Auf der
Internetplattform EIKE wurde unter dem Link
http://www.eike-klima-energie.eu/news-anzeige/speicher-fuer-elektrische-energie-vision-vs-realitaet-um-den-deutschlandweiten-ausgleich-einer-typischen-sechstaegigen-windflaute-zu-ueberbruecken-muesste-man-zuvor-den-starnberger-see-3-kmsup3sup-volumen-auf-das-niveau-der-zugspitze-pumpen/
der folgender Beitrag
eingestellt.
Durch einfaches Nachrechnen lässt sich die aufgestellte demagogische
Falschbehauptung in diesem Artikel widerlegen, ein Speicher von 20 TWh würde
gerade ausreichen, um eine sechstägige Flaute zu überbrücken. Richtig ist, dass
mit dieser Kapazität die deutsche Stromversorgung für mehr als die doppelte Zeit
überbrückt werden könnte.
Bei EIKE wird gebetsmühlenartig versucht zu belegen, dass eine regenerative
Energieversorgung nicht funktionieren kann. Wenn nachgewiesen wird, dass das
trotzdem geht, dann wird das hartnäckig bekämpft.
Dieser Artikel mit der Diskussion ab der Stelle, an der ich mich zu Wort meldete
wird hier wiedergegeben, weil daraus erkennbar wird, mit welcher einseitigen und
engstirnigen Sicht von manchen Leuten versucht wird, energiepolitische
Stimmungsmache zu betreiben.
--------------------------------------- Anfang des zitierten Beitrags ---------------------------------
Speicher für elektrische Energie, Vision vs Realität! „Um den deutschlandweiten Ausgleich einer typischen sechstägigen Windflaute zu überbrücken, müsste man zuvor den Starnberger See (3 km3 Volumen) auf das Niveau der Zugspitze pumpen"
Erneuerbare Energiequellen wie Wind oder Sonne haben neben den erheblich höheren Stromerzeugungskosten den Nachteil - über die technische Nichtverfügbarkeit hinaus - einer sich wesentlich gravierender auswirkenden dargebotsabhängigen Verfügbarkeit zu unterliegen. Onshore Windanlagen erreichen Benutzungsdauerwerte bezogen auf die Nennleistung von 1.600 h bis 2.000 h und Offshore Anlagen von 3.000 h bis 4.000 h. Das Jahr hat aber 8.760 h, so dass die meiste Zeit zumindest teilweise auf die Inanspruchnahme von Ersatzanlagen oder einem Stromspeicher zurückgegriffen werden muss. Erst das Gesamtsystem Windenergieanlage plus Stromspeicher wäre einem mit Primärenergie betriebenem Kraftwerk technisch ebenbürtig. Da aber die Stromerzeugungskosten einer Windenergieanlage bereits mindestens doppelt so hoch sind wie die Wettbewerbsstromkosten, darf der hinzu kommende Stromspeicher fast nichts kosten. Tut er das?
Aufgrund des EEG geförderten massiven Ausbaus der Wind- und Sonnenstromerzeugung deren Nennleistung bereits in den Mindestlastbereich der E.on Regelzone hinein wächst, ergeben sich einerseits erheblich höhere Stromerzeugungskosten durch schlechtere effektive Ausnutzung dieser Erzeugungseinheiten und andererseits als infolge dessen immer öfter negative Stromhandelspreise an der Strombörse.
Die für die Netzregelung eingesetzten Pumpspeicherkraftwerke reichen bereits heute nicht mehr aus, so dass vermehrt fossil befeuerte Kraftwerke als Regelkraftwerke eingesetzt werden müssen: „Um den deutschlandweiten Ausgleich einer typischen sechstägigen Windflaute zu überbrücken, müsste man zuvor den Starnberger See (3 km3 Volumen) auf das Niveau der Zugspitze pumpen (20 TWh).“
Von den technisch möglichen großen Stromspeichern, die da sind: Druckluft-, Pump- oder Wasserstoffspeicher könnte aus heutiger Sicht nur die chemische Energiespeicherung durch Wasserelektrolyse auf indirektem Weg ausreichende Kapazität bieten. Hierbei müsste überschüssiger Wind- oder Sonnenstrom benutzt werden, um Wasser elektrolytisch in seine Hauptbestandteile Sauerstoff und Wasserstoff zu zerlegen. Ohne EEG - Förderung würden Energieversorger ihren Kapitalgebern gegenüber betriebswirtschaftlich begründet keine Windkraft- oder Photovoltaikanlagen zur Stromerzeugung einsetzen können, sondern den vorhandenen Kraftwerkspark optimieren und durch neue Kraftwerke, auch Kernkraftwerke ergänzen. Auch Regelenergie ist mit konventionellen Kraftwerken - etwa Gasturbinen - günstiger bereitzustellen, als mit Wasserstoff als Basis für die Spitzenstrombereitstellung über Brennstoffzellen.
Zum Verhalten in der Öffentlichkeit zum Zeitgeist, oder wie man auch sagt, zum Mainstream, hatte sich schon vor über 125 Jahren der damalige Reichskanzler Otto von Bismarck sehr trefflich geäußert:
„Die Wahrheit hat es gegen die Lüge immer schwer, wenn die Öffentlichkeit die Lüge glauben will.“
Das ist wohl auch heute noch so, denn:
Ingenieure suchen Wahrheiten, Politiker suchen Mehrheiten.
Prof. Dr. Alt Aachen
Siehe auch pdf Anhang
Anmerkung der Redaktion: Zur Kapazität von Pumpspeicherwerken - hier Goldisthal (Zitat aus (1)):
Allerdings sind die Verluste bei diesem Verfahren groß (ca. 20 %), die Kosten entsprechend hoch und die Anforderungen an die Topologie dieser Pumpspeicherwerke nur in sehr wenigen Fällen erfüllbar. Das größte deutsche Pumpspeicherwerk Goldisthal in Thüringen, eines der größten in Europa, hat eine Leistung von stattlichen 1060 MW und liefert seine Energie über maximale 8 h von 8480 MWh. Dann ist das Speicherbecken leer, und muß wieder über viele lange Stunden vollgepumpt werden. Die Planungszeit betrug 30 Jahre, die Bauzeit 11 Jahre. Es kostete ca. 600 Mio €. Wollte man nur den Leistungsausfall von vier windstillenTagen überbrücken, die in Deutschland - lt. Dr. Roland Hamelmann von der FH Lübeck - recht typisch sind, dann benötigte man dafür 257 solcher Speicherkraftwerke. Die Investition allein dafür betrüge dann ca. 144 Mrd €. Vielleicht ginge es auch mit etwas weniger Pumpspeicherwerken, je nach dem wie schnell das Wasser wieder hochgepumpt werden kann. Wie auch immer es bleibt eine wahrhaft teure, extrem kostspielige Lösung. Vom erheblichen Flächenverbrauch ganz zu schweigen. Als Standardlösung scheidet dieses Verfahren also aus.
