Warum eigentlich Energiewende?
- Klimawandel aufhalten
- Für Öl und Gas gibt Deutschland aktuell ca. 100.000.000.000 Euro pro Jahr aus.
- Wind- und Sonnenenergie sowie Speicher und Netzausbau erfordern einmalige Investitionen, sind dann aber billiger
Klimawandel in Deutschland - ein Problem?
- Plötzlich ist das Wasser weg
- Wälder brennen ab
- Ernten fallen aus
- Lebensmittel werden teuer
- Wohlstand sinkt
- Täler werden überflutet
- Hitzetote
- 3°C mehr im Jahr 2100 bedeuten global: doppelte Erwärmung an Land, die sich unregelmäßig verteilt
- 6°C mehr können bedeuten: 18°C mehr im Sommer und 6°C weniger im Winter
- Wenn sich Klimazonen ändern, gibt es kein Zurück mehr
Was bedeutet die globale Erwärmung weltweit?
- Hungersnöte und Wasserknappheit
- unbewohnbare Gebiete
- Flucht nur begrenzt möglich
- Milliarden Menschen sterben und leiden
- Großes Artensterben in der Natur
- Versauerung der Meere verhindert Bildung von Plankton als Start der Nahrungskette
- Dadurch weltweit Nahrungsmittelknappheit
- Überflutungen durch steigenden Meeresspiegel
- Überleben nur mit steigendem Aufwand möglich
Die Lösung: Windräder, Solarenergie, Speicher und Stromnetze
- 70% der weltweiten CO2-Emissionen enstehen durch Verbrennen von Öl, Gas und Kohle
- Die Umstellung auf Windenenergie, Solarenergie und Speicher ist ohnehin irgendwann nötig, da fossile Energie begrenzt ist
- Je mehr CO2 emittiert ist, desto stärker werden die Auswirkungen.
- Kohle, Gas und Öl müssen deshalb dauerhaft in der Erde bleiben. Eine Verlangsamung des Verbrauchs verzögert nur die Auswirkungen, verhindert sie aber nicht.
- Ein späteres Zurückdrehen ist nicht möglich, da dann bereits Ökosysteme vernichtet sind, viele Arten ausgestorben und Klimazonen sich verschoben haben.
Der Markt kann es regeln
- CO2-Abgaben helfen erneuerbaren Energien. Die Langzeit-Folgekosten von CO2-Emissionen liegen eher noch höher und lassen sich kaum beziffern. Die weltweite Bepreisung sollte im Idealfall einheitlich in der Höhe steigen, dass das verbleibende CO2-Budget nicht überschritten wird
- Dadurch können viele Sonderregeln entfallen.
- Durch stundenbasierte Strompreise und entfernungsabhängige Netzentgelte entsteht ein Preis, bei dem fossile Energien nur dann vorne liegen, wenn sie die Stromlücke füllen müssen und sich der Netzausbau lohnt, wenn er benötigt wird
- Einführung ist global nötig. Notlösung: CO2-Importzolle
- Deutschland braucht marktgerechte Strompreiszonen. Bisher lässt sich Energie verkaufen, die aufgrund von Netzengpässen gar nicht lieferbar ist. Die Ausgleichskosten (Redispatch) tragen alle Stromkunden mit Ausnahme einiger Großverbraucher. Eine Aufteilung in Regionen würde den Norden bevorteilen, weil hier viel Windkraft installiert ist. Deshalb wehren sich u.a. Bayern und NRW gegen solch eine Regelung und sorgen damit für hohe Kosten für alle.
Alles wird elektrisch - und billiger!
E-Autos sind 2026 viel günstiger als Benziner
- Bei neueren Wagen kaum noch Unterschied zu Benzinern:
- Anschaffung Kleinbus PV5 z.B. ab 32.000 € neu (mit 25% APL Rabatt)
- kompakte Gebrauchtwagen nach 3 Jahren ab ca. 15.000 €
- Verbrauchskosten bei Laden zu Hause: etwa ein Drittel. 5€ auf 100 km bei einem Mittelklassewagen (20 kWh/100 km). Entspricht 2,5 Liter Benzin.
