Die physi­ka­lischen Grenzen der Energie­wende

In meinem morgigen Podcast geht es erneut um das Thema Energiewende. Angesichts des Feedbacks zu meinem Versuch vor einigen Wochen habe ich mir diesmal einen Ingenieur als Gesprächspartner gesucht, mit dem ich das Thema unter rein technischen Gesichtspunkten diskutiere. Physik pur also.

Professor Holger Watter war so freundlich, seine Antworten auf seiner Homepage zu veröffentlichen
PROF. DR.-ING. HOLGER WATTER  und den folgenden Text hier → Die physikalischen Grenzen der Energiewende

Und er gestattete mir, dies auch auf bto zu tun. Hier also seine Antworten auf meine Fragen:

Stimmt es, dass die Kosten von Erneuerbaren Energien unter jenen aus fossilen Brennstoffen und Atomkraft liegen?

Vor 20 Jahren war der Slogan eindeutig: “Sonne und Wind schreiben keine Rechnung”, was natürlich äußerst fragwürdig war, weil man die Investitionskosten von den Betriebskosten unterscheiden muss. Deutschland hat in Europa heute die höchsten Strompreise, insofern beweist die Praxis, dass da etwas nicht stimmen kann.

Aus Sicht eines Ingenieurs könnte man versuchen, die Frage vielleicht mit einer Analogie zu beantworten: Wenn ich privat oder beruflich dringend ein Fahrrad brauche, und es steht nur zeitweilig zur Verfügung (weil der Ehepartner es auch mal braucht), dann mache ich mir Gedanken über ein zweites Fahrrad oder andere Alternativen.

Eine ähnliche Situation haben wir z. B. bei den Photovoltaikanlagen. Nachts ist es dunkel, es kann kein Beitrag erwartet werden. Über Mittag scheint die Sonne am intensivsten. Es kommt zu einem Überangebot, der Preis sinkt, es entstehen sogar negative Preise. Wir bezahlen jemanden anderen, damit dieser Überschuss abgenommen wird. Wenn auf der einen Seite aber gesetzlich dem Betreiber der Solaranlage ein Preis garantiert wird, muss jemand die Differenzen bezahlen. Deutschland hat deshalb die höchsten Energiepreise und das fragilste Netz.

Je mehr Photovoltaikanlagen aufgestellt werden, desto früher muss (gerade im Sommer) abgeregelt werden oder ein “Energievernichter” für seine Dienstleistung bezahlt werden. Im statistischen Mittel dominiert jedoch eher Nicht-Verfügbarkeit.

Abb. 1: Lastgang Deutschland, tagesaktuelle Daten unter https://www.energy-charts.de/power_de.htm

Ähnliche Wirkungen ergeben sich bei den Windkraftanlagen. Je mehr Anlagen aufgestellt werden, desto früher wird abgeregelt und desto höher der Subventionsaufwand. Das “Entlohnungssystem” treibt die Vergütung “der Windmüller” für die Bürger und die Industrie hoch. Die internationale Wettbewerbsfähigkeit leidet. Die CO2-Ziele werden erreicht durch Deindustrialisierung und Arbeitslosigkeit einer Industrienation mit “versteckten Kosten”.

Trotz der deutlich erkennbaren Abnahme der bundesdeutschen CO2-Emissionen stellt sich die Frage, ob es nicht auch noch intelligentere Lösungen mit “größeren Hebeln” und sinnvollerer Schwerpunktsetzung gibt, z. B. durch energiepolitische Kooperationen mit Afrika [11, 12]. Hier werden insbesondere sowohl für Solarstrom als auch für die Wasserstofferzeugung und Lösung des Transportproblems (durch Methanisierung, Ammoniak o. Ä.) durchaus Potenziale gesehen [13]. In der Nähe z. B. der großen Meere kann aus Seewasser mittels Umkehrosmose technisch problemlos aufbereitetes und konditioniertes Wasser in ausreichenden Mengen zur Verfügung gestellt werden. Dies erhöht aber die Wasserbedarfe nochmals um den Faktor 3, um Ablagerungen (“Scaling”) in den Membranen zu vermeiden (d. h. pro Kilogramm Wasserstoff wären ca. 9 x 3 = 27 Kilogramm Seewasser zu entnehmen, damit 9 Kilogramm Wasser für den Wandlungsprozess zur Verfügung gestellt werden kann. Die Differenz von 18 Kilogramm wird als “aufkonzentrierte Lauge” in die See zurückgegeben).

