Braucht die Energiewende wirklich neue Fernleitungen ?

Es ist schon recht lange her, dass ich mich zum letzten Mal hier im Blog zu energiepolitischen Themen geäußert habe. Die Energiepolitik der Bundesregierung ist für meinen Begriff soweit von der Vision einer Energiewende entfernt, dass man sich nur mit Schrecken abwenden kann, um das Thema an anderen Baustellen voranzutreiben. Wie man im pvKnowHow Blog nachlesen kann, sind das für mich die technischen Fragestellungen, deren Antworten zu einem möglichst langen störungsfreien Betrieb von Solarstromanlagen führen. Die aktuelle Diskussion zur Frage der Notwendigkeit von neuen Stromtrassen, um Windenergie vom Norden Deutschlands nach Süden zu leiten, hat mich dennoch dazu bewegt, mich mal wieder energiepolitisch zu äußern und einige Grundthesen aufzustellen.

These 1: Die konventionelle Energiewirtschaft versucht Braunkohlekraftwerke künstlich am Netz zu halten
Selbst in Kreisen, die sich seit Jahren für eine Energiewende in Deutschland engagieren, scheint es ja inzwischen eine “beschlossene Sache” zu sein, dass die großen Vorhaben zum Netzleitungsausbau von Nord nach Süd unumgänglich sind für “den Erfolg der Energiewende”. Vollkommen ausgeblendet wird bei all den Verlautbarungen, dass auch in der windreichen Nordsee hin und wieder Flauten vorkommen. Man wird also auch nach dem Bau von beliebig vielen Leitungen irgend wann vor dem Problem stehen, dass überschüssiger Strom gespeichert werden muss, um ihn dann verfügbar zu machen, wenn er gebraucht wird.
Zur Lösung dieses Problems helfen keine neuen Leitungen. Hier werden neue und vor allem günstigere Stromspeicher benötigt.  Die gibt es heute noch nicht, aber ist das ein gutes Argument dafür, nun Netzleitungen auszubauen, die sich über viele Jahrzehnte amortisieren müssen ? Es ist schon sehr auffallend, dass die geplanten Leitungstrassen die Braunkohlereviere mit den Standorten von Atomkraftwerken (die ja künftig abgeschaltet werden sollen) verbinden, der Bevölkerung aber weisgemacht werden soll, die Leitungen seien zum Transport von Windstrom notwendig. Mich überzeugt dieses Argument nicht.

These 2: Wir werden in absehbarer Zeit bezahlbare Stromspeicher haben.
Vor 20 Jahren wussten die Gegner der Energiewende bereits sehr genau, dass die Erneuerbaren Energien niemals einen nennenswerten Beitrag zur Stromversorgung in Deutschland würden leisten können. Auch unsere heutige Kanzlerin gehörte dazu und plapperte als damalige Umweltministerin den Inhalt einer Anzeigenkampagne der Stromwirtschaft vom 26. Juni 1993 eins zu eins nach, es werde im deutschen Stromnetz niemals mehr als 4% Erneuerbare geben. Doch wie so oft stellte sich heraus, dass Prognosen schwierig sind, vor allem wenn sie die Zukunft betreffen…

Heute sind wir bereits deutlich über 25%. Strom aus Erneuerbaren Energien hat im Strommix Rang 1 eingenommen – noch vor Braunkohle, Steinkohle und Atomenergie und Strom aus Photovoltaikanlagen ist inzwischen selbst in Deutschland billiger als Strom aus neuen Kohlekraftwerken.

