Axel Pieper

Einleitung

Axel Pieper, Geschäftsführer von Brückner und Maschinenbauingenieur, diskutiert in einem Interview die Herausforderungen und Perspektiven der energieintensiven Textilindustrie, insbesondere im Kontext der Energiewende und des Klimawandels. Er beschreibt seinen beruflichen Werdegang und die Notwendigkeit, sich intensiv mit Energieeffizienz und Dekarbonisierung auseinanderzusetzen.

Energiegespräch mit Axel Pieper auf YouTube

 Energieintensive Industrie und ihre Herausforderungen

Pieper betont die immense Bedeutung von Prozesswärme in der Textilveredelung, die überwiegend aus Gas und Kohle gewonnen wird. Er schildert die Schwierigkeiten, diese Prozesse auf strombasierte Systeme umzustellen, insbesondere aufgrund der hohen Energieanforderungen und der technischen Komplexität. Ein Beispiel ist die Herausforderung, die nötigen Temperaturen für die Textilveredelung mithilfe von Wärmepumpen zu erreichen.

Ansätze zur Energieeffizienz

Um Energie effizienter zu nutzen, hat Brückner verschiedene Maßnahmen ergriffen, wie die Teilnahme an Forschungsprojekten und die Entwicklung von KI-Systemen zur Optimierung der Maschinenparameter. Trotz dieser Bemühungen bleibt die vollständige Defossilisierung eine erhebliche Herausforderung. Pieper erläutert die Nutzung von Wärmerückgewinnungssystemen und die Implementierung von hybriden Heizsystemen als praktikable Schritte zur Reduktion des Energieverbrauchs.

 Klimawandel und Dekarbonisierung

Pieper stellt klar, dass er kein Klimaleugner ist und die Notwendigkeit des Klimaschutzes erkennt. Er betont jedoch, dass die Diskussion um den Klimawandel oft vereinfacht wird und komplexe Wechselwirkungen zwischen natürlichen und anthropogenen Faktoren bestehen. Pieper kritisiert die Fixierung auf das Ziel "Netto-Null" Emissionen und plädiert für ein realistisches Gleichgewicht zwischen Emissionen und natürlichen CO2-Senken.

Politische und wirtschaftliche Rahmenbedingungen

Pieper kritisiert die politischen Maßnahmen zur Energiewende als ideologisch getrieben und nicht immer pragmatisch. Er weist auf die Herausforderungen hin, denen energieintensive Unternehmen in Deutschland durch hohe Energiepreise und unsichere politische Rahmenbedingungen gegenüberstehen. Pieper fordert eine sachlichere Diskussion und realistischere Zielvorgaben, um die Energiewende erfolgreich und wirtschaftlich tragbar zu gestalten.

Fazit und Ausblick

Abschließend betont Pieper die Notwendigkeit einer ganzheitlichen und interdisziplinären Betrachtung der Energiewende, wie sie durch die Initiative 4P Solutions verfolgt wird. Er appelliert an die Politik und Gesellschaft, die Energiewende pragmatisch und ohne ideologische Scheuklappen anzugehen, um sowohl ökologische als auch ökonomische Ziele zu erreichen.

Vollständige Liste aller Gespräche: https://energiespeicher.blogspot.com/p/energiegesprache-mit-eduard-heindl.html

Timo Leukefeld im Energiegespräch

 Zusammenfassung Gespräch mit Timo Leukefeld

Heizungsbauer und Professor

In einem tiefgreifenden Gespräch mit Timo Leukefeld, einem Experten für erneuerbare Energien und Professor, diskutiert dieser seine Visionen und Lösungsansätze für eine nachhaltigere Heiz- und Bauwelt.

Das Energiegespräch mit Timo Leukefeld

 Leukefeld, der seine Karriere als Heizungsbauer begann und später im Maschinenbau mit Schwerpunkt auf Energietechnik spezialisierte, bringt seine umfangreiche Expertise und Erfahrungen aus der Praxis in die akademische Welt ein. Mit seiner Professur und seinem international agierenden Büro entwickelt er energieeffiziente Gebäude und forscht an Trends für zukünftiges Bauen.

Trend: Strahlungsheizung ersetzt Zirkulationsheizung

Leukefeld beschäftigt sich intensiv mit der Frage, wie wir die Heizwelt verbessern können. Er sieht einen deutlichen Trend weg von traditionellen Konvektionsheizungen hin zu Strahlungsheizungen, die eine gleichmäßigere und angenehmere Wärme liefern. Dieser Übergang zu effizienteren Heizmethoden, gepaart mit einer immer besseren Gebäudeisolation, führt dazu, dass das Heizen in Neubauten zunehmend an Bedeutung verliert. Er kritisiert die ineffiziente Ausstattung neuer Gebäude mit Heizsystemen, die für extrem kalte Bedingungen ausgelegt sind, was angesichts des Klimawandels und milder werdender Winter nicht mehr zeitgemäß ist.

Robuste Technologie schlägt wartungsintensive Technologie

Der Experte betont die Notwendigkeit, integrales Denken in der Energiepolitik zu fördern, das auf Zusammenhangswissen beruht. Dieses Wissen ist seiner Meinung nach in der aktuellen Energiepolitik weitgehend verloren gegangen. Leukefeld plädiert für eine Rückbesinnung auf einfache, robuste Technologien, die weniger wartungsintensiv und langfristig nachhaltiger sind. Er sieht die Industrie, die durch Förderprogramme für komplexe und teure Technologien profitiert, kritisch und spricht sich stattdessen für einfache, effektive Lösungen aus, die auch von weniger qualifizierten Arbeitskräften umgesetzt werden können.

