Thread by @theotherphilipp

Das #EnergiewendeParadox

Das Grüne Mantra der erneuerbaren Energien, als Ausweg aus der fossilen Abhängigkeit, ist ein verheerender Irrweg. Tatsächlich manifestiert der Ausbau der Erneuerbaren die Abhängigkeit von #Öl und #Gas. Ein 🧵.

1/ Vorab: Der exzellente Substack von el gato malo boriquagato.substack.com/p/eu-physics-d… hat viele wichtige Fakten zum Thema zusammengetragen, auf die ich mich hier in Teilen beziehe.

2/ Auslöser der zerstörerischen #Energiekrise ist zweifelsohne der Stop bzw. die Verminderung russischer Gaslieferungen nach Europa durch Nord Stream 1.

Jedoch: das ist mitnichten die Ursache.

3/ Ein dysfunktionaler Markt, ein seltsam anmutendes Preisfindungssystem für Strom (Merit-Order-Verfahren) & die überschäumende Fantasie gieriger Spekulanten sind ebenfalls wichtige Verstärker der Krise, aber auch sie haben mit dieser nur mittelbar etwas zu tun.

4/ Das eigentliche Problem ist eine fast schon wahnhafte Transformation des Energiemarktes hin zu erneuerbaren Energien. Deutschland ist auf einer Weltrettungsmission & wie schon bei #Corona, sind Fakten dabei zweitrangig, wenn nicht gar hinderlich.

5/ Um das Problem der erneuerbarer Energien zu verstehen, muss man sich eine einfache Frage stellen: Was ist die wichtigste Eigenschaft eines modernen Stromnetzes in einem hochentwickelten Industrieland wie Deutschland? Die Antwort ist: Stabilität.

6/ Die Möglichkeiten, Strom in großen Mengen zu erzeugen, sind limitiert. In Frage kommen in Deutschland:

- Kohle,
- Kernenergie,
- Öl,
- Gas,
- Photovoltaik,
- Wind &
- Wasser.

7/ Darüberhinaus gibt es noch einige andere Kraftwerksarten (Geothermie, Gezeiten usw.), die aber zumindest für die Erzeugung hierzulande ein Nischendasein fristen oder gar keine Rolle spielen & in vielen Fällen auch nie spielen werden.

8/ Stark vereinfacht besteht ein modernes Netz aus Grund- & Mittellastkraftwerken, die beständig große Mengen Strom produzieren – aber nur mit (teils großem) Zeitverzug regelbar sind & Spitzenlastkraftwerken, die im Bedarfsfall rasch zu- und abgeschaltet werden können.

9/ Das hat nichts mit Politik zu tun, sondern mit PHYSIK. Wird mehr Leistung aus einem Netz entnommen als eingespeist wird, kommt es zur Unterspannung, die ohne sofortige Gegenreaktion (entweder mehr Strom einspeisen oder Lastabwürfe = Teilabschaltungen) zum Totalausfall führt.

10/ In Zeiten vor der kollektiven Weltrettung, bestanden Netze i.d.R. aus Kohle- & Kernkraftwerken (Grundlast) sowie Gas-, Öl- & Wasserkraftwerken (Mittel- & Spitzenlast). Allen ist gemein, dass ihre Leistungsabgabe – schnell oder langsam – regelbar & (WICHTIG) vorhersagbar ist.

11/ Denn Aufgabe der Netzbetreiber ist es, unter allen Umständen Frequenz & Spannung des Netzes in einem streng festgelegten Korridor zu halten. Dabei muss bekannt sein, wann wieviel eingespeist wird. Noch einmal: Das ist simple Physik. Die kann man sich nicht wegwünschen.

12/ Das Wesen von Windkraft- und Photovoltaikanlagen ist bedauerlicherweise, dass eine für die Stabilität fundamentale Bedingung von diesen nicht erfüllt wird (neben zahlreichen anderen Problemen): Die Vorhersagbarkeit.