Abb. 2: Elektrolysegrundlagen

Die konkrete Antwort lautet also: Die Preise an der Leipziger Strombörse, wie man sie z. B. täglich über die Plattform EEX TRANSPARENCY einsehen kann, sind also nicht repräsentativ. Es fehlen die Stand-by-Kosten und Redundanzen. Um auf die Frage zurückzukommen: Als Ingenieur tue ich mich schwer, eine Antwort zu geben. Fakt bleibt, hier werden oft “Äpfel mit Birnen verglichen und unlautere Methoden eingesetzt”. Das nun auch GRETA THUNBERG die Atomkraft als mögliche sinnvolle Option propagiert, erfordert ggf. eine Neubewertung der Folgenabschätzung und Risikobewertung der unterschiedlichen Systeme.  

Zusammenfassend: Ein offensichtlicher Nachteil der sogenannten “Erneuerbaren” ist es, dass die fehlende Verfügbarkeit und das fluktuierende Angebot “Back-up”-Lösungen und Speicher erforderlich machen, die die Energiekosten erhöhen, die Versorgungssicherheit und Wettbewerbsfähigkeit aber weiter reduziert. Aufgrund der physikalischen Grenzen ist m. E. auch weitgehend anerkannt, dass die Bundesrepublik nie autark sein kann und daher internationale Lösungen erforderlich werden.

Worin liegen die Hauptherausforderungen bei der Umstellung auf Erneuerbare Energien?

Die Hauptherausforderung besteht in der gesellschaftlichen Diskussionsfähigkeit, weil breite Schichten der Bevölkerung und ein Großteil der vermeintlichen Experten nicht zwischen “kW” und “kWh” unterscheiden können und die Herausforderungen grob fahrlässig vereinfachen. Dies ermöglicht politische und wirtschaftliche Geschäftsmodelle, die Lobbyinteressen vertreten, Gewinne privatisieren, Risiken sozialisieren und nicht zur Problemlösung beitragen.

So wird beispielhaft mit der installierten Leistung argumentiert, obwohl die mittlere Verfügbarkeit einer Photovoltaikanlage bei ca. 10 Prozent liegt (also zu ca. 90 Prozent nicht verfügbar ist) oder eine Onshore-Windkraftanlage selbst an guten Standorten nur eine Verfügbarkeit von 25 Prozent hat. Dies wird versteckt hinter verklausulierten Formulierungen, die keiner versteht (Volllaststunden, Kapazitätsfaktor, …). Von der installierten Leistung sind “im Mittel” nur 25 Prozent verfügbar bei fehlendem Wind noch weniger … bis zu 0 Prozent.

Hier fordern Lobbyvertreter dann gewöhnlich mehr Forschung und mehr Förderung für Speicher, obwohl hier zahlreiche Forschungsergebnisse und Erfahrungen aus Pilotanlagen vorliegen. Wir müssen diese Erkenntnisse nur ehrlich interpretieren: Speichern ist teuer und ineffizient erhöht also den Produktionsbedarf und die Kosten nochmals, obwohl jetzt schon nachweisbar ist, dass die Bedarfe einer Industrienation mit den sogenannten “Erneuerbaren Energien” nicht darstellbar sind.

Die ständige Wiederholung der These, die “Erneuerbaren” würden ausreichen, macht sie nicht richtiger. Hier kann auf zahlreiche Studien z. B. der DENA oder von KALTSCHMITT verwiesen werden. Wir werden als Industrienation weiterhin Energie importieren müssen. Vor sogenannten Studien der Lobbyverbände (z. B. dem Bundesverband Windenergie oder GREENPEACE) kann in Anlehnung an ein CHURCHILL-Zitat an dieser Stelle nur gewarnt werden: Traue keiner Webseite, die Du nicht selbst gefälscht hast.

