Warum die Energiewende ein totes Pferd ist und der SPIEGEL Unsinn schreibt

Verkaufsschwund des SPIEGEL, Grafik Thomas Lackmann.

Prof. Dr. Horst-Joachim Lüdecke
In seiner Print-Ausgabe Nr. 19 vom 4.5.2019 stellt der SPIEGEL der Energiewende ein vernichtendes Zeugnis aus. Murks schreibt er. Ok, das ist korrekt. Nach wenigen Zeilen jedoch wird der vom SPIEGEL verzapfte, grün-ideologisch motivierte Mega-Quatsch offenkundig. Die wirklichen Gründe für den „Murks“ der Energiewende hat der SPIEGEL nicht einmal ansatzweise begriffen.

Was sind denn nun die wirklichen Gründe? Nun, es sind weder fehlende Speicher, noch fehlende Stromleitungen von Nord nach Süd, noch fehlender politischer Wille, noch fehlendes fähiges Management. Nein, lieber SPIEGEL, Du bist komplett auf dem Holzweg. Es ist viel einfacher. Bereits der frühere US-Präsident Bill Clinton hatte es begriffen (er meinte damals economics):

„It’s physics, stupid“

Wir empfehlen dem SPIEGEL, seinen Redakteuren elementare Nachholkurse  für offenkundig verpassten Physik- und Technikunterricht zu verordnen. Sonst ist es wohl aus mit diesem Blatt einer selbstverschuldeten, monoton absackenden Auflage. Wie das Beitragsbild zeigt ging die Auflage des wöchtl. Verkaufs des SPIEGEL vom 1. Quartal 2012 bis zum 1. Quartal 2019 von rund 930.000 auf 700.000 Exemplare. zurück: Dies ist sicher eine Folge des stetigen Anschreibens gegen die klassischen SPIEGEL-Leser, welche Fakten und keinen grün-ideologischen Unsinn lesen wollen. Den bekommen sie woanders besser..

1.  Die deutsche Energiewende

Die Bundesregierung plante ursprünglich, bis zum Jahr 2050 gegenüber 2008 den Stromverbrauch um 25% zu senken, den Anteil an erneuerbaren Energien am Bruttostromverbrauch auf 80% zu erhöhen, die Treibhausgasemissionen um 80 bis 95% zu verringern und die Zahl der Elektroautos auf 6 Millionen zu steigern. Aktuell sind diese Zielstellungen verändert und unverbindlicher im Koalitionsvertrag festgehalten.

Das Vorhaben, als „Energiewende“ bezeichnet, soll mit Strom aus Wind, Sonne und Biomasse realisiert werden, im Folgenden kurz „Erneuerbare“ genannt (die Bezeichnung ist sachlich falsch, hat sich aber dennoch durchgesetzt). Die Energiewende betrifft praktisch nur elektrischen Strom. Elektrische Energie machte 2017 etwa 1/6 der deutschen Primärenergie aus. Sie ist die wichtigste, weil unverzichtbare Energieform für jede moderne Industriegesellschaft. Strom ist nur ein Medium, um Energie zu transportieren. Er wird aus einer anderen Energieform erzeugt und beim Verbraucher in die jeweils benötigte Energieform umgewandelt. Elektrische Energie kann man in größerem Umfang nur über verlustreiche und kostspielige Umwege speichern, etwa mit Pumpspeicherwerken oder Batterien. Das Stromnetz selber ist kein Speichermedium. Ohne Speicherung muss Strom zum Zeitpunkt seiner Erzeugung sofort verbraucht werden.

Die Energiewende hat mit erheblichen Problemen zu kämpfen. Trotz im Jahre 2017 über 28.000 installierter Windturbinen, deren Nennleistung bereits alle ehemaligen deutschen Kernkraftwerke übertrifft, macht verbrauchter Windstrom dennoch nur etwa 3% der deutschen Primärenergie aus, Sonnenstrom und Strom aus Biomasse jeweils etwa 1%. Mehr als 1000 Bürgerinitiativen wenden sich gegen die Beeinträchtigung ihrer Naturumgebung durch Windturbinen sowie gegen gesundheitsschädlichen Windrad-Infraschall. Weiterer Windrad-Ausbau lässt daher zunehmenden gesellschaftlichen Widerstand erwarten.

Deutschland hat heute die höchsten Strompreise Europas. Behörden ergreifen inzwischen Maßnahmen gegen großräumige Stromausfälle, weil die Wahrscheinlichkeit gefährlicher Blackout-Ereignisse  infolge des zunehmenden Fluktuationsstroms aus Wind und Sonne ansteigt. Dem Fluktuationsproblem von Wind- und Sonnenstrom wird mit aufwendigem Zu- und Abschalten von schnell reagierenden Gaskraftwerken begegnet (GuD Backupkraftwerke). Das für die Netzstabilität notwendige Vorhalten von fossilen Backupkraftwerken, deren Leistung der Gesamtleistung der fluktuierenden Erneuerbaren entspricht, ist zu einem maßgebenden Kostenfaktor der Energiewende geworden.

Sind die Gründe für die Energiewendeprobleme falsches Management, unzureichende Planung oder technische Unzulänglichkeiten? Zu diesen Fragen gibt es bereits reichhaltige Literatur. Der renommierte Ökonom Prof. Hans-Werner Sinn hat erst jüngst wieder eine kritische Studie zur Energiewende vorgelegt. Grundsätzlich unterliegen die „Erneuerbaren“ und damit die Energiewende zwei naturgesetzlich bedingten und daher mit keinem Mittel zu behebenden Fundamentalmängeln. Der wichtigste Mangel dieser beiden wird dabei oft unterschätzt, den Medien ist er so gut wie unbekannt. Mit ihm wird sich der vorliegende Beitrag vorwiegend befassen.

Energie ist der maßgebende Kostenfaktor industrieller Produktion, und alle Industrienationen befinden sich im globalen Wettbewerb. Nicht einmal ein momentan auf ersten Plätzen dieses Wettbewerbs stehendes Land hat die Garantie, nach nachhaltigen Fehlentscheidungen in seiner Energiepolitik auch dort zu verbleiben. Im Folgenden wird dargelegt, warum die beiden Fundamentalmängel der „Erneuerbaren“ eine unvermeidbare Konsequenz elementarer Naturgesetzlichkeiten sind. Die beiden Fundamentalmängel und ihre naturgesetzlichen Gründe sind zwar den Fachleuten geläufig, nicht aber in erkennbarer Weise den für das Projekt „Energiewende“ Verantwortlichen und auch nicht den deutschen Medien.

Ein naturgesetzlich bedingter Mangel ist durch keine technische Maßnahme zu beseitigen. Der Versuch, dies dennoch zu erzwingen, führt zu extremen Kosten und Umweltbelastungen. Falsches Management und falsche Planung sind selbstverständlich bei allen großen Projekten ein gefährlicher Mangel. Es ist aber zu betonen, dass die Energiewende auch bei besten Planungs- und Managementvoraussetzungen immer noch zum Scheitern verurteilt wäre. Politik und unkundige Medien haben noch immer nicht begriffen, dass man Physik und technische Regeln nicht durch Wunschdenken oder Ideologie außer Kraft setzen kann, ohne dass die Folgen katastrophal werden.

2.  Energie im Verlauf der Menschheitsgeschichte

Der tägliche Energiebedarf eines Erwachsenen hat sich im Laufe der Menschheitsgeschichte laufend erhöht. Er betrug um die 8 kWh bei Jägern und Sammlern der Steinzeit, etwa 30 kWh im Mittelalter und ist auf über 200 kWh in modernen Industriegesellschaften angestiegen. Jäger und Sammler deckten ihn noch mit Feuerholz, im Mittelalter kamen Landwirtschaft, Zugtiere sowie Wasserräder und Windmühlen hinzu. Heute (2015) wird der Energiebedarf der Menschheit zu insgesamt 81,4% von Kohle, Erdöl und Gas gedeckt (s. Bild 1).

 

Bild 1: Weltenergieverbrauch in Methoden-Anteilen im Jahre 2015, erstellt nach den Daten der IEA. Holz– und Holzkohle (hier unter Biobrennstoffe) stellen mit dem 3,75-fachen der Windenergie zumindest in der EU den größten Anteil an den „Erneuerbaren“. Da insbesondere die erhältlichen globalen Werte in der Regel nur Schätzungen sind, können unterschiedliche Quellen voneinander abweichende Werte in den Methoden-Anteilen angeben.

Der Rest kommt aus Uran 4,9%, Wasserkraft 2,5%, Biobrennstoffen 9,7% (Holz, Stroh, Tierdung etc.) und den „Erneuerbaren“ Wind, Sonne, Geothermie, Gezeitenergie etc. 1,5%. An dieser Zusammensetzung wird sich auch in den nächsten Jahren kaum Wesentliches ändern. Wind- und Sonnen-Energie spielen weltweit nur eine verschwindende Rolle. In Deutschland würden sie bei freien Marktverhältnissen (keine Subventionen, keine gesetzliche Zwangseinspeisung von Sonnen- und Windstrom etc.) wegen ihrer zu hohen Kosten, verglichen mit Kohle oder Uran, nicht vorkommen (s. auch Bild 2 im Abschnitt 5.).

Allein die Umlagen zur Förderung der „Erneuerbaren“ gemäß dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) belasten die deutsche Volkswirtschaft und Verbraucher heute mit 30 Milliarden Euro pro Jahr. Bei der Nutzung der „Erneuerbaren“ Wind, Sonne und Biomasse kommt zumindest in Windturbinen und Photovoltaik modernste Technik zum Einsatz. Diese Modernität verstellt freilich den Blick auf die naturgesetzlichen Schwächen dieser alternativen Stromerzeugungsmethoden. Die Energieversorgung im Mittelalter liefert für diese Schwächen ein Anschauungsbeispiel.

Die ab etwa 700 n.Chr. einsetzende Klimaerwärmung mit ihrem Höhepunkt um das Jahr 1000 ließ Ernteerträge und Bevölkerungszahlen ansteigen. Es wurden riesige Waldflächen für den benötigten Ackerboden gerodet, bis 1400 verschwanden dadurch zwei Drittel des deutschen Waldes. Die erforderliche Ackerfläche zur Ernährung einer Person war um ein Vielfaches größer als heute. 90% der gesamten Bevölkerung waren Bauern oder anderweitig in der Landwirtschaft beschäftigte Menschen. Der Aufwand an menschlicher Arbeit, Zugtieren und Ackerflächen für die Landwirtschaft war kaum noch zu steigern. Daher war es im Spätmittelalter bei einsetzender Klima-Abkühlung und schlechteren Ernten nicht mehr möglich, die stark angewachsene Bevölkerung noch ausreichend zu ernähren. Es begann die Zeit der Hungersnöte, verstärkt durch Seuchen und Pest. Zwischen dem Jahre 1000 und Ende des 19. Jahrhunderts wurden in Westeuropa 400 Hungersnöte registriert.

Erst der dank neuzeitlicher Chemie mögliche Einsatz von Düngern und Schädlingsbekämpfungsmitteln und die Mechanisierung der Agrarwirtschaft durch Verbrennungsmaschinen konnte die Nahrungsversorgung der Bevölkerung auf eine sichere Basis stellen. Heute ernährt ein Landwirt in Deutschland etwa 130 Mitbürger. Der Anteil der Landwirtschaft am Energieverbrauch der deutschen Gesamtwirtschaft beträgt heute nur noch 1,3%. Um die mittelalterliche Energieerzeugung mit Hilfe riesiger Ackerflächen und einem extrem hohen menschlichen Arbeitsaufwand und das im Spätmittelalter entstandene Desaster zu verstehen, sind die physikalischen Größen Energiedichte und Leistungsdichte unverzichtbar. Die zentrale Bedeutung dieser beiden Größen gelten unverändert auch für die heutigen Verhältnisse. Nur mit ihnen ist auch das moderne Desaster „deutsche Energiewende“ verständlich. Dies wird im folgenden Abschnitt zuerst an Hand von Beispielen verdeutlicht.

