Der Masterplan (aus ISBN 978-3451309267): Unterschied zwischen den Versionen

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-Einleitung: Was kann und will dieser Masterplan?
+[[Was kann und will dieser Masterplan? (aus ISBN 978-3451309267)|Einleitung: Was kann und will dieser Masterplan?]]
-Die Zukunft hat die Eigenschaft, dass man sie nicht sicher voraussagen kann. Man kann sie aber bis zu einem gewissen Punkt gestalten – und das finde ich bei weitem besser und spannender, als nur darauf zu hoffen, dass alles vielleicht doch nicht so schlimm wird. Genau dafür schreibe ich dieses Buch. Damit möglichst viele vor sich sehen, wie eine zukünftige Energieversorgung mit 100 Prozent Erneuerbaren aussieht und wie sie funktioniert. Das ist die notwendige Grundlage, um sich überhaupt entscheiden zu können – dafür oder dagegen.
+[[Warum braucht es den Masterplan? (aus ISBN 978-3451309267)|Warum braucht es den Masterplan?]]
-Es gibt eine einfache Regel, um Gestalter und Verhinderer zu unterscheiden. Wer etwas verändern will, setzt sich ein klares Ziel. Wer etwas verhindern will, sucht Grunde, warum etwas nicht oder nicht so schnell geht.
+[[Wie werden sich die Energiekosten in Deutschland entwickeln? (aus ISBN 978-3451309267)|Wie werden sich die Energiekosten in Deutschland entwickeln?]]
-Es geht mir darum, heute zu klären, was in der Zukunft das beste und volkswirtschaftlich günstigste Energiesystem sein wird. Dafür habe ich einen Masterplan entwickelt. Und natürlich wird sich dieser Masterplan der Kritik stellen müssen.
+[[Die Alternative: Energieversorgung mit Wind und Sonne (aus ISBN 978-3451309267)|Die Alternative: Energieversorgung mit Wind und Sonne]]
-Die Annahmen, die ihm zugrunde liegen, sind nach bestem Wissen und Gewissen entstanden. Ich weise aber darauf hin, dass es sich nicht um eine wissenschaftliche Arbeit handelt, sondern um einen praxisgeschulten Entwurf, um auf dem besten Weg das Ziel 100 Prozent zu erreichen. Ich mache keine bis aufs Komma exakten Vorgaben zu Leistungen, Tarifen, Orten für Windanlagen oder Speichergrößen. Das wäre nicht zielführend. Es geht mir darum, einen sehr komplexen Prozess nachvollziehbar zu machen, der im Detail manchmal noch komplexer sein kann. Es geht nicht darum, in allem Recht zu haben, sondern aus unseren Zukunftswünschen die ent- scheidenden Erkenntnisse für heutiges Handeln zu ziehen. Was will ich morgen und was muss ich heute dafür tun? Die grundsätzlichen Fragen, die ich mir bei meinen Überlegungen stelle, sind: Wird die Weltbevölkerung weiter anwachsen? Werden wir in Zukunft noch mehr Energie verbrauchen? Und zu guter Letzt: Was bedeutet es für die Preisentwicklung, dass fossile Rohstoffe zur Neige gehen?
+[[Warum Wind und Sonne? Die Rahmenbedingungen des Masterplans (aus ISBN 978-3451309267)|Warum Wind und Sonne? Die Rahmenbedingungen des Masterplans]]
-Warum braucht es den Masterplan?
+[[Die Essentials der volkswirtschaftlich besten Energieversorgung mit Wind und Sonne (aus ISBN 978-3451309267)|Die Essentials der volkswirtschaftlich besten Energieversorgung mit Wind und Sonne]]
-Weil fossile Energien künftig nicht mehr bezahlbar sind
+[[Volllaststunden (aus ISBN 978-3451309267)|Was sind Volllaststunden und warum sind 4.000 bis 5.000 Volllaststunden für Windräder volkswirtschaftlich die beste Lösung?]]
-In den letzten zehn Jahren ist der Ölpreis auf mehr als das Vierfache angestiegen.
+[[Was machen wir, wenn der Wind nicht weht oder wenn zu viel Wind weht? (aus ISBN 978-3451309267)|Was machen wir, wenn der Wind nicht weht oder wenn zu viel Wind weht?]]
-Das ist ein Fakt. In den nächsten zwanzig Jahren wird sich der weltweite Energieverbrauch verdoppeln. Das ist eine ziemlich wahrscheinliche Annahme. Peak Oil, der Hohepunkt der Ölförderung, ist global schon überschritten. Was wir täglich an Öl, Kohle und Gas verbrennen, ist in der Natur in einer Million Jahren entstanden. Wir haben schon einen Großteil der Vorrate verbraucht und dabei die Erdatmosphäre verpestet und das Klima aus dem Gleichgewicht gebracht. Das kann nicht nachhaltig sein.
+[[Wie setzen wir Bioenergie ein? (aus ISBN 978-3451309267)|Wie setzen wir Bioenergie ein?]]
+[[Die Formeln des Masterplans (aus ISBN 978-3451309267)|Die Formel des Masterplans: 60 + 25 + 5]]
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+[[Drei Mythen, die der Masterplan widerlegt (aus ISBN 978-3451309267)|Drei Mythen, die der Masterplan widerlegt]]
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-=== Energiekosten: Entwicklung 1992-2012 ===
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-|[[Datei:Energiekostenentwicklung_1992_2012_Willenbacher.png]]
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-|Quellen: Bundeswirtschaftsministerium, 2013; Deutsche Windguard, 2013.
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+[[Was bedeutet der Masterplan für die Menschen? (aus ISBN 978-3451309267)|Was bedeutet der Masterplan für die Menschen?]]
-Vielleicht können sich die USA mit der Fracking-Methode für ein paar Jahre unabhängiger von russischem Gas oder saudischem Öl machen. Aber das wird nicht einmal eine Generation reichen. Und die USA sind längst nicht mehr der grösste Energieverbraucher. China hat sie überholt, Indien sowie Schwellenländer wie Brasilien intensivieren ihre Industrialisierung und werden ihre Produktion und ihr Wirtschaftswachstum – und damit ihren Energieverbrauch – in den nächsten Jahren gewaltig erhöhen.
+[[Der Masterplan für Strom, Wärme und Mobilität (aus ISBN 978-3451309267)|Der Masterplan für Strom, Wärme und Mobilität]]
-In Deutschland gibt es bei 80 Millionen Menschen etwa 50 Millionen Autos. Weltweit gibt es gut 800 Millionen Autos bei sieben Milliarden Menschen – und bald werden es neun Milliarden Menschen sein. Können wir den neuen Mittelschichten das Konsumieren verbieten? Sicher nicht. Nehmen wir also an, diese Menschen wurden alle auch ein Auto besitzen. Und Handy, Laptop, Kühlschrank, Klimaanlage.
-Dann würde der Energiebedarf in den nächsten fünfzehn bis zwanzig Jahren nicht nur um 50 Prozent steigen, sondern all unsere Vorstellungen übertreffen.
-Eine Versorgung mit konventionellen Energien wäre schlicht nicht mehr möglich.
-Egal, wie lange es noch reicht: Es ist klar, dass all diese Bedürfnisse nicht mit billigem Öl zu befriedigen sind. Vor allem kann unser Planet die zusätzlichen Milliarden mit fossilen Brennstoffen betriebenen Autos und Klimaanlagen nicht mehr vertragen und wird sich weiter aufheizen. Das wirkt sich nicht nur auf Eisbären und andere Tierarten aus, es führt zu Nahrungskrisen, extremen Wetterkatastrophen, Klimaflüchtlingen und Klimakriegen. Zudem ist Erdöl das „Schmiermittel“ der Wirtschaft und wird auch ausserhalb des Energiebereichs vielfältig verwendet. Wir brauchen Öl zum Beispiel in der chemischen Industrie, etwa für die Erstellung von Kunststoffen oder Medikamenten. Wir können es uns nicht mehr leisten, es einfach zu verbrennen und in die Luft zu blasen.