Umbau Heiz- und Bauindustrie

Zusammenfassend fordert Timo Leukefeld eine radikale Umgestaltung der Heiz- und Bauindustrie hin zu mehr Einfachheit, Nachhaltigkeit und Integrität. Er kritisiert die kurze Lebensdauer moderner Heizsysteme und die politischen Entscheidungen, die oft die Interessen der Industrie über die der Verbraucher stellen. Seine Vision ist es, durch innovative, energieeffiziente Bauprojekte und das Nutzen von erneuerbaren Energien einen grundlegenden Wandel zu fördern und dabei sowohl ökonomische als auch ökologische Nachhaltigkeit zu erreichen.

Eine vollständige Liste aller Gespräche findet sich unter: 

https://energiespeicher.blogspot.com/p/energiegesprache-mit-eduard-heindl.html

Rezzo Schlauch

 Die Zusammenfassung des Gesprächs mit Rezzo Schlauch, ehemaliger Parlamentarier und Staatssekretär der Grünen

Das Gespräch befasst sich hauptsächlich mit der politischen Karriere und den Ansichten von Rezzo Schlauch, einem Mitglied der Grünen Partei. Schlauch spielte eine signifikante Rolle in der deutschen Umwelt- und Energiepolitik, insbesondere während seiner Zeit als parlamentarischer Staatssekretär. Er reflektiert über die Herausforderungen und Erfolge der Grünen Partei, vornehmlich in Bezug auf die Anti-Atomkraft-Bewegung und die Einführung von Umweltstandards.

Das vollständige Gespräch mit Rezzo Schlauch auf YouTube.

Ein zentraler Aspekt des Gesprächs ist die Diskussion über die deutsche Energiewende und die Entscheidungen, die nach dem Fukushima-Unfall getroffen wurden, um Atomkraftwerke in Deutschland schrittweise abzuschalten. Schlauch kritisiert die Politik dieser Zeit als zu zaghaft und fordert eine konsequentere Umsetzung der Energiewende.

Weiterhin thematisiert er die Schwierigkeiten, die mit der Förderung erneuerbarer Energien verbunden sind, darunter technologische und wirtschaftliche Herausforderungen sowie die Notwendigkeit, die öffentliche und politische Unterstützung für solche Initiativen zu stärken. Schlauch hebt hervor, wie wichtig es ist, innovative Ansätze in der Energiepolitik zu verfolgen, um langfristig eine nachhaltige und sichere Energieversorgung sicherzustellen.

Das Gespräch bietet einen Einblick in die interne Dynamik und die Herausforderungen der Grünen Partei und reflektiert über die Rolle der Partei in der deutschen Politik über die Jahre. Schlauch diskutiert auch die Bedeutung der Grünen für die deutsche und globale Politiklandschaft und betont die Notwendigkeit von einem anhaltenden Engagement in Umwelt- und Energiefragen.

Vollständige Liste aller Gespräche: https://energiespeicher.blogspot.com/p/energiegesprache-mit-eduard-heindl.html

Speicherproblem, Erdgas, Krim und Putin

Energiespeicher ohne Erdgas

Will man die Energiewende, und das will zumindest die Bevölkerung in Deutschland, dann muss man die Schwankungen der Erneuerbaren Energiequellen, wie Windenergie und Solarenergie, ausgleichen. Das einfachste Mittel ist, sofern man noch in der Umstellungsphase ist, dass man bestehende Kraftwerke abschaltet, während viel erneuerbare Energie im Netz ist.

Vorbild USA

In den USA basiert die Stromversorgung zu über 40% auf Erdgaskraftwerken, im Vergleich, bei uns sind es 7%. Fällt also in den USA viel Windstrom oder Solarstrom an, und inzwischen ist 60GW Windenergie am Netz, dann können problemlos die entsprechenden Erdgaskraftwerke abgeschaltet werden. 

Erdgaskraftwerke bestehen im Wesentlichen aus einer Turbine, ähnlich wie am Flugzeug, und eine Turbine kann sehr schnell, innerhalb von Minuten, die Leistung massiv verändern.

Daher ist in den USA das Energiespeicherproblem bei der Einführung der fluktuierenden erneuerbaren Energien nicht sehr groß. 

Der Erfolg dieses Vorgehens ist bemerkenswert, die USA konnte ihren CO2 Ausstoß in den letzten Jahren reduzieren!

34 Prozent des deutschen Erdgas kommen aus Russland (Quelle: Wirtschaftsverband Erdgas)

Problem Deutschland

In Deutschland werden 34% des Erdgas aus Russland importiert, und im wesentlichen zur Wärmeerzeugung verwendet. Man hat bewusst darauf verzichtet, diesen Energieträger stark in der Stromerzeugung einzusetzen. Damit hat man in einer Zeit, wie der Krimkrise, den Vorteil, dass man Strom aus Braunkohlekraftwerken erzeugen kann. Das ist aber keine Lösung, wenn man etwas weiter denkt. Erneuerbare Energien werden immer Schwankungen unterliegen. Ein Braunkohlekraftwerk kann man aber nicht eben so mal abschalten, allein das "Anzünden" kostet dann 50.000€. Folge, Deutschland hat den CO2 Ausstoß in den letzten Jahren vergrößert!