 

3.  Der entscheidende Begriff der Leistungsdichte

Der russische Eisbrecher Arktika wird von zwei kleinen Kernreaktoren an Bord mit einer Gesamtleistung von 55 MW angetrieben. Wollte man die Arktika mit Photovoltaik anstatt mit Uran betreiben, wären rechnerisch 5,5 Quadratkilometer Photovoltaik-Fläche erforderlich, die etwa 10 W Leistung pro m2 Solarpanelenfläche liefert. Mit Windstrom an Stelle von Uran wären 42 Windturbinen des Typs Enercon E 126 erforderlich, jede 198 m hoch und mit einer realen Leistung von 1,3 MW (den fiktiven Antrieben der Arktika liegen die deutschen Jahresmittelwerte von Wind- und Sonnenstrom zugrunde). Eine wind- oder sonnenbetriebene Arktika wäre zwar bei Flaute oder Wolkenbedeckung nicht fahrtüchtig, aber dies soll hier vorerst keine Rolle spielen. Die Frage nach den Gründen für den extrem hohen Aufwand der beiden „Erneuerbaren“ Wind und Sonne für den Antrieb der Arktika beantwortet die Leistungsdichte

Leistungsdichte = Leistung / Fläche        (1)          oder

Leistung = Leistungsdichte x Fläche        (2)

Auf der linken Seite von Glg. (2) steht für alle drei Antriebsarten der Arktika der gleiche Wert von 55 MW. Die Faktoren der rechten Seite der Gleichung zeigen dagegen entscheidende Unterschiede zwischen Uran, Wind und Sonne. Kernreaktoren haben eine sehr hohe Leistungsdichte, sie bringen höchste Leistung auf minimaler Fläche. Man baut sie sogar seit Jahrzehnten in U-Boote ein. Sonne und Wind haben dagegen, naturgesetzlich bedingt, nur minimale Leistungsdichten. Entsprechend muss die Photovoltaik-Fläche beim Solarantrieb oder die von den Windradpropellern überstrichene Fläche beim Windradantrieb extrem groß sein, damit das Produkt in Glg. (2) noch die hier benötigten 55 MW ergibt. Die folgende Tabelle 1 zeigt Grobwerte von Leistungsdichten.

Tabelle 1: Leistungsdichten unterschiedlicher Methoden zur Erzeugung von elektrischem Strom, angegeben in W/m2 des Endprodukts „elektrische Energie“ unter Einbeziehung der jeweiligen Methoden-Wirkungsgrade.

Die in Tab. 1 zu erkennenden Unterschiede der Leitungsdichten von Wind, strömendem Wasser und Kohle sind unschwer anschaulich-verständlich: So kann man sich noch gegen einen Sturm von 20 m/s (72 km/h) Windgeschwindigkeit stemmen, dagegen in einen reißenden Wildfluss von weit weniger als 20 m/s Fließgeschwindigkeit zu geraten, endet oft tödlich. Auch der Unterschied zwischen der in unsere Haut eindringenden Leistung beim Sonnenbad auf der Wiese und der in ein Steak eindringenden Leistung auf einem glühenden Holzkohlengrill ist anschaulich. Letztere ist tausendfach höher als die auf der Schwimmbadwiese.

Der Schwachpunkt der mittelalterlichen Energieversorgung wird nun deutlich. Es handelt sich um Methoden kleinster Leistungsdichten, die mit riesigen, ertragsschwachen Ackerflächen und hohem Aufwand an menschlicher Arbeitskraft und Zugtieren einen bei günstigem Klima gerade noch ausreichenden Ertrag lieferten. Eine Windturbine, obwohl ausgestattet mit modernster Technik, ist wegen der minimalen Leistungsdichte des Windes dennoch nichts anderes als ein Rückschritt zu den mittelalterlichen Methoden der Windmühle und des Segelschiffs. Um strömender Luft ausreichend Energie zu entnehmen, benötigen Windräder riesige Propeller. Zu geringe Leistungsdichte des Windes ist der Grund für die Mammut-Ausmaße dieser Anlagen, wenn man davon absieht, dass Windgeschwindigkeiten mit zunehmender Höhe etwas ansteigen. Nicht umsonst haben unsere Vorfahren Segelschiffe zugunsten des Dampf- und späteren Dieselantriebs freudig aufgegeben.

Das hier betonte „naturgesetzlich“ bedeutet, dass wir auf die Leitungsdichten von Wind und Sonneneinstrahlung keinen Einfluss haben. Lediglich die Ernteerträge von Energiemais lassen sich mit moderner Genetik und Düngung geringfügig erhöhen. Die Natur selber setzt die Grenzen, auch beste Technik ist gegen zu geringe Leitungsdichten machtlos. Aus einer Pferdekutsche wird auch mit heutiger Computersteuerung und modernster Mechanik kein leistungsstarkes Motorfahrzeug. Erstaunlich erscheinen in Tabelle 1 die grob 10 W/m2 gemittelte Leistungsdichte aus Photovoltaik in Deutschland. Am oberen Rand der Erdatmosphäre kommen schließlich 1367 W/m2 an. Verantwortlich für den kleinen Wert am Boden ist vor allem der durch Wolken unterbrochene und bei Nacht völlig fehlende Strahlungsfluss. Hinzu kommt, dass die Wirkungsgrade kommerzieller, im realen Betrieb befindlicher Photovoltaik nur bei grob 10% liegen, weil die Oberflächen der meist fest installierten Solarpanelen nicht dauernd optimal auf die Sonne ausgerichtet sind, sie allmählich verschmutzen und der Wirkungsgrad von Photovoltaikzellen mit steigender Temperatur dramatisch abnimmt.

Neben der Leistungsdichte ist auch die Energiedichte als Energie pro Volumen oder pro Gewicht eine maßgebende Größe. Das Reichweiteproblem von Elektroautos wird mit ihr verständlich. Benzin hat nach Abzug der Wirkungsgradverluste eine Energiedichte von rund 4 kWh/kg, ein Lithium-Ionen-Akku dagegen von 0,18 kWh/kg. Ein Elektroauto muss daher grob das 4/0,18 = 22-fache Treibstoffgewicht eines Benzinautos mit sich führen. Da heute etwa 71% der Güter in Deutschland oft über weite Strecken und mit engen Zeitvorgaben auf der Straße transportiert werden, ist zumindest eine Umwandlung von LkW-Antrieben auf Strom unrealistisch. Hier sind nicht nur das zusätzlich zu transportierende Treibstoffgewicht in Form von Akkus sondern auch die langen Ladezeiten der Batterien die maßgeblichen Hinderungsgründe. Elektroautos sind nur für Innenstadt und Golfplatz sinnvoll.

4.  Die entscheidenden Nachteile zu kleiner Leistungsdichte

Bei zu kleiner Leistungsdichte sind sehr große Wirkflächen der betreffenden Methoden erforderlich. Dementsprechend steigt der Aufwand an Energie, Material und Kosten bei Bau und Betrieb, denn diese Wirkflächen müssen mit Technik zugebaut werden. Die folgenden Daten der Großwindanlage Enercon E 126 liefern ein stellvertretendes Beispiel: 198 m Gesamthöhe, überstrichene Propellerfläche 12470 m2 = 1,247 ha, Gewicht 3460 t plus 3500 t Stahlbetonfundament. Drei E 126 haben somit das Gesamtgewicht aller 300 Leopard2 – Panzer von je 68 t der deutschen Bundeswehr. Trotz 7,5 MW Nennleistung liefert die E 126 im bundesdeutschen Orts- und Jahres-Mittel aber nur 1,3 MW elektrische Leistung. Dies entspricht grob 7 Automotoren von je 200 kW.

Neben der geringen Leistungsdichte des Windes gibt es weitere methodenspezifische Gründe für die erstaunlich geringe Leistungsausbeute aus Wind, die im Abschnitt 9. näher erläutert werden. Man müsste schon mehr als 100 km Windturbinen hintereinanderstellen, um die gleiche jahresgemittelte Leistung wie ein einziges großes Kohle- oder Kernkraftwerk zu erzielen. Zudem fluktuiert die aus Wind gewonnene Leistung, die von fossilen Kraftwerken ist dagegen konstant. Windturbinen, inzwischen höher als der Kölner Dom, erweisen sich wegen ihrer zu geringen Leistungsdichte und der sich daraus ergebenden gigantischen Abmessungen als extrem schädlich für die Umwelt. Landschaftsentstellungen, gesundheitliche Schädigung von Windrad-Anrainern durch Infraschall und das jährlich hunderttausendfache Töten von Greifvögeln, Störchen, Fledermäusen und Insekten sind zu nennen. Fledermäuse können zwar durch ihre Ultraschallortung den hohen Tangentialgeschwindigkeiten der Rotorblätter entkommen, die Luft-Druckstöße zerreißen ihnen aber die Lungen. Nicht thematisiert und daher der Öffentlichkeit völlig unbekannt sind die bei intensivem Einsatz von Windturbinen erzeugten schädlichen Klimaveränderungen der tiefen Atmosphäre (hier, hier). Die oft auf Hausdächern installierte Photovoltaik ist dagegen umweltneutral, sieht man von Umweltproblemen durch giftige Metalle (Cadmium) bei der Entsorgung von Solarzellen ab. Beim Energiemais gibt es das Problem der zerstörten Artenvielfalt auf Energiemaisfeldern (hier, hier). Zusammengefasst gilt die Regel:

Je kleiner die Leistungsdichte einer Methode zur Stromerzeugung ist, umso größer müssen die Wirkflächen der Methode sein und umso aufwendiger, kostspieliger und umweltbelastender ist die Methode.

Die historische Entwicklung der Technik belegen, dass technischer Fortschritt bei gleichzeitigem Umweltschutz nur mit immer größeren Leistungsdichten in Stromerzeugung, Produktion, Verkehr etc. zu erreichen war und immer noch ist. Die benötigte Energie für eine anwachsende Bevölkerung bei gleichzeitig zunehmendem Lebensstandard kann wirtschaftlich und umweltschonend nur mit den jeweils verfügbaren Methoden höchster Leistungsdichte bereitgestellt werden. „Erneuerbare“ sind für moderne Industrienationen ungeeignet, können aber vorübergehend in Ländern der Dritten Welt durchaus sinnvoll sein. Die größten Umweltschäden sind heute in Entwicklungsländern zu finden, die den Weg zu höheren Leistungsdichten noch nicht beschreiten können. Das oft in den Medien betonte „sanft“, mit dem „Erneuerbare“ als vorteilhaft und umweltschonend dargestellt werden sollen, stellt die Fakten komplett auf den Kopf. Es verhält sich genau umgekehrt:

Je „sanfter“ eine Methode zur Erzeugung von elektrischer Energie ist, umso kostspieliger und oft umweltschädlicher ist sie.

 

5.  Der Erntefaktor als Maß für Energieeffizienz

Der Erntefaktor, englisch ERoEI (Energy Returned to Energy Invested), quantifiziert die bisherigen Ausführungen. Vereinfacht ausgedrückt ist er das Verhältnis der gesamten, während der Lebenszeit einer Methode zur Stromerzeugung erzeugten elektrischen Energie zur derjenigen Energie, die für ihren Betrieb selber aufgewendet werden musste, inklusive des erforderlichen Energieaufwands, um die benötigen Brennstoffe zu fördern und bereitzustellen. Der ERoEI ist ein Energiemultiplikator. Man investiert eine Kilowattstunde und erhält ein Vielfaches zurück, natürlich nur bei ERoEI > 1, sonst wäre es ein Verlustgeschäft.