-Immer weniger Ressourcen, immer höhere Nachfrage und Warenproduktion bei sich dramatisch beschleunigendem Klimawandel. Demgegenüber steht ein sinkendes Angebot an fossilen Rohstoffen. Und jeder Liter Öl, der verbrannt wird, ist unwiederbringlich verloren. Man muss kein Betriebswirtschaftsguru sein, um zu wissen, dass Angebot und Nachfrage den Preis bestimmen. Je weniger da ist und je mehr nachgefragt wird, desto teurer wird es. Die Energiewende hat nicht nur eine soziale und ökologische Dimension, sie  hat vor allem eine enorme ökonomische Bedeutung. Die Euro-Krise ist auch eine Energiekrise, weil die EU immer mehr Geld für teure fossile Rohstoffimporte ausgeben muss. Die Wahrheit ist: Europa kann sich die teure Strom- und Benzinrechnung schon jetzt nicht mehr leisten.
-Meine Grundthese für den Masterplan lautet daher: Konventionelle Energien werden in Zukunft wegen der teuren Rohstoffpreise nicht mehr bezahlbar sein.
-Woraus folgt: Wenn wir so weitermachen, werden Kämpfe und Kriege um die endlichen Ressourcen unvermeidbar. Entsprechend wird die Umweltzerstörung noch rasanter als heute zunehmen. Es wird eine immer stärkere Kartellbildung und eine Konzentration auf wenige global agierende Unternehmen geben, die ihre Macht gegenüber Staaten noch weiter ausbauen werden. Von Bürgerrechten ganz zu schweigen. Man wird roden, man wird Dörfer und Regionen wegbaggern und unter noch grösserem Energieaufwand und vermehrter Freisetzung schädlicher Klimagase das letzte Öl aus Schiefer und Teersanden herauspressen. Das ist sehr teuer, aber bei steigenden Preisen kann man damit viel Geld verdienen. Selbst die wertvollsten Naturräume werden dann kein Tabu mehr sein. Das Gleiche gilt für Fracking, eine Fördermethode, bei der man mit Hilfe von giftigen Chemikalien Erdgas aus tiefen Erdschichten gewinnt. Mit Chemikalien, die unser Trinkwasser gefährden. Fracking ist keine Lösung, wie heute oft behauptet wird. Es ist die Fortsetzung des Problems und allenfalls eine weitere Verzögerung der Lösung.
-Wie werden sich die Energiekosten in Deutschland entwickeln?
-Entscheidend für unsere Zukunft ist, ob wir annehmen können, dass der Rohstoffpreis stabil bleibt und wir mit 100 Milliarden Euro jährlich auskommen oder ob wir mit einer Steigerung rechnen müssen. Kurz nachdem Umweltminister Peter Altmaier im Frühjahr 2013 sein Papier zur „Strompreisbremse“ vorgelegt hatte, bekam ich Gelegenheit, ihn in seinem Büro im Umweltministerium zu sprechen. Er rechnete mir mit Stift und Block vor, wie er auf die eine Billion Euro kam, die er als Kosten der Energiewende bezifferte. Allerdings hatte er die Häusersanierung eingerechnet, um auf die schone Billion zu kommen. Sicherlich, der Gebäudebestand tragt zu einem Drittel zu unseren CO2-Emissionen bei – mit der EEG-Umlage hat das aber nichts zu tun. Dennoch: Mathematisch war bei seinem Szenario vieles korrekt.
-Aber er rechnete mit gleichbleibenden Preisen bei den Erneuerbaren. Dabei ignoriert er aber die Innovationen und Lernkurven der letzten Jahre und die dadurch bereits erreichten Preissenkungen. Was aber noch schwerer wiegt: Altmaier geht von gleichbleibenden beziehungsweise leicht sinkenden Rohstoffpreisen aus. Ich denke, da irrt er gewaltig.
-Angesichts der genannten globalen Parameter muss man auch in Deutschland von einer Steigerung ausgehen. Eine Steigerung um wenige Prozent führt zu steigenden Kosten für Importe von Energierohstoffen von heute 100 Milliarden Euro pro Jahr auf etwa 250 Milliarden innerhalb von zwei Jahrzehnten. Zum Vergleich: Der Bundeshaushalt 2013 mit allen seinen Ausgaben liegt bei 300 Milliarden Euro. Auch wenn man nur mit einer Verdopplung rechnet, müsste ein Durchschnittshaushalt für das Heizen mit Öl statt 2.000 Euro dann 4.000 Euro zahlen. Bei einer Preissteigerung um das Vierfache wäre Autofahren und Heizen für sehr viele Deutsche nicht mehr bezahlbar.
-Diese Summen muss man in Relation setzen zu den 15 oder 20 Milliarden Euro für die EEG-Umlage, über die wir heute diskutieren. Speziell, wenn man bedenkt, dass die Gewinne der grossen Energiekonzerne in den letzten Jahren – in der Summe sprechen wir von weit über 100 Milliarden Euro – immer höher waren als die Kosten dieser Umlage. Und das selbst im Jahr 2012.
-Wenn die Politik ehrliche CO2-Preise zulassen wurde, dann waren das jetzt schon 30 bis 70 Euro pro Tonne. Diese Kosten fallen heute und in Zukunft an – sie tauchen aber in der Stromrechnung nicht auf, sondern werden vom Staat und somit über Steuern finanziert. In 2012 wurden in Deutschland 317 Millionen Tonnen CO2 durch Kraftwerke in die Luft geblasen. Bei nur 30 Euro pro Tonne waren das knapp 10 Milliarden Euro pro Jahr. Ich sage das nur, um die Verhältnismässigkeit zu verdeutlichen.
-Die Kosten für Atomstrom sind im Grunde nicht seriös kalkulierbar und absehbar: Die Endlagerung und den Abbau der Atomkraftwerke werden finanziell letztlich zum grossen Teil die Bürger tragen müssen. Und ein Super-Gau ist nicht mehr bezahlbar. Auch hier sind viele Milliarden Euro aufgelaufen, die die Burger bereits durch ihre Steuern bezahlt haben – und es werden noch viele Milliarden hinzukommen. Diese Kosten lassen sich auch nicht vollständig eliminieren, wenn wir sofort auf 100 Prozent Erneuerbare umsteigen. Aber wir können sie eingrenzen und den Super-Gau in Deutschland verhindern.
-Dabei bezahlen wir im Moment schon zu viel für Rohstoffimporte und verlieren dadurch eigene Wertschöpfung. Wir subventionieren Energie für die Wirtschaft und zahlen als Volkswirtschaft trotzdem, denn die Allgemeinheit übernimmt den Preis ja.
-Was folgt daraus, dass wir Energie mit fossilen Ressourcen gewinnen, die immer weniger und teurer werden, verstärkte Verteilungskriege erwarten lassen und durch ihre Auswirkungen auf das globale Klima die Zukunft der Gesellschaft zerstören?
-Ist das „alternativlos“, wie es in der Politik heute gerne heisst, oder gibt es eine Lösung, uns von den volatilen, sehr wahrscheinlich steigenden Kosten zu befreien? Können wir trotzdem die Wirtschaft wettbewerbsfähig halten und gleichzeitig die Abhängigkeit der Burger von der Grossindustrie verringern?
-Gibt es nicht doch eine Alternative?
-Die Alternative: Energieversorgung mit Wind und Sonne
-Die logische Folgerung des beschriebenen Dilemmas ist simpel: Wir müssen uns unabhängig machen von dem begrenzten Markt der konventionellen Ressourcen.
-Eine Energieversorgung auf der Annahme zu planen, dass die Rohstoffpreise stabil bleiben, ist eine hochspekulative Wette auf die Zukunft und daher ein grosses Risiko. Wenn wir auf Wind und Sonne setzen und uns unabhängig von Importen und Rohstoffen machen, machen wir uns auch unabhängig von einer Harakiri-Spekulation und haben verlässlich stabile Preise. Das ist ein fundamentaler Unterschied.
-Und wie bekommen wir das hin? Indem wir auf den Mix aus unbegrenzten Ressourcen setzen, der am besten zu Deutschland passt – auf Wind und Sonne.
