Claudia Kempfert – Professorin für Energieökonomie und Energiepolitik Universität Lüneburg und Deutsches Institut für Wirtschaftsförderung
Keine Panik wegen Dunkelflaute! Es gibt ausreichend Kapazitäten, ein Blackout hat nicht gedroht. Konzerne können Interesse an hohen Strombörsenpreisen haben, um Kraftwerke zu refinanzieren. Stromspeicher können helfen, um Flexibilität zu schaffen und Preisspitzen zu glätten. Versorgungssicherheitsreserve sinnvoll.
Keine Panik wegen Dunkelflauten: wenn die Sonne nicht scheint und kein Wind weht, wird kaum Ökostrom produziert. Ich erläutere im aktuellen Podcast, warum es trotzdem kein Blackout droht, wir aktuell ausreichend Kapazitäten haben aber es dennoch sinnvoll ist Speicher zu integrieren um Preisspitzen zu glätten. Künftig werden wir für Zeiten solcher Phasen eine erweiterte Versorgungssicherheitsreserve haben müssen, um Preise nicht explodieren zu lassen und Reserve-Kapazitäten zu nutzen.
Im vergangenen Jahr gab es mindestens zwei solcher sogenannten Dunkelflauten, das heißt Zeiten, in denen die Sonne nicht scheint und der Wind kaum weht und somit ein geringer Anteil von Ökostrom da ist. Die Folge: die Börsenstrompreise stiegen zeitweise drastisch an. Die Frage ist, ob die Politik und die Gesellschaft derart hohe Strompreise, die an der Börse die kurzfristig auftreten können, akzeptiert, oder ob wir andere Kapazitätsmechanismen für derartige Phasen benötigen. Das DIW hat sich damit intensiv beschäftigt und wirbt für eine Versorgungssicherheitsreserve. Warum, erkläre ich im Podcast.
Zudem erläutere ich, warum es zu einem Strompreisstreit zwischen Deutschland und Schweden kam und was die Atomkraft in Schweden damit zu tun hat, denn auch bei Atomenergie können Dunkelfladen auftreten, entweder geplant oder ungeplant wie manchmal in Frankreich.
Zudem erläutere ich die Möglichkeiten von Stromspeichern,. Eine Hörerin fragte danach. Diee Bahn selber will künftig Großbatteriespeicher nutzen. Ohnehin wäre es gut, wenn mehr Batteriespeicher ins System integriert werden könnten, die Preise sinken deutlich, und bei der Bundesnetzagentur stehen viele zur Genehmigung an. Hört gern den ganzen Podcast
Hier der Link —> https://www.mdr.de/nachrichten/podcast/kemfert-klima/audio-oekostrom-kraftwerke-dunkelflaute-strompreise-100.html
Sie sind als Journalist der Welt am Sonntag bekannt als Kritiker der Energiewende. In vielen Punkten zu recht! Sie schreiben zu Millionen und daher nehmen Sie maßgeblich Einfluss.
Ihr heutiger Artikel ist Quatsch und Ihrer nicht würdig. Ihre Kernfehler:
1) Solarstrom sei Risiko: Nein, Solarstrom ist ein Segen! Er ist günstiger und sauberer als jede Alternative.
Allerdings wird er vollkommen falsch gefördert.
Das Design der Förderung honoriert maximale Einspeisung, die dann zu den bekannten Verwerfungen führt.
Nicht die Technologie.
Ich frage mich warum das so schwer ersichtlich ist – Volatilität braucht flexible Preise und Abrechnung.
Das Risiko ist ein falsche Förderung in Kombination mit fehlender Flexibilität (Smart Meter).
Es werden Ende 2025 knapp 15 GW Leistung (20% der Grundlast Deutschlands) in Kellern herumstehen aber sie dürfen nicht genutzt werden um die Spitzen zu glätten oder um z.B. die Frequenz zu stabilisieren.
Das ist ein rein rechtliches und bürokratisches Thema.
Würde man die Netzentgelte wie bei den geplanten und viel zu teuren „Mega Batterie Parks“ ebenfalls erlassen, dann würde hier ein atmender Deckel eines sich selbst optimierenden Strommarktes entstehen.