Die Frage ist wegen der fehlenden Energiedichte, der fehlenden Verlässlichkeit und fehlenden Verfügbarkeit komplexer als oft dargestellt. Hier vielleicht ein Bibelzitat: “Herr, vergib ihnen, denn sie wissen nicht, was sie tun.”

Beispiele: Wer z. B. bei einer Photovoltaikanlage am Monatsende den Zählerstand von Erzeugung und Verbrauch vergleicht und meint, autark zu sein, hat die Physik nicht verstanden. Vergleiche dazu:

  1. Zwei bis drei Müsliriegel (1000 kcal = 1,16 kWh) helfen nicht unbedingt beim Fahrradfahren (bei 20 km/h werden ca. 80 W = 0,08 kW Leistung verbraucht und benötigt). Da nützt es nichts, dass der theoretische Energiebedarf für 1,16 kWh/0,08 kW = 14,5 Std. vollständig gedeckt wäre.
  2. Das nachfolgende Beispiel zur Kaffeemaschine:
    Eine Photovoltaikanlage mit 1 kW-Peak kann vielleicht gerade über Mittag eine Kaffeemaschine antreiben. Der Ertrag in “kWh” ist dafür aber völlig irrelevant und provoziert falsche Schlussfolgerungen. Es nützt auch nichts, alle Dächer oder das ganze Land mit Photovoltaikanlagen “dicht zu pflastern”.
  3. Als gesellschaftliches Beispiel zur Fehlinterpretation mag die Diskussion des sogenannten „Überschussstroms“ in der Bundesrepublik Deutschland gelten:

Abb. 3: Abgeregelter Überschussstrom oder “ein Tropfen auf den heißen Stein”

Abb. 4: Austauschsaldo mit dem Ausland – auch hier “Überschüsse kaum erkennbar”

Der „abgeregelte Überschussstrom“ betrug in Deutschland in 2017 ca. 5.300 GWh [STATISTA]. Anmerkung: 1.000.000 kWh = 1000 MWh = 1 GWh; 1000 GWh = 1 TWh. Diese Energiemenge entspricht einer mittleren Leistung von 5.300 GWh/ 24 h x 365 d = 0,605 GW = 605 MW. Vergleicht man diesen Wert mit dem Tagesgang aus Abb. 1 (zwischen 60 bis 80 GW), so entspricht dieser im Mittel 0,605/70 = 0,8 Prozent des täglichen Leistungsbedarfes. Alternativ: 5300 GWh/70 GW = ca. 75 Std. d. h., die Überschussproduktion entspricht ca. 3 Tagen Volllast im nationalen Verbrauch.

Kann man das Problem der Verfügbarkeit nicht lösen?

Hier kommt die Diskussion um Speicher ins Gespräch. Um die Größenordnungen einmal deutlich zu machen, möge das Beispiel einer einfachen Kaffeemaschine herangezogen werden:

Die Leistungsaufnahme einer Kaffeemaschine beträgt nämlich ca. 1000 W oder 1 kW. Lässt man diese Kaffeemaschine eine Stunde lang laufen, wurde 1 kW x 1 Std. = 1 kWh Energie verbraucht – je nach persönlichem Tarif 20 bis 30 Cent pro kWh. Betreibt man diese Kaffeemaschine mit 100 W für 10 Stunden, so verbraucht man auch 1 kWh Energie, erhält unter normalen Bedingungen jedoch keinen Kaffee. MERKE: 1 kWh ist nicht gleich 1 kWh.

 

Abb. 5: Energie versus Leistung am Beispiel einer Kaffeemaschine

 

 

Abb. 6: Ist der Betrieb einer Kaffeemaschine mit 100 W sinnvoll?