Speicher statt Putin?

Will man das Problem der Abhängigkeit bei der Energieversorgung lösen und zugleich nicht massiv die Welt mit CO2 verschmutzen und das Land im Braunkohletagebau versinken lassen, dann gibt es nur eine Lösung:

Erneuerbare Energien plus Speicher!

Die Erneuerbaren liefern inzwischen so viel Strom, dass es an manchen Tagen bereits mehr Strom gibt, als in Deutschland verbraucht werden kann. Ein Blick auf die EEX Börse ist da immer sehr lehrreich.

Diesen Überschuss an Strom muss man einspeichern, dafür eignet sich im großem Maßstab nur das Konzept des Pumpspeichers, da nur mit ihm 80% Wirkungsgrad möglich sind. Auf keinen Fall Power to Gas, dort werden 75% des Stroms beim Speichern vernichtet (Wirkungsgrad 25%).

Lageenergiespeicher statt Pumpspeicherkraftwerke

Da der Bau großer Pumpspeicher in Deutschland schlecht möglich ist, kann man den Lageenergiespeicher einsetzen, der mit gleicher Technik bezüglich Pumpen und Turbinen arbeitet. Dabei wird jedoch eine große Felsmasse hydraulisch mit Wasser angehoben. 

Der Lageenergiespeicher

• Wenig Geländeverbrauch
• Wenig Wasserbedarf
• Hoher Wirkungsgrad (80%)

Sind die entscheidenden Vorteile dieses Konzepts.

Ich hoffe daher sehr, dass mit der Krimkrise die Menschen aufwachen und verstehen wie wichtig effiziente und zukunftssichere Speicher für Strom sind.

Zum Weiterlesen

• Ist der Lageenergiespeicher realistisch?
• Sind Speicher für Strom ökonomisch?

Der größte Energiespeicher

Der globale Energiespeicher

Energiespeicher sind alle Systeme, die Energie einlagern und dann wieder zur Verfügung stellen. Im geologischen Maßstab sind das die eingelagerten Kohlenstoffe (Kohle, Öl, Gas), die im Lauf der Erdgeschichte eingelagert wurden. Diese besondere Form der Energiespeicher will ich mal genauer betrachten.

Wie viel Kohle gibt es?

Niemand kennt die genaue Menge an Kohle, die in den Gruben der Welt liegt, aber eine grobe Abschätzung ist schon möglich, da wichtige Rohstoffquellen genau untersucht werden.
Es sind 861 Milliarden Tonnen[1]!

Die Weltreserven am Gas, Öl und Kohle[1].

Eine Tonne Kohle hat einen Heizwert von 8000 kWh, somit entspricht der Weltkohlevorrat einem Heizwert von etwa 7.000.000 Milliarden kWh=7.000.000 TWh, zum Vergleich, in Deutschland werden jährlich 3.700 TWh Energie verbraucht, weltweit 142.000 TWh.
Diese Zahlen kann sich wieder keiner vorstellen, daher umgerechnet in Geld: Wenn eine kWh Heizwert von Kohle 0,02€ wert ist, dann hat der Weltkohlevorrat einen Wert von 140 Billionen* Euro. Und das ist auch das Problem, die Eigentümer dieser Kohle werden sich nicht gerne durch eine CO2 Steuer oder andere "Maßnahmen" diesen unendlichen Reichtum nehmen lassen.

Öl und Gasreservern

Die Öl und Gasreserven haben eine ähnliche Größenordnung wie die Kohlereserven, allerdings ist der Handelswert von Öl wesentlich höher, da man Öl sehr bequem in Fahrzeugen und Flugzeugen verwenden kann. Es gibt noch 180 Milliarden Tonnen Öl [2], diese sind bei einem Ölpreis von 100€/Barrel 133 Billionen Euro wert, das ist fast der gleiche Wert wie der der Kohlevorräte, ein erstaunlicher Zufall. Die Erdgasvoräte sind mit 187 Billionen Kubikmeter 29 Billionen Euro** nicht ganz so wertvoll.

Wirkungsgrad des Speichers

Jetzt mache ich einen etwas exotischen Ausflug, wie hoch ist der Wirkungsgrad der natürlichen Energiespeicher. Gehen wir davon aus, dass die Steinkohlevorräte innerhalb von 200 Millionen Jahren gebildet wurden, was sicher nicht exakt stimmt, aber sicher die richtige Größenordnung trifft, dann kann man einen Wirkungsgrad für diesen Speicher angeben. Dazu muss man nur die eingespeiste Solarenergie in diesem Zeitraum in Bezug zur abgespeicherten Energie setzen. 

Die Sonne liefert jedes Jahr 1.500.000.000 TWh[3] Energie an die Erde, diese Menge an Energie wird auch oft SERPY (Solar energy received per year) genannt. Vergleicht man diesen Wert mit der gespeicherten Energie, so ist das bereits das Zweihundert-fache der gesamten geologisch gespeicherte Solarenergie. Innerhalb der letzten 200 Millionen Jahre wurde damit das 40 Milliarden-fache an Sonnenenergie geliefert gegenüber der eingespeicherten Energie. 

Der Wirkungsgrad dieses Speichers beträgt somit nur 0,0000000025%!

Dagegen ist jede andere Form der Energiespeicherung praktisch perfekt.