Viele hatten in der Vergangenheit nicht verstanden, dass es sich bei Photovoltaikmodulen um Elektronikbauteile handelt, bei denen, wenn man sie in großen Mengen herstellt, der Preis immer der Kostenkurve folgt und die Produkte dadurch erheblich preiswerter werden. Das gilt übrigens nicht nur für Solarzellen, sondern für alle Wirtschaftsgüter, die in einer Massenproduktion hergestellt werden. Flachbildschirme, Mobiltelefone, Digitalkameras, aber auch Autos sind hier gute Beispiele. Atom und Kohlekraftwerke von denen es weltweit nur ein paar Tausend gibt, gehören allerdings nicht dazu. Ein Grund, warum der konventionellen Energiewirtschaft hier jegliches Gefühl dafür fehlt, was möglich ist.
Solarmodule wurden also immer billiger und müssen inzwischen in Deutschland sogar durch eine Eigenverbrauchsabgabe – also eine Solarsteuer – behindert werden. Auch die Importzölle auf chinesische Solarmodule sind ein Zeichen dafür, dass man Solarstrom in Europa inzwischen künstlich verteuert. Es wird heute niemand mehr behaupten können, dass die Politik in Deutschland ernsthaft daran interessiert wäre, Arbeitsplätze in der Solarbranche vor der chinesischen Konkurrenz zu schützen. Nach dem politisch herbeigeführten Verlust von ca. 50.000 Arbeitsplätzen in den letzten 3 Jahren in der Photovoltaikbranche durch den Solarausstieg 2012 und der EEG-Novelle 2014 hätte es dazu an anderer Stelle zahlreiche Möglichkeiten gegeben. Zum Beispiel durch eine Reform des EEG, die nicht wie jetzt umgesetzt, dessen faktischer Abschaffung gleichgekommen wäre. Wem nutzen also diese Einfuhrzölle für chinesische Solarmodule ?

Nun, nachdem man bereits einmal am Beispiel der Photovoltaik beobachten konnte, wie es gehen kann, wird bei den Stromspeichern genauso argumentiert wie damals: Es stünden keine bezahlbaren Stromspeicher zur Verfügung, daher müssten wir die Netzleitungen ausbauen, lautet das einhellige Credo und: Stromspeicher würden niemals wirtschaftlich werden können. Auch im Bereich der Stromspeicher gibt es ein erhebliches Potenzial für Produkte, die in Massenproduktion zu immer niedrigeren Kosten hergestellt werden können. Es gibt kein mir bekanntes Argument, warum bei Stromspeichern nicht das Gleiche gelingen sollte, was bereits bei den Solarmodulen viel schneller möglich wurde, als von den Solarpionieren selbst erwartet.
Dass ich mit dieser Auffassung offenbar nicht ganz alleine dastehe, kann man hier bei der Präsentation von Elon Musk sehen, der die ab Herbst 2015 verfügbare neue “Tesla Powerwall” mit Kosten von 350 $/kWh vorgestellt und gezeigt hat, wohin die Reise geht. Wer diese Entwicklung übersieht und nun Netzleitungen baut, die für viele Jahrzehnte ausgelastet werden müssen, damit sie sich amortisieren, läuft nach meiner Überzeugung in die falsche Richtung.

These 3: Der billigste und sofort verfügbare Energiespeicher sind große Wassertanks
Was in der Diskussion um die Energiewende aus meiner Sicht noch viel zu wenig beachtet wird, ist das Zusammenwachsen des Strom- und des Wärmemarktes. Die Energiewende endet ja nicht damit, 100% des in Deutschland verbrauchten Stromes mit Erneuerbaren Energien zu erzeugen. Auch im Verkehrssektor und im Wärmesektor gibt es noch unendlich viel zu tun. Wenn zum Beispiel in einem Einfamilienhaus 3500 kWh Strom verbraucht werden, so können es, je nach Wärmedämmstandard bis zu 35000kWh sein, die für den Wärmeverbrauch benötigt werden. Dieser immense Verbrauch an Wärmeenergie muss deutlich gesenkt werden. Man wird hierbei – nebenbei bemerkt – auf Wärmedämmungen nicht verzichten können. Auch wenn einige Kampagnen in der letzten Zeit uns das Gegenteil zu erklären versucht haben. An der Physik kommt man schwer vorbei. Doch was ist im Zusammenhang mit dem Speichern von Energie naheliegender, als überschüssigen Photovoltaikstrom in Form von Wärme in großen Wassertanks zu speichern? Wie kann man Saisonalspeicher bauen, mit denen man Sonnenenergie des Sommers in den Winter retten kann, um damit dann das Gebäude zu heizen? Da gab es doch mal diesen verrückten Schweizer, diesen Herrn Jenni, der einen Wärmespeicher gebaut hat, um anschließend ein Haus um den Speicher herum zubauen. Die Jenni Solartechnik gibt es immer noch und von der Öffentlichkeit nahezu unbemerkt, baut die Firma energieautarke Häuser in der Schweiz, also Häuser bei denen das “Speicherproblem” von dem wir hier sprechen bereits gelöst wurde. Eine neue Variante dessen, was die Schweizer schon seit Jahren machen, stellte vor kurzem die Firma Ebitsch aus Mittelfranken vor. Hier sogar noch mit dem Vorteil, dass kein Wohnraum verschenkt werden muss. Der Speicher wird einfach im Garten vergraben oder unter der Terrasse. Ich hatte kürzlich das große Vergnügen, ein wenig mit Herrn Ebitsch zu plaudern und war begeistert von seinem Konzept. Was ist nun das Geheimnis an diesen Energiespeichern? Im Gegensatz zum Stromspeicher, bei dem man aktuell noch mit Kosten von über 1000.-€/kWh rechnen musste (Elon Musk sprach allerdings für die Tesla Wall bereits von 350$) kostet ein Saisonal-Wärmespeicher etwa 20.-€/(kWh Wärme). Diese Technik ist seit über 20 Jahren erprobt und ausgereift.

