Seit Fukushima hat sich der Energiemarkt drastisch gewandelt. Seit der ENERGIEWENDE und mit dem neuen Bewusstsein Energie aus \u201eungef\u00e4hrlichen\u201c und alternativen Energiequellen zu gewinnen, hat es gro\u00dfe Innovationen gegeben. Mit der Exkommunikation der fossilen Brennstoffe wurden Chancen und Probleme klarer, wie systemisch erneuerbare Energien zu autarken Energieversorgung beitragen k\u00f6nnen. Die Bewegung f\u00fchrte mehr und mehr zu dezentraler Energieversorgung. Einmal durch die Abkehr von Diesel & Co und auf der anderen Seite gepr\u00e4gt durch den Wunsch preislich unabh\u00e4ngig von den gro\u00dfen Stromversorgern zu werden.<\/p>\n
Erneuerbare Energien sind ein Gesch\u00e4ftsmodell geworden. Allerdings sind auch (mehr oder minder) unvorhergesehene Probleme eingetroffen. Durch die Schwankungen in der Bereitstellung von Energie \u2013 Wind und Sonne als bekanntestes Beispiel \u2013 stellte sich zun\u00e4chst die Herausforderung bez\u00fcglich der Netzstabilit\u00e4t. Gaskraftwerke sollten das richten. Aber zunehmend wurden die teuren Anlagen stillgelegt, da durch die gr\u00f6\u00dfer werdende Bandbreite an Technologien die Netzversorgung nur noch an wenigen Tagen im Jahr zus\u00e4tzliche Einspeisung erforderte. Gaskraftwerke, die einmal im Monat kurze Versorgungsl\u00fccken innerhalb von Minuten schlie\u00dfen k\u00f6nnten, sind unrentabel geworden.<\/p>\n
Mit zunehmender \u201eEnergieversorgungsdichte\u201c aus Erneuerbaren \u2013 an einem windigen und sonnigen Sonntag – und auch \u00dcberproduktion kam nun mehr und mehr die Notwendigkeit neben autarker Energieversorgung diese Energiemengen irgendwo mit m\u00f6glichst wenig Verlusten zu speichern. Inzwischen ist es, neben den klassischen Speicherformen (z.B. Pumpspeicherwerke) m\u00f6glich, aus dem erzeugten Strom Gas zu generieren und in das st\u00e4dtische Gasversorgungsnetz einzuspeisen. Bei Bedarf wird daraus wieder Strom erzeugt, mit Verlusten von vielleicht 30%. Sonnenenergie kann zur Erhitzung von technischen \u00d6len bis zu 900\u00b0C genutzt werden und direkt oder indirekt zur Dampferzeugung genutzt werden. Inzwischen sind Feststoffspeicher f\u00fcr W\u00e4rme\/K\u00e4lte auf dem Markt bzw. in der halbtechnischen Erprobung. Tausende von Patenten sind seither angemeldet worden: Superkondensatoren als Kurzzeitspeicher, Gravitationsspeicher, Redox-Flow-Batterien und Vieles mehr, auf das im Einzelnen in weiteren Blogs eingegangen werden soll. Alles mit dem Ziel eine autarke und auch stabile Energieversorgung sicherzustellen. Das bedingt politischen Willen, Finanzkraft, Innovation, Aus- und Weiterbildung und \u201edie richtige Motivation\u201c.<\/p>\n
Die gelebte Energiewende ist in Deutschland (fast) zur Selbstverst\u00e4ndlichkeit geworden. Auf vielen D\u00e4chern sehen wir Photovoltaik-Anlagen, gro\u00dfe Anlagen finden sich auf stillgelegten Feldern. Allein diese Anlagen haben eine installierte Leistung von ca. 42 GW im Jahr 2016. Im Vergleich dazu hat ein Kernkraftwerk etwa 2 GW Leistung und derzeit (2016) sind \u201enur\u201c noch 11,3 GW in Betrieb. Auch wenn der Zubau an Erneuerbaren Energien diesen \u201eVerlust\u201c spielend decken kann \u2013 dazu kommt ja das schrittweise Zur\u00fcckfahren der Energiegewinnung aus Kohle und anderen fossilen Energietr\u00e4gern \u2013 bleibt trotzdem die Frage der Netzstabilit\u00e4t und der Autarkie. F\u00fcr beides braucht man geeignete Speicher, die m\u00f6glichst billig sind, gro\u00dfe Energiemengen schnell speichern und wieder abgeben k\u00f6nnen. Das betrifft einzelne Haushalte, wie auch die Industrie. Und an alle Speichersysteme m\u00fcssen unterschiedlichen Anforderungen gen\u00fcgen. Die Herausforderung an neue Speichersysteme bestehen weltweit \u2013 die fieberhafte Suche nach ihnen auch.<\/p>\n
Die bekanntesten Energiespeicher sind zun\u00e4chst Batterien. Auch von denen gibt es bereits die verschiedensten Varianten – vom Blei Akku bis zu hochmodernen vanadium- oder lithiumbasierten Akkumulatoren. Sie unterscheiden sich von ihrer Lebensdauer (Ladezyklen) wie auch durch ihr Gewicht oder Volumen und nicht zuletzt durch den Einsatz giftiger oder gef\u00e4hrlicher Stoffe. Da kommen eben Blei, Vanadium, Lithium und S\u00e4uren zum Einsatz. Ganz zu schweigen davon, dass Batterien stark temperaturabh\u00e4ngig sind oder auch explodieren und abbrennen k\u00f6nnen.<\/p>\n
Bleiakkus k\u00f6nnen bei niedrigen Preisen aber lediglich etwa 50% ihrer installierten Kapazit\u00e4t nutzen, w\u00e4hrend der Nutzungsgrad bei den h\u00f6herpreisigen Lithiu-Ionen-Akkus schon bei 90% liegt.<\/p>\n