Im Jahre 2012 wurde über den ERoEI eine grundlegende Studie publiziert, auf die sich die Aussagen des vorliegenden Beitrags stützen. Neben der Bedingung ERoEI > 1 gibt es noch die Forderung ERoEI > 7, denn unterhalb von 7 ist eine Methode volkswirtschaftlich nicht mehr sinnvoll. Zur Begründung des Faktors 7 wird auf die Originalarbeit verwiesen. Das Bruttosozialprodukt sowie eine Energieverbrauchs-Technologie, wie die der OECD, gehen dort in die wissenschaftliche Herleitung ein. Bei der Berechnung des ERoEI für Wind- und Sonnenstrom wird auch der Energieaufwand zur Pufferung des fluktuierenden Zufallsstroms berücksichtigt, weil fluktuierender Strom zur direkten Einspeisung in ein Stromnetz ungeeignet ist. Auf diesen zweiten Fundamentalmangel der „Erneuerbaren“ Wind und Sonne wird in Abschnitt 9. eingegangen. Bild 2 zeigt den ERoEI für die wichtigsten Methoden zur Erzeugung von elektrischem Strom.

 

Bild 2: Erntefaktoren für Methoden der Stromerzeugung gepuffert, d.h. der Fluktuationsausgleich von Sonne und Wind ist berücksichtigt. Sonne, Energiemais (Biomasse) und Wind liegen unter der ökonomischen Schwelle von OECD-Ländern.

 

6.  Leistungsdichte bezogen auf Landschaftsfläche

Zur Angabe einer Leistungsdichte gehört die Spezifizierung der Fläche. An Stelle der in Tabelle 1 in Abschnitt 3 für Leistungsdichten angegebene Wirkflächen sind Landschaftsflächen oft aussagekräftiger. Wählt man Landschaftsfläche, ändert sich bei der Photovoltaik nur wenig. Wenn sich Photovoltaik auf Hausdächern befindet, verbraucht sie sogar überhaupt keine Landschaftsfläche. Für Energiemais beträgt die Leistungsdichte, bezogen auf die Anbaufläche, grob 0,2 W/m2. Dieser kleine Wert lässt fragen, wie viel Anbaufläche rechnerisch benötigt würde, um ausschließlich mit Energiemais den gesamten Inlandsstrom Deutschlands (in 2016) zu erzeugen: Pro Quadratmeter beträgt die Jahresenergiedichte von Energiemais 0,2 W/m2 · 8760 h = 1752 Wh/m2. Der Inlandsstromverbrauch Deutschlands in 2016 betrug 593 TWh = 593 · 1012 Wh. Daher wären (593 · 1012 Wh)/(1752 Wh/m2) = 3,1 ·1011 m2 oder 310.000 km2 Anbaufläche für Vollversorgung nötig. Das ist fast die Gesamtfläche Deutschlands.

Für Windturbinen im deutschen Jahres- und Ortsschnitt und ihre Installation in Wind-„parks“ beträgt die Leistungsdichte bezogen auf Landschaftfläche etwa 1 W/m2. Sie ist daher sehr viel kleiner als bezogen auf die Propellerfläche (vergl. Tab. 1 unter Abschnitt 3), denn Windturbinen werden in der Regel nicht einzeln sondern in Ansammlungen aufgestellt. Hier müssen Mindestabstände eingehalten werden, um Leistungsminderungen durch gegenseitige strömungstechnische Beeinflussung zu vermeiden. Der Wert von 1,1 W/m2 wurde in einer internationalen Fachpublikation für ein Gebiet der USA ermittelt, dessen Windverhältnisse mit Deutschland vergleichbar sind. Er kann aber auch aus den verfügbaren deutschen Daten grob geschätzt werden: in 2016 waren in Deutschland 27.000 Windräder installiert, meist in Windparks mit Mindestabständen. Eine moderne Windturbine nimmt in Windparks etwa 0,3 km2 Bodenfläche in Anspruch. Damit ergibt sich die erzeugte Jahresenergie zu 27.000 · 0,3 · 106 m2 · 1 W/m2 · 8760 h = 71 TWh. Mit der erzeugten Inlandsstromenergie von etwa 80 TWh passt die Schätzung zum o.g. Wert von 1 W/m2. Mit Hilfe des bereits erhaltenen Resultats für Energiemais für Stromvollversorgung ist die zu Windrädern gehörige rechnerische Fläche dann nur noch mit 0,2 W/1 W = 1/5 zu multiplizieren. Dies entspricht etwa der Fläche Bayerns.

In diesem Zusammenhang ist von Interesse, wie weit ein zukünftiger Windradausbau überhaupt noch gesetzlich zulässig ist. Die entscheidende Größe ist hier der minimale zulässige Abstand eines Windrads zur nächsten Wohnsiedlung. Windräder erzeugen Infraschall, dessen gesundheitsschädigende Wirkung durch wissenschaftliche Untersuchungen belegt ist. Die heute gründlichste Studie über gesundheitsschädliche Auswirkungen von Infraschall auf den Menschen wurde in Zusammenarbeit der Charité Berlin mit der Physikalisch Technischen Bundesanstalt PTT Braunschweig und zwei Hamburger Universitätskliniken erstellt. Die Quellenangaben dieser Studie liefern überdies einen guten Überblick zum heutigen wissenschaftlichen Kenntnisstand.

Wegen Infraschall ist inzwischen in Bayern der Mindestabstand 10 H vorgeschrieben, das bedeutet die zehnfache Gesamthöhe des betreffenden Windrads. Aus der Grafik Abb. 12 auf S. 38  einer Studie des Bundesumweltamts geht hervor, dass bei 2000 m Mindestabstand (dies entspricht 10 H bei 200 m hohen Windrädern) nur noch maximal 0,4% der bundesdeutschen Bodenfläche für den weiteren Windradausbau nutzbar ist. Ausgeschlossene Sondergebiete sind dabei nicht berücksichtig, so dass sich der reale Wert noch etwas verringert. Der Ausbauplan der Bundesregierung für Windenergie erscheint daher unrealistisch.

 

7.  Die Fluktuation von Wind- und Sonnenstrom

Der zweite Fundamentalmangel von Wind- und Sonnenstrom ist besser bekannt und wird bereits von den Medien thematisiert. Er ist seine Wetterabhängigkeit. Zufallsstrom kann ohne weitere Maßnahmen nicht in das Stromnetz eingespeist werden. Die gelegentlich geäußerte Annahme, dass ein europaweiter Windradverbund für Glättung sorgen würde, hat eine ausführliche VGB-Studie widerlegt. Das gemessene Minimum dieser Studie an geliefertem Windstrom beträgt nur 4% der europaweit installierten Windrad-Nennleistung. Wörtlich heißt es in der VGB-Studie: „Windenergie trägt damit praktisch nicht zur Versorgungssicherheit bei und erfordert 100 % planbare Backup-Systeme nach heutigem Stand der Technik.

Diese Backup-Systeme sind heute schnell reagierende Gaskraftwerke (GuD). Diskussionswürdige Stromspeicherlösungen sind nicht in Sicht. Man muss daher für Wind- und Sonnenstrom ein gleichstarkes fossiles Backup-System installieren, welches die Gesamtkosten dieser „Erneuerbaren“ zumindest verdoppelt. Bild 3 zeigt die stündliche Einspeisung von Wind- und Sonnenstrom über das Jahr 2015.

Bild 3: Stündliche Einspeisung des gesamten bundesdeutschen Wind- und Sonnenstroms (Daten: R. Schuster, aus den Daten von  EEX, Amprion, TenneT, 50Hertz, TransnetBW) im Jahre 2015.

Das Einspeiseproblem von Zufallsstrom wird von den Medien inzwischen als eine der dringendsten Probleme der Energiewende wahrgenommen. Die Soll-Netzfrequenz von 50 Hertz ist in engen Grenzen stabil zu halten, bereits bei Abweichungen von 0,2 Hertz besteht die Gefahr eines großflächigen Netz-Blackouts. So etwas war von den früheren Kohle-, Gas- und Kernkraftwerken mit ihrem stetigen Grundlaststrom unbekannt. Wetterabhängiger Zufallsstrom ist bis heute ohne Ersatzkraftwerke nicht in der Lage, den Strombedarf jederzeit zu decken.

Man benötigt also für Windräder und Photovoltaik noch einmal etwa die gleiche Leistung an fossilen Ersatz-Kraftwerken, denn schließlich ist die Lücke zu füllen, wenn Wind und Sonne fehlen. Grober Unfug dürfte für diese Notwendigkeit eine sehr freundliche Bezeichnung sein. Ersatzkraftwerke sind zudem infolge Teilbetriebs und hoher Lastwechselfrequenz schnellem Verschleiß unterworfen und wirtschaftlich unrentabel. Auf Profit angewiesene Unternehmen haben kein Interesse sie zu bauen. Wirtschaftliche Speichersysteme für Strom in Deutschland als Alternative für Backup-Kraftwerke sind nicht in Sicht. Pumpspeicherwerke als bislang einzige Lösung, wie sie zum Beispiel in Norwegen eingesetzt werden, sind hierzulande aus topo-geografischen Gründen nicht möglich, von Einzelanlagen abgesehen.

 

8.  Photovoltaik in Ländern starker Insolation

Photovoltaik kleinster Einheiten in Entwicklungsländern mit hoher Insolation und fehlender Strom-Infrastruktur ist eine interessante und offenbar auch vielgenutzte Option. Hier reichen für eine Familie bereits wenige Quadratmeter Solarzellen und wenige Autobatterien als Stromspeicher aus, um den Fernseher zu betreiben, nachts elektrisch zu beleuchten und das SmartPhone aufzuladen. Betrachtet man dagegen die Stromgewinnung aus Photovoltaik- oder Sonnenspiegel-Großanlagen, ergibt sich ein anderes Bild. Trotz, verglichen mit Deutschland, etwa doppelter Insolation in afrikanischen Ländern, in Australien oder in den Südstaaten der USA konnte sich dort die Nutzung von Solarstrom nicht durchsetzen. Solarstrom hat, wie Bild 2 zeigt, den kleinsten Erntefaktor aller Verfahren.

Insbesondere von deutscher Seite wurden zahlreiche Solarstromprojekte in Ländern mit hoher Insolation angestoßen. In solche Projekte flossen zum Teil erhebliche Mittel, zwei stellvertretende Beispiele wurden in EIKE näher beschrieben (hier, hier). Ein langfristiger Erfolg irgendeines Großprojekts ist bislang nicht bekannt. Jeder Urlauber auf den kanarischen Inseln kann diese Fehlschläge durch eigene Beobachtung vervollständigen: Es gibt kaum eine Weltgegend, die besser als die kanarischen Inseln mit Wind und Sonne gesegnet ist. Dennoch haben sich selbst hier und trotz hoher finanzieller Anschub-Unterstützung Wind- und Sonnenenergie nicht durchsetzen können. Die Energienutzungs-Statistik von Marokko bestätigt das kanarische Beispiel.  Der Grund für die Misserfolge liegt auf der Hand. Sieht man von den eingangs beschriebenen Vorteilen einer Nutzung in sehr kleinen Einheiten ab, verbessert sich in Großanlagen sonnenstarker Länder als einziges Kriterium nur die Insolation. Dieser Vorteil reicht aber bei weitem nicht aus, um die bereits geschilderten Nachteile der Photovoltaik, insbesondere ihre fehlende Stromlieferung in der Nacht, wieder wettzumachen.

 

9.  Weitere Gründe für die unzureichende Leistung von Wind und Sonne

Die geringe Leistungsausbeute von Photovoltaik ist mit den Schwankungen sowie nächstens völligem Fehlen des solaren Strahlungsflusses und den sehr kleinen Wirkungsgraden von Photozellen um die 10% im Wesentlichen erklärt. Für Windräder muss dagegen neben der Windfluktuation auch noch die typische Kennlinie einer Windturbine (Bild 4) beachtet werden Erst damit ist die noch heftigere Schwankung der Stromleistung (Bild 3 oben), verglichen mit Sonnenstrom und die extrem ungünstige Leistungsernte von Windturbinen zu verstehen.

