder Anstieg mehrere MW pro Minute). Dem Laien mag z. B. http://www.transparency.eex.com/de/ als Anhalt für die Größenordnung dienen. Ein (Kohle)Kraftwerk ist aber kein Porsche! Entscheidend ist genau die Änderungsgeschwindigkeit der Störgrösse: Für jedes Kraftwerk gibt es charakteristische und sehr detaillierte Vorgaben über die maximal mögliche Laständerung in Abhängigkeit von zahlreichen Betriebsparametern. Diese dürfen nicht überschritten werden. Sinkt die Nachfrage übermäßig, kann der Dampf nur ohne Arbeit zu leisten direkt in den Kondensator gefahren werden. Sind umgekehrt starke Leistungsansprüche zu verzeichnen, muß vorher “angedrosselt” gefahren werden. Ein besonders heikles Kapitel ist dabei der Umweltschutz. Wird beispielsweise bei einem Braunkohlekraftwerk für etwa eine Stunde eine Leistungsminderung um > 20% gefahren, benötigt die Rauchgasentschwefelung (“Chemiefabrik”) nahezu 24h, bis sie wieder den Zustand vor der Störung erreicht hat. Der gemessene Schadstoffausstoß integriert über diesen Zeitraum ist absolut höher, als wie wenn mit konstanter Leistung gefahren worden wäre! Ganz neben bei gesagt, haben unsere polnischen Nachbarn genau davon die Nase voll. Deutschland gibt sich besonders umweltfreundlich mit seinem Windstrom von der Ostseeküste, mit dem es ständig das polnische Stromnetz stört. Die daraus resultierenden Umweltbelastungen (und nicht nur die) muß aber die polnische Bevölkerung tragen.

    …Tatsächlich gibt es recht naheliegende Möglichkeiten, die Auswirkungen regenerativer Beimischungen auf den konventionellen Kraftwerkbetrieb abzuschätzen. Man vergleicht hierzu zwei Fälle: Einen, in der ein konventioneller Kraftwerkpark die täglichen Lastkurven abfährt und einen zweiten, in dem er die nach Einspeisung regenerativer Quellen noch verbleibende Restlastkurve (sog. ‘Residuallast’) abfährt…
    Ein schöner Gedanke, der nicht ganz neu ist. Einen der beiden Fälle könnte man messen, aber den anderen müßte man simulieren. Für eine solche dynamische Simulation dürfte allerdings kein “Supercomputer” auf der Welt ausreichen, um eine solche Rechnung auch nur in “Echtzeit” auszuführen. Sofern die Programme hierfür überhaupt vorhanden wären. Welcher Aufwand für die realistische Abbildung eines Kraftwerks nötig ist, mag dem Laien deutlich werden, wenn er mal das Rechenzentrum eines Kernkraftwerkes (besonders einfach zu simulierender Kraftwerkstyp) besichtigt: Die dort vorhandene Rechenkapazität macht jeder Hochschule alle Ehre. Ganz zu schweigen von den “Mannjahrhunderten” an Programmierung, die für die Erstellung eines solchen “Rechnermodelles des jeweiligen Kraftwerks” erforderlich waren. Mit irgendwelchen Tabellenkalkulationen ist dabei leider gar nichts auszurichten!

    …und es sieht sehr danach aus, als ob die Auswirkungen regenerativer Erzeugung auf den konventionellen Kraftwerkpark stark von der regenerativen Mischung und vom Substitutionsgrad abhingen….
    Diese Aussage ist trivial, weil rein qualitativ. Will man jedoch zu der notwendigen Quantität (wieviel Tonnen Brennstoff werden eingespart oder wieviel Schadstoffe zusätzlich produziert) kommen, muß die Forschung erst anfangen die Vorgänge mathematisch zu beschreiben. Auch eine Aufgabe der Energiewende…