Ihr Meinungsgeber Amani Joas ist „biased“ er weiß, sollten die dezentralen Speicher behandelt werden wie Großspeicher, dann ist sein Geschäftsmodell tot.
Interessant das er es hierher schafft. Sie sollten eher mal mit dem Gründer von Next Kraftwerke und heutigen Gründer von SpotmyEnergy sprechen! Jochen Schwill
Es gibt einen Grund das der Gründer des größten virtuellen Kraftwerks Deutschland mit vorwiegend großen Einheiten nun auf „Mikro Flexibilität“ setzt! Weil es die günstigste Form ist.
Mit dem bestehenden Netz und den bestehenden Speichern, die bereits bezahlt sind – ohne das wir noch die riesiger Batterien Felder Bauern müssen – können wir mehr tun – günstiger und besser – damit dezentrale Systeme wie Wärmepumpe, Elektroautos Teil der Lösung der Volatilität werden und sich systemdienlich verhalten.
Also Teil eines selbstregulierenden Stromnetzes werden.
PS: Wie Sie richtig berichten stehen wir vollkommen zu der Änderung der derzeit falschen Förderung!
Aber nicht für mehr Kohle und Gas, sondern für
– noch mehr,
– noch günstigere
– und noch sauberere Energie für alle!
Catiana Krapp Kathrin Witsch Markus Meyer Fabian H. Jens Spahn Katharina Beck Dr. Florian Güßgen
„Deutscher Strommix so sauber wie nie“, schrieb heute richtigerweise Bruno Burger vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE. Und ja, das ist ein Grund zum Feiern. Besonders die letzten Jahre seit der Ampel-Regierung unter Wirtschaftsminister Robert Habeck und dem Energieschock Anfang 2022 entfesselten den Ausbau von Erneuerbaren-Kapazitäten, die wir gestern bewundern konnten. Sie lieferten erstmalig den Strombedarf zu 125 Prozent bzw. scheinbar den ganzen Tag ab.
Doch in den letzten Tagen kam wieder durch, was vor Kurzem schon unter „Dunkelflaute“ zu finden war: Eine einseitige Sichtweise auf den Energiemarkt sowie die große Unkenntnis über den europäischen Strommarkt.
Während wir zuletzt für rund 42 Milliarden Euro für den Erdöl-Import ausgaben, 24 Milliarden für Erdgas oder 5,5 Milliarden für Steinkohle, scheinen uns die 2,3 Milliarden für überwiegend Ökostrom aus Dänemark & Co die Wut anschwellen lassen, weil wir angeblich unsere Unabhängigkeit verlieren. Dabei macht uns Europa unabhängig – von Russland & Co!
Gleichzeitig zeigt es, wie wenig Verständnis für den europäischen Strommarkt gibt. Deutschland hätte jeder Zeit den Strom selbst produzieren können – die Kapazitäten dafür sind auch ohne Atomstrom da – aber es war einfach zu teuer – auch, weil wir derzeit noch zu unflexibel bei wenig Sonne oder Wind sind (siehe unten). Umgekehrt war es gestern, als wir deutlich zu viel produzierten. Vor allem nach Österreich, in die Schweiz und nach Dänemark schickten wir viel Strom – denn dort war er deutlich teurer als hierzulande.
Und ja, natürlich gibt es erhebliche strukturelle Probleme: Grundsätzlich müssen wir ein noch derzeit auf zentrale Energieversorgung bestehende Struktur auf dezentral umstellen. Eben deshalb ist es fatal, dass in etlichen Jahren unter der Union der Bau von Stromleitungen verzögert wurde (allen voran in Bayern). Lichtblick: Noch nie wurden so viele Kilometer an Stromleitungen genehmigt wie in diesem Jahr.
Gleichzeitig braucht es Speicher, doch auch hier tut sich gewaltig was: Die „Anschlussbegehren“ für Batterie-Großspeicherprojekte summierten sich Stand November auf 161 Gigawatt Gesamtleistung – fast doppelt so viel, wie wir derzeit überhaupt an Kapazitäten haben.