- Sparpotential über Lebensdauer: 24.000 Euro (300.000 km bei aktuellen Benzinpreisen).
- Da Benzinpreise voraussichtlich weiter steigen, fällt das Sparpotential noch größer aus
- Bei ausschließlich öffentlichem Laden ist der Spareffekt geringer
Wärmepumpen sparen Heizkosten
Beispiel: mäßig gedämmtes Haus mit 20.000 kWh/Jahr
- Verbrauchskosten Wärmepumpe: 1.200 € pro Jahr
- Verbrauchskosten Gas: 2.000 €
- Verbrauchskosten Heizöl: 3.000 €
- Höhere Anschaffungskosten sind nach wenigen Jahren eingespielt
Wie viel erneuerbare Energie (EE) muss jährlich installiert werden?
- Bei einem Zeithorizont bis 2035 wären pro Jahr 9.000 TWh zusätzliche EE-Installationen nötig:
- Der Primär-Weltenergiebedarf liegt jährlich bei 160.000 TWh
- Die die bessere Effizienz von EE könnte er auf 100.000 TWh sinken
- Bisherige EE-Produktion: ca. 4.000 TWh Wasserkraft, 2.700 TWh Wind, 2.800 TWh PV (2025)
- Instralliert werden müssen also noch Kapazitäten für 90.000 TWh
- Würden alle Fabriken für Windräder und PV (vor allem in China) auf Vollast laufen, kämen aktuell jährlich 2.500 TWh hinzu.
- Mit den aktuellen Produktionsstätten wäre eine vollständige Elektrifizierung also bis etwa 2062 möglich.
- Es können neue Fabriken hinzu kommen. Installation und Integration ins Netz sind aber weitere Faktoren.
- Parallel dabei müsste ein massiver Netzausbau beginnen, der den Speicherbedarf minimiert
Atomkraft ist teuer
Trotzdem wird argumentiert, sie sei billig. Warum?
- Das Weiterlaufen bestehender, alter Atomkraftwerke ist billig
- Sie sind aber nicht gegen große Unfälle versichert
- Die Endlagerkosten sind ebenfalls nur minimal abgedeckt
- Beim Bau neuer AKWs ist die Stromproduktion wesentlich teurer als mit Wind und Sonne
- Entscheidend am Markt ist, ob der grundlastfähige Strompreis von (Wind und Sonne plus Speicher) billiger als Atomkraft ist
Wasserstoff bedeutet: 3 mal so viel Windräder, 3 mal so viel Solarfläche
- Setzt man auf Wasserstoff als Speichermedium für Strom, ist die zwei- bis dreifache Energiemenge nötig (je nach Nutzung der Abwärme)
- Akkus sind effizienter, aber für lange Dunkelflauten unwirtschaftlich
- Bei stärkerem Netzausbau sind weniger Wind- und PV-Anlagen nötig, da sich die schwankende Energieproduktion ausgleicht
E-Autos Pro und Contra
- Effizienz: E-Autos benötigen nur ein Drittel der Primärenergie von Benzin- oder Wasserstoffautos
- kein CO2-Bedarf für die Batterieherstellung mit Grünstrom. Bei jetzigem Strommix rechnen sich liegen Kleinwagen nach ca. 20.000 km im Vorteil
- Zum Argument Kinderarbeit beim Kobaltabbau / Umweltschäden durch Produktion / Recycling nicht möglich:
- Die Umweltprobleme durch Klimawandel sind ungleich größer
- Neue Akkutypen kommen ohne Kobalt und Mangan aus
- Ölförderung verursacht größere Umweltschäden
Photovoltaik bringt 40 mal mehr Reichweite als Biosprit
- Bauernverband SH: 25% Maisanteil
- Föderal Erneuerbar Datensammlung zu Flächenverbrauch
- Umweltbundesamt zu Bioenergie
- Bund: Langfristszenarien zu Erneuerbaren Energien
Basics zum Rechnen
Leistung, Energiemengen & Co.
- Die Leistung beschreibt, wie viel eine Anlage im Moment produziert. Die Leistung schwankt bei Wind- und PV-Anlagen ständig.