Zurück zum Speicherproblem: Von Pumpspeicherkraftwerken oder Pendeluhren ist bekannt, dass man “durch Höherlegen” potenzielle Energie relativ verlustarm speichern kann. Insofern wäre zwecks Einordnungshilfe zu prüfen, wie hoch man z. B. 10 kg Wasser heben müsste, um 1 kWh Energie zu speichern. Für den Rechengang wird auf [1]verwiesen: Es ergibt sich eine Höhe von 36 km. Damit wird deutlich, dass die Speicheraufgabe nicht trivial ist, gegebenenfalls für größere Zeiträume nahezu aussichtslos wird.

Abb. 7: Wie hoch muss man 10 kg heben, um 1 kWh Energie zu speichern?

Zum Vergleich die gespeicherte chemische Energie in einem Kilogramm Kraftstoff und in einer Autobatterie (15 kg Gewicht!):

  • Benzin/Diesel ca. 10 kWh/kg
  • Autobatterie ca. 1 kWh/15 kg = 0,067 kWh/kg
  • 9V Ni-Cd-Akku ca. 1 Wh/40 g = 1 kWh/40 kg = 0,025 kWh/kg
  • Li-Ion-Akku ca. 12 Wh/60 g = 12 kWh/60 kg … 31 kWh/350 kg = 0,2 … 0,08 kWh/kg
Man beachte hier die Energiedichte der chemischen Speicher (Benzin/Diesel) z. B. auch im Vergleich zum Wasserstoff 33 kWh/kg. Wasserstoff ist ein sehr guter und energiereicher Speicher! Batteriespeicher sind dagegen quasi beliebig skalierbar, finden aber bei größeren Leistungen betriebswirtschaftliche Grenzen im Bereich von Stunden oder Tagen (vgl. dazu die nachfolgende Abb.).
Abb. 8: Speichertypen im Vergleich (schematisch).

Beispiel: Der bekannteste und bis vor Kurzem größte Akkuspeicher der Welt ist der Hornsdale Power Reserve in Australien mit einer Kapazität von 194 MWh (für ca. 100 Mio. €). Nehmen wir an, dieser Speicher solle Deutschland durch eine windstille Nacht bringen, bei einer geringen Last von ca. 50 GW das würde bedeuten 194 MWh/50.000 MW = 3,88 x 10-3 Std. = 14 Sekunden!

Schlussfolgerung: Breite Anwendungen finden Akkus nur bei kleinen mobilen Geräten mit wenig Leistungsaufnahme (im Milliwattbereich) wobei wir beim nächsten Thema sind:

Wer kann den Unterschied zwischen “MW” und “mW” erklären?

Dazwischen liegt der Faktor von 109: 1 MW = 1000 kW = 1000 x 1000 W = 1000 x 1000 x 1000 mW!

Jetzt liegt die Hoffnung auf Wasserstoff? Kann es das sein? Wie läuft das technisch ab, was wären die Voraussetzungen?

Im Falle von Wasserstoff als Speichermedium liegen hier Fluch und Segen dicht beieinander, weil zur Erzeugung von 1 kg Wasserstoff ca. 55 kWh Energie und 9 kg aufbereitetes Wasser notwendig sind. Man beachte: Ein kleinerer Mittelklassewagen mit 55 kW (75 PS) muss ca. 1 Std. volle Leistung “fahren”, um mit einem Elektrolyseur ca. 1 kg Wasserstoff zu erzeugen. Der Energieinhalt liegt dann bei ca. 33 kWh, mit einer Brennstoffzelle oder einem Gasmotor kann dann ca. 15 kW genutzt werden. Die Wandlungsverluste sind nicht zu vernachlässigen und erhöhen damit den Primärenergiebedarf exorbitant in einem Land, das auf Energieimporte angewiesen ist und für das die Eigenproduktion nachweislich nicht ausreicht!

 

Abb. 9: Wandlungsverluste am Beispiel Elektrolyse – Methanisierung – Rückverstromung

Problematisch bleibt auch hier, dass der Wind nicht stetig bläst und die Sonne nicht stetig scheint. Die erforderlichen Volllaststunden für den Elektrolyseur fehlen. Hier zeigen die klassischen Methoden zur Wasserstofferzeugung mittels Dampfreformierung oder Pyrolyse aus Erdölprodukten deutliche Kostenvorteile (vgl. dazu die SHELL-Studie unter [5]). Alternativ hat es z. B. die französische Atomkraft hier deutlich leichter, “grünen Wasserstoff” zu erzeugen als die Wind- oder Solaranlage mit ihrer fluktuierenden Bereitstellung.