Alle Strömungsmaschinen unterliegen dem physikalischen Gesetz „Leistung gleich proportional zur dritten Potenz der Strömungsgeschwindigkeit“ (s. grüne Kurve in Bild 4). Gemäß diesem v3-Gesetz führt Verdoppelung der Windgeschwindigkeit zur Verachtfachung der Stromleistung, Halbierung aber umgekehrt zu ihrer Verringerung auf ein Achtel. Schwankungen von v wirken sich daher grob mit dritter Potenz verstärkt auf die Schwankungen der Windrad-Leistung aus. Die deutschen Windgeschwindigkeiten, im Binnenland etwa zwischen 0 bis etwa 6 m/s, sind für eine vernünftige Stromausbeute viel zu klein. Offshore und an Meeresküsten ist der Wind zwar wesentlich stärker, man muss aber schon ab etwa v = 8 m/s beginnen die Windrad-Leistung wegen zu großer mechanischer Belastung zu drosseln. Ab etwa v = 13 m/s muss ein Windrad auf die zulässige Maximalleistung (Nennleistung) begrenzt werden. Damit ist gerade der Bereich von sehr hohen Windgeschwindigkeiten nur stark gedrosselt nutzbar.

Bild 4: Beispiel einer Windradkennlinie (blau). Das v3 Gesetz und die Betz-Joukowsky-Grenze werden prinzipiell von einem Windrad nicht erreicht. Die mittleren Windgeschwindigkeiten an der Nordseeküste liegen bei 5,8 bis 5,9 m/s, für Offshore Nordsee um die 9 m/s. Selbst Offshore-Windgeschwindigkeiten lassen daher die Nutzung des sinnvollen Betriebsbereichs  von Windturbinen (grau) nur eingeschränkt in dessen linken Randbereich zu.

 

10.  Eine grundsätzliche Sicherheitsgrenze für Wetter-Fluktuationsstrom

Die bisher geschilderten technischen und wirtschaftlichen Begrenzungen für die „Erneuerbaren“ Wind und Sonne sind zwar prinzipiell keine unüberwindbaren Hürden für ihren weiteren Ausbau, falls man auf Kosten, Naturschutz, Landschaftsschutz und den Gesundheitsschutz von Windradanrainern (Infraschall) keine Rücksichten nimmt. Es existiert allerdings eine Grenze seitens der Netzsicherheit. Grund dafür sind schnelle Netzstörungen im Bereich von Sekundenbruchteilen bis zu wenigen Sekunden, etwa Netz-Abtrennungen durch den plötzlichen Ausfall eines großen Umspanntransformators o.ä., die zum Zusammenbruch des gesamten Netzes führen können.

Um die Auswirkungen dieser kurzfristigen Störungen auf die Stabilität des Netzes im zulässigen Bereich der Frequenzstabilität zu halten, muss ein ausreichend hoher Prozentsatz der elektrischen Gesamtleistung von Synchrongeneratoren mit großen Schwungmassen geliefert werden (Der Stromverbraucherschutz e.V. NEAB gibt als Faustformel permanente 45% an), d.s. die klassischen Dampfkraftwerken mit Kohle oder Uran. Leistungsungleichgewichte in Folge von Störungen werden hier durch Abbremsen, also Ausspeicherung kinetischer Energie bzw. Beschleunigen, also Einspeicherung kinetischer Energie der Schwungmassen verzögerungsfrei ausgeglichen. Auch eine Untersuchung der vier großen Netzbetreiber 50Hertz, Amprion, Tennet und TransnetBW geht auf diese Zusammenhänge ein.

Der erforderliche Anteil von Grundlastkraftwerken hängt von der aktuellen Netzstruktur und ferner davon ab, welches Blackout-Risiko man noch toleriert. Die vorgenannte Publikation gibt eine Mindestleistung von 20 GW für den Regelblock Deutschland an. Mit den momentan noch vorhandenen Grundlastkraftwerken wäre damit die erforderliche Sicherheit noch gegeben. Dies wird sich aber mit zunehmendem Windradausbau, dem gesetzlichen Abschalten weiterer Kernkraftwerke sowie durch die aktuell diskutierte Abschaltung von Kohlekraftwerken in Richtung größerer Instabilität und immer höherer Black-Out-Gefahr ändern.

 

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75 Kommentare

  1. Klaus Sontowski.
    „Kann jemand was für 200 bis 300 Jahre Sicherstellen oder Garantiere ?“

    Merke: Die in Glas eingeschmolzene Radioaktivität ist nach 200 -300 Jahren garantiert weg! Für die zwischenzeitliche Lagerung ist z. B. ein irgendwo aufgestellter Standard Behälter bereits hervorragend geeignet. Ein Salzstock wie in Gorleben, der sich seit 30 Millionen Jahren nicht verändert hat, wäre dafür sogar ein nicht angemessener Aufwand. – Meine Urgroßmutter lebte übrigens zufrieden in einem 300 Jahre alten Haus und viele Kirchen bewahren bekanntlich dort Hostien sogar sehr viel länger auf.

    Ihre Unkenntnis über schwach radioaktive Abfälle ist bewundernswert!

  2. Beim „Schoenrechnen“ bei Stromanteilen wird uebertuencht, wie gering die Anteile von Wind (408 PJ) & Solar (197 PJ) am Primaerenergieverbrauch (12900 PJ) weiterhin sind, respektive 3.2% und 1.5% in 2018, trotz des gigantischen Aufwands:
    https://ag-energiebilanzen.de/index.php?article_id=29&fileName=quartalsbericht_q4_2018.pdf

    Mit einem winzigen Bruchteil der Kosten koennte Deutschland sogar im Alleingang das Weltklima per Geo-Engineering retten.
    https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/aae98d/pdf

    • Warum das Geoengineering?
      Damit es noch kälter wird als es derzeit so ist, es 3 Wochen lange war?
      Und wem alleine wollen Sie denn das Wetter recht machen, global, wo doch die Russen und Chinesen und die USA vom menschengemachten Klimawandel so rein garnicht halten!

  3. Nachdem ich den Artikel und viele Kommentare gelesen habe komme ich zu der Erkenntnis, das der Preis für Strom der entscheidende Faktor ist! Schon vor mehr als 40 Jahren habe ich in einem Buch gelesen, wie ein Bürgermeister einem Industriebetrieb den Strom für ein Viertel des Preises angeboten hat, den die Bürger beim örtlichen Stromerzeuger zahlen mussten. Das bedeutet, der Strompreis war und ist ein politischer Preis, der mit Marktwirtschaft und Erzeugungskosten wenig bis nichts zu tun hat. Daraus ergeben sich dann alle anderen Schlußfolgerungen. Meines Wissens differiert der Strompreis z.B. in Amerika (Wasserkraftwerk) mit 2 Cent bis bei uns hier mit 27 Cent, von den Preisen an der Strombörse gar nicht erst zu reden. Das bedeutet, real können einfache Bürger wie wir nichts machen oder ändern, höchstens unser Kreuz auf dem Wahlzettel mal woanders machen!

    • Freddie Kamp schreibt am 16. Mai 2019 um 23:04
      „Meines Wissens differiert der Strompreis z.B. in Amerika (Wasserkraftwerk) mit 2 Cent bis bei uns hier mit 27 Cent, von den Preisen an der Strombörse gar nicht erst zu reden. Das bedeutet, real können einfache Bürger wie wir nichts machen oder ändern, höchstens unser Kreuz auf dem Wahlzettel mal woanders machen!“

      Nun auch das Kreuz auf dem Wahlzettel ändert nichts Herr Kamp.

      Errichten Sie sich eine PV-Anlage da haben Sie eine Teilmenge Ihres Stromverbrauchs für ca. 7 Cent und das innerhalb von einem bis 5 Tagen an ihrer Steckdose.

      Das Wahlzettel ändert nichts am den Netzstrompreisen und wenn es was änder dann nur sehr langfristig und nur nach oben.

      Das kWh von meiner über 20 Jahre alten PV-Anlage kostet mich unter 0,00 Cent/kWh und es kommen immer noch leicht über 1000 kWh von jeden kWp im Jahr, also an 3500 bis 4000 Stunden im Jahr habe ich PV-Strom, also täglich von Sonnenaufgang bis Sonnenuntergang, auch bei Bewölkung, Regen oder Schneefall aber da sehr wenig.

      Das kann kein Kernfusionsreaktor kein Kernkraftwerk oder Kohlekraftwerk zu dem Preis an meine Steckdose liefern.

      Solarstrom ist für den Bürger und auch Betrieb die günstigste Energiequelle, aber nicht die einzige.?

      • Herr Müller,
        „Das kWh von meiner über 20 Jahre alten PV-Anlage kostet mich unter 0,00 Cent/kWh“

        Toll, und dabei singt wohl auch noch ein Chor von Engelchen….Glaubwürdigkeit sieht etwas anders aus.

      • Hmm.
        Durchschnittlich hat 1999 eine Anlage mit weniger als 2 kWp umgerechnete 8.177 €/kWp gekostet, eine 2-3 kWp-Anlage 7.583 €/kWp, eine 3-5 kWp-Anlage 7.126 €/kWp.

        Wenn man jetzt mal damals von 7,5% Zinsen (5 Prozentpunkte über dem Basiszinssatz), und 1% Instandhaltungskosten (bezogen auf die Investitionssumme) ausgeht, käme ich ja (bei den durchschnittlichen Kosten einer 3-5 kWp-Anlage und 25 Jahren technischer Nutzungsdauer) auf durchschnittlich 639,28 €/kWp Kapitalkosten, plus 71,26 €/kWp Instandhaltungskosten, insgesamt auf 710,54 €/kWp, und selbst wenn ich Ihnen durchschnittlich (!) 1.000 Volllaststunden glauben würde, macht das bei mir entsprechend 71,1 ¢/kWh, was in meinem Buch ein kleiner Unterschied zu 0,00 ist … (sollten Sie nur 850 Stunden im Durchschnitt zusammenbekommen, wären wir sogar bei 83,6 ¢/kWh …)

  4. Der Klimawandel findet statt, das ist Fakt. Der Ausbau regenerativer Energien können diese Trend stoppen. Allerdings geht das auch Dezentral, denn das Stromnetz funktioniert auch anders herum. Mit Wasserstoffspeichern Windgas und Brennstoffzellen geht es besser als mit Batterien. Außerdem macht sich Deutschland dann autark und muss keine Brennstoffe mehr importieren.
    Auch ihr Argument, dass der Spiegel wegen seiner Grünfärbung weniger hohe Auflage bekommt ist der Versuch eine Kausalität zu erzwingen, die nicht da ist. Printmedien in sind generell auf dem Rückzug während digitale Medien auf dem Vormarsch sind.

    Was soll man von einem Verein wie Eike halten, kein wissenschaftliches Institut ist, und der Spenden von Institutionen erhält die mit Donald Trump zusammenarbeiten und die auch von ExxonMobil Mobile finanziell unterstützt werden. Der Verbrennungsmotor und Energieerzeugung mit fossilen Rohstoffen ist alte Technologie und gehört durch andere Systeme wie Brennstoffzellen und Kernfusion ersetzt . Sich an alter Technologie festzuhalten und nichts Neues zu wagen war schon immer der Hauptgrund Wettbewerbsfähigkeit einzubüßen.

    • 1. Bitte hier nur unter vollem Klarnamen posten, siehe Regeln.
      2. Auch durch ständiges Wiederholen falscher WIKIPEDIA Behauptungen werden diese nicht wahrer, sondern zeigen nur, welche Art Leute sich dieser Quelle (und die die ohne Quellenangabe sich daraus bedienen sind)
      3. Ebenso bezeichnend für Ihren Gemüts/Kenntnisstand ist das Nachplappern eine wohlfeilen Behauptung wie:
      „Der Verbrennungsmotor und Energieerzeugung mit fossilen Rohstoffen ist alte Technologie und gehört durch andere Systeme wie Brennstoffzellen und Kernfusion ersetzt . Sich an alter Technologie festzuhalten und nichts Neues zu wagen war schon immer der Hauptgrund Wettbewerbsfähigkeit einzubüßen.“
      Und zeigt nur dass Sie nicht wissen, wovon Sie reden.
      Übrigens:
      1. Die Batterie hat um 1800 Alessandro Volta erfunden. Nach Ihrer „Beweisführung“ eine völlig veraltete „Technologie“
      2. Ferdinand Porsche bekam vor ca. 120 Jahren ein Patent auf den Antrieb ds von ihm entwickelten Elektroautos. Nach Ihrer „Beweisführung“ eine völlig veraltete „Technologie“
      3.Die Wortendung „logie“ bedeutet i.a.“Lehre von..“ Also Philologie Lehre von der Sprache, Theologie Lehre von Gott etc. Also Technologie Lehre von der Technik.
      Sie behaupten also dass der Verbrennungsmotor eine alte Lehre von der Technik sei.
      Wo sind Sie zur Schule gegangen?