- "Energie" beschreibt eine Mengenangabe über eine Zeit. 1 KWh (Kilowattstunde) kann z.B. von einer Anlage produziert werden, die eine Stunde lang konstant 1 KW liefert, oder die eine halbe Stunde lang 2 KW liefert.
- Der Begriff "Strom" wird oft unpräzise verwendet. Wenn in Artikeln von Stromproduktion oder Stromverbrauch die Rede ist, geht es meist um Energiemengen. Physikalisch ist der Strom etwas ganz anderes: Je höher der Strom einer Leitung, desto stärker wird sie belastet. Sie wird dann warm. Strom wird in Ampere gemessen und es gilt: Strom * Spannung = Leistung. Das spielt in der Diskussion um die Energiewende aber kaum eine Rolle.
- Spannungen in Kilovolt (KV) sind die Richtgrößen von Überlandleitungen bzw. Erdkabeln. So gibt es im Höchstspannungsnetz in Deutschland die Ebenen von 110 KV, 220 KV und 380 KV. Um abzuschätzen, welche Leistung damit transportiert werden kann, sind aber weitere Informationen nötig: Wie viele Stromkreise hat die Leitung? Wie dick sind die Kabel? Welche Sicherheitsreserven werden eingeplant? Ein doppeltes 110KV-System mit drei Phasen und damit sechs Leitungen kann typischerweise ca. 400 MW übertragen. Bei 380 KV können es 2 GW bis zu 12 GW sein. Umspannwerke verknüpfen die Spannungsebenen, haben aber ebenfalls eine Leistungsgrenze und sind somit ein potentieller Flaschenhals.
Installierte Leistung
Die installierte Leistung ist die maximale Leistung, die z.B. eine PV- oder Windanlage abgeben kann. Im PV-Bereich wird dafür das "p" für "Peak" verwendet, z.B. 1 KWp. Da die Sonne nicht immer scheint und der Wind nicht immer weht, produzieren die Anlagen meist nur einen Bruchteil ihrer installierten Leistung.
Wie viel ihrer installierten Leistung produzieren Wind- und Solaranlagen, wenn man ihren Output glätten würde?
PV 10-15% in Deutschland, 20% am Äquator
Wind 10% Onshore, 30 % Offshore
- PV-Anlagen liefern in Deutschland etwa 10-15% ihrer installierten Leistung, wenn man ihre Leistungskurve glätten würde
- Ein Jahr hat 8760 Stunden. 1 KW kontinuierliche Leistung entspricht also 8760 KWh im Jahr
Ist der Zug abgefahren?
Stand 2020: Die Menschheit hätte die Technik und die theoretische Möglichkeit, den unumkehrbaren Klimawandel noch zu stoppen, damit gewinnbringend in die Zukunft zu investieren, wenn alle an einem Strang ziehen würden. Sie wird es aber nicht rechtzeitig tun, weil sich die politischen und wirtschaftlichen Widerstände selbst in wohlhabenden Ländern nicht kurzfristig auflösen lassen und die Zeit für eine weltweite komlette Umstellung u.a. auf E-Autos und Wärmepumpen innerhalb von 10-20 Jahren illusorisch ist. Die Investitionszyklen sind zu lang. Autos mit Verbrennermotoren werden weiter gekauft und müssten gleich wieder verschrottet werden. Altbauten müssten sofort komplett kernsaniert werden. Mit großer Anstrengung könnte eine Energiewende mit 80% CO2-Einsparung in der zweiten Hälfte des Jahrhunderts erreicht werden. Dann ist der Zug aber wirklich abgefahren und die dezimierte Menschheit muss sich auf eine veränderte Lebenswelt einstellen, geprägt von knappem Nahrungsangebot, bereitgestellt durch aufwendige Landwirtschaft, Wasserknappheit, umgekippten Ozeanen, dem Verschwinden vieler Wälder und Naturgebiete, der Verödung vieler Landstriche, unbewohnbaren tropischen Regionen und einem Meeresspiegel, der unaufhaltsam alle 100 Jahre um ein bis zwei Meter weiter steigt.