(1) Die Klimahysterie - was ist dran (Michael Limburg)
--------------------------------------- Ende des zitierten Beitrags ---------------------------------
Zahlreiche Kommentare wurden auf der Internetplattform zu diesem Beitrag abgegeben. Mit Kommentar #57 wies ich im Forum auf den Ringwallspeicher hin und löste damit erhebliche Diskussionen aus. Diese Diskussion, darunter auch meine Kommentare, werden nachfolgend wiedergegeben:
#57: Dr.-Ing. Matthias Popp sagt:
am Sonntag, 24.10.2010, 18:14
Pumpspeicherkraftwerke können in Form von Ringwallspeicherkraftwerken
auch im flachen Land errichtet werden. Damit fallen die Restriktionen,
weg, die bei der Suche nach geeigneten Standorten in Gebirgen bestehen.
Ringwallspeicher ermöglichen größte Kapazitäten mit einem spezifischen
Landverbrauch in Quadratkilometern pro Terawattstunde, der niedriger
ist, als bei Gebirgsspeichern und einem spezifischen Erdbauvolumen in
Kubikmeter pro Kilowattstunde in der gleichen Größenordnung. Bei
entsprechender Auslegung würden wenige Systeme genügen um Deutschland
bedarfsgerecht, sicher und robust allein mit Strom aus Wind und Sonne
versorgen zu können. Je nach Auslegung des Gesamtsystems müssten die
Speicher in der Lage sein, die Versorgung des Landes in der
Größenordnung von einer bis mehreren Wochen zu übernehmen.
Weil bei einer Verdoppelung der geometrischen Abmessung eines
Ringwallspeichers sich die Speicherkapazität Versechzehnfacht, erreicht
man ab einer bestimmten Größe sehr schnell Speicherkapazitäten im
Terawattstundenbereich.
Der Flächenbedarf zur Vollversorgung Deutschlands mit 32
Ringwallspeicher-Hybridkraftwerken mit 2 Gigawatt Durchschnitts- und 3,2
Gigawatt Nennleistung, bestehend aus Speicherkraftwerk und jeweils ca.
2000 Großwindanlagen, sowie Solarenergieanlagen wäre weniger als die
Hälfte der Fläche, die heute schon zur Stromerzeugung mit Biogasanlagen
angebaut wird. Bei entsprechender Auslegung wäre der Flächenbedarf nicht
größer, als die Fläche, die historisch und aktuell von Tagebauflächen
beansprucht wird.
Auch ist davon auszugehen, dass es bei dem vorgeschlagenen System der
Stromversorgung, das weder nennenswerte Umweltschäden, noch
Primärenergiekosten verursacht, Entwicklungskorridore gibt, die
gesamtwirtschaftlich interessant sind und die Leistungsfähigkeit der
Volkswirtschaft erhalten und steigern.
Die Zusammenhänge wurden in meiner im September 2010 beim
Springer-Verlag als Buch erschienen Doktorarbeit mit dem Titel
"Speicherbedarf bei einer Stromversorgung mit erneuerbaren Energien"
ausführlich untersucht. Informationen dazu finden sich auch unter
www.ringwallspeicher.de und
www.poppware.de.
Mit freundlichen Grüßen
Dr.-Ing. Matthias Popp
Kommentar:
Haben Sie Angaben über die Kosten der
von Ihnen vorgeschlagenen Ringwallspeicher?
mfG
M.L.
#58: erich richter sagt:
am Sonntag, 24.10.2010, 20:14
Gute Frage Herr Limburg - was kostet z.B. nur eine dieser Anlagen
mit der Ausschmückung von 2000 Windrädern ? Das ist in dieser
Darstellung nicht einmal andeutungsweise nachlesbar.
Erich Richter
#59: Uwe Klasen sagt:
am Montag, 25.10.2010, 11:53
Auch wenn es noch keine Kostenschätzung gibt und auch der
Platzbedarf recht groß erscheint, liest sich dieses Konzept durchaus
realistischer als alle sonstigen Pläne die auf sogenannte "erneuerbare"
Energien basieren. Wenn jetzt noch alle Naturschutzverbände /
Umweltschutzparteien mitspielen, könnte es durchaus eine Alternative
darstellen.
Meiner Meinung nach wird es an den Naturschutzverbänden scheitern^^, ein
Schelm wer dabei böses denkt :-)
#60: R. Thiess sagt:
am Montag, 25.10.2010, 13:29
Sehr geehrter Herr Popp,
von den Kosten mal ganz abgesehen: Glauben sie ernsthaft daran, in
Deutschland auch nur einen einzigen Standort zu finden, um so ein
wahnwitziges Bauwerk zu errichten? Ich bin ihren Verweisen gefolgt und
habe mir ihre Vorschläge angesehen. Auch wenn sie den Ringwallspeicher
mit dem Flächenbedarf von Tagebauen und Biomasse- Anbau vergleichen,
wird der bauliche Wahnsinn ihres Bauwerks nicht weniger schlimm. Einen
Höhenunterschied von 200 Metern und einen Durchmesser von 6 Kilometern
des Oberbeckens (sowie die kommerzielle Nutzung als Badesee TROTZ der
"Gezeitenunterschiede" in ihrem Unterbecken von etlichen Metern)
erscheinen mir - mit Verlaub - als ECHTE UTOPIE. Wo in Deutschland
wollen sie ein solch riesiges Bauwerk errichten? Wer soll denn
bitteschön auf dem Untersee Erholung suchen und sein teures Motorboot
ein einem Schwimmsteg befestigen, welcher sich mehreren Meter
Wasserstandsschwankungen aussetzen muss? Und was ist mit der immer
wieder gern und vielbeschworenen Terrorgefahr? Wie würde sich denn ein
Flugzeugabsturz auf ihren Wall auswirken und wenn der Wall mal bricht,
was meinen sie, passiert mit dem ganzen Wasser? Wo soll das ganze Wasser
überhaupt herkommen? Ist es Grundwasser, oder Regenwasser, oder
vielleicht Wasser aus Rhein, Donau, Mosel oder Elbe???