    Um es abschließend ganz deutlich zu machen: Bisher verfügen wir nur über Meßwerte aus (zahlreichen) einzelnen Kraftwerken, die plötzliche Laständerungen dokumentieren. Sie zeigen uns eindeutig, daß zahlreiche und teilweise neuartige Probleme auftreten, die den Kraftwerksbetreibern echte Kopfschmerzen bereiten. Die Lösung wird Milliardeninvestitionen erfordern, die noch in keiner Rechnung zur Energiewende enthalten sind. Wie bereits erwähnt, investieren die Polen bereits bis zum Jahr 2014 Millionen für Trafoanlagen an den Kuppelstellen zum deutschen Netz, um mit der Hilfe dieser “Phasenschieber” den Windstrom von ihrem Netz fern halten zu können. Wer muß für diese Kosten aufkommen? Wer zahlt die EG-Fördermittel zurück, die zur Verknüpfung der europäischen Netze ausgegeben worden sind? Schließlich hat Deutschland einseitig den Atomausstieg vollzogen.

  26. Wolfgang Flamme

    Sehr geehrter Herr Humpich,

    bedauerlicherweise ignorieren Sie das von mir vorgebrachte Argument. Ich muß es daher wohl nochmal ausführen:

    Der herkömmliche Kraftwerkpark ist bzgl. seiner Leistungsfähigkeit und Dynamik konzipiert, um die anfallende Last sehr zeitnah zu decken. Wenn sich die Anforderungen an Leistungsfähigkeit und Dynamik durch die regenerative Beimischung also nicht erhöhen, dann ist nicht von einer nachteiligen Beeinflussung des herkömmlichen Kraftwerkparks auszugehen.
    Aus diesem trotz seiner Grobheit sehr logischen Ansatz kann man zwei unmittelbare Schlußfolgerungen ziehen:

    a) Man benötigt zu dieser Beurteilung zeitlich ausreichend hoch aufgelöste Zeitreihen des Lastverlaufs und der regenerativen Erzeugung. Es ist dazu aber keineswegs erforderlich, ein leistungsfähiges Rechenzentrum mit einer Herrschar höchstspezialisierter Fachkräfte zu unterhalten.

    b) Der Term ‘Leistungsfähigkeit und Dynamik’ orientiert sich von seiner schwammigen Definition her zunächst nur an Ihrer vorgebrachten Pauschalkritik. Ich würde es eigentlich vorziehen, ganz allgemein von ‘Kennwerten’ zu sprechen (was Grenzwerte jetzt mal einschließen soll).

    Der konventionelle Kraftwerkpark verfügt also über Kennwerte, die sich an der Lastabdeckung (einschließlich deren Unsicherheiten) orientieren. Und wenn sich diese Kennwerte infolge einer regenerativen Beimischung nachteilig ändern, dann könnte womöglich ein Problem bestehen oder sich eine ungünstige Entwicklung ergeben – da muß man dann genauer hingucken.

    Nun, einige naheliegende Kennwerte habe ich untersucht: Statistische ‘Rauhigkeit’ der Restlast, ‘mittlere Spitzenlast’ usw. Ich habe ja dokumentiert, was und wie ich untersucht habe. Ich stelle das deshalb zur Kritik, um mich zu vergewissern, keine grundsätzlichen Fehler gemacht und keine wichtigen Kennwerte vergessen zu haben. Bei diesen beiden Punkten könnten Sie Sich also konkret und konstruktiv einbringen, tun es aber bisher nicht.