-In Norwegen funktioniert Wasserkraft am besten, in Costa Rica auch. In Deutschland ist die beste Lösung ein Mix, der vorwiegend aus Wind und Sonne besteht. Wind und Sonne, aber auch Wasser und Erdwärme sind unbegrenzte Ressourcen und Grundversorgungsenergien. Sie sind kostenlos verfügbar.
-Es gibt mehr als genügend: Jeden Tag wird 15.000 Mal mehr Energie auf die Erde eingestrahlt, als tatsächlicher Energiebedarf besteht. Wind und Sonne können überall geerntet werden. Sie unterliegen somit auch keinen Markten. Daraus folgt: Der Preis für diesen Strom wird fast ausschliesslich durch die Investition bestimmt.
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-|[[Datei:Erneuerbare_Energien_Potential_Willenbacher.png]]
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-|Die Sonne liefert ein Vielfaches der Energie, die wir weltweit benötigen.
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-Die Technologie entwickelt sich stetig weiter. Neue Innovationen werden die Kosten weiter sinken lassen. Dennoch müssen wir jetzt einsteigen, weil unsere Energieversorgung sonst zu teuer wird. Es sind ehrliche Preise, die alle Kosten enthalten. Es gibt keine versteckten oder verschwiegenen Kosten mehr. Wind und Sonne verursachen diese Kosten gar nicht. Das heisst: Sie zerstören die Umwelt nicht, hinterlassen keine Atomabfalle und heizen das Klima nicht an.
-Wir sind nicht mehr abhängig von Importen aus unsicheren Ländern. Wir sind nicht mehr abhängig von Konzernen, die den Gewinn zuungunsten von Bürgern und Kommunen abzweigen.
-Der Masterplan – und darum geht es mir – ist kein illusionäres Weltrettungsszenario. Seine Aufgabe ist es, Wind und Sonne so zu kombinieren, dass man eine verlässliche Versorgung zu unschlagbar günstigen Preisen erhalt. Wind und Sonne sind also nicht nur ökologischer und sozialer, sie sind auch die volkswirtschaftlich beste Lösung.
-Warum Wind und Sonne? Die Rahmenbedingungen des Masterplans
-Die konkreten Fragen des Masterplans lauten: Wie sind diese erneuerbaren Energieträger anzuordnen? Gehören alle Windanlagen nach Norddeutschland und alle Photovoltaik-Anlagen in den Süden? müssen wir nicht mehr Wasser- und Biomasse-Kraftwerke einsetzen, weil sie Strom stetiger, also gleichmässiger produzieren? Wieviel Speicher brauchen wir tatsächlich und gibt es diese Speicher überhaupt?
-Um eine optimale Energieversorgung aufbauen zu können, müssen zunächst die Rahmenbedingungen beachtet werden. Das sind für mich Speicher, Transport, Wetter, Verfügbarkeit, Rolle der Wasserkraft, Rolle der Bioenergie.
-Speicher
-Für Stromspeicher gibt es viele technische Umsetzungen. Aber Speichern ist und bleibt auch in Zukunft die teuerste Möglichkeit, Strom zu nutzen. Speicherstrom ist zwei- bis dreimal so teuer wie direkt zu verbrauchender Strom. Dafür gibt es mehrere Grunde: Die Investitionskosten für die Speicherung sind ähnlich hoch wie die Kosten für die Produktionsanlagen von Strom. Die Speicheranlagen werden nur temporär gebraucht und kommen damit auf wenige Betriebsstunden. Die Verluste bei der Speicherung sind in der Regel hoch, es sei denn man speichert in modernen Batterien.
-Transport
-Der Stromtransport über Hochspannungsnetze und weite Strecken ist teuer. Das gilt vor allem, wenn neue und grosse Investitionen damit verbunden sind. Netze sind keine Speicher. Sie können nur Überschüsse in andere Regionen transportieren, aber das eben nur gleichzeitig. Netze werden noch teurer, wenn sie nur wenige Stunden im Jahr wirklich gebraucht werden. Auch der Transport von Strom ist mit grossen Verlusten verbunden.
-Neue Stromautobahnen bringen keine echte Wertschöpfung. Das kann man am besten erklären durch einen Vergleich mit konventionellen Autobahnen: Wurde man alle Autobahnen so ausbauen, dass sowohl alle LKW als auch jeder Porsche selbst an einem Freitagnachmittag vor einem Oster- oder Urlaubswochenende mit Vollgas fahren konnten, hatte das vermutlich zehnspurige Fahrbahnen zur Folge. Angenehm für den Porschefahrer, schlecht für die Umwelt und schlicht unbezahlbar für den Staat. Im Normalfall kommt man mit zwei oder drei Spuren aus. Und daran sollte man sich orientieren – nicht daran, dass jeder zu jederzeit Vollgas geben kann. Doch genau das passiert im Moment in der Energiepolitik. Der geplante Netzausbau orientiert sich nicht an den Zielen der Energiewende, sondern am Ziel der Energiekonzerne, ihre Kohlekraftwerke weiterlaufen zu lassen. Die Stromautobahnen werden nur gebraucht, wenn man künftig Erneuerbare vollständig und dazu überschüssigen Kohlestrom nach Süden transportieren will.
-Wetter
-Es gibt selbstverständlich landesweit dominierende Hochdrucklagen und Tiefdruckgebiete ohne Sonne. Aber es ist selten, dass wirklich ganz Deutschland das gleiche Wetter hat. In den 800 Stunden im Jahr, in denen rund um die Nordsee Flaute herrscht, haben wir beispielsweise im Südschwarzwald zu 80 Prozent starken Wind.
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-|[[Datei:Windverfügbarkeit_Willenbacher.png]]
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-|Unterdurchschnittliche Winde im Norden (weniger als 5 Meter pro Sekunde) können leicht durch gute Windverhältnisse in Süddeutschland ausgeglichen werden.
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-Verfügbarkeit
-Wind und Sonne haben eine solitäre Verfügbarkeit. Sie stehen in ganz Deutschland zur Verfügung; das Potential übersteigt den Bedarf um ein Vielfaches. Die Produktion von Strom aus Wind und Sonne ist am günstigsten – und das langfristig. Daher nenne ich Wind und Sonne unsere Grundversorgungsenergien.
-Wasserkraft
-Grosse Wasserkraftanlagen können mit Wind und Sonne mithalten oder sogar günstiger produzieren. Aber ihre Einsatzmöglichkeiten in Deutschland sind begrenzt. Wasserkraft hat derzeit einen Anteil von drei Prozent an unserer Stromerzeugung. Der Anteil kann zwar noch ausgebaut werden, aber nur sehr eingeschränkt auf etwa fünf Prozent. Wir haben nicht die landschaftlichen Voraussetzungen von Norwegen, das sich fast ausschliesslich mit Wasserkraft versorgen kann.
-Biorohstoffe
-Strom aus Biogas zu erzeugen ist etwa 50 Prozent teurer als Strom aus Wind oder Sonne. Die Biorohstoffe sind begrenzt, müssen erst angebaut werden und stehen in Konkurrenz zu einem anderen Anbau.
-Unter Berücksichtigung dieser Leitplanken kann man nun das optimale System unserer künftigen Energieversorgung aufbauen – den Kern meines Masterplans.
-Die Essentials der volkswirtschaftlich besten Energieversorgung mit Wind und Sonne
-Wir haben ein Dilemma (fossile Energien sind begrenzt und fuhren in verschiedene Sackgassen) und wir haben eine Losung (Wind und Sonne). Nun geht es um die beste und volkswirtschaftlich sinnvollste Konkretion dieser Losung. Wie können wir Wind und Sonne so geschickt kombinieren, dass wir unsere Wirtschaft nicht abwürgen, sondern ankurbeln und dabei zusätzlich Staat und Menschen entlasten?