Fragen über Fragen ...
Wie gesagt: Vom Geld ganz zu schweigen, wird sich in Deutschland nicht
ein einziger Landstrich finden für so ein gigantomanisches Bauwerk. Und
mit einer Kombination von 2000 Windmühlen auch noch die Illusion zu
erwecken, das sich so ein Bauwerk zu 100% selbst wieder vollpumpt, halte
ich für - salopp gesagt - puren Unfug. Auch hier gilt noch immer und
schon wieder die Frage: Was passiert, wenn der Wind mal wieder nicht
weht?
Ich bin gespannt auf die Diskussion.
Wäre heute nicht der 25.10.2010, sondern der 1. April, würde ich mir vor
Lachen auf die Schenkel klopfen. Leider scheint es mir, dass sie nicht
belieben zu scherzen und auch noch GLAUBEN, was sie das als "machbar"
bezeichnen.
Schönen Tag noch
R. Thiess
Hamburg
#61: Thomas Heinzow sagt:
am Montag, 25.10.2010, 13:45
#57
Sehr geehrter Herr Dr. Popp,
Ihre Dissertation ist wirklich amüsant. Nur Ingenieure träumen von
ineffizienten Windmühlen mit 113m Rotordurchmesser und einem Generator
mit 2,2 MW oder mehr Nennleistung.
Und weil es so schön ist, können Sie Ihren Ringwallspeicher mit
durchschnittlicher Pumphöhe von 400m gleich in der Nordsee bauen. Sie
müssen da nämlich nur eine entsprechend künstliche Insel mit Tafelberg
obendrauf aufspülen. Das Pumpspeichervolumen werden Sie sicher auch
ausrechnen können, beträgt doch der Gehalt an potentieller Energie bei
400m Pumphöhe etwa 1,2 kWh pro m³.
Mit Ihren paar TWh an Speicherkapazität kommen Sie übrigens nicht aus.
Da sollten Sie sich bessere Daten, als die vom ISET besorgen.
mfg
Thomas Heinzow
#62: Dr.-Ing. Matthias Popp sagt:
am Montag, 25.10.2010, 22:32
Die Größe der Baumaßnahmen würde durch
Skaleneffekte sicherlich niedrigere spezifische Speicherkosten in Euro
pro Kilowattstunde ermöglichen, als dies heute bei Gebirgsspeichern der
Fall ist.
Der Aushub des Unterbeckens und die Aufschüttung des Ringwalls würden
mit Fördertechnik aus dem Tagebau erfolgen, also mit großen
Schaufelradbaggern und entsprechenden Bandförderanlagen. Zur
Gewährleistung der Standfestigkeit müsste das Wallvolumen im Gegensatz
zur Halde eines Tagebaus in qualifiziert verdichteter Bauweise erfolgen.
Die reinen Landschaftsbaukosten würden folglich etwas über der
Kostengrößenordnung liegen, die bei Tagebaugruben zur Beseitigung der
Deckschichten anfallen. Die Kosten lägen jedoch deutlich unterhalb der
Größenordnung, die bei konventioneller Bauweise mit üblichen Baggern und
LKW-Transporten anfielen.
Bei den anderen Kosten, wie Abdichtung des Oberbeckens,
Kraftwerkstechnik, usw. kann man sich an den Kosten ausgeführter
Wasserbauprojekte orientieren. Ein weiterer Kostenblock käme durch die
einmalige Erstbefüllung der Anlage mit (Füll-)Wasser zustande.
Insgesamt darf, wenn das Gelände sich als geeignet erweist, erwartet
werden, dass die spezifischen Kosten, pro Kilowattstunde
Speicherkapazität, deutlich unter denen liegen, die beispielsweise zur
Errichtung des Pumpspeicherkraftwerks Goldisthal angefallen sind.
Überschlägige Abschätzungen, die ich in einem Dokument, das unter:
http://www.poppware.de/FuE/05_EEuS.htm
beschrieben ist vornehme, ergeben, dass bei entsprechender Auslegung des
Gesamtsystems und moderaten Grunderwerbskosten, die Speicherkosten
niedriger liegen dürften, als die Kosten der Windenergieanlagen, zu
deren Ausgleich die Speicher eingesetzt werden.
Wenn sich die erwartete Kostengrößenordnung als zutreffend erweisen
sollte, dann wären Ringwallspeicher-Hybridkraftwerke, die allein mit
Windenergie betrieben werden, unter Einbeziehung der externen Kosten,
gegenüber konventionellen Kraftwerken absolut konkurrenzfähig. Die
externen Kosten von Kraftwerken erscheinen nicht in der
betriebswirtschaftlichen Kalkulation und werden von der Allgemeinheit
getragen. Siehe z.B.
http://www.umweltbundesamt.de/uba-info-presse/2007/pd07-024.htm
Allerdings handelt es sich bei Ringwallspeichern um einen Vorschlag, der
von mir erstmals im Jahr 2010 zur Diskussion gestellt wird. Bisher wurde
weder eine derartige Anlage gebaut, noch gibt es bisher eine konkrete
Planung für ein derartiges Projekt. Um qualifizierte Aussagen zu Kosten
machen zu können, sind weitere Forschungen und konkrete, auf die
Anforderungen eines Standorts abgestimmte Planungen notwendig.
Mit freundlichen Grüßen, Dr.-Ing. Matthias Popp
#63: Heinz Eng sagt:
am Mittwoch, 27.10.2010, 12:11
@Popp
Erstbefüllung, wie sieht es eigentlich bei dieser großen Wasserfläche
mit der Verdunstung aus?
Sollte da nicht ständig Wasser nachgeführt werden um diese
Wasserverluste auszugleichen?
Wie werden die Probleme der Vereisung bei anzunehmenden harten Wintern
bei dieser Anlage gehändelt?
H.E.