    • Strom von neuen Solar und Windkraftanlagen sind die Preisgünstigsten kWh die man von neuen Kraftwerken bekommen kann, zu den Preisen kann kein neues AKW oder auch neues Kohlekraftwerk die kWh herstellen.

      Gemeinsame EEG-Ausschreibung für Solaranlagen und Windenergieanlagen an Land, da lagen die EEG Vergütungen bei zwischen 4,50 ct/kWh und 6,10 ct/kWh.

      https://www.bundesnetzagentur.de/SharedDocs/Pressemitteilungen/DE/2019/20190418_Ausschreibungen.html

      Selbst Länder wie Saudi-Arabien setzt neue Ziele für Erneuerbare Energie. Windkraftanlagen bekommen Einspeisevergütung von 2,13 US-Cent pro Kilowattstunde, das sind unter 2 €Cent/kWh, dass kann weder ein AKW noch ein Kohlekraftwerk.

      https://ghorfa.de/de/saudi-arabien-setzt-neue-ziele-fuer-erneuerbare-energie/

  5. „ Erstaunlich erscheinen in Tabelle 1 die grob 10 W/m2 gemittelte Leistungsdichte aus Photovoltaik in Deutschland.“

    Das sind doch ca. 20 W/m² gemittelte Leistungsdichte aus Photovoltaik in Deutschland, da haben sich die EIKE Jungs aber richtig als Fachmänner platziert.

    1m² heutiger PV-Module haben ca. 190 Watt/m² und erzeugen in Deutschland ca. 190 kWh/m² im Jahr.

    190.000 Wh/m² / 8760 h = 21,7 W/m² gemittelte Leistungsdichte aus Photovoltaik in Deutschland.

  6. „ Erstaunlich erscheinen in Tabelle 1 die grob 10 W/m2 gemittelte Leistungsdichte aus Photovoltaik in Deutschland.“

    Das sind doch ca. 20 W/m² gemittelte Leistungsdichte aus Photovoltaik in Deutschland, da haben sich die EIKE Jungs aber richtig als Fachmänner platziert.

    1m² heutiger PV-Module haben ca. 190 Watt/m² und erzeugen in Deutschland ca. 190 kWh/m² im Jahr.

    190.000 W/m² / 8760 h = 21,7 W/m² gemittelte Leistungsdichte aus Photovoltaik in Deutschland.

    • Sie scheinen weniger Fachmann als Experte zu sein …

      Ja, heutige PV-Module bis zu 190 W/m² sog. Peak-Leistung (die komplett verlogen ist).

      Tatsächlich haben Solaranlagen zwischen 1991 und 2017 im Durchschnitt 752 Volllaststunden pro Jahr gehabt (zwischen 400 und 1000, Standardabweichung 182 Stunden). Mit weiterem Ausbau in schlechtere Lagen wird’s nicht besser werden …

      Und außer den vielen Dachanlagen gibt’s ja auch (Stand Ende 2017) 270 km² Freiflächenanlagen. Damit die Module zugänglich sind, kommen sie da auf die doppelte bis dreifache Fläche, mit entsprechend niedrigerer Leistungsdichte.

      Wenn wir das zusammen mit der Tatsache sehen, daß natürlich auch viele Anlagen, die vor fünf oder zehn Jahren errichtet wurden, immer noch im Einsatz sind (mit von vornherein niedrigerer Effizienz, und heute vermutlich auch noch niedrigerer „Performance Ratio“), dürfte die tatsächliche heutige Leistungsdichte jedenfalls erheblich niedriger als ihre Annahme, und deutlich näher an der Angabe von Prof. Lüdecke liegen.

      • Michael Fischer 16. Mai 2019 um 13:55
        „Ja, heutige PV-Module bis zu 190 W/m² sog. Peak-Leistung (die komplett verlogen ist).“

        Da wirft man mal einen Blick in das Datenblatt oder man kann das auch selber nachmessen ob die angegeben Watt erreicht werden vom PV-Modul.

        https://www.photovoltaik4all.de/lg-solar-lg335n1c-a5-neon-2

        Leistung ist da 335Watt und bei einer Größe von 1,7m + 1,02 m sind das doch 1,73m²

        335Watt / 1,73m² = 193,6 Watt/m² soweit verstanden Herr Michael Fischer ?

        ——————————————————

        Michael Fischer 16. Mai 2019 um 13:55
        „Tatsächlich haben Solaranlagen zwischen 1991 und 2017 im Durchschnitt 752 Volllaststunden pro Jahr gehabt (zwischen 400 und 1000, Standardabweichung 182 Stunden).“

        Nun was ist den so in Deutschland im Jahr je kWp an Strom abgeliefert?

        2018 haben die alle PV-Anlagen in Deutschland ca. 45,75 TWh an Strom in das Netz eingespeist.
        Die PV-Anlagen haben ja auch noch zusätzlich jede Menge an Eingenstrom für die Anlagen Besitzer bereitgestellt, das ist in den ca. 45,75 TWh nicht enthalten.
        Auch ist der PV-Strom der aufgrund der EEG-Regelung das manche PV-Anlagen nur max. 70% der Nennleistung einspeisen dürfen fehlen da die 30% bei den 45,75 TWh.

        Im Jahr 2018 sind ca. 44,12 GWp am PV-Leistung instaliert.

        45,75 TWh / 44,12 GWp = 1037 kWh/kWp wurden in das Netz eingespeist in 2018.

        Man muss noch den Eigen-verbrauchten PV-Strom der PV-Besitzer dazurechnen der wurde ja auch von den vorhanden PV-Anlagen erzeugt und die 70% Abregelung nach EEG, da ist man bei ca. 1050 bis 1100 kWh/kWp was ein kWp tatsächlich deutschlandweiten als Durchschnitt an Energie abgeliefert hat.

        Herr Michael Fischer,
        man ist 2018 bei ca. 1050 bis 1100 Vollaststunden bei den PV-Anlagen in Deutschland und Sie erzählen was von „Durchschnitt 752 Volllaststunden pro Jahr gehabt“.

      • Michael Fischer 16. Mai 2019 um 13:55
        „Und außer den vielen Dachanlagen gibt’s ja auch (Stand Ende 2017) 270 km² Freiflächenanlagen. Damit die Module zugänglich sind, kommen sie da auf die doppelte bis dreifache Fläche, mit entsprechend niedrigerer Leistungsdichte.“

        Lesen, lesen, lesen und verstehen, verstehen, verstehen Herr Michael Fischer ?

        In der Tabelle 1 seht doch bei den Photovoltaik als Wirkfläche die Solarzellenfläche als Rechengröße oder nicht ?

        Und da sind die genannten 10 Watt/m² als Leistungsdichte „EIKE Märchenstunde“.

        In Deutschland haben wir ca. 20 Watt/m².

  7. Es ist alle sehr richtig und klar verständlich.

    Glaube aber nicht mehr so richtig, dass die Aufklärung in der westlichen Welt wirken würde. Es sind grundsätzliche Interessen der globalen Finanz-Elite, diesen Zirkus zu veranstalten.

    Ich verstehe die Weltwirtschaft als „Geld-Pyramide“, auf deren Basis das Fußvolk alles bezahlen muss. Je mehr Bezahler man für sein Produkt unter sich hat, um so reicher kann man werden. Ein Becker kann nur von paar Bezahler in seiner Umgebung nie reich werden, es sei denn er heißt Kamps und versorgt ganz Deutschland. Die Gasturbinen von Siemens bezahlt nicht der Versorger, sondern werden im Strompreis einkalkuliert und werden dann von Millionen vom Fußvolk bezahlt. Und alle Manschinenbauer verdienen viel mehr als ein Becker oder Landwirt, da eben der Preis der Maschinen über die damit produzierten Waren von Millionen oder gar Milliarden Endzahler bezahlt werden.

    An der Spitze der Geldpyramide steht die globale Finanz-Oligarchie, die zwar keine Werte produziert aber im Besitz aller internationalen Großunternehmen ist, allen westlichen Regierungen direkt oder indirekt beeinflusst, alle Massenmedien besitzt und praktisch indirekt von allen Erdbewohner finanziert wird.

    Dieser Finanz-Oligarchie reicht nicht ein normaler Unternehmensgewinn von 10% (wenn mal alles läuft). Es muss mehr sein. Also wird dem Erdvolk der Diesel schlecht geredet, alle Endverbraucher verschrotten ihren Diesel und werden zum E-Auto gezwungen. Die Endzahler müssen für ein neues Auto hart arbeiten, aber die Börse brummt und Reichen werden noch reicher. Nach 30-50 Jahren entdeckt man die Grenzen der E-Autos, und zwingt den Endverbraucher die E-Autos zu verschrotten und ewig für einen neuen Diesel zu schuften. Die Börse brummt und die Rechen werden noch reicher. So beim optimalen Verlauf für die Eliten der gesteuerte Lauf der Mobilitätswende.

    Mit Aktien von Versorger ist kein Blumentopf mehr zu gewinnen, also setzt man auf Wind und Sonnen-Aktien, steuert die öffentliche Meinung mit den eigenen Medien. Ist die Stromversorgung ruiniert, geht es wieder andersrum lang, dann kommen wieder AKWs und Windmühlen-Abriss-Unternehmen. Regierungen, NGOs, Greenpeace und Gretas sind nur die nützlichen Idioten in diesem Spiel um Trillionen.

    Da kommt die wirklich großartige Aufklärungsarbeit von EIKE nicht gegen an.

    Raus aus dieser Tretmühle kommt man nur, wenn man den Wertewesten verläßt, und wohl auch nicht so richtig. Und funktionieren im Westen tut es nur, weil das Denkvermögen und naturwissenschaftliche Grundlagen nachhaltig aus den Köpfen verbannt wurde. Ein dummes Volk läßt sich halt einfacher regieren. Und da scheint Deutschland mit Spitzenreiter zu sein.

    So ist meine nicht ganz schmeichelnde Auffassung.

  8. Ein sehr schöner sachlicher Artikel, der die wesentlichen Gründe für das Scheitern des deutschen Versuchs einer Energiewende zusammenfasst, vielen Dank. Einen kleinen Verbesserungsvorschlag hätte ich: In Bild 3 wird die Skalierung der Grafik mit der Jahresstunde technisch weniger erfahrene Leser verwirren. Würde man die Grafik mit Januar … Dezember beschriften, wäre sie für jeden verständlich.

  9. Danke, Herr Professor Lüdecke für den „guten, detailliert recherchierten Beitrag“, wie Willi Stock in seinem Kommentar schreibt. Besonders wohltuend ist der Verzicht auf jegliche (verständliche!)emotional-polemische Töne („Schlangenölverkäufer …“). Somit ist dieser Text geeignet, vernünftige doch fehlinformierte Bürger (und Politiker) zum Nachdenken zu bringen. Die Frage ist, wie könnte es gelingen, möglichst viele Menschen zu erreichen (Wurfsendungen, parkende Autos …)? Vielleicht sollte noch eine etwas verschlankte Fassung erstellt werden, so dass auch Lesefaule „durchhalten“. Ferner: Viele Bürger befürworten die Energiewende, weil sie glauben (gemacht wurden!), sie sei zur Vermeidung der „Klimakatastrophe“ notwendig. Deshalb dürfte, wie ebenfalls Willi Stock meint, der Klimaschutzplan nicht außer acht gelassen werden. Die Absurdität der hierfür in Deutschland durchgeführten und geplanten Maßnahmen sollte aufgezeigt werden.