  27. Klaus-Dieter Humpich

    …Der herkömmliche Kraftwerkpark ist bzgl. seiner Leistungsfähigkeit und Dynamik konzipiert, um die a n f a l l e n d e Last sehr zeitnah zu decken….
    Sie stellen völlig richtig fest, daß der vorhandene (konventionelle) Kraftwerkspark für die vorhandene Situation ausgelegt worden ist. Sehen wir uns das etwas näher an: In einem rein konventionellen System gibt es nur die “Störungen” durch die unterschiedliche Nachfrage. Diese Nachfrageschwankungen (Tag/Nacht, Arbeitstag/Feiertag usw.) sind recht “langsam” und sehr genau “aus Erfahrung” vorhersehbar. Es wurde durch das Tarifsystem (Leistungspreis, Arbeitspreis und Begrenzung der maximal möglichen (Verbrauchs)Leistung, Sondertarife für Nachtspeicherheizungen usw.) immer Wert auf eine Vergleichmäßigung gelegt. Es blieb nur ein Risiko: Der (technisch bedingte) Ausfall von Erzeugungs- oder Übertragungskapazität. Aus diesem Grunde wurde die maximale Blockgröße (die am Netz ist und produziert) in einem Versorgungsgebiet streng begrenzt (in Abhängigkeit der jeweiligen Nachfrage in diesem Abschnitt) und ausreichend Reserve (z. B. n-1 Regel bei den Übertragungsleitungen) vorgehalten.
    Wie stellt sich nun die Situation bei einem System mit Wind- und Sonnenstrom dar? Die Störungen durch das Wetter (Windböen die mit der 3. Potenz wirksam werden, Wolken etc.) sind viel kurzfristiger und in ihrem zeitlichen Verlauf sehr viel “steiler” als Nachfrageschwankungen. Entscheidend ist aber die geringe Verfügbarkeit (Sonnenstrom z. B. in 2011: installierte Leistung 24,8 GW, eingespeiste Energie 18,5 TWh => 746 Stunden bezogen auf die Nennleistung). Will man nun — wie von der Energiewende gewünscht — einen nennenswerten Anteil an Energie (also kWh) erzeugen, muß man sehr große Leistungen (kW) installieren! Will man beispielsweise die Energieproduktion eines Kernkraftwerks (Arbeitsausnutzung über 90%) durch Photovoltaik (Arbeitsausnutzung unter 10%) ersetzen, muß man mehr als die zehnfache Leistung installieren. Was geschieht aber, wenn nun tatsächlich mal die Sonne scheint oder der Wind weht? Stark vereinfacht gesagt, das System, welches für den Ausfall e i n e s Kernkraftwerks ausgelegt war, soll nun für jedes stillgelegte Kraftwerk die z e h n f a c h e Leistung durch Sonnenkollektoren verkraften!
    ….Der konventionelle Kraftwerkpark verfügt also über Kennwerte, die sich an der Lastabdeckung (einschließlich deren Unsicherheiten) orientieren…
    Die physikalisch/chemischen Prozesse in einem Kraftwerk sind n i c h t linear. Besonders, wenn man den Bereich 50 bis 100% Leistung verläßt. Sie lassen sich nicht mehr durch “Geraden annähern”. Die Bildung von Kennwerten ist nur für j e w e i l s “kleine Bereiche” möglich. Ganz einfach gesagt: Verläßt man den Gültigkeitsbereich eines Kennwertes, kommt man zwangsläufig zu falschen Ergebnissen. Nach den oben ausgeführten Zusammenhängen muß also die Methode der statistischen Auswertung des Istzustandes und die Übertragung auf einen (zukünftig völlig anderen) Betriebszustand zu zwangsläufig unsinnigen Ergebnissen führen.
    Ich bezweifle, ob die Bildung von Kennwerten überhaupt zu brauchbaren Ergebnissen führt. Jeder Ingenieur weiß schon seit seinen im Studium zu absolvierenden Laborübungen, daß man immer erst warten muß, bis sich die Anlage “eingeschwungen” hat, bevor man sinnvolle Meßwerte gewinnen kann. Ferner müssen zur Gewinnung von Kennwerten die Laborbedingungen sauber dokumentiert werden. In einem “Energiewendesystem” haben wir es aber dauernd mit stark (bezogen auf die Gradienten) und nahezu einmaligen (mal Wind mit Sonne oder Flaute ohne oder beliebige Mischung) Situationen zu tun. So ist nun mal das Wetter! Insofern führt an einer “dynamischen Simulation” kein Weg vorbei.
    …mit einer Herrschar höchstspezialisierter Fachkräfte…
    Ich gebe Ihnen da völlig recht, in einem Land, in dem man “Atomexperte” nur als Sozialwirt, Deutschlehrer oder Jurist sein kann, ist Fachwissen zumindest einer Karriere abträglich. Schauen wir mal, um es mit einem bekannten Fußballer zu sagen. Hoffentlich müssen wir nicht in Zukunft Fragen: Na, ist es denn schon wieder Stromabschaltung?

