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Mittwoch, 20. März 2013

Energy Storage Düsseldorf 2013, Eindrücke

Am 18. und 19. März 2013 fand die Energy Storage in Düsseldorf statt.
Die international sehr gut (500+ Teilnehmer) besuchte Konferenz bot einen aktuellen Einblick in die Aktivitäten der Branche.
Janice Lin vom kalifornischen Speicherverband CESA
Jeremy Rifkin, USA, hat den aktuellen Wandel in der Energieproduktion hin zu Wind und Sonne als die dritte industrielle Revolution bezeichnet, nach Kohle und der Einführung des Strom- und Telefonnetzes.
Sehr viele Vorträge haben wieder auf die Speicherung mit Batterien verwiesen, allerdings benötigen Batterien erhebliche Flächen, wie das folgende Bild zeigt:
Der Flächenbedarf von Batterien ist erheblich.
Eine 5MWh Vanadium Redox Flow Batterie benötigt offenbar mindestens 500m². das sind 10kWh pro m², was der Seefläche eines Pumpspeichers bei gleicher Kapazität entspricht. Ehrlich gesagt ist mir da der See lieber als das Chemiesystem mit seiner Betonplatte.

Kalifornien geht nach Vorne

Der Bundesstaat Kalifornien hat bei Speichern vermutlich bald große Bedeutung, da dort der Ausbau der Photovoltaik sehr schnell voran schreitet. Wie Janice Lin gezeigt hat, wird es bereits ab 2015 dort zwei sehr ausgeprägte Bedarfsspitzen, Morgens und Abends, geben. Um diese als "Entenkurve" (Duck Curve) bezeichnete Situation auszugleichen sind sehr große Speicher nötig.
Duck Curve
In Gesprächen mit dem kalifornischen Speicherverband gab es ein reges Interesse am Lageenergiespeicher, der genau die Anforderungen, wenig Flächenbedarf, hohe Speicherkapazität, gut erfüllen könnte.

Peter Altmeier ohne Geld

Der Bundesumweltminister hielt zwar eine engagierte Rede, in der er die Verantwortung der Branche betonte, selbst die besten Lösungen zu finden, aber leider hat er kein Geld um Förderung oder Forschung zu finanzieren.
Bundesumweltminister Peter Altmeier hinter dem Namenschild von Michael Sterner
Er führte als Gründe für den Geldmangel unter anderem die CO2 Zertifikat Regelung auf, die noch unter Trittin nicht besonders vorausschauend eingeführt wurde. Da heute die Zertifikate, nicht zuletzt wegen der Energiewende, sehr billig sind, sind die Erlöse daraus gering, mithin sind die Mittel für die daran gekoppelten Forschungsmitte nicht vorhanden, so habe ich das zumindest verstanden.

Bundesverband gegründet

Am Abend des 19.3.2013 gab es die erste Sitzung des Bundesverbands Energiespeicher Deutschland, BVES. Der Verband wird von Eicke Weber, Institutsdirektor des ISE in Freiburg geleitet. Bereits jetzt hat der Verband, bei dem ich ein persönliches Mitglied bin, über 50 Mitglieder aus allen Bereichen der Energiespeicher-Technik, den Betreibern von Speicherkraftwerken bis hin zu Bauunternehmen.
Es ist zu hoffen, dass es damit gelingt, die Politik noch stärker auf das drängende Problem der Energiespeicher aufmerksam zu machen.

Weitere Berichte von Energiespeicher Konferenzen:

http://energiespeicher.blogspot.de/2013/11/konferenzberichte.html

Mittwoch, 6. März 2013

Weltweiter Trend zur Solarenergie

Weltweites Wachstum der Solarenergie

Viele Menschen in Deutschland glauben, der Ausbau der Solarenergie sei ein speziell deutscher Trend. Daher schaue ich heute einmal über die Landesgrenzen.
Weltweite Entwicklung der Solarenergie (nur wenige, ausgewählte Länder dargestellt)
Und hier der neue Stand 2014, es genügen inzwischen 25% jährliches Wachstum um bis 2030 eine weltweite Vollversorgung mit Solarenergie zu erreichen!
Weltweite Entwicklung der Solarenergie (update 2014 mit China)
Im Jahr 1992 waren weltweit 100MW_peak Solarzellen installiert, die meisten Solarzellen blickten damals von der USA aus zur Sonne, siehe Abbildung.
1997 hatte Japan die USA überholt und seit 2005 liegt tatsächlich Deutschland bei der installierten Leistung vorne. 
Sehr bemerkenswert ist aber, dass die Zahl der Länder, die massiv neue Photovoltaikzellen installieren seit 2005 ungewöhnlich stark ansteigt. In der Summe sind daher inzwischen über 100GW_peak Photovoltaik, also das Tausendfache als vor 20 Jahren, weltweit installiert. Dies ist um so bemerkenswerter, da dies bedeutet, dass bereits 0,5% des weltweiten Strombedarfs durch Photovoltaik gedeckt werden.
Auf den ersten Blick erscheinen 0,5% nicht viel. Aber der entscheidende Punkt ist die Wachstumgsdynamik. Sollte das Wachstum der Photovoltaik von aktuell 70% dauerhaft auf den niedrigsten Wert der letzten 20 Jahre zurückfallen, das waren 30% 1993, dann schneidet die Kurve irgendwann um 2030 den weltweiten Strombedarf!