Wie k\u00f6nnte nun ein v\u00f6llig autarkes Stromversorgungssystem aussehen? Zun\u00e4chst einmal in einem deutschen Haushalt, ein Einfamilienhaus mit einer 4-k\u00f6pfigen Familie. Der Bedarf an Energie betr\u00e4gt etwa 4.500 kWh\/ Jahr (Kosten ca.1.200 \u20ac\/Jahr). Um diesen Energiebedarf zu decken, m\u00fcssten wir je nach Lage und Sonneneinstrahlung, Dachausrichtung und Neigung etwa 6-8 kWp ben\u00f6tigen. Das entspricht ganz grob einer Fl\u00e4che von 60 \u2013 80 m\u00b2 – m\u00f6glichst unverschattet. Die durchschnittlichen Preise sind seit 2007 von 4.500\u20ac\/kWp auf 1.400\u20ac\/kWp gefallen. F\u00fcr durchschnittlich 7kWp m\u00fcssten wir also mit Fertigstellungskosten von 9.800 \u20ac rechnen. Dazu kommen aber nun noch die Kosten f\u00fcr den Energiespeicher. Durchschnittlich werden proTag 12 kWh ben\u00f6tigt. Mit einem 30%igen \u201eAutarkiezuschlag\u201c und einem Preis von 1.500 \u20ac\/kWh m\u00fcssen wir also etwa 24.000 \u20ac rechnen. Somit liegen wir, gut gerechnet, bei etwa 30 – 35.000 \u20ac f\u00fcr eine Anlage. Somit brauchen wir also mehr als 20 Jahre, damit sich die Investition bezahlt gemacht hat. Und nun die schlechte Nachricht. Eine wirkliche Autarkie gibt es damit auch nicht. Das ist schon der Tatsache geschuldet, das 4 Wochen im Jahr durchg\u00e4ngig niemand im Haus ist. Also sollte der \u00f6ffentliche Stromanschluss erhalten bleiben, der \u00dcberschuss zu einem m\u00f6glichen kleinen Preis an den Stromlieferanten verkauft werden. Auch bei Defekten ist dies ja sinnvoll. Und nat\u00fcrlich sind das hier alles Mittelwerte. Aber selbst im Juli haben wir im Durchschnitt 10 Regentage. Die m\u00fcssten \u00fcberbr\u00fcckt werden und die Energiespeicher ins „Unermessliche“ dimensioniert werden.<\/p>\n
In Deutschland werden also bestenfalls Selbstversorgungsraten von 65% erreicht. Alles andere deckt noch nicht die Kosten und ist unwirtschaftlich. Und nun die gute Nachricht. Mit den steigenden Strompreisen und einer j\u00e4hrlichen Degression der Speicherkosten werden Anlagen mit PV-Speichersystemen gerade jetzt wirtschaftlich. Im Jahr 2020 kann man dann mit Eigen-Stromkosten von 0,24\u20ac\/kWh rechnen. Und vielleicht geht es auch noch ein St\u00fcck tiefer.<\/p>\n
Da dies aber noch nicht so ist, gibt es zahlreiche F\u00f6rderm\u00f6glichkeiten, g\u00fcnstige Kredite und Steuerverg\u00fcnstigungen. Weltweit ist das nicht so, da m\u00fcssen wir auch noch eine gute Weile warten. Gro\u00dfspeicher liegen jetzt schon unter 500\u20ac\/kWh und da lassen noch einige \u00dcberraschungen auf sich warten.<\/p>\n
Quelle graphische Darstellung: \u00a9 B\u00fcro F – Stephan Franz<\/span><\/p>\n <\/p>\n N\u00e4chster Blog: Autarke Energieversorgung – Gro\u00dfspeichersysteme f\u00fcr Landwirtschaft und Industrie<\/strong><\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Seit Fukushima hat sich der Energiemarkt drastisch gewandelt. Seit der ENERGIEWENDE und mit dem neuen Bewusstsein Energie aus \u201eungef\u00e4hrlichen\u201c und alternativen Energiequellen zu gewinnen, hat es gro\u00dfe Innovationen gegeben. Mit der Exkommunikation der fossilen Brennstoffe wurden Chancen und Probleme klarer, wie systemisch erneuerbare Energien zu autarken Energieversorgung beitragen k\u00f6nnen. Die Bewegung f\u00fchrte mehr und mehr […]<\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":466,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[5],"tags":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.aquamarkcr.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/465"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.aquamarkcr.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.aquamarkcr.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.aquamarkcr.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.aquamarkcr.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=465"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/www.aquamarkcr.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/465\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":469,"href":"https:\/\/www.aquamarkcr.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/465\/revisions\/469"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.aquamarkcr.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/466"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.aquamarkcr.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=465"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.aquamarkcr.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=465"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.aquamarkcr.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=465"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}