Solarenergie und Energiespeicher 

Moderne Solarzellen erreichen etwa einen Wirkungsgrad von 15%, in unseren Breiten bei vielen Wolken aber nur 5% im Jahreslauf im Vergleich zur tatsächlich eingestrahlten Sonnenenergie aus dem Weltall. zusammen mit einer Speichertechnik wie Power to Gas, die 25% Wirkungsgrad hat, werden immerhin 1,3% der Sonnenenergie gespeichert. Fast unendlich besser als die Kohle aus dem Bergwerk. Allerdings sieht kaum jemand die Kohle als erneuerbare Energie mit schlechtem Wirkungsgrad an, sondern der Mensch als "Eintagsfliege" der Erdgeschichte verbrennt eben was er zum Verbrennen findet. Dass dies nicht Nachhaltig ist, ist hoffentlich hiermit jedem klar geworden.

In diesem Zusammenhang andere Blogbeiträge:

• Power to Gas
• Superspeicher Diesel
• Natürliche Energiespeicher bald erschöpft

* Eine Billion sind 1000 Milliarden oder eine Million mal eine Million!
** Annahme: Erdgaspreis 0,014 €/kWh (4000€/TJ)
Quellen:
[1] World Coal Assoziation (2013) http://www.worldcoal.org/coal/where-is-coal-found/
[2] BP, Statistical Review of World Energy June 2010 
[3] TU Graz, Institut für Wärmetechnik

Kostenloser Strom

Gibt es kostenlosen Strom?

Bei der Diskussion um den Einsatz von Energiespeicher lese ich häufig, dass es in Zukunft kostenlosen Strom gibt und daher der Wirkungsgrad von Speichern keine wesentliche Rolle spielt.

Es gibt tatsächlich manchmal bereits heute Situationen, in denen der Strompreis an der Strombörse EEX Null oder sogar leicht negativ ist. Wie ist das möglich? Strom ist eine sehr verderbliche Ware, wenn Strom erzeugt wird, der nicht sofort konsumiert wird, dann ist er wertlos. In einer Welt, in der nur konventionelle Kraftwerke, Kohle, Braunkohle etc. im Einsatz sind, wird das Kraftwerk, das die höchsten Brennstoffkosten hat, abgeschaltet, wenn der Bedarf sinkt. Kurzzeitige Schwankungen wurden bisher schon durch Pumpspeicherkraftwerke ausgeglichen.

Inzwischen sind aber 50 GW Leistung aus erneuerbaren Quellen wie Wind und Sonne am Stromnetz und es kann vorkommen, dass man kein weiteres konventionelles Kraftwerk abschalten kann, da Photovoltaikanlagen keinerlei Brennstoffe benötigen, liegen deren Grenzkosten praktisch bei Null!

Bisher ist das aber erst an sehr wenigen Stunden im Jahr aufgetreten, mithin waren die Mengen unbedeutend.

Daher die Mär vom kostenlosen Strom. Allerdings unterschätzt diese Überlegung, wie schnell der Markt reagiert, wenn es ein kostenloses Gut auf dem Markt gibt. 

Ein neuer Markt

Sehr schnell werden sich Käufer finden, die sehr günstigen Strom abnehmen. Am einfachsten ist eine alte Lösung, die noch aus den Zeiten der Atomkraftwerke stammt und den schönen Namen "Speicherheizung" trägt. Immer wenn der Strom billig war, das war früher in der Nacht, schalteten sich die Speicherheizungen automatisch an und simple Heizdrähte haben einen Ziegelstein im Wohnzimmer aufgeheizt. Der Ziegelstein war natürlich mit Asbest isoliert und "hübsch" mit Blech verkleidet.

Diese Lösung könnte sofort wieder aufleben, etwas moderner vielleicht, indem das Wasser der Zentralheizung bei günstigen Strom elektrisch erwärmt wird. Und sofort bildet sich am Markt wieder ein Strompreis der sicherlich niedrig ist, aber nur so niedrig, dass es sich gerade nicht lohnt mit Erdgas das Warmwasser zu erzeugen. Ich schätze auf etwa 3ct/kWh.

Echte Stromspeicher

Sicherlich gibt es nicht genügend Wasser, das man auf diese Weise erwärmen kann, aber einige hundert GWh können damit vom Markt an einem sonnigen Tag aufgenommen werden. Der nächste Schritt ist, dass echte Stromspeicher auf den Markt kommen, Pumpspeicherkraftwerke, Batterien, Druckluftspeicher, Umwandlung in Wasserstoff/Erdgas, und natürlich der Lageenergiespeicher. 

In dieser Situation des Wettbewerbs, ist es nicht nur wichtig, dass man billig den Strom einkauft, der dann vielleicht 3ct/kWh kostet, sondern dass man ihn auch gewinnbringend verkaufen kann. Und genau an dieser Stelle kommt der Wirkungsgrad von Speichern ins Spiel.

Wirkungsgrad

Der Wirkungsgrad beschreibt, wie viel Strom ich liefern kann, wenn ich 100 kWh eingespeichert habe. Ein idealer Speicher mit 100% Wirkungsgrad könnte wieder 100 kWh liefern. Ein Pumpspeicherkraftwerk (Oder auch der Lageenergiespeicher) hat etwa 80% Wirkungsgrad und liefert daher nur noch 80 kWh Strom. Hat es den Strom für 3ct pro kWh gekauft, hat die eingelagerte Strommenge von 100 kWh drei Euro gekostet. Um beim Verkauf wieder drei Euro zu erhalten, muss der Strompreis mindestens 3/80 € = 3,75 ct pro kWh betragen. Das ist nur eine kleine Preiserhöhung und diese hat man oft auf dem Markt. daher sind auch heute Pumpspeicher ökonomisch zu betreiben.