Auf die Umwandlungsverluste, deren Begründung und Begrenzungen gehe ich weiter unten noch einmal ein.

Aber international ginge es doch?

Propagiert man die Wasserstofferzeugung mittels Photovoltaik, z. B. in der Sahara, weil dort das Angebot von Sonnenenergie sehr hoch ist, darf der Wasserbedarf nicht unterschätzt werden: Pro kg Wasserstoff sind 9 kg aufbereitetes Wasser notwendig. Der Widerspruch “Wüste versus Wasser” sollte deutlich sein. Das Wasser muss noch aufbereitet werden, weil es sonst (wie bei der Kaffeemaschine) zu Ablagerungen und Beschädigungen kommt.

Abb. 10: Durchschnittliche Ertragsprognose einer Onshore-Windkraftanlage zur Elektrolyse.

Das o. g. Beispiel (mit gleicher Elektrolysetechnologie und französischem Atomstrom “grünen Wasserstoff” zu erzeugen) zeigt auch hier eindeutige Vorteile. Der Schwachpunkt liegt eindeutig bei der “schlechten Performance” der Wind- und Solaranlagen. Nimmt man die fehlende Leistung aus dem Netz, werden mit dem aktuellen bundesdeutschen Energiemix nur noch mehr Kohleverstromungen erforderlich und die Emissionen steigen (vgl. Lastgang). Die aktuellen Reallabore greifen genau auf diese Option zurück. Insofern ist der hier eingeschlagene Weg mit einem deutlichen Fragezeichen zu versehen.

Zusammenfassend: Die Forderung nach mehr Forschung für Speicher ist auch eine Lobbyforderung von Hochschulen und Forschungsinstituten, um die staatliche Forschungsförderung “in die Höhe oder in die ‘richtige’ Richtung” treiben zu können. Die Ergebnisse sind qualitativ und quantitativ bekannt. Die Warnung vor “den beruflichen Vereinfachern” muss nochmals wiederholt werden.

Warum glaubt man dennoch, in Deutschland das Wunder zu vollbringen?

Da kann ich leider keine Antwort geben bzw. nur die Antwort: weil die Physik nicht verstanden wird und Lobbyinteressen dadurch eine Chance haben, Gewinne zu privatisieren und Risiken zu sozialisieren.

Es wird dann argumentiert, man müsse sich die Entwicklungen in der digitalen Welt anschauen und hoffe auf ähnliche Effekte in den Energiewissenschaften. Hier werden grundsätzliche physikalische Grenzen ignoriert:

  • Bei der Photovoltaik “schlägt das Sonnenlicht ein Elektron aus der Bahn”, dabei wird ein festes Energiepotenzial frei. Das Ergebnis ist bekannt (1,1 eV), die Effektivität kann gesteigert werden, aber die physikalischen Grenzen können nicht überschritten werden.
  • Bei Windkraftanlagen ist seit ca. 100 Jahren der sogenannte BETZsche Faktor bekannt. Der Wirkungsgrad einer Windkraftanlage kann maximal 59,3 % betragen. Moderne Windkraftanlagen liegen dicht an diesen Grenzwerten. Weitere Steigerungen sind nicht zu erwarten.
  • Für thermische Prozesse (Erdwärme, solare Kraftwerke …) ist der Grenzwirkungsgrad als CARNOT-Faktor bekannt. Auch hier liegen moderne Motoren und Kraftwerke relativ dicht an dieser Grenzkurve, die Potenziale sind weitgehend ausgeschöpft.
  • Wasser ist ein sehr stabiles Element, dass sich “nicht gerne” in seine Bestandteile zerlegen lässt. Pro Kilogramm Wasserstoff sind theoretisch mindestens 33 kWh erforderlich – tatsächlich jedoch eher 55 kWh, weil (wie beim Beschleunigen eines Fahrzeuges) “die Trägheit” überwunden werden muss. Hier gibt es Verbesserungspotenziale, die aber nie die 100 Prozent erreichen werden (z. Zt. bei ca. 70 bis 80 %).