Und natürlich bräuchte es lokale Preise – sogenannte Strompreiszonen. Also Strompreise, die Angebot und Nachfrage regional ausgleichen und dadurch den lokalen Stromwert widerspiegeln. Der Strompreis an der Börse sollte dort höher sein, wo gerade hohe Nachfrage herrscht, und dort niedrig, wo in diesem Moment ein Überangebot vorliegt. Wenn das geschieht, sind wir nah der Energiewende, die wir für unsere Unabhängigkeit brauchen: Im Minutentakt variieren die Preisunterschiede und müssten netzdienlich optimiert werden. Passiert das, würden die durchschnittlichen Stromkosten sinken und Anreize (wie in Schweden) vorherrschen, die Erneuerbaren rascher auszubauen, weil die (in Verbindung mit Speichern & Co) am günstigsten produzieren.
Bei der Atomkraft gibt es unterschiedliche Ansätze, die sich allerdings alle als zu kostenintensiv oder zu utopisch erwiesen haben.
Bisherige kommerzielle Atomkraftwerke:
In einem Kernkraftwerk entsteht durch kontrollierte Kernspaltung im Reaktorkern Wärme. Mit dieser Wärme wird Dampf erzeugt. Dieser Dampf wiederum treibt eine Turbine an, an die ein Generator angeschlossen ist, der schließlich elektrischen Strom erzeugt.
Woher kommt das Uran?
Niger, Namibia, Russland, Usbekistan, China und die USA bauen grössere Mengen Uran ab.
Aus Minen gefördertes Uran deckte im Jahr 2017 gut 90 Prozent des weltweiten Bedarfs von rund 60’000 Tonnen. Der Rest stammte aus Lagerbeständen oder aus der Abrüstung. Deshalb können bzw. Konnten Atommächte auch günstiger Atomstrom produzieren.
Wie viel kostete Uran?
Die Kosten für ein Kilo- gramm Uran liegen bei etwa 80 USD pro Kilogramm. Im Vergleich dazu kostet die Förderung von Kohle 80 USD pro Tonne [8]. Aus einem Kilogramm Uran kann im Atomkraftwerk eine Ener- gie von 36-56 MWh erreicht werden.
Für ein AKW mit einer Leistung von 1000 Megawatt pro Jahr werden 160 bis 175 Tonnen Uran benötigt, bei einer Konzentration von 0,2 Prozent sind es insgesamt also über 80.000 Tonnen Gestein, die bewegt und ausgebeutet werden müssen.
Der Abfall
Der meiste radioaktive Abfall entsteht bei der Kernspaltung, wenn in einem Kernreaktor Uran-235 mit Neutronen beschossen wird. Treffen die Neutronen auf andere Uran-Isotope, entstehen hochradioaktive Atome – vor allem Plutonium, Neptunium, Americium und Curium – die in den Brennstäben verbleiben.
Der deutsche Atommüll wird zunächst in eine Wiederaufarbeitungsanlage gebracht. Auf dem Weg dorthin und zurück werden die Brennstäbe in besonders sicheren Behältern transportiert, den Castoren.
In der Anlage wird aus dem Abfall kleine Mengen Plutonium und Uran zurückgewonnen, die weiterverwendet werden können.
Die Abfälle lagern zurzeit in oberirdischen Zwischenlagern in ganz Deutschland.
Hinzu kommen noch weitere radioaktive Abfälle, die etwa beim Abriss der Atomkraftwerke entstehen oder die Hinterlassenschaften des Uranabbaus, auf oberirdischen Halden lagern.
Wie lange braucht Atommüll bis er unschädlich ist?
Bis die radioaktive Strahlung sich halbiert hat, dauert es 24.000 Jahre.
Nach 200 000 Jahren ist die Radioaktivität auf das Niveau von Natururan abgesunken.
Die radioaktiven Stoffe dürfen aber auch nach diesem Zeitraum nicht in grösseren Mengen in Nahrung oder Atemwege gelangen – ebenso wenig wie chemische Giftstoffe wie Blei oder Quecksilber.