#64: Tobias Schautzer sagt:
am Mittwoch, 27.10.2010, 12:23
Sehr geehrter Herr Dr. Popp,
Wasser ist ein baulich schwer zu beherrschendes Element, das dürfte
Ihnen nicht neu sein. Bei den Ringwällen Ihres Projektes handelt es sich
um gigantische Deiche, die so noch nirgendwo auf der Welt bisher
errichtet worden sind! Mindestens müssen bei deren Errichtung die
ingeniuertechnischen Grundlagen für Deichbau bedacht werden. Wie werden
der Fuß bzw. Kern des RW angelegt? Wie gegen Wasser abgedichtet?(nach 3
Seiten!) Woraus bestehen Fuß, Kern und Krone? Aus Tagebau-schüttmassen??
Waren Sie schon mal auf einer Abraumhalde in einem Tagebau??
"qualifiziert verdichteter Bauweise erfolgen."
Also mit 20 Tonnen-Steinen! Woher bekommen Sie diese Millionen Tonnen??
Gekauft? Transportiert?
Platziert?
"Die Kosten lägen jedoch deutlich unterhalb der Größenordnung, die bei
konventioneller Bauweise mit üblichen Baggern und LKW-Transporten
anfielen."
Die erforderlichen Steine kann man nur konventionell transportieren,
schon das allein sprengt die Kosten unabsehbar!
Wenn ich Zeit finde, mache ich hier weiter!
#65: D. Glatting sagt:
am Mittwoch, 27.10.2010, 21:53
Hallo Herr Popp,
Sie schreiben:
“Die Größe der Baumaßnahmen würde durch Skaleneffekte sicherlich
niedrigere….“
Wenn Sie mit Schaufelradbaggern und Förderbändern arbeiten wollen, dann
können Sie die Kosten doch recht leicht aus der Anschaffung der
jeweiligen Maschinen sowie der benötigten Einsatzzeit ermitteln. Für
mich sind die Kosten daher als Gerade darstellbar. Skaleneffekt klingt
toll, geht aber an der Realität vorbei. Wie wäre es mit realen Zahlen,
z.B. durch Abschätzung aus dem Tagebau.
Des Weiteren schreiben Sie:
“Zur Gewährleistung der Standfestigkeit müsste das Wallvolumen im
Gegensatz zur Halde eines Tagebaus in qualifiziert verdichteter Bauweise
erfolgen.“
Hier kommt dann die Grenzgenialität ihres Vorschlages voll zum tragen.
Wieso verwenden die Erbauer von Talsperren bis heute so teure
Materialien wie Stahlbeton, wenn man das doch mit qualifiziert
verdichteter Bauweise bewerkstelligen kann.
Daher ist auch der Satz
“Bei den anderen Kosten, wie Abdichtung des Oberbeckens,
Kraftwerkstechnik, usw. kann man sich an den Kosten ausgeführter
Wasserbauprojekte orientieren.“
ziemlicher Nonsens, da man noch nie ein derartiges Wasserbauprojekt
durchgeführt hat. So möchte ich mal anmerken, dass man bei Talsperren i.
A. mit recht undurchlässigem Gestein zu tun hat und dass eventuelle
Sickerquellen abgedichtet werden. Und dass man aufgrund des
Gesteinsuntergrund nur mit langsamem Leckwachstum zu rechnen hat. Bei
Schüttgut sieht das komplett anders aus. Auch wenn es hier aufgrund des
umgebenden Untersees nur zu betrieblichen Störungen kommen würde. Wie
man das so was wieder repariert ist dann die nächste Frage.
Wenn ich Sie des Weiteren richtig verstehe wollen 32 Kraftwerke, jeweils
in der Größe des Chiemsees vorschlagen. Ich weiß ja nicht wo Sie wohnen,
aber mir ist der Landstrich zwischen Frankfurt und Stuttgart recht gut
vertraut. Da man dort mindesten vier dieser “Badelandschaften“ benötigen
würden, wüsste ich mal gerne wo die denn da hin sollen. Wahrscheinlich
haben Sie auch mit “moderaten Grunderwerbskosten“ gerechnet wie sie in
der Sahara oder in McPomm anfallen. Aber dass man in den genannten
Gegenden jeweils mehrere Ortschaften, mit den entsprechenden Kosten,
dafür platt machen müsste, ist in ihrer rosigen Betrachtung nicht mit
einkalkuliert. Oder wollen Sie diese “Tafelberge“ weitab der
Stromverbraucher errichten und mit überdimensionalen Leitungen
verbinden?
Den Freizeitwert die Wasserwüsten geht auch gegen Null. Die geplanten
Pegelschwankungen würden zum einen sehr häufig und zum anderen recht
unregelmäßig auftreten. Strände und Bootsanlegestellen kann man bei
diesen Schwankungen vergessen. Insbesondere der niedrige Wasserstand
gibt dann den Blick auf eine modernde Schlammlandschaft frei. Flora und
Fauna sollten bei diesen Bedingungen recht robust ausgeprägt sein. Auch
für andere Tiere und insbesondere für die geschredderten Vögel ist
dieser Lebensraum als suboptimal zu bezeichnen.
Mal kurz zu den von Ihnen schön gerechneten Kosten. Sie berufen sich auf
die externen Kosten, die von der Allgemeinheit getragen werden nach
.http://tinyurl.com/39jwt8y. Da bekommt man schon bei der Aktualisierung
vor der Zusammenfassung einen Lachkrampf. Da wird von 46 Mt vermiedenem
CO2 zu 70 €/t, also von 3,22 G€ Ersparnis durch Vogelschredder pro Jahr
ausgegangen. Auf die restlichen 1,2 G€ mag ich da schon im Detail gar
nicht mehr eingehen. Dabei waren die größten Posten Schwefel und
Feinstaub. Das Waldsterben ist raus aus den Schlagzeilen und Feinstaub
kommt eher von Dieselfahrzeugen. Schon mal hier mitverfolgt, dass der
AGW ausfällt. Also ist das Schönrechnen der Vogelschredder schon Unfug
und die Industrietümpel zur Zwischenspeicherung würden noch deutlich
einen draufsetzen. Von Wirtschaftlichkeit kann derzeit nicht mal mit
Schönrechnen irgendeine Rede sein. Natur- und Landschaftsverbrauch vom
allerfeinsten.
