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Auf der Internetplattform
EIKE wurde unter dem Link
http://www.eike-klima-energie.eu/news-anzeige/erneuerbare-speicherprobleme-geloest-ist-der-ringwallspeicher-eine-neue-intelligente-form-der-stromspeicherung/
ein Beitrag eingestellt, der unzureichend recherchiert, mit teils falschen und
maßlos überzogenen Behauptungen versucht, das Ringwallspeicherkonzept madig zu
machen.
Rechnet man die vom Autor als Fakten dargestellten Angaben nach, dann erkennt
man deren Unrichtigkeit und die mit dem Beitrag verfolgten demagogischen
Absichten.
Trotzdem ist dieser Artikel mit der anschließenden Diskussion hier
wiedergegeben. Daraus wird erkennbar, mit welcher einseitigen und engstirnigen
Sicht von manchen Leuten versucht wird, energiepolitische Stimmungsmache zu
betreiben.
--------------------------------------- Anfang des zitierten
Beitrags ---------------------------------
"Erneuerbare" Speicherprobleme gelöst? Ist der Ringwallspeicher eine
neue intelligente Form der Stromspeicherung?
„Endlich! So wird
Strom aus SONNE und WIND intelligent gespeichert“ so titelte die
Zeitschrift „Bild der Wissenschaft“ in seiner Ausgabe 10/2010 auf der
ersten Seite. Als Ausweg verschiedener unzureichender
Speichermöglichkeiten für überschüssigen Wind- und Solarstrom wurde
etwas ganz neues vorgestellt, ein Ringwallspeicher – eine Idee von
Matthias Popp – die er als Dissertation einreichte [1], die angenommen
wurde, so dass er heute mit Dr.-Ing. unterzeichnet.
Was ist ein Ringwallspeicher?
Das ist nichts anderes, als es die heutigen
Speicherkraftwerke mit Ober- und Unterbecken auch sind, wie sie im
bergigen Gegenden zu finden sind. Das Neue daran ist, dass der
Ringwallspeicher in der norddeutschen Tiefebene gebaut werden soll, das
fehlende Bergland wird durch Menschenhand geschaffen, es wird
ausgebaggert, und es wird der fehlende Berg durch einen künstlichen
„Wall“ ersetzt. In der Mitte befindet sich ein rundes Oberbecken,
umschlossen von dem „Wall“. Ein ringförmiges Unterbecken umgibt den
„Wall“ des Oberbeckens. Der Bodenaushub des Unterbeckens dient zur
Aufschüttung des Walles. Die Maße der Anlage sind:
Außendurchmesser der Gesamtanlage
11 km
Ring“wall“höhe
215 m
Höhenunterschied zwischen Ober- und Unterbecken
200 m
Pegelschwankung im Oberbecken
50 m
Pegelschwankung im Unterbecken
20 m
Die Rechnung ergibt: Damit lässt sich in der Tat
für rund 11 Tage eine Versorgung durch 2000 MW elektrischer Leistung
sicher stellen, also die Stromlieferung von 2 kleineren Kernkraftwerken
für rund 11 Tage ersetzen. Es pendelt eine Wassermenge von 1
Kubikkilometer zwischen Ober- und Unterbecken. Das Oberbecken hat
insgesamt einen Inhalt von 4 Kubikkilometer Wasser.
Vergleiche
Um die Dimensionen des Projektes einordnen zu
können, sind Vergleiche von Nutzen.
1) Der Ringwallspeicher kann eine elektrische
Arbeit von 550 Mill. kWh speichern, das ist ca. das 14-fache der
heutigen Speicherkapazität aller Pumpspeicheranlagen in Deutschland.
2) Der Flächenbedarf beträgt 110km², das ist mehr
als der Chiemsee (82km²) und mehr als der Starnberger See (57km²). Es
ist für das ringförmige Unterbecken ein Fläche etwa so groß wie der
Starnberger See auszubaggern. Das Oberbecken hat enthält mit seinen 4
km³ Inhalt mehr Wasser als der Starnberger See (ca. 3km³ Wasser) oder
Chiemsee (ca. 3,5km³ Wasser).
3) Wir machen einen Vergleich mit dem bisher
weltgrößten Wasserbauprojekt, dem Drei-Schluchten-Projekt des Yangtse in
China [2]:
|
Ringwallspeicher |
Drei-Schluchten-Staudamm |
Höher der Staumauer |
215 m |
185 m |
Höhenunterschied der Wasserspiegel |
215 m |
ca. 100m |
Länge der Mauer |
7000 m |
2335 m |
Breite der Mauer am Fuß |
??? |
115 m |
Breite der Mauer oben |
15 m |
40 m |
Bauzeit |
50 Jahre *) |
15 Jahre |
Art des Dammes |
geschütteter Aushub vom Unterbecken
|
Schwerkraftdamm aus Beton |
Gründung des Dammes |
? Es gibt keinen Fels in Norddeutschland |
in Granit |
Erdaushub |
> 1 Milliarde m³ |
0,1 Milliarde m³ |
geflutete Fläche |
110 km² |
640 km² |
Umsiedlungen |
25 000 Personen **) |
840 000 Personen |
Gesamtkosten |
100 Mrd. EURO ***) |
90 Mrd. Yuan |
*) geschätzt aus dem Vergleich mit
3-Schluchten-Staudamm
**) berechnet aus der Fläche und mittlerer
Bevölkerungsdichte in Deutschland
***) geschätzte Lohnkosten aus Vergleich mit
3-Schluchten-Staudamm (Bauzeit, Zahl der Arbeiter)
4) Zur Füllung der Anlage werden 4km³ Wasser
benötigt, das ist die durchschnittliche Wasserführung des Rheines am
Oberlauf von 4 Monaten. Der Rhein kann nicht umgeleitet werde, aber es
könnte zur Füllung eine Pipeline von der Weser oder Elbe gebaut werden.
Setzt man die Leistungsfähigkeit der neuen Erdöl-Pipeline von Baku nach
Ceyhan am Mittelmeer (fertig gestellt in 2005) als Vergleichsmaßstab an,
so könnte mit einer derartigen Pipeline (Röhre mit ca. einen Meter
Durchmesser) der Ringwallspeicher in 80 Jahren mit Wasser gefüllt
werden.
Was folgt daraus?
Herr Matthias Popp hat seiner Phantasie freien
Lauf gelassen und einen Vorschlag gemacht, der in ein Märchenbuch
gehört. Die Berechnung der gespeicherten Energie ist richtig, dann aber
fangen die Illusionen an:
Die erforderliche Staumauer wird
verniedlichend als Wall bezeichnet.
Eine skizzenhafte Darstellung der Anlage ganz
in grüner Natur gibt den passenden ökologischen Anstrich, kein
grauer Beton ist zu sehen.
Weil wichtige technische Details wie Länge
des „Walles“, aufzunehmender Wasserdruck und Menge des Erdaushubes
nicht benannt werden, ist auch nicht erkenntlich, dass der
Ringwallspeicher den Drei-Schluchten-Staudamm – das bisher größte
Wasserbauprojekt der Erde – mehrfach übertreffen soll. Ein Wall aus
Erdaushub kann niemals den Wasserdruck von 200 m Höhenunterschied
aufnehmen, dazu ist keine Rechnung notwendig.
Weitere Punkte, die das Projekt als
Phantasieprodukt entlarven:
-
Die Gründung eines
solchen Bauwerks bei Abwesenheit von Felsuntergrund ist nicht
möglich.