Die Idee der Mini-Kernkraftwerke
Der Ausdruck „Small Modular Reactor“ kann aus dem Englischen mit „Kleiner modularer Reaktor“ ins Deutsche übersetzt werden. Geläufiger sind sie aber als Mini-Atomkraftwerke bekannt. Erste Ideen zu Small Modular Reactors (SMR) gab es bereits vor Jahrzehnten. Dennoch handelt es sich bei den meisten Mini-Atomkraftwerken bislang um Entwürfe in Testphasen. Dementsprechend gibt’s auch bis heute keine international einheitliche Bestimmung für den Begriff. Die Konzepte von SMR sind sehr verschieden. Bei vielen handelt es sich um kleine Versionen bisheriger Atomkraftwerke.
Erste Ideen zur Entwicklung von SMR gab es bereits in den 50er-Jahren bei Versuchen, Atomkraft als Antrieb für militärische U-Boote einzusetzen.
Bis zum heutigen Tage ist diese Idee nicht über das Versuchsstadium hinaus entwickelt worden.
Mini-Atomkraftwerke sind zu teuer
Inzwischen gibt es Firmen, die sich von dieser Idee auch aus Kostengründen verabschiedet haben, Nuscale Power Corp. ist deshalb auch von rund 15 USD im Oktober 2022 auf 2,06 USD abgestürzt.
Kurzfassung: Atommüll aus anderen Atomkraftwerken soll in Dual-Fluid-Kraftwerken nochmals genutzt werden.
Allerdings kann nur ein sehr kleiner Teil davon verwendet werden.
Der in Dual-Fluid-Kraftwerken genutzte Atommüll wird später – so die THEORIE – nicht 200.000 Jahre strahlen. Allerdings muss dieser Atommüll mindestens 300 Jahre gekühlt und radioaktiv geschützt aufbewahrt werden. Innerhalb dieser 300 Jahre ist dieser Restmüll um ein Vielfaches höher radioaktiv.
Eine Versuchsanlage soll in Ruanda gebaut werden und ca. 2030 sind mit ersten Forschungsergebnissen gerechnet werden.
Die Versuchsanlage kostet etwa aus heutiger Sicht 3 Mrd. USD
Auch bei dieser Art von Atomkraft sind die Kosten – insbesondere die Endlagerung – extrem hoch.
Eines steht jedoch aus meiner Sicht heute schon fest:
Der Rückzug aus der Atomkraft wird früher oder später kommen und insbesondere für Investmentgesellschaften exterm kostspielig.
Dies ist auch der Grund, warum gerade Investmentgesellschaften, wie beispielsweise #KKR oder #BlackRock den Ausstieg aus der Kernkraft sowie aus der fossilen Energie hinauszögern wollen.Werner Hoffmann
Beim roll-out stationärer Batteriespeicher in unserem Stromsystem zeigt sich weiter die Kraft exponentiellen Wachstums: Ende Q3 dieses Jahres waren 7,1 GW Leistung installiert, das entspricht bereits ca. 70% der Leistung der über Jahrzehnte aufgebauten Pumpspeicher. Im nächsten Jahr werden Batteriespeicher deren Leistung übertreffen.
Von
Und die Speicherkapazitäten? Ende Q3/2023 betrug diese rund 10,5 GWh bei den Batteriespeichern. Die Pumpspeicher haben ca. 40 GWh Kapazität. Dieser Meilenstein wird bei aktuellen Wachstumsraten stationärer Batteriespeicher in grob drei Jahren erreicht.
Wichtig: der Markt hält weiter mit der deutlich erhöhten Dynamik des Ausbaus der Photovoltaik mit. Betrug vor zwei Jahren das Verhältnis von Speicherzubau zu Solarzubau noch ca. 250 MWh Speicher je GW neuer Solarleistung beträgt es im Jahr 2023 bereits 400 MWh / GW – obwohl sich die PV-Installationen nahezu verdoppelt haben. Der Speichermarkt wächst also noch schneller als der PV-Markt. Aktuell liegt der Schwerpunkt immer noch bei Kleinspeichern. Doch das Gewerbesegment wächst ebenfalls und immer mehr große Projektentwickler kündigen jedoch an, alle (!) zukünftigen PV-Projekte mit Speichern zu entwickeln.