Wie kann es sein, dass es zu negativen Strompreisen an den Strombörsen kommt, weil angeblich zu viel Strom aus Erneuerbaren Energien im Netz ist, solange wir in unseren Häusern noch Erdöl oder Erdgas verbrennen ? Wenn sich jeder einen großen Wassertank im Vorgarten vergräbt, wäre das Problem des Stromüberschusses morgen zu lösen. Was ist das Geheimnis von solarthermischen Speichern ? Bei einem solarthermischen Speicher entstehen die Speicherverluste über die Oberfläche des Speichers. Wenn die Größe des Speichers wächst, wachsen die Verluste in etwa quadratisch mit dem Radius (wenn man vereinfacht von einer Kugel ausgeht) und das Volumen wächst kubisch. Das bedeutet, je größer ein Speicher wird, desto geringer ist seine Selbstentladung. Ab einer gewissen Größe kann das Wärmereservoir, wenn es im Oktober auf 90° aufgeladen ist, daher bis zum folgenden März noch ausreichend Wärme zur Versorgung eines Hauses liefern. Wenn die Aufladung mit billiger, weil überschüssiger Wind- oder Sonnenenergie erfolgt, hat man quasi einen “Öltank” im Garten, der immer wieder mit Erneuerbarer Energie gefüllt wird.

Wenn man diese Speicher im großen Stil zum Einsatz bringt, gibt es kein Argument mehr, nicht weiterhin massiv Wind – und Solarstromanlagen auszubauen. Jede überschüssige kWh Strom substituiert mindestens 0,5kWh (Speicherverluste eingerechnet) Wärme und damit Gas und Öl im Winter. In Kombination mit den immer billiger werdenden Stromspeichern kann man auf diese Weise das Speicherproblem in den Griff bekommen.

These 4: Auch im Süden muss die Wind- und die Sonnenenergie massiv ausgebaut werden
In einer Übergangszeit mag es richtig sein, dass flexible Gaskraftwerke im Süden der Republik die Lücke des fehlenden Atomstroms schließen können. Für Erdgas bestehen ja bereits ausreichend Leitungskapazitäten von Nord nach Süd. Auf lange Sicht wird aber auch hier nur ein ambitionierter Ausbau der Windenergie, der Photovoltaik und der verschiedenen Energiespeicher dazu führen, die Versorgung komplett auf Erneuerbare umstellen zu können. Wenn man die Netzleitungen nicht will, kann man sich nicht gleichzeitig gegen den Ausbau der Windenergie aussprechen. Es sei denn, man setzt auf einen Weiterbetrieb der Atomkraftwerke.

These 5: Wir brauchen einen flexiblen Strompreis an jeder Steckdose
Wie könnte ein Strommarkt aussehen, bei dem sich ein Preis aus Angebot und Nachfrage bildet, der dem ungleichmäßigen Angebot von Wind- und Solarstrom gerecht wird ?
Aus meiner Sicht müsste der Strompreis in einem kurzen Takt, z.B. viertelstündlich, an jeder Steckdose, also direkt beim Endverbraucher verfügbar sein. Wie sonst sollen neue Produkte geschaffen werden, die die Lastverschiebungspotenziale voll erschließen? Es könnte dann neben energiesparenden Geräten auch energieintelligente Geräte geben, die Strom eben immer dann verbrauchen, wenn viel Wind- und Solarstrom im Netz ist und der Strompreis entsprechend niedrig ist. Auch Marktmodelle für Stromspeicher können sich nur entwickeln, wenn die Information verfügbar ist, wann der Strom benötigt wird, bzw. wann der Strom sinnvollerweise besser gespeichert werden sollte. Nur mit einem funktionierenden Strommarkt können sich diese neuen innovativen Produkte durchsetzen.

