Die Energiewende
Die Strommenge, welche Tag für Tag in Deutschland verbraucht wird, kann in dieser Größenordnung weder derzeit, noch in naher Zukunft gespeichert werden.
https://strom-report.de/strom/#strommix-2019-deutschland
513 Terawattstunden pro Jahr verbraucht Deutschland jährlich, es war aber auch schon mehr. Der durchschnittliche Tagesbedarf liegt somit bei 1,4 TWh.
Was oder wieviel ist eigentlich eine Terawattstunde?
1 TWh = 1.000.000.000 kWh. (1 Mrd. Kilowattstunden)
mit 1 TWh könnte man 10 Mrd. Glühlampen mit 100 Watt 10 Stunden lang betreiben.
Unsere 31 deutschen Pumpspeicherwerke haben heute ein Speichervermögen von etwa 7 Gigawattstunden (GWh). Bei einem Tagesstromverbrauch von 1,4 TWh benötigen wir demzufolge im Mittel 0,058 Terawatt pro Stunde. Umgerechnet sind das 58.561 Gigawatt pro Stunde. Somit verbraucht Deutschland durchschnittlich 0,976 Gigawatt Strom pro Minute.
Die vorhandene Pumpspeicherreserve mit 7 GWh reicht also (rechnerisch!) heute gerade einmal aus, um gesamt Deutschland für knapp 7 Minuten vollständig mit Strom zu versorgen. Für eine erfolgreiche Energiewende müssten zusätzlich noch mindestens 265 (!) weitere Pumpspeicherwerke in Deutschland errichtet werden, um den Strombedarf nur eines Tages zu kompensieren.
Um die Pumpspeicherreseven am Folgetag wieder aufzufüllen ist der Energiebedarf dann doppelt so hoch, denn es addiert sich die aufzufüllende Reserve mit dem
Strombedarf des nachfolgenden Tages.
In Deutschland (357.376 km²) werden insgesamt 51 Prozent der Landesfläche landwirtschaftlich genutzt (2016), Wälder bedecken weitere 30 Prozent. 14 Prozent werden als Siedlungs- und Verkehrsfläche genutzt (Tendenz steigend). Wasserflächen kommen auf 2 Prozent, die restlichen 3 Prozent verteilen sich auf sonstige Flächen, zumeist Ödland und auch Tagebaue.
Man kann erkennen, dass es sich als schwierig erweisen könnte, 265 weitere Pumpspeicherwerke im Bundesgebiet errichten zu wollen.
Bis 2030 sollen 6 Mio. Elektrofahrzeuge in Deutschland in Betrieb sein. Neuere Berichte sprechen sogar von 10 Mio. Deren täglicher Strombedarf kommt dann zum derzeitigen Stromverbrauch noch hinzu. 6 Mio. E-Autos benötigen jeweils bis zu 20 kW Ladestrom an Tag. Hierdurch kommen dann 120.000.000 kWh zusätzlicher täglicher Strombedarf zustande. Nicht berücksichtigt sind dabei die vielleicht bis dahin verfügbaren E-LKW.
Eine große Windkraftanlage erzeugt 5.000 kW Strom pro Stunde unter Ideal-bedingungen. Idealbedingung meint hier Sturmwind. Deshalb erbringen Inlandanlagen kommuliert nur ca. 1000 - 2000 Volllaststunden pro Jahr.
5000 kW * 2000 Std. ergibt 10.000.000 kWh durchschnittliche Jahresleistung. Es wurden in den letzten 15 Jahren jährlich 1000 Neuanlagen in Deutschland errichtet.
Der Jahresbedarf der zukünftigen 6 Mio. E-Fahrzeuge beträgt 20 kW * 365 Tage = 7300 kWh * 6 Mio. = 43.800.000.000 kWh, hierfür wären dann zusätzliche 4380 Windkraftanlagen erforderlich. Aber nur, wenn nicht alle gleichzeitig aufladen wollen und entsprechend auch der Wind tagein und tagaus stürmisch genug weht.
Da dies bekanntlich nur unreglmäßig geschieht, müssten schon aus Gründen der Versorgungssicherheit erheblich mehr als 4380 Anlagen vorhanden sein, weshalb 105.120 Windkraftanlagen in Deutschland zusätzlich errichtet werden müssten. Auf jedem Quadratkilometer kämen statistisch gesehen 3,4 Windkraftanlagen. Nachfolgend begründet sich diese hohe Anzahl:
https://eifelon.de/region/neue-vgb-studie-windstrom-nicht-zuverlaessig.html
zeigt auf, wie es um die Zuverlässigkeit der Stromerzeugung durch den Wind steht:
Die Autoren beschäftigte unter anderem die Frage, ob eine deutschland- und europaweite Verteilung der Windenergieanlagen zu einer deutlichen Glättung der Windstrom-Einspeisung führen würde. Bestätigt sich der Anspruch: „Irgendwo weht immer Wind und eine weiträumige Verteilung der Windenergieanlagen führt zu einer Stabilisierung des lokal unterschiedlichen Stromeintrags ins Netz.“ Damit, so die landläufig häufig getroffene Annahme, könne man sich Energiespeicher oder Backup-Kraftwerke, die einspringen, wenn der Wind wegbleibt, sparen, wenn nur genügend Windenergieanlagen vorhanden sind. Bis zum Jahresende 2016 waren in Deutschland circa 28.000 Windmühlen mit einer installierten Nennleistung von rund 50.000 Megawatt (MW) errichtet. Diese Nennleistung erreichen die Wind-anlagen allerdings im Normalbetrieb äußerst selten, wie die Statistik belegt.