  28. Wolfgang Flamme

    Sehr geehrter Herr Humpich,

    ich möchte mal brutal und einfach das zentrale Dilemma Ihrer Argumentation offenlegen:
    Ufologen haben immerhin ein paar Fotos von in die Luft geworfenen Papptellern vorzuweisen, Homöopathen können auf ein paar Heilerfolge verweisen, Kreationisten auf ein paar zerfledderte Schriftrollen, HAARP-Gegner haben immerhin eine Sendeanlage vorzuzeigen usw. Das sind Dinge, die man sich als gewöhnlicher Mensch immerhin angucken und sie bewerten kann.

    Ihre Tatsachenbehauptungen haben hingegen überhaupt keine nachvollziehbare Grundlage – es sei denn, man betreibt ganz zufällig ein fachspezifisches Rechenzentrum, was großzügig aufgerundet auf 0,0% der Menschen zutrifft, die Sie mit Ihrer Argumentation adressieren. Sie bleiben jeden Beleg für Ihre Behauptung schuldig und entsprechend bin ich als naturwissenschaftlich orientierter Mensch gezwungen, diese Behauptungen vom Niveau her noch eine Stufe unter den o.g. Beispielen einzuordnen.

    Nun will ich Sie da durchaus nicht hängenlassen sondern habe eine einfache und nachvollziehbare Möglichkeit aufgezeigt, wie Sie Ihre Kritik mit Evidenz untermauern können: Finden und begründen Sie eine Kraftwerk-Kennzahl, die sich durch Beimischung aus regenerativen Quellen besorgniserregend ungünstig verändert.
    Das ist in der Tat nicht schwer, denn das zeigen praktisch alle von mir geprüften Kennzahlen … allerdings erst bei einer nicht mehr vernachlässigbaren Größenordnung. Wir liegen da also eigentlich gar nicht so sehr über Kreuz, nur ist nach meinen Ergebnissen nicht jeder noch so geringfügige regenerative Beitrag unbedingt gleich als nachteilig einzustufen.
    Auch ideologisch sehe ich kein grundsätzliches Konfliktpotential. Meine Resultate zeigen eigentlich ein sehr früh begrenztes, noch tolerables Substitutionspotential auf; die gegenwärtige Situation ist bereits im grenzwertigen Bereich, hat ihn womöglich bereits überschritten.

    Insofern lassen Sie mich hier gründlich im Stich: Weder sehe ich einen Anlaß für eine so vehemente Opposition, noch untermauern Sie diese mit nachvollziehbaren, besseren Daten und Analysen. Ich bin somit geradezu gezwungen, die Meinung von Ihren Tatsachenbehauptungen beizubehalten, die ich schon vorher darüber haben mußte. Bitte ändern Sie das.