-Die Zauberformel lautet: Wir müssen uns soweit wie möglich mit vor Ort erzeugter und direkt verbrauchter Energie aus Wind und Sonne versorgen, um Speicherung und Transport sowie den Einsatz von Bioenergie weitgehend zu vermeiden. Das Motto lautet: So nah an den Stromverbraucher heran wie möglich. Das erreichen wir, indem wir die Wind- und Solaranlagen möglichst gleichmässig über ganz Deutschland verteilen – und zwar an den regional besten und windstärksten Standorten, sofern dies naturschutzrechtlich möglich ist. Wenn wir den Masterplan richtig umsetzen, brauchen wir nicht mehr als die heutigen fast 25.000 Windräder. Zudem brauchen wir Wind- und Solaranlagen, die möglichst stetig, also gleichmässig Strom einspeisen. Zur Stetigkeit gehören hohe Volllaststunden. Wir brauchen bei Windanlagen mindestens 4.000 Volllaststunden statt wie bisher im Schnitt 2.000 – und an exponierten Standorten und an der Küste auch mehr. Bei Solaranlagen brauchen wir statt bisher 1.000 künftig 1.500 bis 2.000 Volllaststunden. Das ist machbar.
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-=== Entwicklung der Windkraftanlagen ===
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-|[[Datei:Entwicklung_der_Windkraftanlagen_2000_2014_Willenbacher.png]]
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-|In den vergangenen Jahren haben Windkraftanlagen eine enorme Entwicklung gemacht und produzieren immer mehr Strom.
-Das Ende dieser Entwicklung ist nicht abzusehen.
-Quelle: Berechnung und Darstellung durch 100 prozent erneuerbar stiftung.
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-Was sind Volllaststunden und warum sind 4.000 bis 5.000 Volllaststunden für Windräder volkswirtschaftlich die beste Lösung?
-Beim Verfassen dieses Buches hat man mich immer wieder gewarnt, nicht zu „kompliziert“ und „wissenschaftlich“ zu erzählen und zu argumentieren. Ich gebe mein Bestes. Sicher fallt es mir als Physiker leichter als anderen, bestimmte technische Dinge zu verstehen. Dafür bin ich in Fremdsprachen oder Musik wenig talentiert. Wenn ich sage, dass ich Physiker bin, ist interessanterweise die häufigste Reaktion: „Oh, das hab ich nach der 10. Klasse abgewählt!“
-Den Begriff „Volllaststunde“ mochte ich trotzdem in einer gewissen Ausführlichkeit erklären. Denn mit diesem Begriff kann man – wenn man seine Bedeutung einmal verstanden hat – vieles nachvollziehen. Ausserdem ist mir aufgefallen: Er wird von vielen und reichlich verwendet. Aber nicht selten habe ich dabei das Gefühl: Manch einer weiss gar nicht, wovon er spricht. Meine Erklärung ist also mit der Hoffnung verbunden, dass viele, die bereits darüber reden, es danach auch wirklich verstehen – insbesondere die Entscheider über unsere zukünftige Energieversorgung.
-Was also sind diese ominösen Volllaststunden?
-Ich versuche es mit einer hoffentlich allgemeinverständlichen Analogie aus der Landwirtschaft – auch, um den Unterschied zwischen Energie und Leistung zu erklären. Nehmen wir an, der Landwirt hat ein Pferd, einen Pflug und einen grossen Acker. Wenn das Pferd seine volle Leistung abruft, entspricht dies einer Pferdestarke (1 PS ≈ 0,74 Kilowatt). Um den grossen Acker zu pflügen, braucht der Landwirt mit einem Pferd bei voller Leistung rund zehn Stunden. Die Leistung (des Pferdes) betragt also 1 PS (0,74 kW), die verrichtete Arbeit (= Energie) betragt 10 PSh (10 Stunden x 1 PS). Die Volllaststundenzahl (des Kraftwerks „Pferd“) berechnet sich dann aus der Energiemenge geteilt durch die Leistung des Pferdes – hier also 10 PSh geteilt durch 1 PS. In diesem Fall liegt sie also bei zehn Stunden.
-Nehmen wir nun an, der Landwirt konnte das Pferd nur mit halber Kraft laufenlassen, weil es beispielsweise eine Zusatzlast tragen musste. Die für das Pflügen des Ackers abgerufene Leistung wäre dann nur ein halbes PS. Innerhalb von zehn Stunden wurde das Pferd dann eine Arbeit (= Energie) von 5 PSh verrichten; das heisst, es wurde den halben Acker pflügen. Und die Volllaststundenzahl? Sie betrüge nun 5 PSh (Energiemenge) geteilt durch 1 PS (maximale Leistung) – das waren dann nur noch fünf Volllaststunden. Auch wenn die Arbeitszeit des Pferdes zehn Stunden betrüge.
-Ich hoffe, der Begriff „Volllaststunde“ hat nun etwas an Klarheit gewonnen. In der Kraftwerks- und Energietechnik hat sich die Volllaststundenzahl als Kenngrösse für den Vergleich von Technologien und Standorten etabliert. Seit vielen Jahren höre ich dabei das Argument, dass die Effizienz von Windkraft zu gering sei, weil die Volllaststunden deutlich geringer seien als bei konventionellen Kraftwerken.
-Doch der Vergleich ist nicht zulässig: Die Volllaststunde ist kein Mas, um den Ertrag von Windanlagen mit konventionellen Kraftwerken zu vergleichen. Bei Kohlekraftwerken ist die Volllaststundenzahl in der Regel recht hoch und entspricht beinahe der Nutzungszeit, weil man immer den Brennstoff Kohle zufuhren kann. Das ist bei Windenergie- und Solarstrom-Anlagen anders, da der „Brennstoff“ Wind bzw. Sonne schwankend ist, aber eben kostenlos. Es kommt also darauf an, wie wirtschaftlich man die Umwandlung gestalten kann und nicht darauf, wie „gut“ der Generator ausgenutzt wird. Konkret: Es geht darum, eine Volllaststundenzahl zu finden, die ideal für unser zukünftiges System ist.
-Aber ist es denn überhaupt möglich, den Generator immer oder fast immer voll auszulasten?
-JA, es ist möglich – sogar technisch sehr einfach und das auch an durchschnittlichen Windstandorten im Binnenland:
-Bei der Windenergie können wir das erreichen, wenn wir einen sehr kleinen Generator (mit beispielsweise 100 PS = 74 kW, was ungefähr der Leistung eines Automotors entspricht) mit einem sehr grossen Rotor von beispielsweise 120 Metern Durchmesser kombinieren. Schon ein laues Lüftchen hat dann die Kraft, um den Generator mit maximaler Leistung anzutreiben. Und das wäre der Fall bei etwa 7.500 bis 8.000 Stunden – von 8.760 Stunden, die das Jahr hat.
-Aus Sicht eines Technikers wäre es ideal, wenn das Windrad nahezu jeden Tag zuverlässig die gleiche Leistung erzeugte – eben wie ein konventionelles Kraftwerk.
-Warum macht man das nicht?
-Die Strommenge, die ein Windrad in einem Jahr produziert, hangt zuvorderst von der Windgeschwindigkeit und dann von der Flache ab, die den Wind einfangt, also vom Rotordurchmesser. Sie hängt deutlich weniger von der Generatorleistung ab. Wenn der Generator ständig mit maximaler Leistung laufen wurde, konnten wir schon bei etwas höheren Windgeschwindigkeiten die im Wind enthaltene Energie nicht mehr nutzen, weil wir alles oberhalb der Generatorleistung abkappen wurden. Die verschenkte Energie wäre zu gross und der Preis für eine Kilowattstunde Windstrom zu teuer, weil der nutzbare Energieertrag in keinem sinnvollen Verhältnis zu den Baukosten der Windenergie-Anlage stehen wurde.
-Man kann also sehr viel mehr Strom produzieren, wenn man – bei gleichem Rotordurchmesser – mit einem möglichst grossen Generator arbeitet und so auch bei höheren Windgeschwindigkeiten deutlich mehr Energie ernten kann. Doch damit reduziert man die Volllaststundenzahl. In der Vergangenheit war das Standard, weshalb wir heute an vielen Standorten durchschnittliche Volllaststundenzahlen zwischen 2.000 und 2.500 haben.
-Bei sehr hohen Windgeschwindigkeiten hat man dadurch so viel Leistung, dass diese nicht mehr abtransportiert werden kann. Also müsste man das Stromnetz massiv ausbauen oder für die produzierten Strommengen riesige Speichermöglichkeiten schaffen. Was für die Einzelanlage eventuell als optimale wirtschaftliche Losung erscheinen mag, ist im Gesamtsystem unter volkswirtschaftlichen Aspekten – das heisst unter Einbezug aller Kosten – nicht die beste Lösung.