 Es fehlt hier eine Betrachtung mittels der Methode der grenzwertorientierten Kennzahlen nach SANKOL und VOLTA, wie sie in der DIN ISO 50.000 oder der VDI 4663 vorgesehen sind. D. h. wir schauen nicht auf das theoretische Potenzial, sondern auf das, was praktisch und unter Berücksichtigung der physikalischen Grenzen überhaupt möglich ist. Leider kennen wir die Grenzen, ignorieren sie aber aus Naivität, Unkenntnis oder Lobbyinteresse.

Unsere europäischen Nachbarn haben daher Schwierigkeiten, unsere Haltung zu verstehen – man spricht vom “German problem”, andererseits scheinen imperiale Tendenzen (“am deutschen Wesen soll die Welt genesen”) eine unerwartete und perspektivisch andersartige Renaissance zu erhalten.

Da wir beide die Gefahren des Klimawandels ja sehen, was würden Sie denn machen, um das Ziel einer CO2-Reduktion zu erreichen?

 Ich muss leider gestehen, DIE LÖSUNG kenne ich nicht und die gibt es wohl auch nicht. Jeder Beitrag der sogenannten “Erneuerbaren” ist richtig und wichtig, sie werden aber die Bedürfnisse einer Industrienation nicht bewältigen. Meine Aufgabe als Hochschullehrer ist es, auf die Gefahren und Fehlinterpretationen hinzuweisen, damit eine angemessene Risikobewertung stattfinden kann. Ich bedauere, dass viele Kollegen die wissenschaftliche “Suche nach der Wahrheit” mit einer eigenen Agenda oder einer eigenen Mission verwechseln.

Vielleicht ist es ein ehrlicher (!!??) Mix aus “Erneuerbarer” Energie, klimaneutraler Atomkraft, Import (in alternativen Formen) und Verzicht. “Sparen ist Konsumverzicht” und “nie gegen den Markt und nie gegen die Physik” erscheinen mir sinnvolle Leitlinien für diesen Prozess. Es ist Aufgabe der Wissenschaft, diesen Prozess kritisch und ohne “Scheuklappen” zu begleiten, frei nach HANNS-JOACHIM FRIEDRICHS: Einen guten Wissenschaftler erkennt man daran, dass er sich nicht gemeinmacht mit einer Sache, auch nicht mit einer guten.

Schlussbemerkung 

Die Kollegen (m/w/d) der Fachwissenschaften mögen die eine oder andere Vereinfachung entschuldigen. Als Zwischenfazit wird vorgeschlagen:

  • Die Erneuerbaren Energien leisten einen wichtigen Beitrag zur CO2-Mininimierung, reichen allein jedoch für die Bedürfnisse einer Industrienation NICHT aus.
  • Aktuelle Thesen und Planungen zur Energiewende ignorieren wesentliche Randbedingungen und vorliegende Erfahrungen. Eine Zwischenbilanz im Sinne des Qualitätsmanagements bzw. des Energie- und Umweltmanagement nach gängigen Industrienormen wäre notwendig. “Bauchgefühl” und “Wunschdenken” verdrängen eine angemessene und belastbare Chancen-Risikoanalyse. Hilfreich und notwendig wären dazu mehr physikalischer Sachverstand, kritische Selbstreflexion und Qualitätskontrollen in der Energiewende!
  • Hochschulaufgabe bleibt: „Aufklärung ist der Ausgang des Menschen aus seiner selbst verschuldeten Unmündigkeit. Unmündigkeit ist das Unvermögen, sich seines Verstandes ohne Leitung eines anderen zu bedienen. Selbstverschuldet ist diese Unmündigkeit, wenn die Ursache derselben nicht am Mangel des Verstandes, sondern der Entschließung und des Mutes liegt, sich seiner ohne Leitung eines anderen zu bedienen. Sapere aude! Habe Mut, dich deines eigenen Verstandes zu bedienen! ist also der Wahlspruch der Aufklärung.“ – Immanuel Kant, Beantwortung der Frage: Was ist Aufklärung? 1784.
  1. Als Hochschullehrer fühle ich mich dieser “physikalischen Diskussionshygiene” verpflichtet. Sie scheint mir im Moment nicht gegeben die Diskussionskultur wirkt “toxisch vergiftet”. Meine Aufgabe ist es, vor den “Berufsvereinfachern” (m/w/d) zu warnen und eine belastbare Risikoanalyse einzufordern.
Für grundsätzliche Anmerkungen bin ich dankbar und stehe der Diskussion offen gegenüber!