-
Die Terrorgefahr,
dazu zur Erinnerung: Der Staudamm vom Edersee wurde im Krieg
(16.5./17.5.1943) bei einem Fliegerangriff zerstört, über 2000
Menschen starben durch die Flutwelle. Diese Gefahr ist beim
Ringwallspeicher mit 20-fach größerer Wassermenge natürlich
ebenfalls als 20-fach größer einzuschätzen.
-
Zeitdauer von ca.
1500 Jahren für den Bau der insgesamt 30 Anlagen dieser Art, damit
die Vollversorgung Deutschlands mit „grünem“ Strom möglich wird.
-
Woher soll das
erforderliche Wasser kommen?
-
Wie soll das alles bezahlt werden?
Abschätzung zu den Kosten des Stroms: Bei 8% Zins und 20 Jahren
Laufzeit folgt die Annuität von 10,2%, also 10 Mrd. EURO pro Jahr.
Dieses verteilt auf 5 Mrd. kWh (10 Füllungen des Speichers im Jahr)
ergibt Kapitalkosten von 2,- EURO pro gespeicherter kWh Strom, ohne
Berücksichtigung von Betriebskosten.
Durch verschiedenste Seitenhiebe auf die
Kernkraft wird der politische Hintergrund der Arbeit sichtbar, es fehlt
auch nicht der Hinweis auf die „ungelöste Endlagerfrage“. Es wird die
falsche Vermutung genährt, dass fossile und nukleare Quellen zur
Stromversorgung entbehrlich sind. Es scheint unbekannt zu sein, dass in
Deutschland alles rund um Radioaktivität und Strahlung aus politischen
Gründen zu einem gefährlichen Moloch aufgeblasen wird [3].
Es ist bedauerlich, dass sich eine renommierte
Zeitschrift wie „Bild der Wissenschaft“ dazu hergibt, einer
Märchengeschichte solch breiten Raum einzuräumen.
Und es lässt zweifeln an der fachlichen Qualität
deutscher Universitäten, wenn sie bereit sind, Fantasien mit der
Verleihung der akademischen Würde eines Dr.-Ing. zu adeln.
Dr. Lutz Niemann für EIKE
Literaturhinweise
[1]
www.poppware.de
[2] „Das grosse Drei-Schluchten-Projekt“, von Li
jinlong, eine Dokumentation des Projektes in Buchform, 130 Seiten, 2005
[3] „Legenden vom bösen Atom“, DER SPIEGEL,
47/2007, S. 160 – 164
--------------------------------------- Ende des zitierten
Beitrags ---------------------------------
Zahlreiche Kommentare wurden auf der
Internetplattform zu diesem Beitrag abgegeben. Diese, darunter auch
meine Kommentare, werden nachfolgend wiedergegeben:
#1: Dr. Wolfgang Zernial sagt:
am Montag, 29.11.2010, 18:57
Eine sehr gelungene Kritik! Bild der Wissenschaft habe ich schon
vor einigen Jahren gekündigt, weil ca. 50% Werbung und 50% aus meiner
Sicht zum Teil schlecht redigierte Artikel drin waren. Das scheint sich
fort zu setzen.
#2: Frank Grabitz sagt:
am Montag, 29.11.2010, 19:07
Als Bauingenieur würde ich sagen : Toll, ein gigantisches
Traumprojekt, mal 20/30 Jahre nichts anderes tun als Baggern. Die besten
Aussichten für Baumenschen auf eine konstante Arbeit. Die können sogar
am See wohnen ohne Angst zu haben wieder auf Montage zu müssen. Man
stelle sich eine Planierraupe und den Chiemsee vor ! Dazu riesige
Muldenkipper, alle natürlich Diesel betrieben.
Die Baumaschinenhersteller der Welt werden jetzt alle für Wind und
Solarenergie sein. Allerdings müssten mehrere Seen gleichzeitig begonnen
werden, sonst dauert es doch zu viele Jahrhunderte. So lange wird das
Klima nicht durchhalten und immer nur warm werden wollen. In der steten
Veränderung lebt das Universum. Möglicherweise werden im Laufe der Zeit
Eisseen daraus.
Die Statik eines geschütteten Erddammes bei 200 m Wassersäule hätte ich
aus dem Ärmel heraus auch schwer angezweifelt. Allein, dass bei diesem
Druck das Wasser durch den Damm zumindest in den unteren Bereichen
langsam aber sicher durchgespült wird – und dann ist´s eh aus. Sogar bei
Dammeinfassungen unserer regulierten Flüsse wie der Donau, werden in den
aufgeschütteten Erddamm noch Schmalwände eingebracht, die in den
gewachsenen Untergrund einbinden. Ohne Beton, bewehrt und tiefe breite
Fundamente wird da nichts gehen.
(das sind dann die Nachträge wie bei jedem Projekt, ähnlich den
voraussehbaren bei Stuttgart 21)
Und die Kosten?... ach was, zu was gibt es Druckmaschinen, das kennen
wir doch aus den Finanzkrisen.
Ein Bombenabwurf, oder zwei, auf den See dürften wesentlich leichter
durchzuführen sein als auf ein Kernkraftwerk.
das erforderliche Wasser kommt vielleicht aus den erwarteten
Unwetterkatastrophen. Deswegen macht der Bau Sinn in Ostdeutschland –
hier hat man sowieso mehr Platz, da weniger Menschen – wegen Elbe und
Oder. So kann das Hochwasser gleich umgeleitet werden. Ansonsten muss
HAARP her um den Jetstream wieder abzulenken.
(oder in NRW, dann können die alle so richtig schön baden gehen)
Das Durchrechnen der Anlage und wenigstens der theoretische statische
Nachweis müssten auf alle Fälle die Basis der Doktorarbeit sein.
Ansonsten ist das ein aufwendiger Luftballon.
Die Statik des Drei Schluchtendammes wird, nach dem letzten Bericht im
TV, mit einem skeptischen Auge betrachtet. Allein die schiere Größe ist
problematisch. Den Hooverdamm – fest verankert im Fels - kann man als
gelungenes Beispiel ansehen
Reine Erddämme macht man meines Wissens schon lange nicht mehr, oder
höchstens bei kleinen Stauanlagen im 3. Weltland, wenn´s billig kommen
soll.
Zinsen von 8% sind allerdings viel zu hoch angesetzt. Momentan liegt die
10 Jahreskredit bei ca. 3%. Und bei der Höhe kriegt man das auch auf 20
Jahre. Aber auch damit wäre der Strom zu teuer. Für Tilgung müssten bei
20 Jahre Laufzeit aber gut 3,5-4% angesetzt werden.
Allerdings : als Baumensch müsste ich mir schon mal in die Hände
spucken.
Aber : warten wir mal ab.
#3: Michael Clemens sagt:
am Montag, 29.11.2010, 19:43
Neue Ideen braucht das Land!
Noch charmanter ist der hydraulische Energiespeicher in Form eines
ausgesägten Granitzylinders (Hubkolbens) von bis zu 1.000 m Durchmesser
und 1.000 m Höhe.
http://tinyurl.com/2dtl3no
In Norddeutschland kommt zum Beispiel das Brockengebiet als größeren
Granitformationen in Frage. Diesen könnte man dann als
Touristenattraktion bei Starkwind um 500 m anheben und ggf. auch die
Wintersportmöglichkeiten verbessern.