-Das Ziel: Ermittlung des richtigen Verhältnisses zwischen maximalem Ertrag und maximaler Auslastung.
-Es geht also darum, das richtige Verhältnis zu finden zwischen dem technischen Ziel der gleichmässigen Stromproduktion und dem wirtschaftlichen Ziel einer möglichst grossen Stromproduktion unter Berücksichtigung der Anschaffungskosten. Der optimale Wert für die zukünftige Versorgung ist ein Kompromiss zwischen individueller Wirtschaftlichkeit der Einzelanlage und der Technik. Der Kompromiss liegt bei etwa 4.000 bis 5.000 Volllaststunden – 4.000 an durchschnittlichen Landstandorten und 5000 an sehr windstarken Landstandorten.
-Warum ist das ideal? Bei 7.000 bis 8.000 Volllaststunden hatte man eine Vervielfachung der Kosten des Windstroms. Im Bereich 4.000 bis 5.000 erhöhen sich die Kosten für den Windstrom dagegen nur um wenige Prozent, da man auf der einen Seite Geld für den grösseren Generator und die stärkere Auslegung der Anlage und den Netzanschluss sparen kann und auf der anderen Seite nur wenige hundert Stunden im Jahr eine höhere Stromproduktion abkappt.
-Bisher hat man die Windkraftanlage jedoch nur isoliert betrachtet und die Gesamtzusammenhange dabei ausgeblendet, da sie in der ersten Phase der Energiewende auch keine Rolle gespielt haben. Nun geht es allerdings um die Komplettversorgung durch Wind und Sonne – nun muss man die Summe aller Windenergie-Anlagen betrachten und nicht mehr nur das einzelne Windrad.
-Der Wechsel im System wird dazu fuhren, dass wir ohne eine nennenswerte Erhöhung der Anlagenzahl in der Lage sind, rund 60 Prozent des deutschen Strombedarfs durch Windenergie zu decken. Und das ohne gleichzeitig bei starken Windgeschwindigkeiten die Gesamtleistung über den Bedarf hinaus deutlich zu erhöhen. Wir erhalten so etwa sechsmal so viel Strom bei nahezu gleicher Anlagenzahl.
-Auch im Hinblick auf das Landschaftsbild und den Naturschutz ist das eine wichtige Nachricht.
-Es ist genügend Potenzial und Platz da, um den entscheidenden Beitrag zur Energiewende zu leisten.
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-|[[Datei:Entwicklung_der_Windkraftanlagen_2012_ff_Willenbacher.png]]
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-|Entwicklung der Windkraftanlagen: heute vs. Zukunft vs. intelligente Zukunft
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-Auch die Volllaststundenzahl der Solarmodule lässt sich erhöhen – von 1.000 auf 1.500 bis 2.000. Hierfür muss man das Verhältnis zwischen Modulgrösse und Wechselrichtergrösse verändern.
-Solarmodule produzieren Gleichstrom. Daher braucht es einen Wechselrichter, der den Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt. Das entscheidende Mas ist der Wechselstrom. Heute haben Module und Wechselrichter einer Solaranlage in der Regel die gleiche Leistung. Wie bei der heutigen Windanlage erreicht man dadurch die maximale Leistung nur bei idealen Bedingungen, also nur zu gewissen Stunden im Jahr.
-Aus diesem Grund kann der Wechselrichter künftig deutlich kleiner ausgelegt werden. Gleichzeitig wird die Modulleistung erhöht. Durch die Vergrösserung der Sonneneinfangflache wird die Ausnutzung des Wechselrichters vergrössert. Dadurch wird der Ertrag an bewölkten Tagen und somit auch im Winter deutlich steigen.
-Und wenn mehr Sonne eingefangen wird, als der Wechselrichter verarbeiten kann, werden die Überschüsse gespeichert. Das geschieht vor allem in Batterien. Wenn diese voll sind, wird die Energie mit Pufferspeichern in Wärme (vor allem in Warmes Wasser) umgewandelt.
-Was machen wir, wenn der Wind nicht weht oder wenn zu viel Wind weht?
-Seit fast zwei Jahrzehnten verfolgt mich die Frage der Zweifler: Was wir machen, wenn der Wind nicht weht und die Sonne nicht scheint? Seit einiger Zeit stellt sich eine Zusatzfrage: Was machen wir, wenn zu viel Wind weht und zu viel Sonne scheint?
-Dies sind entscheidende Fragen. Und hier sind die Antworten. Zwei grundsätzliche Schritte bestehen darin, die drei grossen Energiebereiche Strom, Wärme und Mobilität zusammenzufuhren und Energie im Gegensatz zu heute effizient zu nutzen.
-Das machen wir, wenn zu viel Wind weht
-Die einfachste und kostengünstigste Antwort auf die Frage, was wir machen, wenn zu viel Wind weht oder zu viel Sonne scheint:
-Wir passen den Verbrauch der Produktion an.
-Wir verbrauchen also mehr Strom, wenn wir mehr Strom produzieren, als wir normalerweise brauchen wurden. Der Strom wird aber nicht vergeudet. Wir sorgen für Phasen vor, in denen wir weniger produzieren. Konkret: An einem heissen Sommertag mit viel Sonne wird das Kühlhaus vorgekühlt.
-Den Verbrauch bei zu viel Wind anzupassen, ist in der Regel mit keinen oder nur geringen Kosten verbunden. Eine günstige Lösung ist auch die Umwandlung von Strom in Wärme mit dem Power-to-Heat-System. Wärmespeicher (in der Regel sind das Wasserspeicher) sind sehr kostengünstig und vielfach schon in Nahwärmenetzen und auch in Haushalten vorhanden. In Zeiten von Überschuss-Strom kann mithilfe einfacher Heizstabe (Tauchsieder) sehr schnell und einfach Wärme erzeugt werden. In Power-to-Heat-Zeiten werden die Heizbrennstoffe eingespart. Im Moment sind das noch Öl oder Erdgas. künftig werden es Biogas oder Holzbrennstoffe sein. Öl kostet heute schon knapp 10 Cent pro Kilowattstunde. Windstrom ist also jetzt schon günstiger.
-Die zweite Möglichkeit ist die Speicherung.
-Die Lösungen für „zu viel“ und „zu wenig“ Strom werden damit kombiniert.
-Das machen wir, wenn der Wind nicht weht
-Durch die zuvor beschriebene Art der Stromproduktion werden wir in Deutschland immer einen Beitrag von Wind, Sonne und Wasser haben. Dennoch wird es Zeitraume geben, in denen nicht genug dieser Energien zur Verfügung steht. für diese Phasen braucht es Blockheizkraftwerke und Batterien beziehungsweise Pumpspeicherkraftwerke. Das sind die wesentlichen Säulen einer bedarfsgerechten Versorgung.
-Pumpspeicherkraftwerke und Batterien sind wichtig, sie können aber aufgrund ihrer geringen Speicherkapazitäten nur für kleine Stromlücken eingesetzt werden, weil sie nur Platz für geringe Energiemengen haben. Sie sind ideal, um Sonnenstrom in der Nacht zu nutzen oder wenn in der Pause eines Fussball-Länderspiels alle gleichzeitig den Kühlschrank öffnen.
-Pumpspeicherwerke sind vor allem deshalb interessant, weil es sie schon in grosser Zahl und mit einer Kapazität von fast 8.000 Megawatt gibt, was etwa zehn Prozent des maximalen Stromverbrauchs zu einem bestimmten Zeitpunkt entspricht. Ein Ausbau ist vorstellbar, er wird jedoch mit den künftigen Batteriekapazitäten konkurrieren, die nah am Verbraucher verortet sind und fast 100 Prozent eingespeiste Energie auch wieder abgeben können.
-Batteriespeicher werden in Haushalten, aber vor allem im Gewerbebereich eingesetzt. Hier sind Synergien mit der heutigen „unterbrechungsfreien Stromversorgung“ (USV) möglich, etwa mit Batterie-Backup-Systemen für Gros-Computer. Batterien in Autos stehen künftig in einer so grossen Zahl zur Verfügung, dass nur ein geringer Teil davon gebraucht werden wird.