  29. Klaus-Dieter Humpich

    …..nur ist nach meinen Ergebnissen nicht jeder noch so geringfügige regenerative Beitrag unbedingt gleich als nachteilig einzustufen….
    Ich kenn zwar weder ihre Ergebnisse, noch ihre “Kraftwerkskennzahlen” (was auch immer das sein soll), aber ich bin mit ihnen völlig einer Meinung, daß nichts auch nichts bewirkt. Dafür brauch ich nicht einmal zu rechnen! Wir reden aber von einer “Energiewende”, bei der bis 2050 80% der Energie — nicht der Leistung — aus sog. “regenerativen Quellen” kommen soll. Bis vor nicht all zu langer Zeit, hat man Wind- und Sonnenenergie übrigens als “Additive Energien” bezeichnet. Ein Schelm, wer da an Absicht denkt.
    …Auch ideologisch sehe ich kein grundsätzliches Konfliktpotential….
    The job of science is to understand. The job of ideology is to coerce.
    (Ich glaube, das ist ein Zitat von Ed Teller, wenn ich mich recht erinnere.)
    Vielleicht liegt ja dort ihr Problem begründet. Ich jedenfalls habe nichts gegen die Erzeugung von elektrischer Energie mittels Wind oder Sonne. Ich bin nur gegen Monokulturen — gleich welcher Art. Jede Form der Energieerzeugung hat ihre ganz spezifischen Vor- und Nachteile. Ich habe nicht einmal etwas gegen Leute, die Wind-, Sonnen-, Kohle- oder Kernenergie oder sonst irgendetwas verkaufen wollen. Ich nehme nur Leute nicht ernst, die mir etwas verkaufen wollen, ohne (auch) die Nachteile zu erwähnen. Vielleicht habe ich deshalb auch noch nie Geld bei Spekulationsgeschäften verloren, aber das ist eine ganz andere Geschichte. In diesem Sinne, war es mir ein Vergnügen, wenn ich einige Menschen zum Nachdenken anregen konnte. Ich wollte keinesfalls Sie von ihrem festen Glauben abbringen. Das müssen Sie mir einfach glauben.

  30. Wolfgang Flamme

    Sehr geehrter Herr Humpich,

    das kann doch eigentlich gar nicht sein, daß Sie Sich unter solchen Kennzahlen plötzlich gar nichts vorstellen können, zumal Sie vorher sehr genaue Vorstellungen darüber hatten:

    KDH: “Entscheidend ist genau die Änderungsgeschwindigkeit der Störgrösse: Für jedes Kraftwerk gibt es charakteristische und sehr detaillierte Vorgaben über die maximal mögliche Laständerung in Abhängigkeit von zahlreichen Betriebsparametern.”

    Sehen Sie, das war doch genau mein Ansatz; in diesem Fall untersucht man die Änderungsgeschwindigkeiten mit Substitution und setzt sie in Relation zu denen ohne eine solche Substitution. Dieses Verhältnis habe ich z.B. unter Pt. 2 und 3 getrennt nach Leistungsanstiegs- und -abfalldynamik in Abhängigkeit vom Wind-/PV-Mischungsverhältnis (x-Achse) und Substitutionsgrad (y-Achse) untersucht. Die Ergebnisse hatte ich verlinkt, Sie sollten sie also kennen.

    Nehmen wir mal das Beispiel 2011, da können wir bei der AG Energiebilanzen sehen, daß Wind 8% und PV 3% des Brutto-Inlandstromverbrauchtes deckten. Dh wir suchen in der Grafik zu 2 – Anstiegsdynamik den Punkt x=73% Windanteil im Wind-/PV-Mix und y=11% Substitutionsgrad und gucken, auf welcher Konturlinie wir uns befinden. Das sind dann ungefähr 90%.

    Das bedeutet, daß sich die extremsten positiven Änderungsgeschwindigkeiten um etwa 10% gegenüber dem Fall ohne Beimischung reduziert haben. Wir können, soweit es den Parameter ‘Grenzanstiegsgeschwindigkeit’ betrifft, also eher eine geringfügige Entlastung des herkömmliche Kraftwerkparks unterstellen.