Es ist auch eine Frage der Lebenseinstellung. Kinder und Enkelkinder leben voraussichtlich noch in einer Welt, die beherrschbar ist. Für sie mögen Entscheidungsträger noch Verantwortung spären. Für alles, was danach kommt, fehlt ein wenig der Bezug bei den meisten Leuten. Wer aber die Natur (oder Schöpfung - je nach religiöser Einstellung) als Ganzes im Blick hat und auch die nachfolgenden Generationen über Jahrtausende, kann mit der aktuellen Situation schwer leben.
- Anschaffung Kleinbus PV5 z.B. ab 32.000 € neu (mit 25% APL Rabatt)
- kompakte Gebrauchtwagen nach 3 Jahren ab ca. 15.000 €
- Der Primär-Weltenergiebedarf liegt jährlich bei 160.000 TWh
- Die die bessere Effizienz von EE könnte er auf 100.000 TWh sinken
- Bisherige EE-Produktion: ca. 4.000 TWh Wasserkraft, 2.700 TWh Wind, 2.800 TWh PV (2025)
- Instralliert werden müssen also noch Kapazitäten für 90.000 TWh
- Würden alle Fabriken für Windräder und PV (vor allem in China) auf Vollast laufen, kämen aktuell jährlich 2.500 TWh hinzu.
- Mit den aktuellen Produktionsstätten wäre eine vollständige Elektrifizierung also bis etwa 2062 möglich.
- Es können neue Fabriken hinzu kommen. Installation und Integration ins Netz sind aber weitere Faktoren.
- Parallel dabei müsste ein massiver Netzausbau beginnen, der den Speicherbedarf minimiert
Atomkraft ist teuer
Trotzdem wird argumentiert, sie sei billig. Warum?
- Das Weiterlaufen bestehender, alter Atomkraftwerke ist billig
- Sie sind aber nicht gegen große Unfälle versichert
- Die Endlagerkosten sind ebenfalls nur minimal abgedeckt
- Beim Bau neuer AKWs ist die Stromproduktion wesentlich teurer als mit Wind und Sonne
- Entscheidend am Markt ist, ob der grundlastfähige Strompreis von (Wind und Sonne plus Speicher) billiger als Atomkraft ist
Wasserstoff bedeutet: 3 mal so viel Windräder, 3 mal so viel Solarfläche
- Setzt man auf Wasserstoff als Speichermedium für Strom, ist die zwei- bis dreifache Energiemenge nötig (je nach Nutzung der Abwärme)
- Akkus sind effizienter, aber für lange Dunkelflauten unwirtschaftlich
- Bei stärkerem Netzausbau sind weniger Wind- und PV-Anlagen nötig, da sich die schwankende Energieproduktion ausgleicht
E-Autos Pro und Contra
- Effizienz: E-Autos benötigen nur ein Drittel der Primärenergie von Benzin- oder Wasserstoffautos
- kein CO2-Bedarf für die Batterieherstellung mit Grünstrom. Bei jetzigem Strommix rechnen sich liegen Kleinwagen nach ca. 20.000 km im Vorteil
- Zum Argument Kinderarbeit beim Kobaltabbau / Umweltschäden durch Produktion / Recycling nicht möglich:
- Die Umweltprobleme durch Klimawandel sind ungleich größer
- Neue Akkutypen kommen ohne Kobalt und Mangan aus
- Ölförderung verursacht größere Umweltschäden
Photovoltaik bringt 40 mal mehr Reichweite als Biosprit
- Bauernverband SH: 25% Maisanteil
- Föderal Erneuerbar Datensammlung zu Flächenverbrauch
- Umweltbundesamt zu Bioenergie
- Bund: Langfristszenarien zu Erneuerbaren Energien
Basics zum Rechnen
Leistung, Energiemengen & Co.
- Die Leistung beschreibt, wie viel eine Anlage im Moment produziert. Die Leistung schwankt bei Wind- und PV-Anlagen ständig.
- "Energie" beschreibt eine Mengenangabe über eine Zeit. 1 KWh (Kilowattstunde) kann z.B. von einer Anlage produziert werden, die eine Stunde lang konstant 1 KW liefert, oder die eine halbe Stunde lang 2 KW liefert.