13/ Beispiel Photovoltaik: Strom produziert diese nur, wenn die Sonne scheint. Abgesehen von der Tatsache, dass diese Anlagen in den mittleren Breiten im Winter praktisch gar keinen nennenswerten Strom liefern, können sie selbst unter idealen Bedingungen…

14/ nur ca. 6h Stunden pro Tag mehr als 50% ihrer Nennleistung einspeisen. Während der gesamten Nacht liefern sie gar keinen Strom. 0. An Tagen mit teilweiser Bewölkung, kann die Leistung schnell um 80-90% einbrechen & Leistungssprünge von 85% innerhalb einer Stunde sind typisch.

15/ Als Netzbetreiber eine solche Volatilität in Echtzeit in einem Netz nutzbarer Größe zu managen, ist eine nahezu unlösbare Herausforderung (zu Speichern komme ich gleich). Abgesehen von Nischenanwendungen, ist Photovoltaik eine Sackgasse.

16/ Und Windkraft? Mittlerweile stellen diese europaweit ca. 15% der potentiellen Produktionskapazität. Potentiell! Ihr tatsächlicher Anteil liegt in der Praxis meist weit darunter & die Vorhersagbarkeit der Leistungserzeugung ist fast noch schlimmer, als bei Photovoltaik.

17/ Die Leistung einer Windturbine ist eine Funktion der dritten Potenz der Windgeschwindigkeit, und Funktionen der dritten Potenz sind unglaublich unbeständig.

18/ Die Nennleistung einer Windturbine kann diese eigentlich nur bei optimaler Windgeschwindigkeit erreichen. Zu langsam, und der Generator bekommt nicht genügend Antrieb, zu schnell & die Anlage muss zum Schutz vor Zerstörung abgestellt werden.

19/ Ein einfaches Beispiel: Ein hypothetisches Windrad erreicht bei 20 m/s 3,5 MW Nennleistung. Ein Rückgang der Windgeschwindigkeit um 20 % auf 16 m/s lässt die Anlage schon auf die halbe Leistung fallen.

20/ Bei einem Rückgang auf 10 m/s verliert man 90 % der Leistung. Ein Anstieg der Windgeschwindigkeit auf 20 % über der Toleranzgrenze auf 24 m/s zwingt die Anlage zur Notabschaltung. Die Leistung fällt auf 0.

21/ Selbst modernste Offshore-Anlagen mit deutlich größerem Arbeitsbereich ändern nichts daran, dass das System schnell instabil & unvorhersehbar werden kann. Eine Sturmfront flaut ab & schlagartig sinkt die Stromerzeugung um 90 %.

22/ Was nun? Die Nachfrage wird sich in einem solch kurzen Zeitfenster nicht ändern, und es gibt einfach keine Möglichkeit, ihr in den 3-6-Minuten-Intervallen gegenzusteuern, die Versorgungsunternehmen typischerweise zur Lastanpassung verwenden.

23/ Aber Physik ist nicht optional. Die Netzbetreiber müssen um jeden Preis den plötzlich fehlenden Strom aus anderer Quelle speisen. Sie haben also nur eine Möglichkeit: sehr, sehr schnell irgendwo mehr Strom finden, und die Möglichkeiten dafür sind extrem begrenzt.

24/ Nur sehr wenige Stromerzeugungsarten sind ausreichend "schnell drehend" oder variabel, um das zu bewerkstelligen.
Kohle & Kernkraft sind dafür vollkommen ungeeignet. Pumpspeicher- & Laufwasserkraftwerke funktionieren, stehen aber nur regional & sehr begrenzt zur Verfügung.

25/ Aber dafür haben wir ja die Speicher, richtig? Die Idee ist doch, erneuerbaren Strom, der gerade nicht benötigt wird, zu speichern, um ihn später, während der sog. Dunkelflaute nutzen zu können. Das ist die Lösung!

26/ Tja. Nicht einmal auf dem Papier. Die Möglichkeiten, große Mengen Strom zu speichern, sind außerordentlich begrenzt. Pumpspeicherkraftwerke (Wasser wird mit überschüssiger Energie in einen höhergelegenen Speichersee gepumpt) sind in DE nur in geringem Maße vorhanden.