Zitat:
„Ökologische Probleme entstehen in geringem Umfang für die Vegetation
auf dem Hubkolben, da dieser durch die Anhebung einer etwas geringeren
Temperatur ausgesetzt ist. Dieser geringfügige Effekt, der im Bereich
von zwei Grad liegt, kann praktisch vernachlässigt werden, er entspricht
einfach einer entsprechenden Höhenlage.“
#4: Rudolf Kohler sagt:
am Montag, 29.11.2010, 20:24
Es gibt noch weitere Fragen, die nicht zu vernachlässigen sind:
Angefangen beim NIMBY (Not in my Backyard), wer will diese Riesenanlage
denn vor seiner Haustür haben?
Dann - wie groß sind die Verdunstungsverluste eines solchen gigantischen
Speicherbauwerks? Die müssen ja auch ergänzt werden. Und wie verändert
sich die Wasserqualität durch die Verdunstung?
Fragen über Fragen...
#5: Harry Hain sagt:
am Dienstag, 30.11.2010, 12:27
Es sind die wissenschaftlichen /technischen Leichtgewichte unserer
Zeit, die nach oben getrieben werden.
Aber das ist keine Neuerscheinung. Ein Blick zurück in das 19. und 20.
Jahrhundert ist auch eine Fundgrube mit seltsamen, teilweise
unterhaltsamen Behauptungen, Analysen und "Tatsachen" aus der
hochgelobten Wissenschaft/Forschung die längst als Irrtum entlarvt
worden sind. Nicht alle. Die "Klimalüge" ist eine, die bis heute
überlebte. Und die nun als fragwürdige Grundlage für allerlei
"ökoreligiösen Mumpitz" erhalten muß. Und das zu Kosten derer, denen die
Politiker unter Eid geschworen haben Schaden vom Volke abzuwenden.
Leider wurde in den letzten 20-30 Jahren weniger die korrekte Basis für
eine wissenschaftliche Denk-/Arbeitweise vermittelt und gefördert (dank
entspr. polit. Vorgaben/ Es benötigt es schon reichlich
"Gehirnschmalz"), sondern mehr ein politisch korrekter Opportunismus für
den raschen Aufstieg als Politiker(berater), Demagoge und Weltreisender
mit Nebenberuf Wissenschaftler. Diese wachsende Gruppe ist nur sich
selbst (den eigenen Pfründen), aber nie der Wissenschaft verpflichtet
und der Wahrheit schon gar nicht!
#6: Dr.-Ing. Matthias Popp sagt:
am Dienstag, 30.11.2010, 14:40
Schade, dass diese Plattform nicht bereit war, meinen Beitrag zum
Speicherbedarf erneuerbarer Energien und den daraus entwickelten
Vorschlag zum Ringwallspeicher zu veröffentlichen.
Offensichtlich würde dieser die bisher gepflegte Gewissheit, dass eine
erneuerbare Stromversorgung aus Wind und Sonne nicht funktionieren kann,
empfindlich durchkreuzen.
Mit völlig daneben liegenden Werten versucht der Autor des Artikels den
Ringwallspeicher ins lächerliche zu ziehen.
Der Nurek Staudamm ist mit 300 Metern das derzeit höchste Stauwerk der
Welt. Wegen der Erdbebengefährdung des Gebietes ist er als Erddamm mit
einem Kern aus Lehm und Ton ausgeführt. Der Vergleich des Autors mit dem
Drei-Schluchten-Damm ist wenig hilfreich.
Die beanspruchte Landfläche des Ringwallspeichers läge mit ca. 100
Quadratkilometern in der gleichen Größenordnung wie bei großen
Braunkohletagebauen. Die zu bewegenden Erdmassen wären im Vergleich dazu
jedoch bescheiden. Für den Braunkohletagebau Hambach werden während der
Betriebszeit voraussichtlich mehr als zehn Kubikkilometer Deckschichten
verlagert, um an die Kohleflöze in bis zu 400 Metern Tiefe zu gelangen.
Damit ließen sich sieben der abgebildeten Ringwallspeicher errichten,
die jeweils ein Erdbauvolumen von ca. 1,4 Kubikkilometern erfordern
würden. Bei einer Speicherreichweite von 14 Tagen könnten damit Wind-
und Solarenergieanlagen ausgeglichen werden und bedarfsgerechten Strom
liefern mit einer Durchschnittsleistung von 14 und einer Spitzenleistung
von 22 Gigawatt. Das wäre ein Vielfaches von der Leistung der
Braunkohle-Grundlastkraftwerke, die dieser Tagebau versorgt.
Interessant wäre, was der deutsche Braunkohletagebau kosten würde, wenn
dieser mit Methoden und der hochgerechneter Arbeitszeit chinesischer
Bauarbeiter betrieben würde.
Würde das Abtragen der Deckschichten so langsam erfolgen, wie vom Autor
des Beitrags angenommen, dann bräuchte man 350 Jahre, um die Kohle aus
dem Tagebau Hambach zu fördern. Dieser wird aber bereits in weniger als
50 Jahren zur Neige gehen.
Mit den Kostenannahmen des Autors wäre Kohlestrom schon überhaupt nicht
mehr bezahlbar.
Mit den Annahmen des Autors hätten in Deutschland bereits ganze
Großstädte umgesiedelt werden müssen, wenn die Tagebaue, die bis heute
weit über 1000 Quadratkilometer einnehmen, immer genau dort angesiedelt
worden wären, wo die statistisch mittlere Bevölkerungsdichte angetroffen
wird.
Ringwallspeicher müssen nicht kreisrund sein, wie in der Abbildung
gezeigt. Im Gegensatz zu Tagebauen, die sich nach den Bodenschätzen
richten müssen und in der Tat zur Umsiedlung ganzer Ortschaften führen,
können Ringwallspeicher Siedlungsgebiete und sensible Bereiche
aussparen.
#7: Armin Tamsarian sagt:
am Dienstag, 30.11.2010, 14:56
Wieso sollte man diese Anlage nicht in einen bereits bestehenden
See hineinbauen können? Oder an ihn angrenzend?
Das erspart Arbeit, Zeit, Geld.
Ansonsten gibts immer noch "Alantropa", als ultimative Lösung des
Energieproblems:
http://de.wikipedia.org/wiki/Atlantropa
#8: Hans Spaniol sagt:
am Dienstag, 30.11.2010, 16:39
Sehr geehrter Herr Dr.-Ing. Matthias Popp, Ihr Vorschlag ist so
unnötig wie dem Pastor seine Eier. In Anbetracht der Tatsache, dass wir
für die nächsten Jahrhunderte ausreichend Kohle zur Stromerzeugung
haben, brauchen wir keine Speicher. Wir müssen nur endlich das Märchen
von bösen CO2 beenden.
Und Sie könnten ihre Kreativität für was Nützliches verwenden.
#9: Frank Grabitz sagt:
am Dienstag, 30.11.2010, 18:05
#8 H. Spaniol
ich glaube der Vergleich hinkt, der Pastor kann seine Eier gebrauchen,
der Pfarrer ist der, der auf sie verzichten könnte, wenn ihm die kath.
Kirche nicht zwei Fehltritte, sprich Kinder, zugestanden hätte.
Fürwahr, der CO2 Unsinn treibt Kreativität an, die anderswo besser
genutzt wäre.
Allerdings wie gesagt : Arbeit für Baumenschen ohne Ende.
#10: Attila Ladanyi sagt:
am Dienstag, 30.11.2010, 20:53
Hat jemand schon nachgedacht mit welchen Druck das Grundwasser
ausserhalb der Anlage nach oben schiesst?