Mit Verlaub, aber diese Idee ist noch utopischer als Desertec. Sie ist
allenfalls dazu angedacht mit viel Aufwand und hohen Kosten das Land mit
derzeit sicherlich unnötigen Großprojekten zu verschandeln. Dagegen ist
Stuttgart21 ein billiges Infrastrukturprojekt, das fast niemand
beeinträchtigt. Diese gigantische Landschaftsverschandelung kommt wohl
erst in Frage, wenn gar nichts mehr geht. Also frühestens in 5000
Jahren. Sie sind ihrer Zeit also deutlich voraus. Bei den derzeitigen
Geburtenraten in Deutschland erübrigt sich dann die die Diskussion
bezüglich deutscher Stromversorgung
#66: Dr.-Ing. Matthias Popp sagt:
am Freitag, 29.10.2010, 21:28
Die von Prof. Dr. Alt im Artikel genannten Zahlen zum Speicherbedarf
einer Stromversorgung aus Wind und Sonne liegen innerhalb der großen
möglichen Bandbreite, die in meiner Doktorarbeit systematisch analysiert
wurde.
Der durch die Redaktion hinzugefügte Vergleich mit Goldisthal ist
allerdings nicht zutreffend. Richtig ist, dass Goldisthal bei einer
Leistung von ca. 1 GW über eine Kapazität von 8 h verfügt und die
Investitionskosten bei ca. 600 Mio. € lagen.
Zur Überbrückung von vier windstillen Tagen bräuchte man zwar die
Kapazität von Goldisthal zur Bereitstellung einer unterstellten Leistung
von ca. 21 GW, ca. 257 Mal. Die Leistung des Kraftwerks bräuchte man
jedoch nur ca. 21 Mal.
Die Kosten für die Errichtung eines Pumpspeicherkraftwerks setzen sich
aus den Kapazitätskosten, den Leistungskosten und weiteren, davon
unabhängigen Kosten zusammen.
Für die Pumpturbinen, Motorgeneratoren, Rohrleitungssysteme und die
gesamte Elektrik spielt es keine Rolle, wie groß die Speicherbecken
sind, die damit bewirtschaftet werden.
Ebenso haben die Größe der Speicherbecken und die damit verbundenen
Kosten nichts mit der installierten Kraftwerksleistung zu tun.
In der aufgemachten Rechnung stünde eine Leistung von 257 GW zur
Verfügung, welche den Spitzenbedarf Deutschlands um mehr als das
Vierfache überstiege. Der Fehler des angestellten Vergleichs ist
offenkundig.
Die Speicherkapazität hängt, neben dem mittleren Höhenunterschied der
Wasseroberflächen des Ober- und des Unterbeckens, von der Oberfläche und
den maximal möglichen Pegelschwankungen in den beiden Becken ab. Die
Oberfläche nimmt mit dem Quadrat des Umfangs zu, das Volumen mit der
dritten Potenz der geometrischen Abmessungen (incl. Pegelschwankungen).
Aufgrund dieser einfachen geometrischen Zusammenhänge ist klar, dass
eine Vergrößerung des Volumens keinesfalls eine lineare Kostenvermehrung
auslösen kann, wie es der einleitende Vergleich mit Goldisthal
unterstellt.
Zu #60 von Herrn Thiess:
Freizeitseen mit wesentlich größeren Pegelschwankungen, als in den
Unterbecken der von mir vorgeschlagenen Ringwallspeicher gibt es.
Beispielsweise wird der 1910 unter Kaiser Wilhelm erbaute Edersee in
Hessen in manchen Jahren um über 30 Meter abgesenkt. Im Sommer 2008
konnte ich eine Absenkung von über einem Meter an einem Tag selbst
miterleben. Die Bewirtschaftung von Ringwallspeichern zum
Langzeitausgleich erneuerbarer Energien hat nichts mit dem
Tag/Nachtausgleich von Pumpspeichern wie z.B. Goldisthal zu tun, wo die
gesamte Pegelschwankung in Zeitabständen wie bei Ebbe und Flut am Meer
stattfindet. Die Speicherleerungskurven meiner Doktorarbeit zeigen, dass
sich die Wasserstände in Ringwallspeichern ähnlich langsam verändern
würden, wie dies beim Edersee der Fall ist. Es handelt sich dabei um ein
beliebtes Freizeitgewässer.
(Bilder zum Edersees:
http://www.psp.poppware.de/19-Bilder%20anderer%20Seen.htm).
Dass ein Flugzeugabsturz einen 215 Meter hohen Wall beeindrucken könnte,
dessen Krone 20 Meter und dessen Basis 700 Meter breit ist, halte ich
für abwegig. Da gibt es tausende von Stauseen, die nicht ansatzweise so
viel Sicherheit bieten würden.
Das Wasser eines auslaufenden Oberbeckens eines Ringwallspeichers würde
zunächst einmal dessen Unterbecken auffüllen. Diesen Sicherheitsring
gibt es sonst bei keinem anderen Stausee.
Zur Befüllung von Ringwallspeichern müssten diese im Idealfall in einem
höher gelegenen Gebiet in der Nähe eines großen Flusses angeordnet
werden. Die regelmäßig zu beobachtenden Frühjahrshochwässer und weitere
Hochwässer, die häufig auch im Sommer vorkommen, müssten zur
Erstbefüllung genutzt werden.
Ringwallspeicher dürften den Regionen, in denen Sie entstehen, neben der
wirtschaftlichen Aufwertung einen touristischen Mehrwert bieten. In
einem Land, in dem es möglich ist, 85 Quadratkilometer große und bis zu
400 Meter Tiefe Braunkohletagebaue zu eröffnen, sollte es auch möglich
sein, Ringwallspeicher zu bauen, die einen Bruchteil dieser
Erdbewegungen erfordern.
In Deutschland laufen bereits 21.000 Windenergieanlagen. Deshalb sollte
es kein Problem sein, 2000 davon, in der größten heute verfügbaren
Ausführung, einem Ringwallspeicher zuzuordnen. Und wenn der Wind einmal
nicht weht, dass ist das Bauwerk in der Lage, die Flaute zu überbrücken.
Genau das ist seine Aufgabe und darauf wird es in der Gesamtkonzeption
abgestimmt.