Dennoch bestehen Handlungsbedarf: es müssen Hindernisse für neue Geschäftsmodelle auf Basis von Batteriespeichern sowie für Großspeicher ausgeräumt und mehr Anreize geschaffen werden, Speicher system- und netzdienlich zu betreiben. Und natürlich müssen mobile Speicher angebunden werden (vehicle2grid).
Kurzum: für die Kurzfristspeicherung und damit für >80% der Speicheraufgabe in einem 100% erneuerbaren Energiesystems ist die Lösung nicht nur absehbar, sie ist unterwegs. Weitere Kostensenkungen und Skalierung auch mit alternativen Materialien kann die Industrie leisten. Die notwendigen regulatorischen Anpassungen sind lösbare Aufgaben.
——-> NEWS ZU Stromspeicher / Energiespeicher
Stromspeicher heute und Ausblick – Kohlekraftwerk bald überflüssig —> Solarenergie und Windkraft mit Speicher nutzen —-> #Neue #Speichertechnologien machen es möglich, den Strom zu speichern. Die neuesten Möglichkeit ist —-> #Beton!!
Sollte sich diese Möglichkeit demnächst umsetzen lassen, gibt es kein Problem mehr mit Stromspeicher.
Auch das Thema Atomkraftwerke bzw. Kohlekraftwerke und Gaskraftwerke für die Deckung der sogenannten Grundlast wäre dann vom Tisch.
Warum bisher bestimmte fossile Grundlastwerke vorhanden sein müssen, ist einfach.
Wind- und Solarkraftwerke können dann Strom produzieren, wenn Wind weht oder die Sonne scheint.
Nun gibt es ggf. einzelne Stunden oder auch Tage, an denen die Stromproduktion durch diese Energiefirmen nicht reichen. Biogasanlagen können auch nur ca. 5-7 % Strom liefern.
Und wenn zu viel Wind weht, müssen Windkraftanlagen teilweise abgeschaltet werden, weil die derzeitigen Energiespeicher zu gering sind.
Durch das europäische Stromnetz ist es heute auch möglich, produzierten Strom von Dänemark nach Deutschland zu exportieren. Das war im Übrigen im Mai bis Juli der Fall. Der Strom konnte in Dänemark günstiger eingekauft werden, als er in einem deutschen Kohlekraftwerk hätte produziert werden können.
Trotzdem sind heute noch übergangsweise Kohlekraftwerke für die Deckung der Grundlast notwendig.
Hätte man die drei Kernkraftwerke letztes Jahr am Netz lassen wollen, wäre dies nach Aussage der Betreiber überhaupt nicht möglich gewesen. Deutsche Uranbrennstäbe haben eine andere Form und müssten speziell durch Russland wieder hergestellt werden. Vorlaufzeit ca. 1 Jahr bis Lieferung.
Auch das Personal hätte neu ausgebildet werden müssen und Abfindungsverträge müssten teuer rückgängig gemacht werden. Von der Personalsuche über Ausbildung bis zum Tageseinsatz wären ca 4 Jahre notwendig.
Insofern ist die Idee von Kernkraftwerken beerdigt. Und dies wurde 2011 beschlossen.
Was jetzt neu ist.
Durch eine neue Speichertechnik kann das Problem der Stromzwischenspeicherung gelöst werden
Energieunternehmen und kommunale Versorger sowie Unternehmen, die an der Grundlastversorgung Kasse machen, werden davon jedoch wenig begeistert sein.
Ersatz für Lithium-Akkus?
Forscher entwickeln Stromspeicher aus Beton
Dies stand heute in n-tv:
„Beton als Energiespeicher? Forscher aus den USA verwandeln gewöhnliches Baumaterial in einen leistungsfähigen Superkondensator. Häuser könnten in ihren Fundamenten auf diese Weise künftig Strom speichern. Und das Material hat noch einen weiteren Vorteil.
