Können moderne Stromspeicher die Energiewende retten?

Sammeln wir mal zuerst ein paar nackte Daten zur Beantwortung der Frage. So ist es erst einmal ganz wichtig zu wissen, wieviel elektrische Energie benötigt Deutschland pro Tag: Laut Wikipedia (https://de.wikipedia.org/wiki/Bedarf_an_elektrischer_Energie) lag der Bruttostromverbrauch 2014 bei 592,2 TWh. Dividiert durch 365 Tage ergibt sich ein täglicher Bedarf von 1,62 TWh an elektrischer Energie.
Da elektrische Energie nur in anderen Energieformen gespeichert werden kann benötigen wir die Speicherdichte (Energiedichte) konventioneller Materialien. Wikipedia liefert dazu ebenfalls eine Übersicht (https://de.wikipedia.org/wiki/Energiedichte). Für die Modellrechnung benutze ich Wasserstoff unter Normaldruck. Die Energiedichte beträgt 120MJ/kg. Das sind dann umgerechnet 0,0333 MWh/kg. 1,62TWh sind 1620GWh bzw. 1620000MWh! Dividieren wir diesen Bedarf nun durch 0,0333MWh/kg kommen wir zu einem Wasserstoffbedarf von 48648648,6 kg Wasserstoff. Abgerundet also 4,8 Millionen Kilogramm Wasserstoff ( oder der Einfachheit halber 48000 Tonnen Wasserstoff). Das Molgewicht beträgt 2g je Mol. Und das molare Volumen eines idealen Gases unter Raumbedingungen sind 22,4 Liter.  4,8 Millionen Kilogramm Wasserstoff entsprechen 4,8 Milliarden Gramm und das sind wiederum 2,4 Milliarden Mol Wasserstoff. Diese würden ein Volumen von 52,76 Milliarden Litern einnehmen. 1000 Liter entsprechen einen Kubikmeter. Das heißt wir benötigen 52,76 Millionen Kubikmeter Wasserstoff- das ist immerhin ein Würfel mit einer Kantenlänge von 375 Metern (der Berliner Fernsehturm hat eine Höhe von 368 Metern).

Diese Menge an Wasserstoff würden wir formal benötigen um Deutschland einen Tag mit elektrischer Energie zu versorgen. Klingt machbar. Aber die Rechnung berücksichtigt nicht den energetischen Aufwand zur Speicherung (um den gering zu halten wurde mit Normaldruck gerechnet). Den Wirkungsgrad bei der Umwandlung der chemischen Energie in elektrische Energie sowie Transportverluste. Es wird auch nicht berücksichtigt wie schnell und effektiv elektrische Energie zur Erzeugung von Wasserstoff eingesetzt werden kann. Schlußendlich reicht bei Dunkelflauten (https://www.welt.de/wirtschaft/article161831272/Die-Dunkelflaute-bringt-Deutschlands-Stromversorgung-ans-Limit.html)  ein Tag Reserve nicht aus. Auch zukünftige Entwicklungen wie Elektromobilität oder SmartHome sind nicht berücksichtigt. Auch nicht die Tatsache das der Tagesbedarf im Winter deutlich höher liegt als im Sommer.

Übrigens ein Li-Ionen Akku hat eine Energiedichte von 0,65 MJ/kg oder anders gesagt ist der Li-Ionen Akku um den Faktor 185 schlechter. Oder anders gesagt würden sie 888 Millionen Kilogramm Li-Ionen Akkus benötigen um den Energiebedarf von einem Tag zu speichern.

Auch habe ich die Frage ausgeblendet, wie schnell man den verbrauchten Speicher wieder füllen kann und muß und wo die dazu benötigte überschüssige Energie herkommen soll. Ebenso die Frage der fehlenden Infrastruktur.