Zu #61 von Herrn Heinzow:
Wegen des Zusammenhangs der Versechzehnfachung der Speicherkapazität bei
Verdoppelung der geometrischen Abmessungen, hätten zwei große
Ringwallspeicher mit jeweils ca. 22 Kilometern Durchmesser und 400
Metern mittlerem Höhenunterschied, die gleiche Speicherkapazität wie 32
halb so große Anlagen. Der Flächenbedarf würde sich von 3200
Quadratkilometern auf 800 Quadratkilometer vierteln. Die Anlagen wären
für ca. 14 Tage in der Lage, die Vollversorgung Deutschlands mit Strom
zu übernehmen. Das Erzeugungssystem aus Wind und Solaranlagen wäre so
auszulegen, dass diese Speicherkapazität ausreicht. Wie das
funktioniert, kann in meiner Doktorarbeit nachgelesen werden.
Zu #63 von Herrn Eng:
Die Verdunstung wäre in der Tat auszugleichen. Dazu wäre beim
Gesamtwasservolumen eine ausreichende Reserve einzuplanen, die bei
Hochwassersituation immer wieder aufgefüllt werden kann. Verdunstung im
Oberbecken würde einen echten Energieverlust bewirken. Möglichkeiten,
das zu begrenzen schlage ich unter
http://www.poppware.de/Hybridkraftwerke/Hybridkraftwerk-Flaechennutzung.htm
vor.
Zu #64 von Herrn Schautzer:
Herr Schautzer hat Recht mit seiner Aussage, dass derartige
Ringwallspeicher noch nirgends auf der Welt errichtet wurden. Der größte
Staudamm der Erde hat eine Höhe von 300 Metern. Wegen der
Erdbebengefährdung des Gebietes wurde er als Erdschüttdamm mit einem
Kern aus Lehm und Ton ausgeführt. Siehe:
http://de.wikipedia.org/wiki/Nurek-Staudamm.
Auch wenn zunächst an Ringwallspeicher mit 215 Metern Dammhöhe gedacht
wird, wäre es mit ca. 1,4 Kubikkilometern das vom Volumen her gesehen,
weltweit größte Dammbauwerk.
Das weltweit größte Dammvolumen weist bisher der Syncrude Tailings-Damm
in Kanada, mit ca. 0,5 Kubikkilometern auf:
http://de.wikipedia.org/wiki/Syncrude_Tailings.
Sie sehen, dass ein Ringwallspeicher zwar etwas Neues wäre, die
Dimensionen aber nicht um Größenordnungen von Anlagen abweichen würden,
die bereits errichtet wurden.
Zu #65 von Herrn Glatting:
Seine Einwände sollten in hohem Maße durch Obiges angesprochen worden
sein. Die Kosten müssten natürlich unter den konkreten Gegebenheiten
eines Standorts ermittelt werden. Dazu sind weitere Forschungen
erforderlich. Verglichen mit Erdbewegungen, die im Tagebau stattfinden
und mit Erddämmen, die bereits errichtet wurden, ist zu erwarten, dass
sie weit unterhalb von den beängstigenden Größenordnungen liegen werden,
die an anderer Stelle in diesem Diskussionsforum in den Raum gestellt
wurden.
Die Speicherkosten eines auf volatiler Erzeugung basierenden
Stromversorgungssystems dürfen natürlich nicht mehr nach dem
Speicherdurchsatz kalkuliert werden, wie das bei konventionellen
Pumpspeicherkraftwerken der Fall ist, die auf eine Speicherreichweite
von vier bis acht Stunden ausgelegt sind. Diese verdienen ihr Geld,
indem sie mit billigem (Nacht) Strom aufgeladen werden und teuren
Spitzenstrom verkaufen. Je öfter sie dabei gefüllt und entleert werden
können, desto lukrativer wird ihr Betrieb.
Diese Bewirtschaftung hat aber überhaupt nichts mit den Anforderungen zu
tun, die eine bedarfsgerechte Versorgung mit Wind- und Solarstrom an ein
Speichersystem stellen. Weil man immer mit längeren Flauten zu rechnen
hat, wäre man bestrebt, die Speicher möglichst immer gut gefüllt zu
halten. Diese Art der Speicherbewirtschaftung wäre dann zu vergleichen
mit der strategischen Erdölreserve oder den Gasspeichern. Auch diese
Speicher kalkuliert man nicht nach ihrem Durchsatz, sondern, sie werden
als Systemkosten auf den Gesamtumsatz umgelegt. Die Reserven möchte man
dabei möglichst wenig in Anspruch nehmen. Vergütungsregelungen, die
allein das Ein- und Ausspeichern von Energie belohnen würden, wären
folglich nicht in der Lage, Anreize zum Bau großer Speicher zu schaffen.
Dazu wäre vielmehr ein Sicherheitsdenken, wie in der Öl- und
Gaswirtschaft erforderlich.
#67: Dr.-Ing. Matthias Popp sagt:
am Samstag, 30.10.2010, 08:51
kleine Korrektur der Aussage:
In der aufgemachten Rechnung stünde eine Leistung von 257 GW zur
Verfügung, welche den Spitzenbedarf Deutschlands um mehr als das
Vierfache überstiege.
Angesichts einer jährlich zu beobachtenden Nachfragespitze, die für
Deutschland in den letzten Jahren bei ca. 85 GW lag, muss es richtig
lauten:
In der aufgemachten Rechnung stünde eine Leistung von 257 GW zur
Verfügung, welche den Spitzenbedarf Deutschlands um das Dreifache
überstiege.
#68: D. Glatting sagt:
am Samstag, 30.10.2010, 13:25
Hallo Herr Popp,
auf meine eigentlichen Einwände Sie sind überhaupt nicht eingegangen.
Was sagt ihre Kosten/Nutzlos Rechnung eigentlich wenn man keine 70 €/t
CO2 rechnet?
Wie gesagt, wir reden hier von Kosten für Speicher! Die man nur braucht
um den überteuerten Strom aus anderen subventionierten Quellen überhaupt
vernünftig nutzbar zu machen. Nachdem man eine sinnlose Sache
subventioniert muss man noch mal in die Tasche greifen um der
Sinnlosigkeit einen Sinn zu geben. Zum Schluss sind wir alle arm und die
Landschaft ist verschandelt. Das mit der Badelandschaft können Sie
nämlich aufgrund des Dauerbetriebes dieser Anlagen komplett knicken.
Für Sie scheinen Probleme mit gewissem weiteren Forschungsbedarf zu
lösen sein. In der von mir angesprochenen Region zwischen Frankfurt und
Stuttgart würde ein solches Projekt etwa mit der Vernichtung von 10.000
Wohneinheiten zu je 150.000 € einhergehen. Die Summe müsste aufgrund der
sonstigen Infrastruktur verdoppelt werden Sind wir also bei 3 G€
Investitionskosten bevor der erste Spatenstich getan wäre. Um das Geld
bekomm ich ein KKW, das mir die halbe Leistung kontinuierlich liefert.