Schlechter sieht es für einen Druckluftspeicher mit 40% Wirkungsgrad aus, hier muss der Preis schon auf 3/40 =  7,5 ct/kWh ansteigen. Das kommt heute noch selten vor, wird aber in einer Welt mit hohem Anteil an Strom aus Sonne und Wind möglich. Eine Umwandlung in Methan und Rückumwandlung in Strom liegt mit einem Wirkungsgrad von 25% noch schlechter, hier muss der Preis auf 3/25=12ct/kWh steigen, damit zumindest die Stromeinkaufskosten wieder hereinkommen. 

Und an dieser Stelle kommen die Marktmechanismen zum tragen. Der Stromspeicher, der am günstigsten den Strom wieder anbieten kann, der wird als erstes verkaufen. Damit wird aber ein Geschäftsmodell für Betreiber von Systemen mit geringem Wirkungsgrad immer schlechter darstellbar.

There is no free lunch

Und ähnlich wie der alte Spruch "there is no free lunch" in der Wirtschaft gilt, so gilt auch in Zukunft, es wird keinen kostenlosen Strom geben, wenn es einen funktionierenden Markt gibt. Es sollte aber angemerkt werden, dass es im Bereich der Energieerzeugung und insbesondere im Strommarkt eher keinen gut funktionierenden Markt gibt. Oder haben Sie schon mal für 3ct/kWh Strom von ihrem Elektrizitätshändler geliefert bekommen?

Eine genaue Analyse der Wirtschaftlichkeit von Energiespeichern habe ich in einem weiterem Blogbeitrag durchgeführt.
Dem Thema Kapazitätsmärkte ist Auch ein Beitrag gewidmet. Mehr zu den Stromsteuern. 

Benzin ein teurer Energiespeicher?

Jedes Jahr an Ostern brandet die Diskussion auf, warum ist das Benzin so teuer?
Als erstes sind da natürlich die Mineralölkonzerne schuld, halt, so einfach ist das nicht!

Ölpreis in Dollar pro Barrel ab Rotterdam,
Quelle: http://www.finanzen.net/rohstoffe/oelpreis 

Ich will mal versuchen, sachlich einige Aspekte des Beninpreises darzustellen.

Der Rohölpreis

Der Rohölpreis hat direkten Einfluss auf den Benzinpreis, eine ganz stark vereinfachte Rechnung besagt, aus einem Barrel kann man 150 Liter Benzin gewinnen. Kostet also ein Barrel 125$, was um Ostern 2012 der Fall ist, dann kostet ein Liter 0,83$ oder 0,64€/Liter, bei einem Dollarkurs von 1,30€/$.
Das war vor einem Jahr noch anders, da kostete ein Barrel 110$ und der Euro war noch 1,45€/$ wert. Damit kostete das Benzin im Einkauf 0,51€/Liter, damit ist der Einkaufspreis um über 25% gestiegen.
Warum das so ist, liegt an zwei wichtigen Faktoren, Öl wird immer knapper, zudem benötigt Japan sehr viel Öl, da es seine gesamten Kernkraftwerke abgeschaltet hat. Das andere Problem ist der Euro, aufgrund einer starken Ausweitung der Geldmenge, bekannt unter "Eurorettung" hat der Euro weltweit eine schwächere Kaufkraft.
Wir es eine Änderung beim Rohölpreis geben? Vermutlich wird der Preis nicht mehr längerfristig sinken, da es noch keinen Ersatz für diesen optimalen Energiespeicher gibt. Jeder Liter enthält 10kWh, würde man das in einem Bleiakku abspeichern, benötigt man für einen Liter bereits zehn Akkumulatoren. Es gibt aber eine gewisse Preisgrenze nach oben, da es ab einem Ölpreis von 150$/Barrel ökonomisch ist, aus Kohle Öl herzustellen.

Die Steuern

In Deutschland wird Treibstoff besteuert, merkwürdigerweise nicht nach Energiegehalt, sondern nach Treibstoffsorte. So wird Benzin höher (65ct/l) besteuert, als Diesel (47ct/l) und Erdgas (18ct/l) fast überhaupt nicht. Damit versuchen die Politiker den LKW Verkehr zu stärken, viele LKW finden Politiker gut, Autofahrer haben da manchmal eine andere Meinung. 

Der Grund für diese Steuer ist im Prinzip nachvollziehbar, damit sollen die Straßen finanziert werden. Zusätzlich hat man aber auch eine sogenannte Ökosteuer eingeführt, aus der die Renten finanziert werden sollen. 

Interessanterweise kommt auf diese Steuer und den Benzinpreis noch die Mehrwertsteuer hinzu, diese macht 19% aus, was bei einem Tankstellenpreis von 1,70€/Liter immerhin 27ct/l sind. Die Gesamtsteuer pro Liter beträgt damit 0,92€/Liter.

Die Mineralölkonzerne

Die verbleibenden 0,14€/Liter (1,70€-0,64€-0,92€) teilen sich nun die Mineralölindustrie, der Tankstellenbetreiber und der arme Mitarbeiter, der in der Nacht vom Ostersonntag zum Ostermontag in der Tankstelle stehen muss. Ehrlich gesagt sehe ich da nicht all zuviel Luft für Preissenkungen durch die Tankstellen.