2030 Weltweiter Strombedarf mit PV gedeckt

Wenn also die Anzahl der Photovoltaik Installationen stetig wächst, wird bereits 2030 der weltweite Strombedarf , gegenwärtig ca. 20.000TWh [1], vollständig aus Solarstrom gedeckt werden können. Dabei muss man berücksichtigen, dass PV, je nach Ort, unterschiedlich viel Strom liefert. In Deutschland liefert ein MW_peak etwa eine GWh Strom im Jahr. In vielen Gegenden ist der Wert deutlich höher und liegt bei 2GWh pro installiertem MW_peak. 
Um 20.000TWh das sind 20.000.000GWh zu erzeugen ist damit die Installation von 10.000.000MW_peak erforderlich. Dieser Wert wird um 2030 erreicht werden, wenn das oben dargestellte Wachstum von 30% fortgesetzt wird.

Ursache des Wachstums

Günstige PV-Module

Der wichtigste Grund für die Installation von Solarzellen ist längerfristig der niedrige Preis. Bereits heute werden Solarzellen zum Preis von 500€/kW_peak produziert[2]. Damit kann man in einer sonnigen Gegend jährlich 2000kWh Strom produzieren, das sind in zehn Jahren 20.000kWh. Mit einem (niedrigen) Strompreis von 5ct/kWh nimmt man damit 1000€ ein! Somit kann man an vielen Orten der Welt bereits jetzt, ohne jede Subvention, Gewinne machen. Anmerkung: Eine genaue Kalkulation mit Gestelle und Wechselrichter lasse ich weg, führt aber in die gleiche Richtung.

Banken lieben Solarstrom

Wer wirklich in eine Solaranlage investiert, wird einen Kredit aufnehmen. Für eine Bank ist ein Projekt, das bereits wenige Monate nach Baubeginn einen leicht zu errechnenden Betrag abwirft perfekt. Insbesondere wenn keine weiteren Risiken wie Brennstoffkosten, CO2 Auflagen, Lohnkosten, Mietausfall, usw. auftreten. Daher bekommen Investoren für Solaranlagen einen günstigen Zinssatz. Ganz anders, wenn jemand ein Kohle, Gas oder gar ein Kernkraftwerk bauen will. 

Sinkende Preise

Das stetig wachsende Volumen in der Solarzellen-Produktion führt zur sogenannten Lernkurve. Das bedeutet, mit einer Verdopplung der Produktion sinkt der Preis pro kW_peak um 20%, ein langfristiger Trend wie man in der folgenden Abbildung sieht.
Lernkurve der Photovoltaik, Quelle: SolarValley
Selbst wenn das Investitionsvolumen in die Solarenergie konstant bliebe, würde damit die installierte Leistung exponentiell wachsen.

Folgen bei der Umstellung

Die rasante Umstellung auf Solarenergie wird noch von vielen nicht wahrgenommen, das liegt insbesondere an dem scheinbar geringem Prozentsatz von 0,5% Solarstrom. Schreibt man das Wachstum aber fort, ergeben sich einige wichtige Konsequenzen:
  1. Ab einem Anteil von 30% Solarenergie werden Speicher weltweit erforderlich
  2. Das CO2 Problem wird fast von selbst verschwinden
  3. Die Solarindustrie wird vorübergehend eine der größten Industrien der Welt
Ich gebe hier nur ungern Aktientipps, aber für mich ist diese Entwicklung schon sehr bemerkenswert. Unternehmen die heute einen hohen Marktanteil haben, etwa Yingli (Börsenwert: 315Mio.€) mit ca 10% Marktanteil kosten nur ein tausendstel der Firma Apple (Börsenwert: 308Mrd.€). 

Die Entwicklung bleibt also sehr spannend!

Mehr zum Wachstum: Solarenergie bis zur Dysonsphare
Mehr zur Wachstumsbremse: EU- Schutzzölle