Bei gewöhnlichen Hochwasser von kaum 5 Meter sind auch nicht die Dämme
problematisch sondern das was an der anderen Seite hochkommt. Häuser
werden nach oben gedrückt und nicht nur Keller geflutet sondern ganze
Landstriche. Wie sieht es aus bei 200 Meter Höhendifferenz hinterm
Deich?
#11: Heinz Reeg sagt:
am Dienstag, 30.11.2010, 22:41
Sehr geehrter Herr Popp,
vielleicht stellen Sie Ihre Dissertation mal ins Netz. Das wäre
hilfreich.
Sie schreiben:
-Der Nurek Staudamm ist mit 300 Metern das derzeit höchste Stauwerk der
Welt. Wegen der Erdbebengefährdung des Gebietes ist er als Erddamm mit
einem Kern aus Lehm und Ton ausgeführt.-
Sie wissen aber auch, dass im Vergleich zu Ihrer Vision der Nurek-Damm
nur einen Bruchteil an Staumauer benötigt (704 m), während Sie 7.000 m
(kreisrund) realisieren wollen, der unter Berücksichtigung von
Ausweichungen auch noch viel länger sein könnte.
Haben Sie für den Ringwall einen Kontrollgang berücksichtigt?
Ihr Vergleich mit den Tagebauen:
-Die beanspruchte Landfläche des Ringwallspeichers läge mit ca. 100
Quadratkilometern in der gleichen Größenordnung wie bei großen
Braunkohletagebauen. Die zu bewegenden Erdmassen wären im Vergleich dazu
jedoch bescheiden.-
ist ein Vergleich Äpfel und Birnen und tut nichts zur Sache. Im Tagebau
werden Erdmassen nur umgeschichtet. Sie müssen nur wenig konstruktive
Eigenschaften aufweisen. Warum werden denn an den Küsten und Flüssen
kaum Dämme mit Innendichtungen (Lehm/Ton) gebaut? Weil das Material
nicht in naher Umgebung zu Verfügung steht. Es scheitert hier schon an
den Transportkosten bei nur wenigen Höhenmetern Damm und Volumen.
Ihre Aussage:
„- interessant wäre, was der deutsche Braunkohletagebau kosten würde,
wenn dieser mit Methoden und der hochgerechneter Arbeitszeit
chinesischer Bauarbeiter betrieben würde. -
sollten Sie lassen. Das mag für (bestimmte) Politiker interessant sein,
für einen Ingenieur aber unwürdig. Mit wie viel Toten rechnen Sie für
Ihr Projekt?
Als Machbarkeitsstudie ist Ihr Projekt sicherlich interessant. Wo darf
man Ihre Dissertation nachlesen?
Mfg
Heinz Reeg
#12: Hofmann M. sagt:
am Mittwoch, 01.12.2010, 11:59
So ein Konzept ist ja immer ganz schön in der Theorie bzw. auf dem
Blatt.
Wenn es aber dann umgesetzt werden soll, dann scheitert es schon mal
daran, dass es vom Markt nicht akzeptiert wird. Solange Kohle und Uran
noch genügend vorhanden ist, solange werden diese Konzepte in den
Schubläden verbleiben. Das gleiche sehen sie in der Automobilbranche.
Hier werden auch immer wieder Anläufe unternommen, um das E-Auto gegen
den Markt (Subventionen) zum Durchbruch zu verhelfen. Aber solange das
Öl noch ausreichend und kostengünstig zu haben ist, solange wird sich
der Markt der E-Autos nicht durchsetzen können.
Die erneuerbaren Energien werden jetzt auch langsam vom Markt
verschwinden, wenn die Subventionen Jahr für Jahr zurückgefahren werden.
Der Markt hat für erneuerbare Energieformen keine Platz. Kohle und Uran
sind hier weiterhin dominant.
Für diese Speicherprojekt werden Sie also keine Investoren finden und
der Rückhalt in der Bevölkerung für solche Großprojekte in Deutschland
wird es auch unmöglich machen. Siehe alleine den Unsinnigen Streit um
Stuttgart 21. Einige Weltenretter genügen heute schon um in Deutschland
Großprojekte ins Schwanken bzw. die Kosten dafür in Höhe treiben zu
lassen.
#13: Dr.-Ing. Matthias Popp sagt:
am Mittwoch, 01.12.2010, 12:01
zu #10:
Bezüglich des Grundwasserdrucks, den das Oberbecken des
Ringwallspeichers auf die Umgebung ausübt, muss natürlich beachtet
werden, dass dieses Oberbecken vollständig abgedichtet wird und keine
Verbindung zum Grundwasser haben darf. Andernfalls wäre zu befürchten,
was Herr Ladanyi schreibt. Das ist übrigens bei allen künstlich
angelegten Oberbecken von Pumpspeicherkraftwerken der Fall. Allein der
Energieverlust, der bei einer Undichtheit des Oberbeckens eintreten
würde, legt es nahe, dass die Oberbecken mit einer dauerhaft dichten
Auskleidung versehen werden.
zu #11:
Meine Dissertation wird von Springer-Verlag Berlin Heidelberg verlegt.
Sie kann unter der ISBN: 978-3-642-01926-5 im Buchhandel erworben
werden. Das Copyright liegt beim Verlag. Deshalb ist es mir nicht
möglich, die Arbeit ins Netz zu stellen.
Sie setzt sich in erster Linie mit dem Ausgleichs- und Speicherbedarf
bei einer Stromversorgung mit Wind und Sonne auseinander. Auch dann,
wenn durch geschickten Einsatz von Wind und Sonne und Ausnutzung
kontinentaler Ausgleichseffekte durch leistungsstarke Stromnetze der
Ausgleichsbedarf minimiert würde, verbliebe dann, wenn der Ausgleich
über Stromspeicher durchgeführt wird, ein Bedarf der ca. der 500-Fachen
heute in Deutschland installierten Pumpspeicherkapazität entspricht. Die
Speicherleistung müsste dagegen nur ca. Verzehnfacht werden. Bei
nationaler Betrachtung, ohne kontinentale Ausgleichseffekte, müssten die
Speicher auf die doppelte Kapazität ausgelegt werden, so dass damit der
Verbrauch für ca. 14 Tage überbrückt werden könnte.
Im Zuge von Berechnungen, wie viele Kubikkilometer Wasser dazu bei
welchen Höhenunterschieden erforderlich wären, wurde der Vorschlag des
Ringwallspeichers entwickelt.
Der Vergleich mit existierenden Dammbauwerken und Stauseeprojekten
ergab, dass die technischen Herausforderungen grundsätzlich lösbar
erscheinen. Konkretere Aussagen können natürlich erst dann gemacht
werden, wenn dies qualifiziert für tatsächliches Gebiet untersucht wird.
So eine Untersuchung oder eine konkrete Planung hat aktuell noch nicht
stattgefunden.
Wie der Autor des Artikels auf eine Dammlänge von 7000 Metern kommt, ist
mir nicht klar. Durchmesser ca. 6 Kilometer des Ringwalls mal Pi ergibt
knapp 19 Kilometer.
Es gibt deutlich längere Dämme: Chapetón in Argentinien 224 Kilometer,
und höhere Dämme: Nurek 300 m.
Nur vom Dammvolumen her wäre der zur Diskussion gestellte
Ringwallspeicher mit 1,4 Kubikkilometern ca. 2,6 mal so mächtig, wie der
bisher voluminösestes Staudamm: Syncrude Tailings in Kanada mit 0,54
Kubikkilometern. Dieser erreicht übrigens eine Länge von 18 Kilometern
(Quelle:
http://en.wikipedia.org/wiki/Syncrude_Tailings_Dam#cite_note-page_58-0)
und wird genau mit dem Abraum des Ölsand-Tagebaus errichtet, für den er
als Stauraum für ein Absetzbecken dient. Ohne dass mir die Zahlen dieses
Bauwerks bekannt sind, kann davon ausgegangen werden, dass dort die
Schaffung von einem Kubikmeter Damm eher unter als über einen Euro
kosten dürfte.