  10. „die Bezeichnung ist sachlich falsch, hat sich aber dennoch durchgesetzt“
    Da fehlt die Angabe des Grundes: >>wegen der Dummheit der Bürger<<
    Daß darunter auch Massen von Lehrern und Journalisten sind, entspricht dem Gesamtbildungsstand der Lehrer und der Journalisten nicht nur auf diesem Gebiet.
    Die Ursache ist das frühe Lernen des Hinterherlaufens hinter Lehrern und Schreiberlingen.

    • „Die Ursache ist das frühe Lernen des Hinterherlaufens hinter Lehrern und Schreiberlingen.“

      Bzw. die fehlende Erziehung zu kritischem, eigenständigen Denken.
      Aber welcher Politiker will schon solche Wähler…

  11. Schlimm ist, daß derartige Artikel von den politisch Verantwortlichen nicht gelesen und/oder ohnehin nicht verstanden werden. Also:
    Den links-grünen Irrsinn in seinem Lauf hält nur der Stimmzettel auf. Na denn.
    Übrigens: An all die Anhänger oder Mitläufer der „Grünen“; Ihr werdet ebenso die Angemeierten sein wie der verständige Rest dieser Republik. Komme mir bitte keiner und jammere, er hätte das nicht gewollt. Doch, genau DAS.

  12. Genau genommen kann man Strom nicht erzeugen. Strom ist lediglich eine Größe, die sich zwischen einer Quelle und einer Senke einstellt, also zwischen dem Generator eines Kraftwerks und den Verbrauchern. Das Kraftwerk gibt einfach mit seinem Generator die Spannung vor, verkürzt dargestellt die 230V Wechselspannung an der häuslichen Steckdose. Ob sich zwischen Kraftwerk und Steckdose ein Strom einstellt, hängt einzig davon ab, ob ein oder mehrere
    Verbraucher angeschlossen und eingeschaltet werden. Ohne Verbraucher kein Strom, auch nicht solcher, der ohne Verbraucher erzeugt werden kann.

    Wenn nun eine Vielzahl von Menschen sich für das Einschalten von Verbrauchern entscheiden, wird der Strom vom Kraftwerk sich vergrößern. Dort stellt man die Belastung am Generator dadurch fest, dass er mit steigender Last von der treibenden Turbine mehr Leistung fordert und die Netzfrequenz sinkt. Das Kraftwerk steuert dagegen und versorgt den Zufluss zur treibenden Turbine. Aus den Tagesabläufen und deren Ganglinien weiß man, was zu erwarten ist und steuert darüber bereits vorausschauend die Kesselbefeuerung, damit auch bei größeren Belastungen durch die Verbraucher genügend Druck für die den Generator treibende Turbine vorhanden ist. Das geht natürlich nicht bei Windrädern und schon gar nicht, wenn kein Wind da ist. Es gibt keinen Steller für „Wind EIN“ oder „MEHR Wind“!

    Der oder die vielen parallel im Netz wirkenden Generatoren sind im elektrischen Sinne Spannungsquellen, die einzig das elektrische Potential Spannung erzeugen (im Netz als sinus-förmige Wechselspannung), das dann je nach Größe des oder der Verbraucher zum Strom zwischen Quelle und Senke führt. Es ist also auf keinen Fall so, dass ein Generator sozusagen vorsorglich in das Netz Strom speisen kann und dann das Netz wartet und hofft, dass ein oder mehrere Verbraucher den Strom auch abnehmen. So denkt nur Herr Hofreiter, deshalb bildet er sich auch ein, dass das Verbundnetz ein Speicher ist und man nur genügend Windräder einspeisen lassen muss, um bei jeder Gelegenheit für die Abnehmer Strom zu haben.

    Insofern wäre der Satz „Ohne Speicherung muss Strom zum Zeitpunkt seiner Erzeugung sofort verbraucht werden“ besser zu ersetzen durch: „Wenn elektrische Verbraucher ein- oder zugeschaltet werden, müssen die Generatoren in der Lage sein, sofort die Stromanfrage zu decken.“ Vielleicht versteht dann auch ein Herr Hofreiter, dass bei einer ausgeschalteten Taschenlampe die Batterie keine besondere Aufforderung bekommen muss, dann keinen Strom zu liefern oder umgekehrt, dass beim Einschalten das Leuchtmittel den Strom bestimmt und nicht die Batterie.

  13. Die neue Energiequelle LENR (Low energy nuclear rection) ist seit dem 31.1.2019 in Form der Geräte ECat SK erhältlich, damit auch bestell-und lieferbar, für uns in Deutschland zwar später, aber man könnte schon mit ihr planen..

    Seit 18.3.2019 versuche ich auch Politikern die Technik und Geräte zu erklären, mit Vorträgen, persönlichen Gespächen etc., man merkt immer wieder, Interesse ist anfangs da, aber sich näher mit der Materie weiter zu beschäftigen wird nicht gemacht.

    Der Grund: zuviel andere Probleme, Arbeitsüberlastung, zu schwieriges Thema etc. leider.

    Die neue Energieform kann alle Energieformen bei der z.B. Stromerzeugung ersetzen, z.B. Wind und Solar, da die LENR grundlastfähig ist und einen sehr hohen Wirkungsgrad hat, hier ein Beispiel: Kohlekraftwerk: 45 % LENR Gerät ECat SK: 5.000 % und es gibt noch mehr (eigentlich nur) Vorteile.

    Da ich diese Entwicklung seit 2011 mitverfolge und auch in direktem Kontakt mit Dr. Andrea Rossi bin, weiss ich, dass diese Technik kommen wird, vorerst in USA, Japan und Schweden, danach wohl auch nach Deutschland.
    Diese neue Energieform kann alle bisherigen Energieträger der Energiewende in der Zukunft ablösen, nur müsste der weitere Ausbau von Wind und Solar gestoppt werden, da diese nicht grundlastfähig, stark subventioniert und teuer sind.

    Die Energiewende könnte doch noch erfolgreich sein, der Preis des Stromes wieder auf normale Werte gesenkt werden und die Natur durch unnötige Wind und Solaranlagen geschützt wird.

    Gruss B.Schmidt

  14. @H. J. .Lüdecke

    „Mit den momentan noch vorhandenen Grundlastkraftwerken wäre damit die erforderliche Sicherheit noch gegeben. Dies wird sich aber mit zunehmendem Windradausbau, dem gesetzlichen Abschalten weiterer Kernkraftwerke sowie durch die aktuell diskutierte Abschaltung von Kohlekraftwerken in Richtung größerer Instabilität und immer höherer Black-Out-Gefahr ändern.“

    Noch verzichtet der mutige Insider auf den Kauf eines Notstromaggregates: Die Bundesnetzagentur wird nämlich mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit dem bisherigen Vorgehen folgend auch die Abschaltung weiterer Kohle- und Kernkraftwerke verbieten (müssen).

    • Sehr geehrter Herr Wolff Es ist ja nicht nur die Anschaffung eines Notstromaggregats, wo ist ein guter Aufstellungsort, im Keller?
      Was ist mit dem Lärm, wie führe ich die Abgase raus, welche Schaltung ist in den Hausanlage vorzusehen, damit auch die Zentralheizung betrieben werden kann.
      Fragen, deren Antwort man besser diesen als nächsten Sommer geklärt haben sollte.
      Mit freundlichen Grüßen,
      Jari Heinrich Grünig

      • Und wie sieht es bei einem Stromausfall mit der Versorgung des Erdgasnetzes aus? Notstrom im Haus macht wohl nur für Besitzer einer Ölheizung oder eines eigenen Gastanks Sinn.

    • Der Notstromer steht schon lange in der Garage …für alle Fälle. Bei Lärm und Abgas sehe ich kein Problem, eher bei Diebstahl.

  15. Noch etwas zur Landwirtschaft. Ich höre schon das Aufheulen. Frei nach Otto Walkes: „Die Grünen u. der Umweltschutz ziehen die Chemie in Schmutz“. Nein, nicht nur die Chemie ist ein Faktor. Dazu kommen vor allem Züchtung u. verbessertes Anbau- u. Flächenmanagement. So erbringt eine Weizenpflanze bei gleicher Versorgung einen vielfachen Ertrag, was den Energieeinsatz pro t Ertrag noch mehr verbessert. Wenn ich Pflanzen resistenter gegen Schädlinge züchte, benötige ich weniger Chemie u. Energie, vertragen sie mehr Trockenheit, kann ich sie auch in anderen Gebieten anbauen usw. Allein die 3-Felder Wirtschaft erbrachte deutlich mehr Erträge. Die Ägypter waren vor 4000 Jahren Vorreiter der modernen Landwirtschaft. Aber, jetzt doch Chemie: das Linde Verfahren, bei dem Stickstoff aus Luft gewonnen wird u. dann zu Stickstoffdünger verarbeitet wird, hat die Erträge auch auf minderwertigeren Böden deutlich gesteigert. Dazu kommen effizientere Verarbeitungsverfahren, die die Erträge besser ausnutzen. Dafür ist natürlich Energie notwendig. Wenn aber in Gebieten überwiegend Energiepflanzen o. WKA wachsen und „kein Essen“ produziert wird, müssen wir in diese Gebiete „Essen“ hinbringen. Das verbraucht wieder Energie u. konterkariert das „Regional“ mit dem man so gerne wirbt! Übrigens „Energiemais“ schmeckt auch Schweinen u. Rindern sehr gut! Es ist nämlich stinknormaler Mais! Aber das ist dann KLIMASCHÄDLICH. Wird er zu Faulgas verarbeitet, ist das KLIMAFREUNDLICH, weil wir dann keine Kohle o. andere FOSSILE Brennstoffe einsetzen müssen. Die eingesetzte Energie zu seiner Produktion ist die gleiche! Diese Logik mag verstehen, wer will, mir fehlt dazu wahrscheinlich die Intelligenz! Und noch was macht mich kirre: Für den Bauern ist es durch schrägen Energiewende-Förderirrsinn lukrativer, Lebensmittel verfaulen zu lassen! Unsere Vorfahren sind an Hunger u. Folgen von Mangelernährung gestorben!

  16. Sehr geehrter Herr Prof. Dr. Lüdecke,
    vielen lieben Dank für dieses informative Lesevergnügen.
    Welche Konsequenzen zieht man als Leser?
    Vorbereitung des eigenen Haushalts auf einen Black Out mit Notstromaggregat und prepper-ähnliche Lebensmittellagerung, Migration in Länder, wo noch Ratio und kein Bauchgefühl Entscheidungsgrundlage ist?
    Als Häretiker dem Mainstream zum Klimaschutz und der Machbarkeit der Energiewende widersprechen und Unverständnis, Gelächter und Ausgrenzung riskieren?
    Sich ehrenamtlich engagieren und seine Freizeit der Meinungsbildung hin zur Vernunft widmen?
    In meinem direkten Umfeld werden die Stimmen lauter, sich dem Unsinn von Klimaschutz und Energiewende zu widersetzen, aber wirklich erfolgreich kann es nur mit einer neuen Regierung werden.
    Mit freundlichen Grüßen,
    Jari Heinrich Grünig

  17. Der Spiegel hält es mit R.Habeck: Wir müssen in unseren Inhalten radikaler werden! Und da die Grünen damit erfolgreich Stimmen fangen, möchte der Spiegel das auf diese Weise auch. Ist gerade schick.
    25% Strom einsparen bei 6 Mio. E-Autos? Die stehen dann wahrscheinlich u. müssen als Speicher herhalten! Ich glaube, jeder bekommt zukünftig ein Energiebudget, hat er das aufgebraucht, muss er teuer zukaufen o. frieren u. im Dunkeln sitzen.

    • Unsere Kinder wissen nicht im Ansatz, wie diese Gesellschaft sich zu ändern gedenkt, und sie rennen blind diesen Merkels und Habecks hinterher oder interessieren sich überhaupt nicht dafür, was aktuell passiert. Ich möchte nicht wissen, was kommen wird, wenn die Gesellschaft aufwacht und merkt, wohin die grünlinke Reise gegangen ist.