Für das Geld was Sie dann noch für die Buddelarbeiten brauchen, kann man
das nächste KKW hinstellen. Womit man keine Vogelschredder und keine
Landschaftsverschandelung braucht. Aber die voll elektrische Leistung
ganzjährig zur Hand habe.
Warum es für Pumpturbinen, Motorgeneratoren, Rohrleitungssysteme und die
gesamte Elektrik keine Rolle spielen soll, wie groß die Speicherbecken
sind, die damit bewirtschaftet werden, müssen Sie auch noch mal
erklären. Das klingt eher nach Milchmädchenrechnung.
#69: Dr.-Ing. Matthias Popp sagt:
am Dienstag, 02.11.2010, 17:49
Sehr geehrter Herr Glatting
wo bitte habe ich eine "Kosten/Nutzlos" Rechnung mit 70 €/t CO2 gemacht?
Bitte verlangen Sie von mir nicht Antworten auf Fragen, zu denen ich
keinen Anlass gab.
Ihre zweite Feststellung/Frage zeigt, dass das System des
Ringwallspeichers zum Langzeitausgleich erneuerbarer Energien eine
nochmalige Erklärung erfordert. Die Pegelverläufe über der Zeit wären
geringer und in ihrer zeitlichen Abfolge vergleichbar mit denen des
Edersees - einem beliebten Freizeitsee in Hessen.
Sie hätten nichts mit den Pegelverläufen der heute üblichen
Pumpspeicherkraftwerke zu tun, die beispielsweise zum Ausgleich von
Kernkraftwerken oder Braunkohlekraftwerken eingesetzt werden. Nur diese
weisen die großen täglichen Pegelschwankungen auf, die Sie mit Ihrer
Kritik offenbar ansprechen. Erklärt habe ich das bereits im Beitrag #66.
Im Übrigen habe ich dem Forum angeboten, einen eigenen Beitrag zum
"Speicherbedarf bei einer Stromversorgung mit erneuerbaren Energien" und
zum Ringwallspeicher bereitzustellen.
Dieses Angebot wurde bisher nicht angenommen.
Ihrer Bezugnahme auf die Ballungsräume Frankfurt und Stuttgart zur
Errichtung von Ringwallspeichern kann ich nur entgegnen, dass es
ausgesprochen töricht wäre, die Anlagen genau da zu errichten, wo
möglichst viele Umsiedlungen vorzunehmen wären.
Z.B. bei Braunkohletagebauen ist es normal, dass ganze Ortschaften einer
vorübergehenden Gewinnung von Energierohstoffen weichen müssen, weil
diese Rohstoffe eben nur dort abgebaut werden können, wo sie sich
befinden.
Im Gegensatz dazu können Ringwallspeicher auch so gestaltet werden, dass
größere Siedlungsgebiete ausgespart werden und als Insel oder Halbinsel
erhalten werden. Die kreisrunden Formen der auf meinen Internetseiten
unter www.ringwallspeicher.de
dargestellten Systeme sind keinesfalls zwingend, sondern zeigen eine
idealisierte Konfiguration, bei der die Erdbewegungen zur Errichtung der
Anlagen minimiert werden. Ich gehe davon aus, dass die Leser und
Betrachter dieser Darstellungen über so viel Phantasie verfügen, dass
sie sich das auch anders vorstellen können. Das Prinzip des
Ringwallspeichers besteht lediglich darin, dass an geeigneten Stellen
einer Landschaft, an der die natürlichen Höhenunterschiede nicht
ausreichen, mit einem Ringwall ein künstlicher Höhenunterschied
geschaffen wird, in den ein Oberbecken für ein Pumpspeicherkraftwerk
eingebaut wird. Das Bodenmaterial dafür kommt in möglichst hohem Maße
aus dem Aushub für das Unterbecken. Eine Landschaft, die nicht bretteben,
sondern hügelig ist, wird in der Regel dazu führen, dass weniger Erdbau
notwendig wird, um das Speichersystem mit den benötigten
Höhenunterschieden zu errichten.
Je größer natürlich vorhandene Höhenunterschiede sind, desto kleiner
können die Speicheranlagen werden, um bei den Kapazitätskosten in einen
günstigen Bereich zu kommen.
Über erneuerbare Energien und jetzt noch Ringwallspeicher würden wir in
diesem Forum sicher nicht diskutieren, wenn man für die von Ihnen
angeführten 3 Milliarden Euro zwischen Frankfurt und Stuttgart einfach
so einmal ein Kernkraftwerk errichten könnte. Dafür benötigen Sie -
übrigens genauso wie für Ringwallspeicher - auch noch eine Zustimmung
der Bevölkerung.
Bitte vergessen Sie dabei nicht, dass auch die Kernenergie erhebliche
Forschungsgelder erforderte, bis damit Strom erzeugt werden konnte.
Sollen das etwa die letzten Forschungsgelder gewesen sein, die für
Fragen der Energiewirtschaft aufgewandt wurden?
Und nochmals zur Erklärung:
Goldisthal als Beispiel für ein Pumpspeicherkraftwerk hat eine
Kraftwerkskaverne mit Pumpturbinen, Motorgeneratoren und
Rohrleitungssystemen und eine Anbindung ans Stromnetz. Diese technische
Einrichtung ist in der Lage, ca. ein Gigawatt Leistung aus dem Stromnetz
abzunehmen, um Wasser aus einem Unterbecken in ein Oberbecken zu
befördern. Die Einrichtung ist in umgekehrter Richtung ebenso in der
Lage, aus dem Wasser, das aus dem Oberbecken zurück in das Unterbecken
fließt, ein Gigawatt Leistung abzugreifen und ins Stromnetz zurück zu
speisen. Hochpumpen (= Aufladen des Speichers) funktioniert so lange,
bis das Unterbecken leer und das Oberbecken voll ist. Herunterlassen (=
Endladen des Speichers) funktioniert so lange, bis das Oberbecken leer
und damit das Unterbecken wieder voll ist. Wären Ober- und Unterbecken
größer, dann könnten mit der gleichen technischen Einrichtung das
Hochpumpen sowie das Herablassen des Wassers über längere Zeiträume
erfolgen. Goldisthal ist bei maximaler Leistung auf einen Zeitraum von
ca. acht Stunden ausgelegt. Wären die Becken oben und unten z.B. zehn
Mal so groß, dann könnte der gleiche Vorgang über 80 Stunden erfolgen,
ohne dass andere Pumpturbinen, andere Motorgeneratoren, andere
Rohrleitungen oder eine andere Anbindung an das Stromnetz erforderlich
wären.