Überträgt man diese Verhältnisse auf den zur Diskussion gestellten
Ringwallspeicher mit einer Speicherkapazität von ca. 0,7 Terawattstunden,
dann ergibt sich beim Dammvolumen von 1,4 Kubikkilometern ein
Erdbauvolumen von ca. zwei Kubikmetern pro Kilowattstunde
Speicherkapazität.
Das Volumen des erforderlichen Dichtmaterials wird zwar erheblich sein,
aber gering im Vergleich zum Erdbauvolumen zur Errichtung des Dammes.
Bei einer vorgesehenen maximalen Pegeldifferenz von 50 Metern im
Oberbecken und einer mittleren Höhendifferenz von 200 Metern zwischen
Ober- und Unterbecken, entsteht durch die Abdichtung von einem
Quadratmeter Beckenboden des Oberbeckens eine Speicherkapazität von ca.
25 Kilowattstunden. Sollte die erforderliche Dichtmasse in der gegebenen
Größenordnung für 25 Euro pro Quadratmeter beschafft und eingebaut
werden können, dann lägen die Abdichtungskosten zur Schaffung von einer
Kilowattstunde Speicherkapazität bei einem Euro.
Allein die beiden hier angestellten Kostenbetrachtungen zeigen, dass
eine begründete Aussicht darauf besteht, dass die einmaligen
Investitionskosten zur Schaffung der Speicherkapazität eines
Ringwallspeichers unter einer Größenordnung von fünf bis zehn Euro pro
Kilowattstunde Speicherkapazität zu liegen kommen könnten.
Weitere, weniger ins Gewicht fallende Kosten zur Schaffung der
Speicherkapazität betreffen den Grunderwerb und die Erstbefüllung mit
Wasser.
Das Gesamtbauwerk käme damit auf 3,5 bis 7 Mrd. Euro im Gegensatz zu den
100 Milliarden, die der Autor des Artikels, Dr. Lutz Niemann, in den
Raum stellt.
Dieser Autor setzt sich in seinem Beitrag
http://www.buerger-fuer-technik.de/Niemann092005BfT.doc mit dem
Thema "Kernenergie und Demagogie" auseinander und kritisiert darin die
Methoden, mit denen Stimmung gegen Kernkraft gemacht wird. Leider greift
er aber mit seiner Art der bewussten Fehlinformation in diesem Beitrag
zu den gleichen demagogischen Mitteln, die er bei den Widersachern der
Kernenergie kritisiert. Eigentlich schade, denn seine Analysen zur
Demagogie finde ich gar nicht so schlecht.
Die konventionell einzubauende Pumpspeichertechnik ist von der
installierten Leistung abhängig (nicht von der Speicherkapazität). Diese
Kosten sind auf der Basis ausgeführter Wasserspeicherprojekte leicht zu
kalkulieren und weit unterhalb der Kapazitätskosten.
Der Vergleich mit China meinerseits geschah als Reaktion auf die
Bezugnahme des Artikelschreibers auf den Dreischluchtendamm in China und
die dort eingesetzten Arbeitskräfte. Von mir aus würde ich solche
Vergleiche nicht anstellen. Damit soll nur gezeigt werden, wie in dem
suggestiven Artikel des Autors Äpfel mit Birnen verglichen werden. Wenn
Herr Reeg meine Reaktion darauf kritisiert, dann hätte er auch den
Verfasser des Artikels kritisieren dürfen.
Vollkommen korrekt bemerkt Herr Reeg, dass der Vorschlag für eine
Machbarkeitsstudie interessant wäre. Genau dieses sollte der nächste
Schritt sein um einen ganzheitlichen Blick dafür zu bekommen, wie mit
dem überreichlich vorhandenem Energiedargebot aus Wind und Sonne eine
bedarfsgerechte Stromversorgung ermöglicht werden kann und wie sich die
Wirtschaftlichkeit dieser nachhaltigen Art der Stromversorgung gegenüber
der fossilen und nuklearen Alternative darstellt.
Während Ringwallspeicher-Hybridkraftwerke dauerhaft regenerativen Strom
liefern und nach ihrer Abschreibung nur noch Betriebskosten aufweisen
würden, müssen sich Braunkohle- und Urantagebaue so wie Öl- und
Gasförderung in immer tiefere Untertagezonen vorarbeiten, um den
steigenden Energiehunger der Menschheit befriedigen zu können. Es
dürfte, falls es nicht bereits heute so ist, nur eine Frage der Zeit
sein, bis die regenerative Energiewirtschaft auch direkte Kostenvorteile
bietet. Die Arbeit an diesem zukunftsfähigen System sollte nicht
gebremst, sondern beschleunigt werden.
#14: H. Urbahn sagt:
am Mittwoch, 01.12.2010, 12:06
Hallo Herr Grabiz,
da würden sich in Deutschland die Firmen aber freuen, wenn diese ihre
Kredite zu 2 % bekommen würden. Für eine mittelständische Firma liegen
die Kreditzinsen, wenn sie Glück hat, bei 7 % bei 5 Jahren Laufzeit. Bei
2% Inflation macht dies eine Realverzinsung von 5 %.
Mit freundlichem Gruß
H. Urbahn
#15: Frank Grabitz sagt:
am Mittwoch, 01.12.2010, 12:39
@H. Landanyi
Das denke ich, dürfte beherrschbar sein. Es beträfe den oberen/inneren
See. Dessen Grund muss mit Lehm/Ton abgedichtet sein, so dass kein
Wasser in den Untergrund gelangen kann. In der Natur kann man das
erkennen, wenn Grundwasserschichten durch Tonlagen, o.ä. getrennt sind
und kein Wasser von einem Niveau in das andere gelangen kann. Bei
Stuttgart 21 besteht ist diese Untergrundschichtung auch vorhanden, und
bei Tiefenbohrungen muss aufgepasst werden, keine abdichtende
Trennschicht zu durchbohren, ansonsten Grundwasseraustausch stattfinden
würde, der die Anhydritschichten wässert.
Auch mittels Schmalwänden – werden auch bei Deichbauten entlang der
Flüsse eingebaut – die in den Untergrund einbinden, kann die „Fuge“
abgedichtet werden.
Bei so einem Riesenbauwerk wie dem künstlichen Speichersee, wäre das
natürlich eine Herausforderung und die 5% Fraktile, die Gaus´sche
Normalverteilungskurve, würde sich hier zerstörerisch auswirken – also :
Null Fehler.
@#11 H. Reeg
Eine Staudammmauer nutzt für den Druck gegen das Wasser die
Gewölbewirkung der gebogenen Form. Der Nurekstaudamm, ist gerade,
verbreitert sich aber stark nach unten hin, statisch können sie sich an
den Felswänden abstützen. Als nach unten sich verbreiterndes
Massenbauwerk kann auf die gebogene Form –jedenfalls sichtbar nach außen
- verzichtet werden.
Bei dem vorgeschlagenen Ringdamm ist die Form jedoch eher
kontraproduktiv. Die statisch wirksame Biegung geht in die andere
Richtung, ist also negativ. Man benötigt mehr Masse als Gegenkraft gegen
den Wasserdruck.
Ein Kontrollgang ist usos.