  18. Viele Worte beschreiben einmal mehr ein deutsches Irrenhaus! Der Kabarettist Nuhr bringt es auf den Punkt: „Wer die CO2 Freisetzung reduzieren will, muss sich an China, Indien und die USA wenden. Deutschland kann dazu nichts tun.“ –

    Ist das so? – Wir haben doch 30.000 Windräder, Quadratkilometer Solarzellen und Biomais gepflanzt, den Strompreis für Haushalte verdoppelt, subventionieren den Industriestrom, tanzen an der Black Out Grenze und betreiben die Ausrottung seltener Arten. – Oder beweist bereits die trotzdem unveränderte deutsche CO2 Freisetzung, dass China, Indien und die USA auf dem richtigen Weg sind?

    Deutsche Nutzniesser des Irrsinns wollen nichts ändern und politische Erfüllungshelfer müssen zwangsläufig mit dem weiter so ihren Stuhl verteidigen. (Bekanntlich musste ein Hitler erst dann auf den Endsieg und weitere Mitwirkung verzichten, als er den Gefechtslärm russischer Panzer nicht mehr überhören konnte.)

    Übrigens ist CO2 bekanntlich klimaneutral und Kernenergie hat in 60 Jahren der Nutzung seine sichere, technische, wirtschaftliche und ökologische Eignung nachgewiesen. Sogar das angebliche Problem der „Endlagerung“ wurde inzwischen großtechnisch in Russland gelöst!

    • Ulrich Wolff 11. Mai 2019 um 10:35
      „Sogar das angebliche Problem der „Endlagerung“ wurde inzwischen großtechnisch in Russland gelöst!“

      Hallo Herr Ulrich Wolff,
      da muss ich mal nachfragen, wie werden die Probleme der kontaminieren Reste der AKWs in Russland großtechnisch gelöst.

      Denke das man die kontaminieren Sachen, vom Schutzanzug … Stäuben, Baumaterial bis zu Rückständen aus der Wiederaufarbeitung usw. Endlagern muss.
      Kann mir jetzt keine großtechnische Lösung vorstelle wie man z.B. kontaminiertes Wasser oder Flüssigkeiten neutralisieren kann so das alles Okay ist.

      Bei den Brennstäben kann man was im Bereich Brüter machen, nur in Deutschland hat es sich ja auch ausgebrütet.

      Es hat sich auch in Japan ausgebrütet.
      Am 21. September 2016 entschied die japanische Regierung, den Reaktor Monju abzuschalten und zurückzubauen.
      Laut Regierungsangaben hätte eine weitere Inbetriebhaltung bis zu fünf Milliarden Euro (500 Milliarden Yen) gekostet.
      Die Japaner haben Ihren „Brüter“ ja auch wegen der Kosten untergehen lassen.
      https://www.handelsblatt.com/unternehmen/energie/atomkraftwerk-monju-in-japan-es-hat-sich-ausgebruetet/19164530.html?ticket=ST-467304-MQlgCz9fWuBcWHBXnnbP-ap4

        • Hallo Herr Ulrich Wolff,
          welcher Zusammenhang hat Ihr gebrachter Link
          mit Ihrer getroffenen Aussage ?

          „Sogar das angebliche Problem der „Endlagerung“ wurde inzwischen großtechnisch in Russland gelöst!“

          Gut, dass verstehen nur Sie Herr Ulrich Wolff.
          .

          • @Klaus Sontowski

            Der link weist darauf hin, dass sowohl die Kernspaltung als auch die Angst vor ihrer Nutzung deutsche Entdeckungen sind.

            Ein Endlager Problem existiert nicht! Es wird von Schwachköpfen aller Art lediglich herbeigeredet.

            Die Abtrennung und Weiterverwendung der Spaltstoffe (Uran und Transurane) in Aufarbeitung und Natriumbrüter (großtechnisch in Russland qualifiziert) sorgt dafür, dass die Radioaktivität der in Glas eingeschmolzenen Spaltprodukte nach etwa 200 – 300 Jahren unter die des Ausgangsproduktes Natururan abklingt.

            Die Entsorgung der von Ihnen angeführten schwach radioaktiven Abfälle aus Kern- und Medizintechnik stellt keine ungewöhnlichen Anforderungen, ist daher unproblematisch insbesondere auch mit Blick darauf, dass eine angemessene Erhöhung der Strahlendosis (über das individuell recht unterschiedliche „normale“ Niveau hinaus) z. B. das Risiko an Krebs zu erkranken signifikant reduziert. (Über den dazu unabsichtlich im Großversuch in Taiwan geführten experimentellen Nachweis wurde auch hier bei EIKE mehrfach berichtet.)

          • Ulrich Wolff 16. Mai 2019 um 12:18
            „die Radioaktivität der in Glas eingeschmolzenen Spaltprodukte nach etwa 200 – 300 Jahren unter die des Ausgangsproduktes Natururan abklingt.“

            Kann jemand was für 200 bis 300 Jahre Sicherstellen oder Garantiere ?

            Gab es da nicht bereits sichere Lagerstätte für schwach radioaktiven Abfälle im Deutschland ?

            Die Bedrohung liegt auf „GAB“

            Wie ist noch mal bei der Asse das Zeitfenster für die sicher Einlagerung gewesen ?
            Und nach ca. 50 Jahren kommt bereits die Realität.

          • Ulrich Wolff 18. Mai 2019 um 10:17
            „Meine Urgroßmutter lebte übrigens zufrieden in einem 300 Jahre alten Haus und viele Kirchen bewahren bekanntlich dort Hostien sogar sehr viel länger auf.“

            Nun sind nicht bereits Millionen von Häusern in den vergangen 300 Jahren zerstört worden Herr Ulrich Wolff ?

            Keine kann was für 300 Jahre Garnieren auch nicht im Bereich der Kernkraft.

            Und wie fiele Kirchen sind in den vergangen 300 Jahren Zerstört, Geplündert und den Erdboden gleich gemacht worden hunderte, tausende oder noch mehr ?

            Keine kann was für 300 Jahre Garnieren auch nicht im Bereich der Kernkraft auch nicht wenn das in Glas eingeschmolzen ist.

          • @Herr Sontowski Es ist immer wieder erbauend, Kommentare geistiger Supergrößen des 21. Jahrhunderts lesen zu dürfen. Man muss sie ja nicht verstehen. Garniert.

          • Keiner kann was für 300 Jahre garantieren auch nicht im Bereich der Kernkraft auch nicht wenn das in Glas eingeschmolzen ist.

          • Nehmen wir das Beispiel Glas. Selbstverständlich ist Glas ein langzeitstabiles Material. Denke man nur an uralte Kirchenfenster oder an archäologische Fundstücke.

            Das zu wissen, scheint in einem Land, in dem Physik in der Schule durch Namentanzen ersetzt wird, von Jahr zu Jahr schwieriger zu werden.

      • Sehr geehrter Herr Sontowski,
        alte Kraftwerke werden abgerissen, neue werden gebaut. Deutschland schafft sich ab, weil es Idioten gibt, die der Lüge folgen, dass CO2 schädlich wäre. Die Lügner in der Wissenschaft, massiv unterstützt durch die Lügenpresse, haben diese Masse auf ihrer Seite und die fühlt sich überlegen und im Recht. Das ist Massenverblödung mit dem festen Willen nichts zu lernen. Vielleicht können die Drahtzieher bestraft werden. In der Hand hat es aber nur der Wähler. Nur ein Kreuzchen an der richtigen Stelle und es geht allen Menschen besser – sofort.

  19. Vielen Dank für diesen informativen Artikel der mir vom Herzen spricht. Mit unheimlich viel Aufwand würden hier Fakten zusammengetragen und aufbereitet. Nur Schade, dass zum „Verstehen können“ auch das „Verstehen wollen“ gehört…

  20. Sehr geehrter Herr Professor Lüdeke,

    Ich habe zu Ihrem ausführlichen und gut zusammenfassenden Artikel einige Fragen und Bemerkungen:

    „Dem Fluktuationsproblem von Wind- und Sonnenstrom wird mit aufwendigem Zu- und Abschalten von schnell reagierenden Gaskraftwerken begegnet (GuD Backupkraftwerke).“

    Stimmt das? Meines Wissens sind die Back-up-Kraftwerke Gasturbinen und keine Gas- und Dampfkraftwerke (GuD), weil nur Gasturbinen und Gasmotoren schnellstartfähig sind (nach Wikipedia 15 min bis Vollast). Deswegen werden sie als Spitzenlastkraftwerke („Peaker“) gefahren. GuD-Kraftwerke mit ihrem hohen Wirkungsgrad (ca. 60%) haben wesentlich größere Startzeiten und können auf schnelle unvorhersehbare Leistungsänderungen, wie sie die Erneuerbaren verursachen, ähnlich wie die anderen konventionellen Kraftwerke wohl kaum reagieren. Ihr Gasaggregat hat zwar ähnlich kurze Anlaufzeiten, aber dabei einen genauso schlechten Wirkungsgrad wie die herkömmlichen Gasturbinen.

    Frage: Haben wir heute überhaupt schon genügend GuD-Kraftwerke in Deutschland?

    Die klassischen Gasturbinenkraftwerke haben einen vergleichsweise schlechten Wirkungsgrad (bis max 30%). Müssen sie zur Korrektur der Stromproduktion wegen der Flatterhaftigkeit der „Erneuerbaren“ gezwungen werden, dann müßte man diesen zusätzlichen Enegieverbrauch und „CO2-Ausstoß“ infolge des schlechten Wirkungsgrades den Erneuerbaren zuschlagen.

    „Ersatzkraftwerke sind zudem infolge Teilbetriebs und hoher Lastwechselfrequenz schnellem Verschleiß unterworfen und wirtschaftlich unrentabel.“

    Ein weiterer Gesichtspunkt sind wieder die relativ schlechten Wirkungsgrade unter Teillast. Dieser zusätzliche Energieverbrauch und „CO2-Ausstoß“ (über einen langen Zeitraum) sollte auch hier den Erneuerbaren zugeschlagen werden, die für diesen ungewollten Teillastbetrieb verantwortlich sind.

    Wie groß ist dieser vermehrte „Ausstoß“ zu bemessen ist, sollte mal abgeschätzt werden. Ganz vernachlässigbar ist er sicher nicht.

    MfG
    G.Wedekind

    • GuD-Kraftwerke erreichen problemlos Wirkungsgrade von 60% + X bei Vollast. Und ihre Änderungsmöglichkeit der Leistung beträgt locker 20% pro Minute nach oben und nach unten.
      Einzig problematisch sind die doofen Windmühlen, die ab einer bestimmten Windgeschwindigkeit komplett abgeschaltet werden müssen, also von 100% auf 0% wenn eine Orkanfront durchgeht. Da wird es natürlich eng mit Regelbarkeit. Runterfahren geht ja, aber Rauffahren wird schwierig.

      Derartige Kenntnisse kann man aber von unseren dämlichen „Grünalternativen“ nicht erwarten. Mathe und Physik haben die zum Abi aufs Minimum reduziert.

      Und wie schlimm das insgesamt ist, kann manm daran erkennen, daß die Masse der Journalisten & Co hinter ner 16-jährigen Göre hinterherlaufen, die man gerade Grundkenntnisse in Physik gelernt haben kann. Allerdings ist festzustellen, daß weibliche Gehirne nur in ganz geringem Umfang für Physik und Technik geeignet sind. Pilotinnen gibt es nur in der Verkehrsfliegerei im Verhältnis 1 zu 14 und in der Privatfliegerei im Bereich von 1 zu 50. Ich habe in 50 Jahren Segelfliegerei noch nie eine Segelfliegerin kennengelernt, die es geschafft hat ein Dreick mit 300 km Kantenlänge zu fliegen, was nicht besonders schwierig ist.

      • Hallo Herr Heinzow, ich bitte Sie, endlich mal Ihre diskriminierende Haltung dem weiblichen Geschlecht gegenüber für sich zu behalten. Es nervt langsam !!