Diese Technikkosten sind folglich unabhängig von der Größe der
Wasserbecken, die damit bewirtschaftet werden. Und wenn die Becken noch
größer ausgelegt werden, dann geht das eben noch länger. Die Kosten der
Becken, welche für die Speicherkapazität verantwortlich sind, haben
nichts mit den Kosten der Technik zu tun, welche das Wasser zwischen den
Becken hin und her befördert.
Ich hoffe hiermit vermittelt zu haben, dass die Leistungskosten (in Euro
pro Kilowatt Kraftwerksleistung) und die Kapazitätskosten (in Euro pro
Kilowattstunde Speicherkapazität) eines Pumpspeicherkraftwerks
voneinander unabhängig sind.
#70: D. Glatting sagt:
am Mittwoch, 03.11.2010, 18:06
Hallo Herr Popp,
zuerst mal Danke für ihre erschöpfenden Auskünfte, die zum Teil auch
recht lehrreich waren. Dabei meine ich insbesondere den Nurek-Staudamm.
Das mit den Technikkosten und der Größe des Wasserbeckens ist nun auch i.O.. Des Weiteren gehöre ich dem Forum hier nicht an sondern schreibe
nur Kommentare. Einen Beitrag zum Thema von Ihnen würde ich aber
befürworten.
Dies insbesondere, da ich immer noch mit den “Badelandschaften“ hadere.
Der Untere See sollte doch in Zeiten, wo die Versorgung durch Wind und
Sonne gewährleistet ist, zur Aufnahme von Wasser bereit stehen. Also
einen niedrigen Wasserstand haben. Womit der Badegast im Matsch stehen
würde. In Momenten wie diesem bei bewölktem Himmel und Windstille
sollten diese Kraftwerke wohl im Einsatz sein.
Der andere Punkt mit dem ich immer noch hadere ist der Standort. Da wo
niemand wohnt, braucht man keinen Strom. Und da wo man Strom braucht ist
kein Platz für die Speicher. Also braucht man teuere Windmühlen, teuere
Speicher und dazu teure Leitungen.
Da sind wir schon wieder beim leidigen Thema Geld. In #62 schreiben Sie:
“Wenn sich die erwartete Kostengrößenordnung als zutreffend erweisen
sollte, dann wären Ringwallspeicher-Hybridkraftwerke, die allein mit
Windenergie betrieben werden, unter Einbeziehung der externen Kosten,
gegenüber konventionellen Kraftwerken absolut konkurrenzfähig. Die
externen Kosten von Kraftwerken erscheinen nicht in der
betriebswirtschaftlichen Kalkulation und werden von der Allgemeinheit
getragen. Siehe z.B.
http://tinyurl.com/39jwt8y“
Beziehend auf http://tinyurl.com/39jwt8y schrieb ich deshalb in #68:
“Was sagt ihre Kosten/Nutzlos Rechnung eigentlich wenn man keine 70 €/t
CO2 rechnet?“
Worauf Sie in
“Bitte verlangen Sie von mir nicht Antworten auf Fragen, zu denen ich
keinen Anlass gab“.
antworteten. Ich fand den Link in #62 Anlass genug. Oder anders
ausgedrückt, weder Windkraft noch Energiespeicher sind m.E. aktuell
konkurrenzfähig.
Um das einmal klar zu stellen. Ich bin gegen jede Art von Subvention.
Daher bin ich auch gegen das EEG. Kernkraftgegner führe immer wieder an,
dass die Endlagerung vom Steuerzahler bezahlt wird. Das Gegenteil wurde
hier schon gezeigt. Dann werden die Kosten für die Entwicklung geltend
gemacht. Kann zwar keiner so genau beziffern, aber das Deutschland
Industrieland ist, weil Forschung und Technik einen hohen Stellenwert
genießen, ist wohl Fakt. Damit hat das Märchen von den “erheblichen
Forschungsgeldern“ für die Kerntechnik hat einen ganz langen Bart. Muss
vor Anfang der60er gewesen sein. Und in jedem Fall Peanuts gegenüber der
Dauersubventionierung von Steinkohle, Wind und Sonne.
Dann wird das Versicherungsrisiko ins Feld geführt. Im anderen Threat
wurden gerade die Kerntechnischen Unfälle aufgelistet. Wenn man da die
Unfälle in Forschungseinrichtungen und der Sovietdiktatur raus nimmt
kommt man zu dem Ergebnis, dass es wohl sicherer ist am Reaktor zu
arbeiten als über die Straße zu gehen.
Darum kann ich mich auch nicht des Eindruckes erwähren, dass die von den
Grünen erhobene Forderung nach einer Selbstversicherung der Anlagen nur
deshalb nicht durchgeführt wurde, weil dann das lächerliche Risiko mit
einem Geldbetrag auszuweisen gewesen wäre, was ja gar nicht in die grüne
Propaganda gepasst hätte.
Wenn wir über die 3G€/KKW reden, dann ist das die Summe, die für
Olkiluoto veranschlagt wurde und aufgrund der weltweit von der Branche
verfolgten Fehler beim ersten Neubau seit Jahrzehntenwohl nicht
eingehalten werden kann. Für Flamanville, dass mittlerweile quasi
genauso weit gediehen ist wie Olkiludo (und die Projektverantwortlichen
alles daran setzen sogar zuerst fertig zu werden) soll um das Geld
kosten. Auch wenn im Wiki was von Zeit und Kostenrahmen überschritten
steht. Westinghouse will seine etwas kleineren Modelle (1 GW statt 1,6
GW) sogar billiger anbieten.
Also, warum reden wir JETZT über Ringwallspeicher außer dem Grund, dass
die Grünen Hysterie gegen die Kernkraft verbreiten und von großen Teilen
der grünsozialistischen Presse dabei unterstützt werden?
Das Projekt hat Zukunft. In einigen Tausend Jahren wird das m. E.
bestimmt realisiert werden.