#16: Frank Grabitz sagt:
am Mittwoch, 01.12.2010, 14:57
Hallo Herr Urbahn
also hier werden alle Zahlen falsch vorgetragen. Von 2% war nicht die
Rede, sondern von 3%. Aber, allerdings nicht wie ich schrieb auf 10
Jahre sondern nur auf 5. 10 jährige Hauskredite gibt´s so mit 3,5, 3,6%.
(allerdings nicht bei der Deutschen Bank).
jedenfalls noch vor 3 Monaten (jetzt sind´s 3,35% auf 10 Jahre). Und je
höher der Kredit desto niedriger der Zins.
Wer zahlt den heute 7% für einen Staatskredit ? Griechenland vielleicht.
#17: H. Urbahn sagt:
am Mittwoch, 01.12.2010, 17:23
Hallo Herr Grabitz,
nochmals zu den Zinsen: bei dem von Ihnen genannten Zinssatz hatte ich
mich vertippt, Sie haben natürlich 3 % geschrieben. Ich bleibe aber bei
meinen übrigen Aussagen. Nur als ein Beispiel: eine erstklassige Firma
wie Haniel zahlt direkt am Markt also nicht über Banken einen Zins von
5,8 % bei einer Laufzeit von 7 Jahren. Ich glaube also nicht , daß für
ein solches Projekt mit dem Finanzierungsbedarf und einer Bauzeit von 50
Jahren ein Zins von 3 % realisierbar ist oder sollte nach Ihrer Meinung
die Bundesrepublik den 100 Milliardenkredit (wenn das mal langt)
aufnehmen?
MfG
H. Urbahn
#18: Frank Grabitz sagt:
am Donnerstag, 02.12.2010, 09:44
Hallo Herr Urbahn
wir reden natürlich von Zinsen für verschiedene Klienten. Zinsen für den
Häuslebaumarkt, also Immobilienkredite, liegen jetzt in dieser
Größenordnung. Letztes Jahr im Juni musste ich noch 3,6% auf 5 Jahre
zahlen. Jetzt es günstiger.
Was Firmen bezahlen entzieht sich meiner Kenntniss, habe ich auch nicht
recherchiert
Die Kosten für den Speichersee sind m.E. mit 100 Mrd. zu hoch. Die von
H. Popp genannten um einiges zu niedrig. Ich denke hier nur an die 5,5
Mrd. m³ Erdreich die ausgebaggert und bewegt werden müssen. Allerdings
denke ich auch nicht, dass so große Projekte zur Energieversorgung des
Landes so einfach von der Regierung aus der Hand gegeben werden. Und
auch werden, falls privat finanziert, sich die Unternehmen bestimmt
nicht den normalen Bedingungen zur Kreditbeschaffung abfinden lassen.
Weiterhin denke ich, dass in solche Geschäfte, die bestimmt noch
Staatsgarantien unterliegen werden, die Banken selbst mit einsteigen
werden.
Dass die Zinsen aus Gründen der Kostenabwälzung höher angesetzt werden,
bzw. vor der Öffentlichkeit höher angegeben werden als real vorhanden,
kann ich mir aber auch denken. Das bringt dann versteckte Gewinne. (man
muss dem Bürger ja nicht alles haarklein vorrechnen.).
Ein halbes Prozent hin oder her ist natürlich bei dieser Summe gewaltig,
für die Darstellung der Fixkosten pro KWh, aber nicht mehr so relevant,
sondern so oder so, maßlos ernüchternd.
#19: Michael Clemens sagt:
am Donnerstag, 02.12.2010, 20:48
Bei der Kostendiskussion darf man nicht vergessen, dass es sich um
ein Hybridkraftwerk mit „Ringwallspeicher“ handelt. Die Stromerzeuger
müssen noch dazugerechnet werden. Unter der Seite des Herrn Popp gibt es
einige Infos und Darstellungen, aber wenig exakte Angaben (2.000 MW
Dauerleistung, 2000 WEA, mindestens 10 km² PV Module auf dem Speicher,
0,7 TWh Speicherinhalt).
Ein Vergleich ist z.B. mit dem Itaipu-Wasserkraftwerk in Brasilien
möglich.
Itaipu: bewegtes Volumen rund 90 Mio m³, Stein- Erdschüttdamm 196 m
hoch, 14 GW, Kosten vor 20 Jahren rund 13 Mrd. EUR
Ringwallspeicher: Dammvolumen rund 1.400 Mio. m³ (das 15-fache), 210 m
Dammhöhe, Pumpleistung geschätzt > 10 GW, Kosten heute?
Bei Pumpspeicherkraftwerken rechnet man (DENA-Studie) mit
Investitionskosten von rund 50-100 EUR/kWh Speicherinhalt. Dabei werden
geologische Formationen genutzt und ist noch niemand auf die
kostenintensive Idee gekommen, Ober- und Unterbecken komplett zu
baggern.
Andererseits sind diese meist anders skaliert (8 h zu vielleicht 70 h
Speicherinhalt bezogen auf Pumpleistung).
Rechnet man den Ringwallspeicher inklusive Stromerzeugung optimistisch
mit Kosten von 50 EUR/kWh (35 Mrd. EUR), ergeben sich in etwa folgende
Kosten:
Windenergie: 2.000 Anlagen a 2,5 MW , Leistung 5 GW, Arbeit 10 TWh/a,
Investition 7,5 Mrd. EUR, Jahreskosten bei 9 ct/kWh = 0,9 Mrd. EUR/a
Photovoltaik: Leistung 11 GW, Arbeit 10 TWh/a, Investition 22 Mrd. EUR,
Jahreskosten von bei 20 ct/kWh = 2 Mrd. EUR/a
Ringwallspeicher: 35 Mrd. EUR Investition, 2,56 Mrd. EUR/a Kapitalkosten
bei 20 Jahren Abschreibung und 4 % Zins, 1,5 % Betriebskosten,
Versicherung etc. 0,56 Mrd. EUR/a, Summe Speicherkosten 3,1 Mrd. EUR/a
Energieverluste: Annahme 15 % von 20 TWh/a Stromerzeugung =
Nettostromerzeugung 17 TWh/a
Gesamtinvestition mind. 64,5 Mrd. EUR
Jährliche Kosten Stromerzeugung 2,9 Mrd. EUR/a
Jährliche Kosten Speicher 3,1 Mrd. EUR/a
Jährliche Gesamtkosten 6 Mrd. EUR
Stromerzeugungskosten mind. 35 ct/kWh !?
Der ökologische Staatsbankrott wird das Zeitalter der erneuerbaren
Energien sicher verhindern.
Ich hoffe immer noch, dass die Menschen in Deutschland vorher aufwachen.
#20: H. Urbahn sagt:
am Freitag, 03.12.2010, 08:49
Wenn es 80 Jahre oder vielleicht auch nur 40 Jahre dauert bis eine
solche Anlage nach Fertigstellung mit Wasser gefüllt ist und in Betrieb
gehen kann, wer bezahlt in der Zwischenzeit die Zinsen? Soll dies alles
wieder der dumme Steuerzahler aufbringen. Im übrigen wage ich es
vorherzusagen, daß bei solch langen Bauzeiten das ganze in einem Chaos
enden wird und nach einigen Jahrzehnten Bauzeit eine Ruine in der
Landschaft stehen bleiben wird.