27/ Mangels passender Geologie, können auch keine in ausreichendem Maße gebaut werden (selbst wenn man sich das noch so sehr wünscht). Was bleibt also zum Speichern? Akkumulatoren? Wie Drosten sagen würden: Das sieht nicht gut aus.

28/ Weltweit(!) wurden in 2020 ~1.500 GWh Batteriespeicher hergestellt. Inklusive aller Speicher für Handys & E-Autos. Zum Vergleich: Der Nettostromverbrauch hierzulande betrug in 2021 505 Terawattstunden. Man könnte in diesen Akkus also 0,3% des deutschen Strombedarfs speichern.

29/ Doch selbst wenn man die Batterieproduktion weltweit Verzehnfachen könnte (was rohstoffbedingt unwahrscheinlich ist): gleichzeitig sollen ja auch alle anderen Länder auf Erneuerbare umsteigen & Millionen E-Autos auf leisen Sohlen durch grüne Innenstädte huschen.

30/ Ganz davon abgesehen, dass aufgrund der eher unterwältigenden Haltbarkeit der Akkumulatoren, diese alle 10-15 Jahre komplett ausgetauscht werden müssten.

31/ Die Idee, Batterien zum Ausgleich für Lastschwankungen zu nutzen, ist schlicht Mumpitz. Von den unter extrem umweltzerstörenden & menschenverachtenden Bedingungen geförderten Rohstoffen, die die gesamte Bilanz der Erneuerbaren konterkarierten, ganz zu schweigen.

32/ Bliebe noch der vielbeschworene Wasserstoff. Vieles ist hier Wunschkonzert. Großtechnische Anlagen zur Wasserstoffproduktion sind rar, die Grünen träumen von einem staatsfinanzierten "Hochlauf" der Wasserstoffproduktion, als "grünes" Gas. Allein die Wortwahl…

33/ zeigt bereits, wie weit wir von Wasserstoff als Massenenergieträger entfernt sind. Mit welchen Leistungsverlusten bei der Transformation von Strom in Wasserstoff und zurück (entweder in umgerüsteten Gaskraftwerken oder Brennstoffzellen) gerechnet…

34/ werden muss, steht in den Sternen und hinter einem großflächigen Einsatz stehen mehr Fragezeichen als das Wort #Energiewendeparadox Buchstaben hat. Ausbalancierte & tragfähige Konzepte dazu fehlen. Über mehr als Lippenbekenntnisse ist man bisher nicht hinweggekommen.

35/ Was bleibt? Es gibt auf absehbare Jahrzehnte exakt 2 Möglichkeiten, die Lastschwankungen auszugleichen: Erdöl & Erdgas sind die einzigen Kraftwerksarten, die geeignet sind, in sehr kurzer Zeit große Mengen Strom zu liefern, während die Klimaretter gerade indisponiert sind.

36/ Wenn man also, wie Habeck fabuliert, bis 2040 Deutschland komplett auf erneuerbare Energien umgestellt haben will, muss man gleichzeitig ein Großteil (nahezu 100%) dieser Produktionsleistung in Form von Erdgas- oder Ölkraftwerken als Lastsicherungsleistung vorhalten.

37/ Kohle & Kernenergie helfen da übrigens nichts. Beide sind mit den hochvolatilen Wind- und Photovoltaikanlagen inkompatibel & werden dadurch zunehmend unrentabel. Im Gegenzug steigt dafür die Abhängigkeit von Erdöl & Gas weiter & anstatt sich aus dem "Würgegriff"…

38/ böser Rohstoffdespoten zu befreien, legen wir uns freiwillig in ihren Arm. Ginge es tatsächlich um Klimaschutz, stünde Ideologie hinten an. Kernenergie, die effizient & sicher ausgebaut werden könnte, investierte man in ihre Weiterentwicklung, stünde ganz oben auf der Liste.

39/ Aber es geht offensichtlich nicht um Klimaschutz. Es geht um Politik. Und dabei wird Rationalität stets als erstes der Haltung zum Opfer dargebracht. Wir befinden uns in einer gefährlichen Sackgasse & die Gelegenheiten zu Wenden werden sichtbar weniger. 🏁