-Wenn wir im Winter wenig Wind- und Solarstrom haben, brauchen wir einen Speicher, der über diesen Zeitraum Energie zur Verfügung stellt. Wir verbrennen dann vor allem Biomasse oder auch Windgas in Blockheizkraftwerken.
-Windgas ist aus Elektrolyse gewonnener Wasserstoff und kann genauso wie Biogas in der bestehenden Infrastruktur gespeichert werden. Die Speichergrösse ist riesig. Unterirdische Gas-Kavernen können eine Vollversorgung ganz Deutschlands von mehr als 100 Tagen gewährleisten. Gas kann durch bestehende Infrastruktur sehr günstig und weit transportiert werden. Der Nachteil: Nur ein Drittel der gespeicherten Menge kann wieder zu Strom zurückverwandelt werden. Der Rest muss als Wärme verwendet werden. Auch hier ist die Anwendung speziell in der Industrie sinnvoll, um die Anlagen effizient zu nutzen.
-Um zu jeder Zeit genügend Strom zur Verfügung zu haben, müssen die Kapazitäten an Blockheizkraftwerken deutlich ausgebaut werden. Diese Blockheizkraftwerke (BHKW) werden vor allem in der Industrie und bei Stadtwerken eingesetzt werden.
-Sie beweisen ihre Funktionstüchtigkeit seit vielen Jahrzehnten. Im Grunde ist das BHKW ein Motor, der einen Elektrogenerator antreibt, der Strom produziert. Es kann flexibel, in jeder Grössenordnung und zu jeder Zeit eingesetzt werden und ist sehr effizient.
-Energieeffizienz als essenzieller Bestandteil der Energiezukunft
-Rohstoffe und nahezu die gesamte gespeicherte Energie müssen genutzt werden, um damit auch Geld zu sparen. Bisher sind wir extrem ineffizient, sowohl bei Automotoren als auch in Kraftwerken und bei vielen Biogasanlagen. Es werden 60 bis 70 Prozent der Energie ungenutzt in die Luft geblasen. Effiziente Blockheizkraftwerke stehen nahe am Verbraucher und nutzen Strom und Wärme fast vollständig.
-Und sie sind kostengünstig.
-Mit dem Geld, das in die großen Überlandnetze investiert werden soll – 20 Milliarden Euro –, können wir sämtliche zukünftig benötigten Blockheizkraftwerke mit einer Leistung von 40.000 bis 50.000 Megawatt finanzieren. Würde die Bundesregierung dieses Geld nicht in den Netzausbau stecken, sondern damit Blockheizkraftwerke für Unternehmen subventionieren, wäre durch die Einsparungen beim Strompreis auch deren internationale Wettbewerbsfähigkeit gewährleistet.
-Warum machen wir das nicht in grossem Umfang, wenn Blockheizkraftwerke so einfach und verlässlich sind? Weil der Strom, anders als Strom aus Sonne, Wind und Wasser, auf der Verbrennung von Rohstoffen basiert, die Geld kosten. Selbst wenn wir sie in Blockheizkraftwerken maximal effizient nutzen, sind sie teuer. Deshalb setzen wir diesen Strom nur gezielt in den Lücken ein.
-Das machen wir auf keinen Fall
-Die schwarz-gelbe Bundesregierung hat in ihrem Plan für die Energiewende Nachtspeicherheizungen als Energiespeicher für Wind- und Sonnenstrom vorgesehen und deshalb das Nachtspeicherheizungsverbot der Vorgängerregierung gekippt, das 2019 in Kraft treten sollte. Die beiden Grundideen sind völlig richtig: Den Stromverbrauch zu verlagern, wenn wir zu viel Strom im Netz haben, und die Wärme auch als Verbrauch zu sehen und dementsprechend einzusetzen. Die Forderung von Nachtspeicherheizungen entstand ursprünglich, um möglichst viel Atomstrom im Netz unterbringen zu können. So konnte man nachts die Atomkraftwerke durchlaufen lassen. Ist es da nicht gut, wenn Stromheizungen in Zukunft mit dem Überschuss an Erneuerbaren Energien betrieben werden?
-Es klingt gut, aber das Gegenteil ist richtig.
-Reine Stromheizungen – auch Wärmepumpen – sind kontraproduktiv, weil sie eben nicht erneuerbaren Überschuss-Strom abbauen, sondern einen riesigen Bedarf an zusätzlichen Backup-Kapazitäten zur falschen Zeit produzieren – und zwar im Winter. Zehn Millionen Stromheizungen wurden eine zusätzliche Backup-Kapazität von 200.000 Megawatt notwendig machen. Das entspricht dem Zwei- bis Dreifachen der heute notwendigen Kapazität und kann daher nicht funktionieren. Gerade wenn geheizt werden muss, können auch längere Phasen mit wenig Sonnen- und Windstrom in grossen Teilen Deutschlands vorkommen. Genau dann brauchen wir den vollen Einsatz von Blockheizkraftwerken für unseren Bedarf.
-Die Regierung hat also ein Gesetz beschlossen, das nicht die Überschuss-Zeiten von Wind und Sonne nutzt, sondern im Winter eine völlig unnötige neue Lucke reist. Warum macht sie das? Fragen wir doch anders: Wem nutzt das und wer hat das Gesetz beantragt? Die Antwort: der Energiekonzern RWE. Weil er darauf hofft, dann seinen eigentlich überflüssigen Kohlestrom verkaufen zu können. Wodurch der CO2-Ausstos zehnmal so hoch bleibt wie der von normalen Brennwertkesseln.
-Im Sinne der Energiewende muss es darum gehen, die maximal benötigte Energie nicht durch den Ausbau von Stromfressern zu vergrössern, sondern so gut wie möglich zu reduzieren. Wenn wir die Energiewende möglichst günstig gestalten wollen, müssen wir alle Stromheizungen sofort verbieten und dadurch die nötigen Backup-Kapazitäten um 10.000 bis 20.000 Megawatt vermindern.
-Wie setzen wir Bioenergie ein?
-Wenn man über das angeblich Problematische an der Bioenergie diskutiert – dass sie Autos ernähre statt Menschen (Tank-vs.- Teller-Diskussion) –, dann muss man wissen, dass etwa 20 Prozent der Ackerflächen in Deutschland für nachwachsende Rohstoffe genutzt werden. 2001 wurden auf 1,15 Millionen Hektar Pflanzen für Biodiesel angebaut, hauptsachlich Raps, und auf weiteren 0,9 Millionen Hektar Pflanzen für Biogas, hauptsachlich Mais. Ich trete generell dafür ein, nicht hauptsachlich beispielsweise Mais zu nutzen, sondern statt einer Monokultur zu einer Diversifizierung der Rohstoffe zu kommen. Aber das prioritäre Problem im Zusammenhang mit dem Hunger in der Welt ist die Fleischproduktion, weil sie eine Vergeudung von Kalorien, Wasser, Energie und Flache ist, auf der Grünfutter für Schweine und Kühe wachst. Man braucht viele Kilo Getreide, um ein Kilo Fleisch in den Handel zu bringen. Wurden wir diese Flächen für Menschen nutzen statt für Schlachttiere, wäre wirklich etwas gegen den Welthunger getan. Ich mochte nicht alle Menschen zu Vegetariern erziehen, aber bewusster und etwas weniger Fleisch zu essen, halte ich für machbar.
-Es wird keine Bioenergie mehr im Auto verbrannt
-Bioenergie sollte künftig sinnvoll eingesetzt werden. Sinnvoll ist es, wenn man sie nicht als Treibstoff in herkömmlichen Autos ineffizient verbrennt, sondern in Blockheizkraftwerken nutzt und damit gleichzeitig Strom und Wärme erzeugt. Die Blockheizkraftwerke stehen in Stadtwerken, in Industrie- und Gewerbebetrieben, die gleichzeitig Strom und Wärme brauchen. Miniblockheizkraftwerke stehen in Häusern. Sie haben eine hohe Effizienz, wenig Transportverluste und brauchen wenig Speicherung. Wir haben grosse Kapazitäten: Die Flächen, die wir für Biosprit benötigen, sind heute mit über einer Million Hektar deutlich grösser als für den Biogasanbau.