Leider stimmt die Annahme „irgendwo weht immer Wind“ nicht, wie die Studie anhand realer Betriebsdaten für Deutschland aufzeigt. Auch die mittlerweile mehr als 150.000 Megawatt kumulierter Nennleistung der europaweit installierten Wind-energieanlagen können das Problem augenscheinlich nicht lösen, wie der zweite Teil der Studie im Detail belegen wird.
Seit dem Jahr 2010 haben die Autoren der Studie rund 160 Fünftagesphasen mit „Schwachwind“ festgestellt. Also im Schnitt alle zwei Wochen liefern die Windenergieanlagen weniger als durchschnittlich zehn Prozent ihrer theoretisch verfügbaren Leistung. Längere Schwachwindphasen, in denen für zehn bis 14 Tage kaum ein Luftzug die Rotoren bewegt, wurden in jedem Jahr mindestens einmal registriert. Dazu kam in fünf der untersuchten sechs Jahre jeweils eine Schwach-windphase von drei bis vier Wochen.
Bei Berücksichtigung dieser nicht seltenen Windbedingungen müsste das Backup-System (also Ersatzstromerzeuger, die Red.) sogar über Arbeitsvolumina von 30 bis 40 TWh und eine Leistung von durchschnittlich bis zu etwa 50.000 MW auf Abruf sicher verfügen können, berechnet die VGB-Windstudie.
Daraus ergibt sich – über den Betrachtungszeitraum unverändert – eine durch Windenergie gesicherte Stromeinspeisung ins Netz von nur circa einem Prozent der installierten Nennleistung!
Oder anders ausgedrückt: Für 99 Prozent der vorhandenen 50.000 Megawatt an Windgeneratoren muss im Ernstfall eine Ersatzleistung anderer Kraftwerke vorhanden sein, wenn wir bei Flaute nicht im Dunkeln sitzen wollen.
Diese „Backup“-Leistungsreserve muss in der Lage sein, den Maximalbedarf an elektrischer Leistung in Deutschland, vorwiegend in der kalten dunklen Jahreszeit, für mindestens 14 Tage oder längere Zeiträume zu decken, wenn Deutschland – wie bis jetzt politisch vorgesehen – die Kernkraftwerke im Jahr 2022 abschalten und anschließend oder gleichzeitig aus der Kohleverstromung aussteigen will.
Seit 2019 ist aber der Zubau neuer Windkraftanlagen rückläufig, kritisiert das BDEW am 21.08.2020:
Um das Klimaziel von 65-Prozent Erneuerbaren Energien am Stromverbrauch bis 2030 zu erreichen, ist der aktuelle Ausbau laut einer BDEW-Berechung zu gering. Danach werden jährlich 3,7 Gigawatt (GW) zusätzliche Leistung durch Windenergie an Land benötigt, um das Ziel zu erreichen.
Die Zahlen sprechen für sich, 3,7 GW (= 3.700.000 kW) entspricht 740 Windkraftanlagen die jährlich neu in Betrieb genommen werden müssten, die Anzahl der errichteten Neuanlagen lag aber nur bei etwa 180.
Es wird also ersichtlich, dass hier eine bislang ungelöste Problematik besteht, die Stromversorgung der Zukunft, somit die Energiewende, insgesamt sicher zu gestalten.
Hinzu kommt eine ansteigende Anzahl an Wärmepumpenheizungen, die mit ihrem zusätzlichen Strombedarf besonders in den Wintermonaten die Versorgung mit Strom zusätzlich belasten.
Bei den geplanten Wasserstofftechnologien verhält es sich ähnlich, hier soll (überschüssiger) Strom in Gas umgewandelt werden. Sobald aber etwa 50% des heutigen Verkehrs auf Wasserstoff angewiesen ist, kehrt sich der Vorteil zum Nachteil um. Denn dann wird die Wasserstoffnachfrage den derzeitigen Jahresstromverbrauch etwa verdreifachen.
Das gesamte Stromsystem würde damit weit über seine Belastungsgrenzen beansprucht.
Bereits aufgetretene Beinahe-Blackouts aufgrund fehlender Regelenergie sind nachzulesen unter:
https://www.udo-leuschner.de/energie-chronik/120503.htm
Die Fahrzeugbattieren der Elektro-Fahrzeuge sind zukünfig als Energiepeicher nutzbar.
"Pilotprojekt von Tennet und Daimler: Elektroauto-Batterien stabilisieren das Stromnetz"
Solche Schlagzeilen finden sich in der Presse immer wieder.
Rechnet man das genauer nach, kommt man schnell zu dem ernüchternden Ergebnis, das jeder einzelne der heutigen 82 Mio. Bundesbürger Deutschlands 312 Elektrofahrzeuge besitzen müsste, deren 20 kW Batterie ständig mit dem Stromnetz verbunden sein müsste. Selbst wenn dieses unrealistische Zenario eintreten würde, ist das derzeit bestehende Niederspannungsnetz dafür bei weitem nicht ausreichend.
Fazit:
Vielleich erkennen Sie jetzt selbst, dass die heutige gesicherte fossile Kraftwerksleistung nur durch eine erneuerbare Energie ersetzt werden kann, die unabhängig von Wind und Wetter rund um die Uhr "sauberen Strom" in ausreichender Menge liefern kann.
Welche Alternativen zur HILPERT-TURBINE sind heute verfügbar?
... keine Einzige.
Wir benötigen also nicht weitere 265 Pumpspeicherwerke und keine 100.000 neuen Windkraftanlagen, sondern eine effizientere Wasserturbinentechnik, welche die bereits
vorhandenen Erzeugungs- und Speicherkapazitäten um den Faktor 100 bis 1000 steigert.
Die globale Energiewende, wie sie beschlossen und planetar erforderlich ist, wird zur absoluten Herkules-Aufgabe.