Aber aus irgendeinem Grund wird in den Medien jedesmal auf die Mineralölkonzerne losgegangen. Ich will nicht sagen, dass ich jede Aktion der Konzerne so toll finde, man denke nur an die Ölkatastrophen, aber für den hohen Benzinpreis können sie nichts.

Schuldig am hohem Benzinpreis sind:

1. Der Staat  (54%)  mit seinen Steuern, aber das sind wir, wir bekommen das Geld wieder zurück, in Form von Rente, Straßen und vielleicht sogar Bildung.
2. Die Ölknappheit (23%), seit 1972 wird weniger Öl gefunden als verbraucht. Solange wir keine anderen Energiespeicher haben, wird fast jeder Preis gezahlt werden.
3. Die Europolitiker, durch den Kaufkraftverlust des Euros wird Öl teurer.
4. An letzter Stelle die, die sich darum kümmern, dass überall immer Benzin verfügbar ist. 

Wie wertvoll ist Energie?
Vielleicht auch interessant: Wie viel Geld mit Öl verdient wird!

IRES Konferenzsplitter 2011

Die IRES 2011 Konferenz in Berlin hat sich , wie jedes Jahr, mit der Speicherproblematik beschäftigt. Diese, noch von Hermann Scheer 2006 ins Leben gerufene Veranstaltung, soll das Problem der Speicher, die ja mit dem Umstieg zu erneuerbaren ein wichtiges Element sind, adressieren. Mit über 600 Teilnehmern war das Event im Berliner Congress Centrum, einem alten DDR Bau, gut besucht.

Berliner Congress Centrum

Speichergröße
Thematisch stand unter anderem die Frage im Mittelpunkt, wie viel Speicher brauchen wir. Das Resultat liegt bei mindestens eine Woche Stromspeicherkapazität! In anderen Worten 11 TWh oder 11.000 GWh oder 11.000.000 MWh oder 11.000.000.000 kWh. Man würde nun vermuten, dass Speicher mit vielen GWh Kapazität vorgestellt wurden. Das war aber selten der Fall. Die meisten Lösungen, zumeist Batterien, bewegten sich im einige 100 kWh Bereich. Sehr unbeliebt war die Frage nach dem Preis, die zumeist mit "noch nicht bekannt" oder in Zukunft niedriger als 1000 €/kWh beantwortet wurde.
Bemerkenswerterweise wurde ein Vortrag über den Lageenergiespeicher, der immerhin 2 TWh speichern kann, abgelehnt. Das Poster dazu durfte zwar ausgestellt werden, erschien aber erstaunlicherweise nicht im Poster-Verzeichnis. Man sollte wissen, dass Scheer ein frenetischer Anhänger von dezentralen Lösungen war. Ein Ansatz der in einem Stromnetz sehr fragwürdig ist, da nur ein gutes Leitungsnetz die Chance zum Speichern des Stroms bietet. Ohne Leitungsnetz müsste jeder Haushalt wohl Strom für ein halbes Jahr aufbewahren, ein unmögliches Unterfangen.

Stromangebot und -nachfrage im Jahreslauf und die zwergenhaften Pumpspeicher

Thermische Speicher
Ein weiterer Aspekt waren Verfahren zum Speichern thermischer Energie. Eigentlich ein Unding, Strom in Wärme umzuwandeln, um die Energie dann nach einiger Zeit als Wärme abzurufen. Jede thermische Solaranlage könnte es besser, aber im Anbetracht der fehlenden Speicherkapazitäten eine Art "Notnagel".
Tatsächlich ist die Wärmekapazität aller Warmwasser-Boiler erheblich, wie eine kleine Abschätzung zeigt. Bei 30 Mio. Boilern, á 200 l ergibt das beim Aufheizen von 10 °C auf 80°C eine Energiesenke für 490 GWh Strom, der auf dem Markt oft nahezu kostenlos in Zeiten der solaren Überproduktion ist, der aber dem Betreiber der PV-Anlage etwa 30ct/kWh bringt. Mithin würden bei so einem Aufheiz-Zyklus 147Mio. Euro "verbrannt" oder verkocht, je nach Perspektive.
Elektroautos
Die große Hoffnung, dass wir unsere regenerative Energie in den Batterien unserer Elektroautos speichern können, ist zum Teil richtig. Um alle 30 Mio Elektroautos der Zukunft (2030?) aufzuladen, benötigt man eine vergleichbare Strommenge wie für das Heizen der Wasserboiler. Allerdings ist die Energie schlecht abrufbar, da vermutlich nur wenige eine geleerte Batterie nach einer dunklen Nacht wünschen.
Bemerkenswert ist, dass etwa die Hälfte der Autos tagsüber auf Firmenparkplätzen stehen, die gute Plätze für das Tanken von Solarstrom sind. Die verschiedenen technischen Hürden, etwa Zähler, Stecker, Anschlussleistung usw. wurden angesprochen und können in der Praxis ein Problem werden.