-Biogas wird schneller und effektiver verbrannt
-Derzeit laufen Bioenergie-Anlagen nahezu rund um die Uhr und kommen so auf etwa 8.000 Volllaststunden. Das ist vergleichbar mit Braunkohlekraftwerken. Aber wenn Wind und Sonne zur Verfügung stehen, braucht man die teurere Bioenergie nicht. Daher ist es sinnvoll, Bioenergie nicht völlig gleichmässig das ganze Jahr über zu produzieren und zu verbrennen, sondern künftig als Backup für die Phasen zu benutzen, wenn Wind und Sonne nicht zur Verfügung stehen. Wir brauchen 2.000 statt 8.000 Volllaststunden.
-Biogas kann in Kavernen gespeichert werden, das ist kein Problem. Wenn man das Gas nicht peu a peu, sondern in einem kürzeren Zeitraum verbrennt, kann man das Vierfache an Leistung erzielen. Die Bioenergiemenge der knapp über zwei Millionen Hektar Anbauflache reicht aus, um Lücken zu schliessen für Zeiten, wenn Wind und Sonne nicht genügen. Dieser Ausgleich wird zumeist im Winter zum Tragen kommen, wenn beispielsweise einmal nur 15 Prozent der Windkraftleistung am Netz sind.
-Wir brauchen keine zusätzlichen Flächen für Bioenergie
-Durch effizientere Nutzung können wir auf 100 Prozent Erneuerbare umstellen, ohne dass wir zusätzliche Flächen für Bioenergie benötigen. Im Gegenteil. Was bisher nicht einkalkuliert wird, ist eine Energieeffizienzsteigerung in der Biogasanlage. Wir werden durch intensivere Forschung mehr Energie-Rohstoffe aus der gleichen Flache gewinnen und durch Verbesserungen beim biologischen Umwandlungsprozess 50 bis 100 Prozent mehr Energie aus den Rohstoffen. Letztlich steht Bioenergie trotzdem im Wettbewerb mit Windgas. Durchsetzen wird sich, was am Ende günstiger sein wird.
-Die Formel des Masterplans: 60 + 25 + 5
-Es ist technisch und real möglich, mit Wind- und Sonnenstrom eine sehr gleichmässige Stromproduktion zu erreichen. Dazu brauchen wir Anlagen, die viel Wind und viel Sonne gut einfangen können und dabei kleine Generatoren beziehungsweise Wechselrichter haben. Diese Anlagen müssen ihren Strom optimal verteilt über Deutschland und jeweils nahe am Verbraucher produzieren.
-Wir können etwa 60 Prozent unseres Bedarfs mit Windstrom und etwa 25 Prozent mit Sonnenstrom decken. Wenn noch fünf Prozent Wasserkraft hinzukommen, sind bis zu 90 Prozent unseres Strombedarfes über die direkten Quellen Wind, Sonne und Wasser abgedeckt. Der Rest kommt über Blockheizkraftwerke, die mit Bioenergie betrieben werden.
-Die Deutschen verbrauchen an einem lauen Sommertag 40.000 Megawatt, zu Spitzenzeiten, also an einem kalten Winternachmittag, maximal 80.000 Megawatt Strom. Diese 80.000 Megawatt sind auch die Menge, die das Netz maximal aufnimmt. Daran orientiere ich mich. Gut verteilt und nah am Verbraucher sind somit auch 80.000 Megawatt Windkraft in das heutige Stromnetz integrierbar.
-Wenn Windstromanlagen künftig mit 4.000 Volllaststunden optimiert arbeiten, können damit 320 Terawattstunden gedeckt werden. Der deutsche Nettostromverbrauch liegt aktuell bei 540 Terawattstunden. Mit 25.000 modernen Windrädern kann man also 60 Prozent des zukünftigen Nettostrombedarfs produzieren.
-Wie kommen wir auf 25 Prozent Solarstrom?
-Indem man die Nutzung der Solarenergie optimiert – durch eine Erhöhung der Volllaststundenzahl auf 1.500 bis 2.000 und mehr Leistung auf den Dächern. Der Ertrag wird insbesondere an bewölkten Tagen und somit auch im Winter deutlich steigen. Die Überschüsse werden gespeichert (vor allem in Batterien) und in Wärme (vor allem in Warmes Wasser) umgewandelt. Insgesamt benötigen wir aber im Vergleich zu sämtlichen heute vorgeschlagenen Szenarien weniger Langzeitspeicherung von Strom, wenn wir den überwiegenden Teil direkt über Wind und Sonne und möglichst verbrauchernah produzieren.
-Die 2. Formel des Masterplans lautet: Strom + Wärme + Mobilität + Effizienz
-Der Masterplan denkt und bringt alle drei Teilmarkte des Endenergieverbrauchs zusammen. Strom ist nur einer davon. Wärme ist der zweite. Und Kraftstoffe für Mobilität ist der dritte. Angesichts der steigenden Ölpreise und der abnehmenden Vorrate müssen gerade auch Motoren und Mobilität schnell als regenerative Markte der Zukunft erschlossen werden. Der zusätzlich notwendige Strom für Elektromobilität wird durch Energieeinsparungen (etwa ein Verbot der Standby-Funktion von Elektrogeraten) und Effizienz in anderen Bereichen ermöglicht, so dass der Gesamtstrombedarf konstant bleibt. Das ideale Zusammenspiel aller drei Energiemarkte sowie die effiziente Nutzung der Energie sind entscheidend für die zukünftige optimale volkswirtschaftliche Losung im Energiebereich.
-Die Kombination von Wind und Sonne mit möglichst hoher Volllaststundenzahl und ein mit Bioenergie betriebenes Blockheizkraftwerk machen Energie-Autarkie in allen Einheiten möglich, vom Wohnhaus bis zur Grossindustrie.
-Wenn der Masterplan richtig umgesetzt wird, können wir durch die Effizienzgewinne den Primarenergieverbrauch gegenüber heute auf 25 Prozent senken. Primarenergie ist die Energie, die aufgewendet werden muss (z. B. Kohle), um Endenergie (z. B. Strom) zu erzeugen. Mit meinem Konzept kamen wir auf keinen Fall über 10 Cent pro Kilowattstunde Strom. Somit brauchten wir insgesamt weniger Geld, als wir heute allein für Rohstoffimporte ausgeben.
-Mit dem eingesparten Geld konnten wir problemlos Elektromobilität einfuhren und unsere Hauser vernünftig dämmen.
-Drei Mythen, die der Masterplan widerlegt
-Mythos 1: Wind und Sonne geht nicht wegen fehlender Frequenz- und Spannungshaltung
-Falsch. für einen stabilen Netzbetrieb darf die Spannung nicht schwanken und die Netzfrequenz muss dauerhaft bei 50 Hertz liegen. Moderne Wind- und Solaranlagen haben diesbezüglich sämtliche Eigenschaften, die auch konventionelle Kraftwerke haben. Blockheizkraftwerke können nach Bedarf zu- oder abgeschaltet, hoch- und heruntergeregelt werden, um die Stabilität zu gewährleisten.
-Die künftige Speicherkapazität von Batterien wird um ein Vielfaches grösser sein als der heutige maximale Bedarf. Dafür reichen bereits die eine Million Elektrofahrzeuge, die die Bundesregierung 2020 auf unseren Strassen fahren lassen mochte.
-Die hangen aber nicht alle gleichzeitig am Netz? Richtig. Aber in der Zukunft gibt es bei 30 bis 40 Millionen E-Mobilen und einer durchschnittlichen Autonutzung von einer halben Stunde pro Tag definitiv immer genug Fahrzeuge, die am Netz hangen.