        • Kümmern Sie sich erst mal über die math.-nat. Fähigkeiten des weibl. Geschlechts. Die sind nämlich wissenschaftlich schon lange als mieserabel nachgewiesen.
          Die Benennung von wissenschaftlich nachgewiesenen Tatsachen ist keine Diskriminierung.
          Und das können Sie beispielsweise hier nachlesen: *****://www.spiegel.de/wissenschaft/medizin/hirnforschung-maenner-und-frauen-sind-anders-verdrahtet-a-936865.html mit ***** = https.

          Aber Sie können ja gerne erklären, warum das Verhältnis zwischen Berufspiloten und Berufspilotinnen in D 14 zuz 1 ist.

          • „Allerdings ist festzustellen, dass weibliche Gehirne nur in ganz geringem Umfang für Physik und Technik geeignet sind“.
            Wenn ich meine 3 Töchter und 2 Schwiegertöchter , alle Akademikerinnen auch in technischen Berufen, wissen lasse, dass ich mich an einem Blog beteilige, in dem solch ein Unsinn kommuniziert wird, dann würden die mir sicherlich die Freundschaft kündigen.

    • Ja, die Energiewender denken an reine Gaskraftwerke, aus Gründen der Wirtschaftlichkeit (auch wenn das jetzt bei Energiewendern etwas albern klingt …)
      Die Kapitalkosten von reinen Gaskraftwerken liegen bei ungefähr der Hälfte von GuD-Kraftwerken (DENA 2012: 450 €/kW Gas, 800 €/kW GuD; EWI 2012: 400 €/kW Gas, 900 €/kW GuD). Und wenn ein Kraftwerk nur wenig läuft, schlagen die Kapitalkosten stärker durch als die Brennstoffkosten (35-40% Wirkungsgrad Gas, 60% Wirkungsgrad GuD). Und die CO2-Emissionen interessieren in Wirklichkeit sowieso keinen Energiewender (600 kg CO2/MWh Gas, 400 kg CO2/MWh GuD). 20-30 €/MWh Erdgas – GuD rechnet sich nicht, wenn das Kraftwerk wenig läuft …

      • Sehr geehrter Herr Michael Fischer,
        was Sie hier ansprechen wird in der Tat bei der Diskussion um die Leistungsbereitstellung in Form von Elektrischer Energie nicht berücksichtigt.
        Wer keine Osterhasenphysik betreiben will ist ehrlicher,wenn er sich erst einmal von der Kostenrechnung zu verabschiedet.
        Die Prozessleistung bei der Verbrennung von Erdgas ist der zu betrachtende Beginn der Wirtschaftlichkeitsberechnung.Das Ende ist die Saugseite der Speisewasserpumpe.Und hier dürfen die physikalischen Eigenschaften des Übertragungsmediums nicht außer Acht gelassen werden.Der Massestrom in diesem Kreislauf ist Bezugsgröße für den Wirkungsgrad.
        Und wer richtig rechnen kann, ist dann schnell bei 1200 kg CO2 / MWh elektrischer Energie die zeitgleich mit dem Verbrennungsprozess zur Verfügung steht.Da wird die viel beschworene Energiedichte zum Verhängnis.Denn in der Physik geht nicht alles mit Lichtgeschwindigkeit.

        Mir fällt dann immer wieder ein,wie der Dr.Harbusch uns animierte,mal gedanklich auf einem Wasserdampfmolekül durch die Turbine mitzufahren.

        • Sie meinen für den Energieaufwand für Förderung und Transport des Erdgas?
          Bei der EnEV 2014 wird Erdgas ja mit 1,1 angesetzt, also zusätzliche 10% für Förderung und Transport. Das ist wohl zuwenig, man liest sonst 1,16-1,17 – ich bin da definitiv kein Experte.

          Ansonsten: wenn Sie 180 kg Methan (mit 720 kg Sauerstoff) verbrennen, werden dabei 9 GJ nutzbarer Wärme frei (nach Abzug der latenten Wärme des Wasserdampfs), und 495 kg Kohlendioxid und 405 kg Wasser(dampf). Wenn Sie die Wärme zu 40% in Strom umsetzen können, haben Sie 1 MWh.
          Gleiches gilt, wenn Sie 120 kg Methan mit 480 kg Sauerstoff zu 330 kg Kohlendioxid und 270 kg Wasser verbrennen, aber 60% der 6 GJ Wärmeenergie zu Strom umsetzen.

          Ja, Erdgas ist nicht nur Methan (aber russisches (tatarisches) zu fast 99% der brennbaren Gase …)
          In den 400 kg/MWh bzw. 600 kg/MWh Kohlendioxid war also schon ein Zuschlag von ~21% enthalten.

          • Sehr geehrter Herr Fischer,
            Ihre ausführliche Antwort beschreibt das dahinterstehende Problem sehr gut.
            Wenn Energie des Erdgases über atmosphärische Verbrennung in Elektrische Energie umgewandelt wird,funktioniert diese Umwandlung nur in einem Kreislaufprozess und einem Trägermedium(Wasser)
            Wenn elektrische Energie aus diesem Kreislaufprozess ausgekoppelt werden soll,braucht man im optimalen Fall die doppelte Prozessleistung im Dampfkessel.
            Und bei einem Dampfkessel muss diese Leistung (Prozessleistung) vorhanden sein.
            Der Heizwert von Kohle liegt bei ca. 30 MJ/kg
            Der Heizwert von L-Gas liegt bei ca. 36 MJ/kg
            Der Heizwert von H-Gas liegt bei ca. 45 MJ/kg
            Für eine Prozessleistung von 1000 MW werden dann 1000 MJ/s benötigt.
            Aus Kohle sind es dann 33 kg/s
            Aus Erdgas sind es dann 27 bzw. 22 kg/s
            Bis hier sind wir beiden uns wahrscheinlich einig.
            Bei Kohlebefeuerung haben wir eine Kohlendioxidfracht von 380 kg/MWh Heizleistung
            Bei Erdgasbefeuerung haben wir eine Kohlendioxidfracht von 180 kg/MWh Heizleistung
            Wenn Kohle als Brennstoff zur Anwendung kommt,ist der Massestrom der benötigten Verbrennungluft im Verhältnis 2:1 einzustellen.Mit dieser Luftmenge ist es gerade noch machbar, den möglichen Wärmeaustausch zur Vorwärmung zu nutzen.
            Wenn Erdgas zum Einsatz kommt,ist das Massestromverhältnis der benötigten Verbrenungsluft 1:10
            Der Wärmeaustausch zur Vorwärmung muss dann ehrlicher Weise angepasst werden.
            Die Konsequenz ist ernüchternd.Für 650 MW elektrische Leistung brauchen Sie dann einen Abnehmer in unmittelbarer Nähe von 400 MW Wärme auf einem Temperaturpotenzial von 350 Kelvin.Haben Sie diesen Abnehmer zeitgleich nicht,wird diese Energie mit der Abgasmenge im wahrsten Sinne in die Luft geblasen.

        • Man kann das auch mit „offiziellen“ Zahlen durchrechnen.

          Per Definition ist 1 MWh 3,6 GJ. Bei 40% Wirkungsgrad (Gas) braucht man also 9 GJ Erdgas, bei 60% Wirkungsgrad (GuD) 6 GJ.

          Lt. IPCC wird bei der Verbrennung von Erdgas 55,9 kg/GJ Kohlendioxid freigesetzt, also 335 kg/MWh im GuD-Kraftwerk, 503 kg/MWh im Gas-Kraftwerk.

          Gemäß einer Studie des Deutschen Brennstoffinstituts (DBI) von 2014 betragen die Vorkettenemissionen für russisches Erdgas (und wir können ruhig annehmen, daß die Energiewender daran denken) knapp 12,8 kg/GJ Kohlendioxid und 148 g/GJ Methan. Mit dem IPCC-Faktor (für 100 Jahre) von 25 für Methan also insgesamt 16,5 kg/GJ Kohlendioxid-Äquivalent.

          Sind wir einschließlich der Vorkettenemissionen bei 434 kg/MWh Kohlendioxid-Äquivalent für’s GuD-Kraftwerk, 652 kg/MWh für’s reine Gas-Kraftwerk.

          Also 8,6% mehr als von mir ursprünglich – ganz grob – angegeben.

  21. Interessant in diesem Zusammenhang sind immer wieder hörbare Ankündigungen aus der Politik, man würde die Gegebenheiten, die zu der vorhandenen Grundlast führen abschaffen, den Bedarf also. Wenn ich es richtig verstehe, ist die Aussage der Politik etwa wie folgt zu umschreiben: „Wir, der Staat, können nicht mehr Energie zuweisen, als zu einem Zeitpunkt vorhanden ist und müssen regulieren, wer, für was, wann und wie viel Energie zugeteilt bekommt beziehungsweise umgekehrt, bestimmen, wer, wann und für was keine Energie zugeteilt bekommt.“ Der Begriff ist „Lastmanagement“. Hier bei dürften, das ist meine Einschätzung, verschiedene Prioritäten eingeführt werden. Unsere Gewohnheit, dass jeder so viel Energie bekommt, wie er gerade wünscht oder benötigt, werden wir in Zukunft vergessen müssen. Es bedarf wohl nicht sehr viel Fantasie, sich auszumalen, dass jeder, der beim Staat in Ungnade fällt, keine oder weniger Energie bekommt. Das wäre so ganz nach dem Geschmack des Staates!

    Von peter.claas@claas-rain.de

  22. Hervorragend logisch und faktenbasiert wird hier der Unsinn der irren „Energiewende“ seziert. Leider sind die zum Verständnis der Zusammenhänge notwendigen Fachkenntnisse bei Politikern, Entscheidern und unreifen Möchte-Gern-Heilsbringern nur unzureichend vorhanden.
    Wodurch als Konsequenz eben einfach so weiter gewurschtelt wird, solange man Subventionen abgreifen und ein Potemkinsches Dorf nach dem anderen errichten kann.
    Mit dem Ausstieg aus Kernkraft UND Kohle ohne adäquaten Ersatz ist der absehbare künftige Energie-Mangel mutwillig vorprogrammiert.
    Die völlig verrückten Iddeen, als Ersatz z.B. Gas per Tankschiffen aus den USA zu importieren, oder sich überhaupt von einer Energieversorgung aus dem Ausland abhängig zu machen, weil man ja die pöse pöse Kernkraft nicht mehr nutzen will, (gleichzeitig aber Kernwaffen stationieren läßt), können nur in Gehirnen entstanden sein, die bereits die ersten Schäden durch Rauschmittel-Mißbrauch aufweisen.

  23. Ein guter, detailliert recherchierter Beitrag.
    Allerdings wird hier der Klimaschutzplan der BReg außer acht gelassen, den ja schon verschiedene Umweltminister zum Gesetz machen wollten (was aber garantiert noch kommt).

    Bis 2030 müssen die CO2-Ausstöße gesamt! um 50% gesenkt sein, bis 2050 um 80%. Dies betrifft den Primärenergieeinsatz in der Republik, also 3.000 TWh p.a.

    Es reicht also nicht, gegen die Energiewende zu Felde zu ziehen, hier bahnt sich der offensichtlich größte Unsinn aller Zeiten an. Wenn Grüne, SPD und Linke erstmal das Klimaschutzgesetz haben, hält diesen Irrsinn niemand mehr auf.

    Der Kohleausstieg ist da nur Vorgeplänkel.

    • „Wenn Grüne, SPD und Linke erstmal das Klimaschutzgesetz haben, hält diesen Irrsinn niemand mehr auf.“

      Ja, aber man kann das ändern:

      Blockparteiengesindel in die Wüste schicken!

    • leider wird es nichts nützen,den unsinn dieser sogn.energiewende zu beweisen,denn die betreiber wissen ja selbst,dass es völliger schwachsinn ist,zumindest die,die sie in auftrag gegeben haben und das sind vermutlich die gleichen,die der welt einreden wollen,CO2 sei ein klimakiller und nur die deutschen automotoren seien schlecht und „böse“…die CO2-Steuer ist ja schon beschlossene sache und nur darum geht es,ums abkassieren im namen des angebl.umweltschutzes und die zerstörung des
      wirtschaftsstandortes deutschland und vermutlich ganz europas,warum,das wissen nur die betreiber selbst…

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