    Natürlich sehen die Resultate bei deutlich höheren Substitutionsgraden ganz anders aus und da bin ich ganz Ihrer Meinung, daß die ehrgeizigen energiepolitischen Ziele wirklich absehbar problematisch sind. Auch gibt es andere Einwände, zB daß diese Untersuchung auf Verläufen in 2006 basiert, die nicht unbedingt repräsentativ sein müssen und daß keine regionalen Ungleichgewichte in Bedarf, Mix und Substitutionsgrad berücksichtigt werden. Das lasse ich alles gerne als berechtigten Einwand und konstruktive Kritik gelten.

    Worin mein Problem begründet liegt: Daß Sie die Behauptung aufstellen, Wind- und Sonnenenergie hätten ein schmutziges Geheimnis, dies aber nicht durch Daten und Analysen untermauern sondern solche Ansätze schließlich sogar als ‘festen Glauben’ einfach vom Tisch wischen. Schade.

  31. Klaus-Dieter Humpich

    Tut mir aufrichtig leid, daß ich ihrem Wunsch nach einem Schnellkursus: Wie funktioniert eigentlich ein Kraftwerk? oder Wie geht eigentlich Statistik? nicht nachkommen kann. Ich halte es auch nicht für nötig, da es genug einschlägige Fachliteratur und Vorlesungen darüber gibt. Es ist allerdings mit ein wenig Arbeitsaufwand verbunden.
    Damit Sie nicht weiterhin glauben müssen, ich sei der einzige Mensch, der sich mit dieser Problematik beschäftigt, hier noch ein Link

    http://web.mit.edu/mitei/research/reports/intermittent-renewables-full.pdf

    Dies dürfte für Sie eine gute Einführung in die Materie sein und bietet zahlreiche Literaturstellen.
    P.S.
    Die Überschrift zu dem Artikel stammt übrigens nicht von mir. Für mich gibt es nach fast 40 Berufsjahren kaum noch Geheimnisse, jedenfalls nicht in der Kraftwerkstechnik.

  32. Wolfgang Flamme

    Herr Humpich,

    gerne komme ich Ihrer Aufforderung nach, meine Bildungslücken zu stopfen. Zum Thema ‘vermehrte Anfahrvorgänge’ (cycling) wird da zB Troy et al. 2010 zitiert.
    In deren Simulation (Fig. 1. ebd) kommen die allerdings zu dem Schluß, daß bis ~20% installierte Windkapazität (immerhin ~11% Windenergiesubstitution bei denen) keine deutlich erhöhten Start-Up-Häufigkeiten von Kohlekraftwerken zu beobachten sind (graue Kurve).
    Und Fig. 2 ebd weist aus, das die ‘hours of severe ramping’ für Kohlekraftwerke und auch Gasverstromung nicht negativ (oder sogar positiv) beeinflußt werden. Und das die Auslastung fossiler Kraftwerke sinkt ist ja gerade der gewünschte Effekt der Substitution.

    Das alles verträgt sich sehr gut mit meinen Resultaten, nach denen eine geringfügige regenerative Substitution den herkömmlichen Kraftwerkpark technisch nicht überfordert. Insofern ist es schon ein wenig seltsam, daß Sie mich explizit auf Quellen verweisen, die Ihren Schlußfolgerungen widersprechen.

  33. Klaus-Dieter Humpich

    Sehen Sie, das ist die eigentlich neue Qualität des Internet: (Fast) alle Informationen sind für jeden frei zugänglich. Propaganda wird deshalb immer schwieriger und trotzdem gibt es weiterhin Religions- und Glaubensfreiheit. In diesem Sinne überlasse ich Ihnen gern das Schlusswort.

  34. Man merkt, das hier noch alte Denkweisen angewendet werden. Die Zukunft wird glücklicherweise uns eines Besseren belehren. Der forschenden Jugend gehört die Zukunft !

    • Steffen Hentrich

      Es bleibt zu hoffen, dass die forschende Jugend diese Probleme irgendwann löst und aus den Fehlern ihrer Vorfahren lernt.

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