-Mythos 2: Wir brauchen Offshore-Wind wegen Volllaststunden und Arbeitsplätzen
-Falsch. Aus dem Masterplan lässt sich nur eine Schlussfolgerung ziehen: Wir können uns definitiv keinen Offshore-Windstrom leisten. Die Argumente waren stets: die Volllastundenzahl, der fehlende Platz an Land und der günstigere Preis. Alles ist widerlegt. Die Windanlagen in Nord- oder Ostsee waren viel zu weit weg von den Verbrauchern. Es brauchte weite Transportnetze, einen teuren Netzausbau, einen erhöhten Speicherbedarf und die essenzielle Wertschöpfung vor Ort ginge verloren. Es stimmt, dass Offshore-Anlagen eine hohe Volllaststundenzahl erreichen. Doch es sind deutlich mehr Volllaststunden als bisher angenommen durch die entsprechende Technik auch an Land und mit Solar erreichbar.
-Nachdem durch Innovationen und Massenproduktion Solarenergie weitaus günstiger als Offshore-Wind geworden ist, ist Offshore die teuerste Art, Strom zu produzieren. Sie ist mehr als zwei- bis dreimal so teuer wie die Windenergie an Land.
-Ich sprach mit vielen Politikern darüber – mit Bundesumweltminister Peter Altmaier, mit SPDlern und auch mit Grünen. Alle sagten: Ja, Offshore sei teuer, aber man mache das halt wegen der Arbeitsplatze. Letztes Jahr gab es jedoch noch mehr als sechsmal so viele Arbeitsplatze im Solarbereich. Und dennoch hat man die Einspeisevergütung drastisch gekürzt. Einzige Begründung: Der Strom sei zu teuer.
-Es ist unlogisch, warum dieses Argument bei der teuersten Art, Strom zu erzeugen, nicht gelten soll. Der Sinn erschliesst sich erst, wenn man weiss, dass die Erzeuger von Offshore-Strom nicht Burger sind, sondern Grosskonzerne. So ist auch nachzuvollziehen, warum auf dem Hohepunkt der Strompreisdiskussion der Bundestag beschloss, Offshore-Wind bereits jetzt zu vergüten, auch wenn es noch gar keine Netze dafür gibt.
-Mythos 3: Wir brauchen Netzausbau
-Falsch. Alle bisherigen Studien, die zur Begründung eines Netzausbaus herangezogen werden, gehen fälschlicherweise davon aus, dass Windräder künftig nur 2.000 bis etwa 2.500 Volllaststunden erreichen. Entweder war den Erstellern der Studien nicht bekannt, dass man die Volllaststunden sehr einfach verändern kann. Oder sie verfolgen damit das Interesse, möglichst viel Wind- und Solarstrom, aber eben auch parallel dazu Kohlestrom ins Netz einspeisen zu können.
-Ich habe es gesagt: Dieser Netzausbau entspricht der Logik einer zehnspurigen Autobahn, die zu jedem Zeitpunkt alle Bedürfnisse der Porschefahrer erfüllen will. Ohne Rücksicht auf die ökonomischen und ökologischen Kosten.
-Bei den Grosskonzernen durfte das Interesse am Kohlestrom im Vordergrund stehen. Bei Wirtschaftsminister Rösler konnte beides eine Rolle spielen: Er will die Konzerne unterstutzen und er weiss es einfach nicht besser. Zumindest tritt er immer wieder lauthals für einen schnellen und breiten Netzausbau ein. Mit Gesetzen für eine beschleunigte Umsetzung mochte er auch die Grünen in die Zwickmühle zwischen ihren beiden Grundinteressen Energiewende und Naturschutz bringen.
-Da wir jedoch wie aufgezeigt keinen Offshore-Strom brauchen, sondern Windkraft überall und nahe am Verbraucher, brauchen wir auch keinen Netzausbau auf Höchstspannungsebene. Es gibt einfache Möglichkeiten, Lasten zu verschieben. Wir können Strom in Wärme oder Gas umwandeln und speichern, und das sogar günstiger in der Investition, als es der Netzausbau ist. Was wir brauchen, ist Repowering. Alte Windkraftanlagen mit geringen Volllaststunden müssen durch neue mit hohen Volllaststunden ersetzt werden.
-Was bedeutet der Masterplan für die Menschen?
-In meinem Masterplan wird Strom nicht isoliert betrachtet, sondern als Teil des Gesamtsystems der Energieversorgung – also in Kombination mit Wärme und Mobilität. Ein Durchschnittshaushalt zahlt 5.000 Euro jährlich für dieses Energiepaket. Die Politik diskutiert zwar die 200 Euro EEG-Umlage, nicht aber die restlichen 4.800 Euro des Energiepakets. Und sie ignoriert, was an Preiserhöhungen in Zukunft auf uns zukommt, wenn wir uns nicht unabhängig von den konventionellen Energieträgern machen, vor allem vom Öl.
-Deshalb ist es an der Zeit, dass wir uns nun endlich und mit Nachdruck darum kümmern, die wahren Treiber der Energiekosten zu benennen und zu bekämpfen. Alle gemeinsam, und am besten mit einem ehrgeizigen Umweltminister an der Spitze. Daher mochte ich mich hier auch an Peter Altmaier direkt wenden und ihm zurufen:
-Sehr verehrter Herr Minister Altmaier: Wir brauchen keine „Strompreisbremse“, wenn sie am Ende auf eine Strompreis-Beschleunigung hinauslauft.
-Was wir brauchen, ist ein besonderer Tarif für Einkommensschwächere, die sich die EEG-Umlage nicht leisten können.
-Was wir brauchen, ist ein Ende der Subventionierung der konventionellen Energieträger.
-Was wir brauchen, ist eine Öl- und Spritpreisbremse.
-Was wir brauchen, ist eine Preisbremse für die Strom- und Ölkartelle.
-Wir geben jedes Jahr 200 Milliarden Euro für Energie aus – Tendenz stark steigend.
-Das müssen wir bremsen, Herr Minister Altmaier. Denn dagegen ist selbst Ihre Billion überschaubar.
-Und das schaffen wir nur mit dem sofortigen Umstieg auf 100 Prozent Erneuerbare.
-Und wenn einer es schafft, das als Umweltminister umzusetzen, dann Sie.
-Das ist mir während einer gemeinsamen Fahrt von Berlin Richtung Sudwesten sehr deutlich geworden.
-Die Politik hat jetzt die Aufgabe, im Einklang mit dem Naturschutz die besten Windstandorte auszuweisen und das EEG so zu überarbeiten, dass die dargestellte Losung schnell gestaltbar wird.
-Der Masterplan für Strom, Wärme und Mobilität
-So kommen wir in kurzer Zeit zu einer Energieversorgung ausschliesslich mit erneuerbaren Energien.
-. Die Formel des Masterplans lautet: 60 Prozent Wind, 25 Prozent Sonne, 5 Prozent Wasser. Der Rest kommt durch Blockheizkraftwerke, die mit Bioenergie betrieben werden.
-. Wir versorgen uns überwiegend mit Wind- und Sonnenenergie, weil Wind und Sonne unbegrenzt und kostenlos verfügbar sind. Sie machen uns somit unabhängig von teuren Importen und steigenden Preisen für die begrenzten Rohstoffe Öl, Kohle und Gas.
-. Wind- und Sonnenenergie kann rund um die Uhr eine zuverlässige Stromversorgung sichern. Stromlücken im Winter lassen sich mit Bioenergie und gespeichertem Strom abdecken.
-. Die Anlagen werden so konstruiert, dass sie möglichst gleichmässig möglichst viel Strom liefern. Wir verteilen die Energieanlagen möglichst gleichmässig über ganz Deutschland. In den Regionen wählen wir die passende Technik für die ertragsstärksten Standorte.
-. Wir brauchen nicht mehr Windräder als heute und keine zusätzlichen Flächen für Bioenergie. Wir verzichten auf neue Hochspannungstrassen, auf die teure Stromproduktion auf dem Meer und reduzieren den Aufwand für die Stromspeicherung.
-. Unsere Energieversorgung wird nicht nur komplett sauber und nachhaltig, sondern bleibt dadurch verlässlich und dauerhaft bezahlbar.
-. Durch die effizientere Nutzung von Strom, Wärme und Mobilität im Zusammenspiel produzieren wir die gesamte Energiemenge nicht erst in Zukunft, sondern schon heute günstiger, als wir allein für den Import von Rohstoffen ausgeben. Mit dem gesparten Geld können wir auf E-Mobilität umsteigen und unsere Hauser dämmen.
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