System Energieangebot und Nachfrage, Michael Sterner vom IWES

Wasserstoff, Erdgas und Erdgasnetz
Die Umwandlung von Strom in Wasserstoff ist bekannt und erscheint in vielen Vorträgen. Ein weiterer Schritt ist die Umwandlung von Wasserstoff in Methan, wie er von Michael Sterner propagiert wird. Dieses Erdgas kann man relativ problemlos in ungeheuren Mengen in das Erdgasnetz einspeisen. Damit kann man in der Tat alle überschüssigen Strom, der durch Wind- und Solarkraftwerke entsteht, abfangen. Vorausgesetzt, es werden sehr viele Elektrolyseure im GW Bereich bereitgestellt. Der nicht unerheblicher Flächenbedarf sein erwähnt.
Diese Projekte werden von der Autoindustrie vorangetrieben, weil man eine gewisse Hoffnung hat, damit den Verbrennungsmotor am Leben zu erhalten. Vergleicht man aber den Wirkungsgrad eines Verbrennungsmotors, der bei ca. 20% liegt, mit den hocheffizienten Elektromotoren (>90%), und kalkuliert noch die Umwandlungsverluste bei Elektrolyse und Methanisierung ein, so bleiben traurige 10% des Solarstroms für eine sinnvolle Verwendung übrig. Ein Elektroauto kann hingegen 80% der Solarenergie sinnvoll nutzen.

Die Folgerungen von Matthias Popp

Fazit
Die Konferenz hat einen guten Überblick geliefert, wenn auch nicht alle Fragen geklärt sind, so wird zumindest das Thema Energiespeicher inzwischen ernst genommen. Eine Lösung ist aber noch nicht in Sicht. Im Gegensatz zur IRES 2010 habe ich in diesem Jahr jeglichen visionären Vorschlag zu Speichern vermist.

Weitere Berichte von Energiespeicher Konferenzen:

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

Strom als Erdgas speichern

Energieträger Methan

Erdgas ist ein sehr vertrauter Energieträger, der bisher aus natürlichen Lagerstätten (Aus der Erde, daher Erd-Gas) gewonnen wird. Aufgrund endlicher Lagerstätten und der Problematik, dass die Verbrennung von Erdgas CO2 erzeugt, sollte Erdgas, genaugenommen Methan, in Zukunft anders gewonnen werden. Eine faszinierende Idee ist, Erdgas aus Strom zu erzeugen. Damit hat man scheinbar zwei Probleme auf einmal gelöst, Strom kann in Form von Erdgas gespeichert werden und klimaneutrales Erdgas steht zur Verfügung wenn der Strom aus erneuerbaren Quellen stammt.

Das Erdgas zu Methan Verfahren, immer wenn Pfeile eintreffen, wird Material oder Energie eingespeist, Am Ende entsteht SNG, "Synthetic Natural Gas" also Methan. Für die Stromerzeugung sind weitere Schritte nötig.
Quelle: Specht [1]

Energieverbrauch

Betrachtet man den Erzeugungsprozess genauer, gibt es einige bemerkenswerte Probleme. Zunächst muss als Vorprodukt für Methan Wasserstoff erzeugt werden. Dies erfolgt durch Elektrolyse, ein altbekanntes Verfahren, das allerdings unter realistischen Bedingungen keinen besonders guten Wirkungsgrad hat. Danach wird aus dem Wasserstoff unter Zugabe von CO2, in einem Druckreaktor Methan. Auch dieser Prozess hat nur einen begrenzten Wirkungsgrad, insbesondere muss im Reaktor eine erhebliche Temperatur von über 500 °C herrschen. Dieses gewonnene Methan muss unter Druck gesetzt werden und kann damit in das Erdgasnetz eingespeist werden. Das Erdgasnetz in Deutschland hat aufgrund der enormen Kapazität von Druckkavernen ein sehr hohes Speicherpotential von rechnerisch 130TWh Elektrizität.

Wirkungsgrad

In einem letzten Schritt wird jetzt aus dem Erdgas Strom erzeugt. Dies geschieht am besten mit einer Gasturbine und einem Generator. Unter Einsatz der besten verfügbaren Turbinen (GuD-Kraftwerk) erreicht man einen Gesamtwirkungsgrad von 37% laut Sterner [1, Seite 345]. Es sei angemerkt, dass Sterner als Erfinder des Konzepts in seinem Artikel sicher eine sehr optimistische Abschätzung des Wirkungsgrads angibt.

Technischer Aufwand

Neben den niedrigen Wirkungsgrad muss man den Aufwand für die Erzeugung des Methangases berücksichtigen. In der Kette kommen zwei chemische und eine Anlage zur Stromerzeugung zum Einsatz. Berücksicht man nur die Umwandlung von Wasserstoff zu Methan, die in einer Containerbasierten Anlage mit einer Leistung von 50kW am ZSW realisiert wurde, so ergibt sich, dass man für die Speicherleistung 5 GW bereits 100.000 Container benötigt. Dies entspricht einer Fläche von 20 km². Veranschlagt man pro Container Kosten von 100.000€ so wird allein die Umwandlung in Methan eine Anlage mit 10 Mrd. Euro erfordern. Es ist schwer vorstellbar, dass ein derartiges Konzept im großen Maßstab wirtschaftlich betrieben werden kann. Allerdings könnte in einzelnen Fällen unter speziellen Einspeiseregeln, etwa zur Optimierung der vorhergesagten Leistung einer Windkraftanlage, eine solche Anlage Sinn machen. 