#21: Dr.-Ing. Matthias Popp sagt:
am Freitag, 03.12.2010, 16:15
Einige Teilnehmer dieses Forums weigern sich hartnäckig zur Kenntnis
nehmen zu wollen, dass die Erdbewegungen, welche die Errichtung eines
Ringwallspeichers erfordern, keine unkalkulierbaren technischen oder
logistischen Herausforderungen sind.
Ich empfehle dazu die Lektüre von:
http://www.niederzier.de/wirtschaft/tagebau_hambach/index.php#a0.
Nach einer über 30-jährigen Vorbereitungsphase, die 1940 begann,
benötigte man von 1978 bis 1984 - also vor 30 Jahren - sechs Jahre um
1,1 Kubikkilometer Deckschichten zu verfrachten und damit auf der
"grünen Wiese" die über 200 Meter hohe Sophienhöhe aufzuschütten. Erst
danach gelangte man an die ersten Kohleflöze des Tagebaus Hambach.
Sicher kostete das damals nicht annähernd 100 Mrd. Euro, wie der
Schreiber des Artikels und auch nicht 35 Mrd. Euro, wie Herr Clemens im
Beitrag #19 zum Ringwallspeicher unterstellen. Beim Erdbau für einen
Ringwallspeicher geht es aber genau um diese Größenordnung. Die zu
bewältigenden Höhenunterschiede zwischen Aufnahme und Ablage des
Materials wären beim Ringwallspeicher geringer, weil das Unterbecken
viel weniger tief wäre als die Kohleschichten unter der Erde liegen.
Dazu kämen aber höhere Anforderungen an den Einbau des Materials als
Damm.
Immerhin ist bemerkenswert, dass sich die Kosten, die Herr Clemens
gegenüber dem Artikelschreiber in den Raum stellt, schon gedrittelt
haben.
Dass ähnlich umfangreiche Erdbewegungen über 30 Jahre nach der
Erschließung des Braunkohletagebaus Hambach so viel länger dauern sollen
(40, 50, ja sogar 80 Jahre werden genannt) und so exorbitant teuerer
sein sollen, wie im Artikel und im Beitrag #19 unterstellt, bleibt mir
ein Rätsel.
Auch dieser Beitrag #19 vergleicht Äpfel mit Birnen, indem er von den
Kosten Itaipus auf diejenigen eines Ringwallspeichers schließt. Nie und
nimmer käme es in Frage, dafür 40.000 Menschen umzusiedeln. Auch
entstünde das Bauwerk nicht in Südamerika sondern im hoch
industrialisierten Deutschland, wo die Firmen, die das bauen können, vor
Ort sind.
Auch die Dena-Studie bezieht sich ganz sicher nicht auf Ringwallspeicher
sondern auf Pumpspeichereinheiten, die über einen Bruchteil der
Speicherkapazität verfügen. Goldisthal zum Beispiel verfügt bei einer
Leistung von ca. einem Gigawatt über eine Speicherkapazität für acht
Stunden. Der Ringwallspeicher im Gegensatz dazu bei einer
Spitzenleistung von 3,2 Gigawatt über eine Reichweite von 210 Stunden,
also, bezogen auf die Leistung auf eine über 26-fache Kapazität.
Goldisthal ist in felsigem Gelände errichtet und verfügt über Dämme mit
einem Volumen von ca. 6,3 Mio. Kubikmetern. Daraus errechnen sich ca.
0,79 Kubikmeter Felsbau pro Kilowattstunde Speicherkapazität. Der in der
Abbildung gezeigte Ringwallspeicher käme auf ca. 2 Kubikmeter
Erdbauvolumen pro Kilowattstunde Speicherkapazität. Zur Verbindung der
beiden Becken mussten in Goldisthal zwei Stollen von zusammen über 2,2
Kilometer Länge und ca. 8 Metern Durchmesser in den Fels gebohrt werden.
Beim Ringwallspeicher könnten diese Zuläufe vor der Aufschüttung der
Dämme bequem zugänglich angelegt werden. Alles bei diesem
Gebirgsspeicher ist ungleich aufwendiger, als das Aufschütten eines
Dammes mit Schaufelradbaggern und Förderbändern in gut zugänglichem
flächen Gelände. Der Aufwand für einen Ringwallspeicher kann ganz
einfach nicht aus den völlig andersartigen Verhältnissen von kleinen
Pumpspeicherprojekten in Gebirgen abgeleitet werden, sondern ähnelt viel
mehr den Verhältnissen, die bei großen Tagebauprojekten angetroffen
werden. Wären die Schreiber dieses Forums, welche sich dieser Fragen
widmeten, bereit, das zur Kenntnis zu nehmen, dann kämen sie nicht auf
die völlig daneben liegenden zigfach überhöhten Kosten und Bauzeiten,
die für einen Ringwallspeicher zu erwarten wären.
Auch die Befüllung mit Wasser bemisst sich an geeigneten Standorten
nicht nach Dekaden, sondern lässt sich in einigen Jahren realisieren und
kann dabei auch noch Hochwasser in flussabwärts gelegen Gebieten
vermeiden.
Teilweise Recht hat Herr Clemens in #19 bei seinen Analysen der Kosten.
Diese setzen sich aus denjenigen der Erzeugungsanlagen und des Speichers
zusammen. Das teuerste unter heutigen Kostengesichtspunkten wären die
Solarenergieanlagen, die bei einer zu installierenden durchschnittlichen
Erzeugungsleistung von 2,6 Gigawatt etwa 0,5 Gigawatt
Durchschnittsleistung beitragen müssten. Die zu installierende
Peak-Leistung käme damit auf etwas über vier Gigawatt, nicht wie von ihm
angegeben auf elf Gigawatt. Die Durchschnittsleistung einer
Windenergieanlage müsste bei etwas über einem Megawatt liegen. Aufgrund
der Ergebnisse meiner Doktorarbeit schlage ich vor, diese auf einen
Benutzungsgrad von 50% auszulegen. Damit erreichen die 2000
unterstellten Windenergieanlagen eine maximale Leistung von 4,2
Gigawatt. Also etwas weniger als die von ihm angegebenen 5 Gigawatt.
Abzüglich der immer vorhandenen Stromnachfrage (Durchschnitt 2 GW) ist
der Speicher mit seinen 3,2 Gigawatt Spitzenleistung praktisch immer in
der Lage, Produktionsüberschüsse aufzunehmen, ohne dass er mit extra
eingebauten Pumpen ausgerüstet werden müsste, um Leistungsspitzen bei
Starkwind oder starker Solarstrahlung verarbeiten zu können.
Andererseits ist er auch bei absoluten Windflauten und in der Nacht in
der Lage, Nachfragespitzen zu befriedigen. Die Auslegung der
Windenergieanlagen auf einen Benutzungsgrad von 50%, im Gegensatz zu den
heute üblichen 20%, vermeidet zudem die Notwendigkeit, dass die
Übertragungsnetze auf die 5-fache Leistung der Stromnachfrage
hochgerüstet werden müssten, nur um selten auftretende Erzeugungsspitzen
bei Starkwind abtransportieren zu können. Unter Beachtung all dieser
Kosten mindernden Einflüsse würde die Berechnung der Kosten, die Herr
Clemens in #19 anstellt, schon viel freundlicher aussehen. Die Kosten
könnten unter heutigen Gegebenheiten weiter reduziert werden, indem die
Speicherkapazität weiter erhöht wird und im Gegenzug auf die Verwendung
von Solarenergieanlagen verzichtet wird. Der Speicherbedarf könnte
weiter halbiert werden, wenn es zu einer kontinentalen leistungsstarken
Vernetzung aller europäischen Länder käme, weil die dann eintretenden
Ausgleichseffekte dazu führen würden, dass Stromüberschüsse und Defizite
in hohem Maße durch Export und Import ausgeglichen werden könnten.