 

Kritik: Experiment Energiewende – Deutschlands einsame Revolution

Gerade schau ich mir Teile des oben genannten Beitrages auf Arte an, welcher kurz zuvor auch im ZDF lief. Und ich habe selten einen Beitrag gesehen, in dem noch mehr Halb- und Unwahrheiten verbreitet wurden.
So werden die Strombörsen als effektiv dargestellt, was man an den niedrigen Preis sehen würde. Und das der deutsche Staat die erneuerbare Energien nicht subventioniert. Beides ist einfach so nicht wahr. Das die niedrigen Strompreise an der Börse daraus resultieren, das der Endkunde in Deutschland über das EEG diesen subventiniert. Und darin besteht auch die Krümelkackerei eines Herrn Altmeier, der meint, der Staat würde die erneuerbaren Energien nicht subventionieren. Formal ist das richtig, den der Staat hat den privaten Endkunden gesetzlich verpflichtet, dies zu tun.
Die systemischen Schwächen, wie fehlende Speicher- und damit Grundlastfähigkeit wurden gar nicht angegangen. Es wird eher auf gestiegene Krebsfälle in der Umgebung von Fukushima verwiesen, um die Kernkraft zu diffamieren. Denn aussagefähige Statistiken sind in der kurzen Zeit gar nicht möglich.
Wenn ich also ein kurzes Fazit ziehen darf, so ist es ein gelungener Beitrag staatlicher Propaganda. Objektivität Fehlanzeige!

Die Diskussion über die Energiewende ist wieder da

Nachdem nun Röttgen (aus welchen Gründen auch immer) als Bundesumweltminister abgesägt wurde, wird die ganze Diskussion um die Energiewende wieder hochgespült. Und wie immer wird dabei weniger vom (Sach-)Verstand als von den Emotionen Gebrauch gemacht. Schauen wir uns mal einige Argumente der Ökofreaks an:
Am einem sonnigen Tag (wie gerade zu Pfingsten 2012) werden durch Photovoltaikanlagen ca. 22 Gigawatt Solarstrom produziert. Und das wäre ja mehr als alle deutsche AKW’s zusammen bringen! – Der grundlegenden Fehler ist das Fehlen der Zeiteinheit. Das Watt ist eine Leistungseinheit, da aber der Strom Arbeit verrichten muß bedarf es der Zeit, weshalb jeder Stromzähler in Watt je Sekunde bzw. in Kilowatt je Stunde abgerechnet wird!

Der radioaktive Müll. – Das ist auch ein meist aus der Unkenntnis geborenes Scheinargument. Noch vor 30 Jahren und weniger waren die heute so strategisch bedeutsamen seltenen Erden eher ein SSpielfeld der chemischen Grundlagenforschung. Wer also heute radioaktive Zerfallsprodukte als Müll bezeichnet ist entweder ein mächtig guter Hellseher und halt nur ein verblendeter Öko!

Unsichere Kernkraftwerke! – Dies ist ein durchaus wichtiges und auch richtiges Argument. Hier bedarf es einer näheren und differenzierten Betrachtung die ja Politiker wie Cem Özdemir und Mitstreiter verweigern. Bleiben wir bei den AKW’s, so sind hier heute weltweit Reaktoren der ersten und zweiten Generation in Betrieb. Dazu kommt dann menschliches Versagen gepaart mit politischer Überheblichkeit (Tschernobyl) bzw. Profitgier (Fukushima) und fertig ist die Katastrophe. Auf der anderen Seiten stehen aber auch erneuerbare Energie nicht ohne Risiken da. Der Einfluß der Windparks auf das lokale Klimageschehen ist noch recht unerforscht, jedoch gibt es schon jetzt Erkenntnisse wie Veränderung der Niederschlagshäufigkeit als Indizien für eine existente Beeinflussung. Auch das Recycling der Solarpaneele, die ja mit Schwermetallen dotiert sind, steckt bisher in den Kinderschuhen, das Problem wird größtenteils in die Zukunft verschoben.

Dazu kommen die Probleme beim Netzausbau und die massiven Defizite bei der Energiespeicherung, die dazu führen, das die Energiewende noch immer ein wirtschaftliches Hochrisikoprojekt ist, risikoreicher als der Euro. Zumindest in meinen Augen.