Fakten Strom

"In einem Knotenpunkt eines elektrischen Netzwerkes ist die Summe der zufließenden Ströme gleich der Summe der abfließenden Ströme."
Gustav Robert Kirchhoff
Deutscher Physiker
(* 12. März 1824 in Königsberg (Preußen); † 17. Oktober 1887 in Berlin)

Oben steht das erste Kirchhoff´sche Gesetz, dass mit anderen Worten sagt, dass immer nur so viel Strom produziert werden kann, wie gerade benötigt wird. Strom lässt sich nur in ganz geringem Umfang speichern. Kennen wir alle: Batterien, Akkus, Kondesatoren und auch die Pumpspeicherwerke zählen dazu. Eine großtechnische Speicherung von Strom ist bis dato aus physikalischen Gründen nicht möglich. Strom ist damit quasi ein "ONLINE-System".

Die Menge Strom die auf der einen Seite irgendwo entnommen wird, muss auf der anderen Seite irgendwo genau in diesem Moment eingespeisst werden.

Wenn kein Strom verbraucht wird, kann ein Generator oder Kraftwerk auch keinen Strom einspeisen.

Wieviel Strom wird in Deutschland pro Jahr produziert und verbraucht?

In 2013 wurden laut BDEW ca. 629 Mrd. Kilowattstunden (kWh) Strom produziert.
(=629.000 GWh)

 

23,4% der Stromerzeugung kamen bereits aus den sog. Erneuerbaren Energieträgern (Wind, Photovoltaik, Wasser, Biogas, Erdwärme).

Quelle: BDEW; Stromerzeugung 2013

Kann man den Stromverbrauch durch erneuerbare Energieträger decken?

In 2012 waren ca. 62 GW Nennleistung in Form von erneuerbaren Energieträgern installiert.

An durchschnittlichen Tagen braucht Deutschland ca. 60 GW Anschlußleistung, in Spitzenzeiten an kalten, dunklen Wintertagen können dies auch mal 70 oder 80 GW sein.

Rein theoretisch könnte man ja nun sagen, reicht der aktuell installierte Ökostrom bereits aus, um Deutschland ausreichend mit Strom zu versorgen. Aber nur theoretisch:
 

Da Sonne- und Windtrom aber zu volatil sind, also wenn der Wind nicht weht und die Sonne nicht scheint, können diese auch keinen Strom produzieren, benötigt man auch weiterhin Reservekraftwerke, um die Grundlast an Strom zu decken.
Das veranschaulicht die folgende Abbildung.

Quelle: Prof. Dr. Specht "Privilegien des Ökostroms – Begründung, Resultate, Reformansätze, Ausblick"; Vortrag der TU Darmstadt April 2014

Will man ganz oder teilweise auf den Strom aus Kernkraft, Kohle und Gas verzichten und nur noch aus erneuerbaren Energien den Strombedarf decken, dann benötigt man entsprechende große Speichermedien, um den volatilen Strom an den Tagen zur Verfügung zu haben, wenn kein Wind weht und keine Sonne scheint.

Diese Speicher müssen so groß sein, dass sie 80 GW an mehreren Tagen überbrücken müssen.

 

Die Politik hat seit Einführung des EEG komplett ignoriert, dass ohne die Möglichkeit der großtechnischen Speicherung, dieser "Flatterstrom" für einen hochentwickelten Industriestandort wie Deutschland weitestgehend nutzlos und für die Netzstabilität sogar problematisch ist.

Kann man Strom speichern?

Grundsätzlich kann man Strom speichern, in Batterien, Akkus, Kondensatoren und auch mithilfe von Pumpspeicherkraftwerken.

 

Die großtechnische langfristige Speicherung von elektrischer Energie ist jedoch bis auf absehbare Zeit nicht realisierbar.

 

Denn die Aufgabe solcher Speicher müsste es ja auch sein, den Strom zu "glätten" und in den Zeiten, wo kein Wind weht und keine Sonne scheint, den Stromverbrauch zu decken.

Im Winter kann das durchaus bei sog. Inversionswetterlagen (Hochnebel und Windstille) dies notwendig sein.