- Der Begriff "Strom" wird oft unpräzise verwendet. Wenn in Artikeln von Stromproduktion oder Stromverbrauch die Rede ist, geht es meist um Energiemengen. Physikalisch ist der Strom etwas ganz anderes: Je höher der Strom einer Leitung, desto stärker wird sie belastet. Sie wird dann warm. Strom wird in Ampere gemessen und es gilt: Strom * Spannung = Leistung. Das spielt in der Diskussion um die Energiewende aber kaum eine Rolle.
- Spannungen in Kilovolt (KV) sind die Richtgrößen von Überlandleitungen bzw. Erdkabeln. So gibt es im Höchstspannungsnetz in Deutschland die Ebenen von 110 KV, 220 KV und 380 KV. Um abzuschätzen, welche Leistung damit transportiert werden kann, sind aber weitere Informationen nötig: Wie viele Stromkreise hat die Leitung? Wie dick sind die Kabel? Welche Sicherheitsreserven werden eingeplant? Ein doppeltes 110KV-System mit drei Phasen und damit sechs Leitungen kann typischerweise ca. 400 MW übertragen. Bei 380 KV können es 2 GW bis zu 12 GW sein. Umspannwerke verknüpfen die Spannungsebenen, haben aber ebenfalls eine Leistungsgrenze und sind somit ein potentieller Flaschenhals.
Installierte Leistung
Die installierte Leistung ist die maximale Leistung, die z.B. eine PV- oder Windanlage abgeben kann. Im PV-Bereich wird dafür das "p" für "Peak" verwendet, z.B. 1 KWp. Da die Sonne nicht immer scheint und der Wind nicht immer weht, produzieren die Anlagen meist nur einen Bruchteil ihrer installierten Leistung.Wie viel ihrer installierten Leistung produzieren Wind- und Solaranlagen, wenn man ihren Output glätten würde?
| PV | 10-15% in Deutschland, 20% am Äquator |
|---|---|
| Wind | 10% Onshore, 30 % Offshore |
- PV-Anlagen liefern in Deutschland etwa 10-15% ihrer installierten Leistung, wenn man ihre Leistungskurve glätten würde
- Ein Jahr hat 8760 Stunden. 1 KW kontinuierliche Leistung entspricht also 8760 KWh im Jahr
Ist der Zug abgefahren?
Stand 2020: Die Menschheit hätte die Technik und die theoretische Möglichkeit, den unumkehrbaren Klimawandel noch zu stoppen, damit gewinnbringend in die Zukunft zu investieren, wenn alle an einem Strang ziehen würden. Sie wird es aber nicht rechtzeitig tun, weil sich die politischen und wirtschaftlichen Widerstände selbst in wohlhabenden Ländern nicht kurzfristig auflösen lassen und die Zeit für eine weltweite komlette Umstellung u.a. auf E-Autos und Wärmepumpen innerhalb von 10-20 Jahren illusorisch ist. Die Investitionszyklen sind zu lang. Autos mit Verbrennermotoren werden weiter gekauft und müssten gleich wieder verschrottet werden. Altbauten müssten sofort komplett kernsaniert werden. Mit großer Anstrengung könnte eine Energiewende mit 80% CO2-Einsparung in der zweiten Hälfte des Jahrhunderts erreicht werden. Dann ist der Zug aber wirklich abgefahren und die dezimierte Menschheit muss sich auf eine veränderte Lebenswelt einstellen, geprägt von knappem Nahrungsangebot, bereitgestellt durch aufwendige Landwirtschaft, Wasserknappheit, umgekippten Ozeanen, dem Verschwinden vieler Wälder und Naturgebiete, der Verödung vieler Landstriche, unbewohnbaren tropischen Regionen und einem Meeresspiegel, der unaufhaltsam alle 100 Jahre um ein bis zwei Meter weiter steigt.Es ist auch eine Frage der Lebenseinstellung. Kinder und Enkelkinder leben voraussichtlich noch in einer Welt, die beherrschbar ist. Für sie mögen Entscheidungsträger noch Verantwortung spären. Für alles, was danach kommt, fehlt ein wenig der Bezug bei den meisten Leuten. Wer aber die Natur (oder Schöpfung - je nach religiöser Einstellung) als Ganzes im Blick hat und auch die nachfolgenden Generationen über Jahrtausende, kann mit der aktuellen Situation schwer leben.