Quellen:

[1] M. SPECHT, u.a.,.ERDÖL ERDGAS KOHLE 126. Jg. 2010, Heft 10

Lesen Sie auch: Power to Gas

Speicher und Konverter trennen

Es gibt im Prinzip zwei Arten von Stromspeicher, solche, die direkt den Strom speichern und solche, die die Energie erst in eine andere Form umwandeln.
Batterien gehören zur ersten Art, aber auch sogenannte Supercups, Kondensatoren, die ungewöhnlich viel Energie aufnehmen können. Der Strom fliest direkt in diese Systeme hinein und man kann die Spannung einfach abgreifen. Benötigt man doppelt so viel Speicherkapazität, nutzt man doppelt so viele Batterien. 
Die zweite Art der Energiespeicher ähnelt immer einem Pumpspeicherkraftwerk. Es wird mit einer elektrischen Pumpe Wasser auf einen Berg in einen Speichersee gepumpt und bei Strombedarf wird die im Wasser gespeicherte Energie wieder über eine Turbine in Strom umgewandelt. Die meisten Pumpeicherkraftwerke werden in einen Modus betrieben, der eher einem Akku entspricht, das bedeutet, komplett aufladen, komplett entladen. Der Speicher und die Turbinen sind darauf abgestimmt, jeden Tag einen solchen Zyklus zu durchlaufen.

Stromspeicher sollten die Umwandlung und das Speichermedium getrennt durchführen

Speicher für die Solare Zukunft
Für die zukünftigen Formen der erneuerbaren Energien, Sonne und Windenergie, wird dieses Konzept nicht mehr genügen. Es muss eine Trennung zwischen Konverter, das sind die Pumpen, respektive die Turbinen und dem Speichersee bei der Auslegung geben. Der Speicher, hier der Speichersee, akkumuliert über eine längere Phase Energie, dazwischen wird aber immer wieder auch etwas Energie entnommen.
Dies hat den Vorteil, dass die Pumpen und Turbinen, die sehr teuer sind, wirtschaftlich arbeiten können.
Mit jedem Teilladezyklus kann Geld verdient werden, der Strom wird billig eingekauft, wenn etwa die Sonne scheint und die Solarzellen eine Strom-Überproduktion abwerfen. In der Nacht, wenn die Lichter eingeschaltet werden, liefert der Speicher etwas Strom zu einem deutlich höheren Preis, weil jetzt kein anderer, günstiger Strom zur Verfügung steht.
Nach einigen Wochen, wenn der Speicher richtig voll ist, dann kann in einer Phase schlechten Wetters, das ist Wetter, wo weder die Sonne scheint, noch der Wind weht, der Speicher entleert werden. Jetzt ist der Strom sehr wertvoll, weil normale Batterien sicher nicht so lange mithalten können.
Wie sieht so ein Speicher aus?
Obwohl ich bisher einen Speichersee beschrieben habe, kann der Speicher aber auch völlig anders aussehen. Etwa ein Druckbehälter mit Wasserstoff, der als Konverter einen Elektrolyseur hat, der Wasserstoff erzeugt, wenn genügend günstiger Strom vorhanden ist. Ist der Strombedarf hoch, dann wird wie oben beschrieben, aus dem Speicher Wasserstoff (statt Wasser) entnommen und über eine Brennstoffzelle (statt einer Turbine) Strom an das Netz abgegeben. 
Als drittes Konzept kommt hier der Lageenergiespeicher in Frage, der, statt Wasser hochzuheben, eine große Felsmasse anhebt. Auch hier kommen Pumpen und Turbinen, wie bei einem Speichersee, zum Einsatz.
Eine heute oft diskutierte Speicherform ist die Herstellung von künstlichen Erdgas aus Wasserstoff. Dies hat den Vorteil, dass man das Erdgasnetz als Speicher verwenden kann, das, aufgrund der vielen Leitungen, 50 TWh Energie aufnehmen kann, was sehr viel ist!
Vor- und Nachteile
Obwohl alle Verfahren im Prinzip geeignet sind, große Energiemengen zu speichern, gibt es doch eine sehr unterschiedliche Eignung.
Speicherseen kann man kaum noch anlegen, da diese viel Fläche benötigen. Pro Quadratmeter können nur 10 kWh gespeichert werden. Für die notwendige Speicherung von sieben Tagesladungen Strom (11TWh) müssten 1200 km² überflutet werden, das wäre etwa der gesamte Südschwarzwald, höchst unrealistisch. 
Wasserstoff muss auch gespeichert werden, dafür könnten gegebenenfalls unterirdische Tanks geeignet sein. Das Problem sind der geringe Wirkungsgrad (ca. 50%) und die sehr aufwendigen chemischen Anlagen.
Erdgas aus Wasserstoff kann zwar die bestehende Speicherinfrastruktur (Erdgasnetz) nutzen, aber durch die vielen Umwandlungsschritte: Strom>Wasserstoff>Erdgas>Strom, bleibt am Schluss nur noch 25% der eingesetzten Energie übrig. 
Der Lageenergiespeicher hat eine Speicherdichte von 2MWh pro Quadratmeter, daher benötigt er nur ein Hundertstel des Platzes den ein Speichersee braucht. Der Wirkungsgrad von 75% ist den chemischen Verfahren deutlich überlegen.
Wäre der Lageenergiespeicher schon verfügbar, würde er ohne Frage genutzt, das Problem hier ist, dass er noch entwickelt werden muss, aber das sollte in einem Hochtechnologie-Land wie Deutschland kein Problem sein!