 

Pumpspeicherkraftwerke sind dazu ideal, nur leider haben wir in Deutschland gerade einmal ca. 36 Kraftwerkte dieser Art mit ca. 40 GWh Gesamtspeicherkapazität, damit kann der Stromverbrauch in Deutschland für 40 min gedeckt werden. Diese Anlagen haben auch einen sehr guten Wirkungsgrad von ca. 75%. Aber wiie man sieht, reicht die Anzahl dafür nicht aus.

 

Allen voran die Befürworter der Energiewende, insbesondere die GRÜNEN, propagieren nun seit geraumer Zeit angeblich neue Speichermedien, die aber letztlich nichts anderes sind als die Umwandlung von elektrischer Energie ind Gas oder Wärme.

 

Power-to-Gas

Hierbei handelt es sich um die Unwandlung von elektrischer Energie (Strom) in Wasserstoff durch die Elektrolyse. Wirkungsgrad: 75%, aber man speichert keinen Strom, sondern wandelt diesen mit 25% Verlust in ein Brenngas um. Hinzukommt ein erheblicher Kostenfaktor. Der so erzeugte sehr teuer Wasserstoff kann jedoch nur begrenzt in das öffentliche Gasnetzwerk eingespeisst werden.

 

Power-to-Gas-to-Power
Gleicher Prozess wie oben, nur wird der Wasserstoff wieder zurück in elektrische Energie umgewandelt. Dazu muß der Wasserstoff gespeichert und anschließend mit Generatoren wieder verbrannt und in elektrische Energie umgewandelt werden.

Wirkungsgrad: Power-to-Gas = 75%, Gasmotor = 40%;  0,75 x 0,4 = 30% Gesamtwirkungsgrad.

Das ist alles andere als ein Stromspeicher, sondern eine sehr teure Energievernichtungs-Maschine.

 

Weitere Konzepte:

  • Druckluftspeicher
    Existieren nur wenige Prototypen, haben hohe Wärmeverluste, Wirkungsgrad: 40-45%

 

  • Pumpspeicherkraftwerke im Untergrund
    Versuchsanlagen existieren noch nicht, weitere Planungen sind nicht bekannt.

 

  • Elektroautos
    Die Bundesregierung hofft, dass bis 2020 ca. 1 Mio. Elektroautos auf Deutschlands Strassen unterwegs sind, um diese für die Stabilisierung des Stromnetzes zu nutzen, wenn die Fahrzeuge nicht bewegt werden. Diese 1 Mio. Fahrzeuge würden aber gerade einmal 6% der notwendigen Speicherkapazität leisten. Für eine 100%ige Speicherung benötigt man 164 Mio. Fahrzeuge in Deutschland, Kosten: ca. 254 Mrd EUR. (Quelle: Prof. Dr. Sinn "Energiewende ins Nichts")

 

  • Speicherung in chemischen Batterien
    Dies wären extrem große Speicher, die aus kostengründen nicht realisierbar sind. Für Privathaushalte sind solche Batteriesysteme denkbar, in Kombination mit einer PV-Anlage. Jedoch schreibt selbst das Fraunhofer Institut dazu in einer Studie,
    Zitat: "Im Zuge der Energiewende könnten Batteriespeicher unter
    Voraussetzung einer hohen Durchdringung einen relevanten Beitrag leisten, um
    Kaltreserve‐Einsätze situationsabhängig zu reduzieren oder zu vermeiden." Und weiter heisst es: "Eine Verringerung der vorgehaltenen Kaltreserve auf Basis installierter Photovoltaik‐Batteriesystemen erscheint aufgrund des laufenden Betriebes der Photovoltaik‐Anlagen, ihrer geringen Leistung und Kapazität sowie hoher administrativer Aufwendungen als derzeit noch nicht praktikabel."
    (Quelle: Fraunhofer ISE, Photovoltaik Speicherstudie 2013)

     

 

Fazit:
Lösungen zur Speicherung des volatilen Stroms sind aktuell nicht in Sicht und es gibt keine ausreichend erprobte und in dem Ausmaß notwendige Speicherform für elektrische Energie.
Es zeigt auch, wie realitätsfern, wie weit Abseits der physikalischen, technischen und wirtschaftlichen Machbarkeit die Politiker in diesem Land mittlerweile sind, lediglich getrieben vom öko-religiösem Gedankengut.

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