Aus den einfachen Komponenten Zement, Wasser und Ruß haben US-Wissenschaftler einen Stromspeicher entwickelt. In das Fundament eines Hauses eingelassen, könnten 45 Kubikmeter des Materials rund zehn Kilowattstunden speichern, was etwa dem durchschnittlichen Tagesverbrauch eines Haushalts in den USA entspricht. Auch den Einbau in Straßen, der das Laden von Elektrofahrzeugen während des Fahrens ermöglichen würde, kann sich die Gruppe um Franz-Josef Ulm und Admir Masic vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge vorstellen.
„Der erfolgreiche, groß angelegte Übergang von einer auf fossilen Brennstoffen basierenden Wirtschaft zu einer auf erneuerbaren Energien basierenden Wirtschaft hängt von der weit verbreiteten Verfügbarkeit von Energiespeicherlösungen ab“, schreiben die Autoren in den „Proceedings“ der US-amerikanischen Nationalen Akademie der Wissenschaften („PNAS“). Denn Solar- oder Windstrom wird oft zu anderen Zeiten erzeugt als er verbraucht wird – deshalb muss er zwischengespeichert werden.
Ersatz für knappes Lithium gesucht
Allerdings sind aktuelle Batterien auf knappe Bestandteile wie etwa Lithium angewiesen. Um elektrischen Strom in größerem Umfang zu speichern, müssten gut verfügbare Materialien für Energiespeicher verwendet werden, betonen die Wissenschaftler.
Die Speicherung elektrischer Energie in Beton wird seit einigen Jahren erforscht. Ulm, Masic und Kollegen fanden nun einen Weg, aus Zement, Wasser und Ruß recht einfach einen Superkondensator herzustellen. Grundsätzlich sind in einem Kondensator zwei stromleitende Elektroden durch ein nicht leitendes Material getrennt. Im geladenen Zustand ziehen sich die negativen Ladungsträger in der einen Elektrode und die positiven Ladungsträger in der anderen Elektrode an, sie können wegen des Nichtleiters aber nicht zusammenkommen. Dieser Aufbau ermöglicht eine sehr lange Speicherung elektrischer Energie.
Ruß ordnet sich zu Nano-Drähten
Die Forscher stellten zunächst eine Mischung aus Portlandzement und Ruß her, wobei der Ruß sehr porös war und Strukturen im Bereich von Nanometern, also Millionstel Millimetern, aufwies. Mit viel Wasser angerührt, entstand ein ebenfalls poröses Material, in dem sich der wasserabweisende Ruß selbstständig in leitfähigen Nanometerdrähten anordnet. Die Hohlräume des porösen Materials wurden mit einem Elektrolyten mit Kaliumchlorid gesättigt, der Ladungsträger zur Verfügung stellt. Die große Oberfläche des porösen Rußes führt zu einer hohen Speicherkapazität.
Die Forscher betonen, dass die Superkondensatoren aus dem neuen Material in verschiedenen Größenordnungen gebaut werden können. „Man kann von ein-Millimeter-dicken Elektroden auf ein-Meter-dicke Elektroden umsteigen und auf diese Weise die Energiespeicherkapazität skalieren, von der Beleuchtung einer LED für ein paar Sekunden bis hin zur Stromversorgung eines ganzen Hauses“, wird Ulm in einer Mitteilung des MIT zitiert.
Auch als Heizsystem einsetzbar
Die Wissenschaftler stellten fest, dass sich die Kapazität des Energiespeichers steigern lässt, wenn man eine geringere Festigkeit in Kauf nimmt. Das Material ist dann jedoch nicht für Fundamente oder Straßen geeignet. Neben der Fähigkeit zum Speichern von Strom könne dieselbe Art von Betonmischung auch als Heizsystem verwendet werden. Dazu müsse man Strom an den kohlenstoffhaltigen Beton anlegen, erklären die Forscher. „Es ist also wirklich ein multifunktionales Material“, sagt Ulm.
Ein Nebeneffekt sei, dass die neuen Superkondensatoren den großen ökologischen Fußabdruck der Zementherstellung teilweise ausgleichen könnten, schreiben die Studienautoren. Die Zementproduktion ist derzeit verantwortlich für etwa acht Prozent des weltweiten Ausstoßes des Treibhausgases Kohlendioxid (CO2).