Fazit
Mit all diesen verschiedenen Maßnahmen kann es gelingen ein Industrieland wie Deutschland nachhaltig mit 100% Erneuerbaren Energien zu versorgen. Mit all den volkswirtschaftlichen Vorteilen, die sich daraus ergeben. Ich hoffe, dass auch in der Politik allmählich die Erkenntnis heranreift, dass man die Zukunft weder mit Braunkohle noch mit Atomenergie gewinnen wird und dass große Fernleitungen weder ökonomisch noch technisch der richtige Weg dorthin sind.

Matthias Diehl 2.5.2015

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3 Kommentare zu “Braucht die Energiewende wirklich neue Fernleitungen ?

  1. Vielen Dank für den interessanten Beitrag!
    Für Punkt 4.) gibt es – glaube ich – noch einfachere Alternativen, über die wir mal diskutieren sollten! Ich bin der Meinung, dass für die Energiewende kein sog. „Smart Grid“ oder „Smart Meter“ erforderlich sind. Diese pseudo-smarten Lösungen werden von der Industrie nur gepusht, weil hiermit neue Geschäftsmodelle erwartet werden. Die Industrie sieht hier „Umsätze“, die Verbraucher haben die „Kosten“, aber wirklichen „Nutzen“ sehe ich nur in geringem Maß. Von den Gefahren (Stichworte „IT-Sicherheit“ und „Datenschutz“) ganz zu schweigen. Auch „flexible Strompreise“ erfordern eine riesige IT-Infrastruktur („an jeder Steckdose“) – um dann mit Preissignalen die Haushaltsstromkosten und 10 Euro (naja, etwas untertrieben) zu minimieren?
    Unser heutiges Stromnetz ist durch die Physik schon so smart, dass nur wenig notwendig ist, um Lasten oder Einspeisungen perfekt zu steuern! Das wird ja auch schon seit Anbeginn so gemacht: die Frequenz ist überall die selbe und leicht messbar und ist ein perfektes Signal für das EU-weite Gleichgewicht im Stromnetz von Erzeugung und Verbrauch. Die Spannung ist ein hervorragendes Signal für die lokale Situation im Stromnetz hinsichtlich zu hoher Einspeisung (hohe Spannung) oder zu hohem Verbrauch (niedrige Spannung). Alles was wir brauchen, sind Regeln, wie wir auf Frequenz und Spannung mit unserer Einspeisung oder unserem Verbrauch reagieren: vielleicht sollten wir einfach anfangen, den Regenerativen Grid Code selber zu entwickeln? Und vielleicht sollten wir einfach anfangen, unsere Geräte mit netzdienlichen frequenz- und spannungsgeführten Steuerungen zu bedienen, z. B. den Ebitsch-Saisonspeicher: bei hoher Netzfrequenz packen wir mehr Strom in der Speicher, bei niedriger Frequenz mehr Strom ins Netz. Wenn das jeder macht – das könnte auch per Norm verpflichtend werden – wäre das Problem gelöst. Und die dummen statischen 70%- oder 60%-Prozent-Regeln für das Einspeisemanagement könnten problemlos durch frequenz- und spannungsabhängige dynamische Einspeiseregeln ersetzt werden. Kosten hierfür: fast NULL – nur eine neue firmware in den entsprechenden Steuerungen.

  2. Danke für Bericht und Kommentar; noch ein Vorschlag: die angedachte Verwendung von Strom könnte doch auch über Rundsteuersignale bewirkt werden. Deren Anwendung ist seit langem überall verfügbar. Entweder eine Lampe, wenn viel Strom da ist, oder ein Relais, das in diesem Fall Speicherung bewirkt.

  3. Ein hervorragender Artikel, dem man nur zustimmen kann. Natürlich sind einige Punkte streitbar, aber im großen und ganzen führt kein Weg an erneuerbaren Energien vorbei und das Kohle so subventioniert wird und künstlich am Markt gehalten wird ist ein Unding und geradezu Verschwendung von Steuergeldern. Man sollte den Markt an dieser Stelle sich selbst überlassen und dann kann es als Sieger nur die erneuerbaren Energien geben. Gruß Daniel

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