Alles zusammen gerechnet wird es nur noch eine Frage der Zeit sein, bis
die regenerative Stromerzeugung und Bereitstellung auch
betriebswirtschaftlich den konventionellen Techniken überlegen ist.
Die tiefen Tagebaue erschließt man ja nicht, weil es leichter
zugängliche auch gäbe, sondern, weil es immer schwieriger und
aufwendiger wird, an die Kohle zu kommen.
#22: Klaus-M. Mager sagt:
am Freitag, 03.12.2010, 21:00
#21 Herr Dr. Popp, Respekt vor Ihrer Vision, aber wie kommen Sie
auf 50% statt 20% bei Winkkraftanlagen ? bei Starkwind müssen die
abdrehen um nicht umzukippen, da glühen nicht nur die Leitungen...
wollen Sie die Konstruktions- und Gründungskosten noch mal verdoppeln
für den wenigen superspitzenwind oder den Gott des Windes überreden,
gnädig zu sein und angemessen zu pusten? Und wie sieht es mit der
verbleibenden Gefahr der weichen Riesendämme aus beim Ringwall? Siehe
Dammbrüche in den Überschwemmungsgebieten an den Flüssen, gerade wenn's
auch von oben regnet paar Wochen...
gruss Klaus-M.
#23: Dr.-Ing. Matthias Popp sagt:
am Samstag, 04.12.2010, 10:49
zu #22:
Dass Dämme so ausgelegt werden müssen, dass sie auch bei Regen halten,
dürfte ja eine Selbstverständlichkeit sein. Das allerdings ist Stand der
Technik.
Mit seinem Einwand bei den Windenergieanlagen befürchtet Herr Mager in
#22 genau das Gegenteil von dem, was bei einer Erhöhung des
Benutzungsgrads von Windenergieanlagen eintritt.
Die totale Windleistung der bewegten Luftmassen, die den Rotor einer
Windenergieanlage durchströmt, nimmt mit der Dritten Potenz der
Windgeschwindigkeit zu. In kurzfristig vorkommenden Böen mit
Spitzenwindgeschwindigkeiten erreichen die totalen Windleistungen, die
einen Rotorquerschnitt durchströmen pro Quadratmeter Leistungen von
mehreren Kilowatt. Darauf müssen die Anlagen mit ihrer Bruchfestigkeit
ausgelegt werden.
Der Betrieb der Anlagen findet aber unterhalb dieser Extrembelastungen
statt.
Indem eine Windenergieanlage diese Luftströmung technisch geschickt
verlangsamt, kann sie einen Teil dieser Leistung entnehmen. Das
physikalische Maximum dieser Leistungsentnahme ergibt sich zu knapp 60%
der totalen Windleistung, wenn die Abströmgeschwindigkeit auf 1/3 der
Anströmgeschwindigkeit ohne Umwandlungsverluste reduziert werden kann.
Mit realen Anlagen gelingt es in einem Windgeschwindigkeitsbereich, auf
den sie besonders ausgelegt sind, bis zu ca. 50% der totalen
Windleistung zu entnehmen. Dieser Faktor wird als Leistungsbeiwert
bezeichnet. Allerdings sind Windenergieanlagen nicht darauf ausgelegt,
von Windstille bis zur stärksten Orkanböe, immer die optimal erreichbare
Leistung aus den vorbeiströmenden Luftmassen abzugreifen. Die Auslegung
geschieht vielmehr so, dass sie bei häufig auftretenden
Windgeschwindigkeiten, bei denen den Luftmassen schon merkliche Leistung
innewohnt, einen guten Leistungsbeiwert aufweisen. Bei höheren, seltener
auftretenden Windgeschwindigkeiten werden die Rotoren zunehmend in den
Wind gedreht und die Abbremsung der Luftmassen verringert, ohne dass
dabei die aus dem Wind abgegriffene Leistung verringert wird. Gegenüber
der totalen Windleistung reduziert sich damit der Leistungsbeiwert, mit
dem die Energie umgewandelt wird. Die von der Windenergieanlage ins Netz
eingespeiste Leistung bleibt dabei aber in der Höhe der installierten
Nennleistung.
Je höher nun die Windgeschwindigkeit gewählt wird, ab der dieser
Abregelungsprozess einsetzt, desto höhere Spitzenleistungen kann die
Windenergieanlage liefern und desto höhere Kräfte muss die
Windenergieanlage dabei aufnehmen können.
Das Anlagenkollektiv der in Deutschland verbauten Windenergieanlagen ist
im Jahr 2010 so ausgelegt, dass die Abregelung bei Windgeschwindigkeiten
einsetzt, die dazu führen, dass die erreichten Spitzenleistungen ca.
fünf Mal höher liegen als die Windenergieanlagen im Langzeitdurchschnitt
ins Stromnetz einspeisen. Würde man die Anlagen so auslegen, dass die
Abregelung schon bei etwas niedrigeren Windgeschwindigkeiten einsetzt,
dann könnten die relativ selten und meist nur über kurze Zeiträume
auftretenden Leistungsspitzen der totalen Windleistung nur noch zu einem
geringeren Anteil in Elektrizität gewandelt werden. Der eintretende
Verlust an umwandelbarer Energie hielte sich dabei aber in Grenzen. Der
Vorteil dieses Verzichts auf die Einspeisung seltener Leistungsspitzen
ist eine deutlich gleichmäßigere Windstromeinspeisung mit dem
Nebeneffekt, dass Windgeneratoren mit niedrigerer Leistung eingesetzt
werden können und die auftretenden Kräfte reduziert würden.
Windenergieanlagen mit beispielsweise 50% Benutzungsgrad hätten deshalb
nach Möglichkeit größere Rotoren bei niedrigerer Generatorleistung. Die
Leistungsspitzen würden dabei nur noch ca. die doppelte Höhe der
durchschnittlich abgegebenen Leistung erreichen.
Die damit einhergehende gleichmäßigere Windstromeinspeisung führt zu
einer erheblichen Reduzierung des Ausgleichs- und damit Speichebedarfs.
Sie erfordert deutlich weniger Netzausbau und auch die Speicher müssten
nicht darauf ausgelegt werden, sehr hohe Leistungsspitzen verarbeiten zu
können.
Der Grund warum Windenergieanlagen nicht heute schon so ausgelegt
werden, dass ein ganzheitlich vorteilhaftes Versorgungssystem entsteht,
liegt meines Erachtens an den Anreizen, den das Erneuerbare Energien
Gesetz (EEG) bietet. Die betriebswirtschaftliche Optimierung orientiert
sich an der Förderkulisse. Diese unterscheidet nicht, zwischen Windstrom
der in Erzeugungsleistungsspitzen eingespeist wird, bei denen die
verfügbare Leistung gar nicht abtransportiert werden kann oder in Phasen
schwachen Windes, wo es darauf ankäme, das maximal Mögliche heraus zu
holen.
Durch Veränderung der gesetzlichen Rahmenbedingungen und der
Förderkulisse dergestalt, dass Anreize zur Errichtung eines
kostenoptimierten Gesamtsystems für eine bedarfsgerechte regenerative
Stromversorgung geschaffen werden, ließen sich viele Fördermilliarden in
erneuerbare Energien zielgerichteter einsetzen.
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Die
Diskussion auf dem EIKE-Forum enthält bis zum 16.04.2011 zweihundert
Beiträge,
sie kann dort weiter verfolgt werden.
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