Verweise

  1. Regenerative Energiesysteme – Grundlagen, Systemtechnik und Analysen ausgeführter Beispiele nachhaltiger
    Energiesysteme, vgl. https://holgerwatter.wordpress.com/2019/01/09/5-auflage-regenerative-energiesysteme/
  2. Energie der Zukunft, vgl. https://holgerwatter.wordpress.com/2016/08/29/energie-der-zukunft/
  3. Kompetenzzentrum Erneuerbare Energie, vgl. https://holgerwatter.wordpress.com/2018/04/23/kompetenzzentrum-erneuerbare-energien/
  4. Diskussionsqualität in der Energiewende, vgl. https://holgerwatter.wordpress.com/2019/10/15/diskussionsqualitaet-in-der-energiewende/
  5. Wasserstoff aus Windkraft, vgl. https://holgerwatter.wordpress.com/2019/09/12/wasserstoff-aus-wind/
  6. Basiswissen synthetische Kraftstoffe, vgl. https://holgerwatter.wordpress.com/2020/03/04/basiswissen-synthetische-kraftstoffe/
  7. Entwicklung einer Wasserstoffstrategie für den Kreis SL-FL, https://tarpkommunal.wordpress.com/2020/06/24/entwicklung-einer-wasserstoffstrategie-fuer-den-kreis-schleswig-flensburg/
  8. Kaltschmitt, Hartmann (Hrsg.): Energie aus Biomasse – Grundlagen, Technik und Verfahren, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 2001.

  9. Kaltschmitt, Wiese, Streicher (Hrsg.): Erneuerbare Energien – Systemtechnik, Wirtschaftlichkeit, Umweltaspekte (3. Auflage), Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 2003.

  10. DENA-Studie: Integrierte Energiewende, https://www.dena.de/fileadmin/dena/Dokumente/Pdf/9261_dena-Leitstudie_Integrierte_Energiewende_lang.pdf

  11. Centre for Business and Technology in Africa, vgl. https://www2.wi.fh-flensburg.de/africacentre/

  12. Afrika-Verein der deutschen Wirtschaft, vgl. https://www.afrikaverein.de/markteintritt-afrika/marktstudien/

  13. Congo Hydrogen Plant Being Considered by European Turbine Makers, https://www.bloomberg.com/news/articles/2020-08-21/congo-hydrogen-plant-being-considered-by-european-turbine-makers

 

 

 

 

 

 

Kommentare (44) HINWEIS: DIE KOMMENTARE MEINER LESERINNEN UND LESER WIDERSPIEGELN NICHT ZWANGSLÄUFIG DIE MEINUNG VON BTO.
  1. Avatar
    Volker Osterlitz sagte:

    Lieber Herr Dr. Lehnhoff,
    Es macht, wie der Autor und Sie erläutern, einen enormen Unterschied, wo und wann sie eine kWh erzeugen. Wind und Solar können das durchaus leisten, sobald man diese mit Grundlast aus Freistrom Gezeitenturbinen für niedrige Strömungsgeschwindigkeiten ergänzt. Das löst die Probleme bei Verfügbarkeit, Nutzungskonkurrenzen und Politik weitgehend auf. Vor allem ist das sehr wirtschaftlich und ohne negative Folgen für Endverbraucher als Wähler.
    Die Erforschung spezieller geeigneter Turbinen ist klar ein Opfer von Lobbyinteressen in der Forschung. Da läuft das Skript GROWIAN 2.0 gerade ganz groß im Kino an. Wie man Milliarden Förderung aus Steuergeldern in der Großindustrie sinnlos verbrennt. Aussichtsreiche Konzepte darben vor sich hin. Das übliche zynische Spiel mit der Zukunft unseres Lebensraumes auf diesem Planeten eben. Man kann diese Logik strukturiert abarbeiten – wenn man es denn möchte.
    Allerdings sind alle Medienkanäle seit Erfindung von Social Media völlig verstopft mit unsachlichem Geschrei. Ein authentischer, nachvollziehbarer, unideologischer, wissensbasierter Dialog über Fakten findet kaum noch statt. Es gibt 4 Gruppen: Weltverbesserer, fossile Lobby, Ausgestiegene und Pragmatiker. Als erstes müssen die Pragmatiker wieder das größte Gewicht in der Debatte zurückerhalten. Oder die Lösung funktioniert halt auch ohne die anderen von alleine.
    Solange fossile Lobby und Weltverbesserer-Ideologen den Diskurs in Geiselhaft haben, steht das Thema Klima still. Man muss hier die neoliberalen fossilen Wirtschaftsinteressen und deren Klimaleugner ebenso wie die Kommunisten/Sozialisten aus der Debatte aktiv ausschließen. Sobald noch eine dieser destruktiven Gruppe mitreden darf, ist ein konstruktiver Dialog nicht möglich.

    Antworten
  2. Avatar
    Fabian sagte:

    Zunächst möchte ich zustimmen – nur durch Speicherung erneuerbarer Energien kommen wir nicht weit.

    Gleichzeitig:
    0.4Gw pro Kraftwerk x 200 = 80Gw
    Wir benötigen 200 Gaskraftwerke a 400 Mio € pro Stück für komplette Redundanz.

    Das sind 80Mrd €. In etwa die Covid-Ausgaben im Bundeshaushalt 2020, oder etwa 25% des Bundeshaushalts.

    Meiner Meinung nach ist eine Kombination aus Windkraft, Erdgas und Atomstrom die einfachste Möglichkeit annähernd klimaneutral zu werden.

    Für die Rest-Co2Differenz sowie zum Schutz der Böden bietet sich eine Aufforstung Landwirtschaftlich wenig genutzter Flächen an. Zb anstelle von Rapsfeldern.

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  3. Avatar
    Dr Stefan Lehnhoff sagte:

    Nähmen wir mal an, unser größtes Problem seien tatsächlich CO2 Emissionen, dann ist theoretisch die Frage, wie wir es machen, ganz einfach zu beantworten- wohlgemerkt, theoretisch.
    Wir machen einen Ausstiegsan, der von den Atommächten konsequent durchgesetzt wird.
    Das heißt Aufforstung einerseits- soll die EU ruhig den ganzen Amazonas leasen, wie Professor Sinn vorgeschlagen hat, und die Rückführung fossiler Energieträger:
    Kohleförderungen jährlich um 10% absenken, Öl um 5%, Gas um 2%- entsprechend den Kohlenstoffanteilen pro Energieeinheit.
    Auf diesem langfristigen Plan könnte sich dann Wirtschaft und Menschheit einstellen- vermutlich um den Preis von Kriegen und Hungersnöten, aber hey, wir retten ja den Planeten ( dem das Wurscht ist).
    Aber so ist die einzig vorstellbare Lösung. Alles andere versumpft in Bürokratie, Ökostalinusmus und dem berüchtigten Green Paradox – was ausgebuddelt wird, wird auch verbrannt.
    Der Ingenieur ist sogar noch nett, denn in der Praxis gibt es noch viel mehr Stress, er geht hier weder auf den Erntefaktor, also den erheblichen Energiebedarf pro später erzeugten Energie, noch auf Entsorgungs- und andere Umweltfragen- oder blöde Details, wie dass Solarpanel in der Wüste gerne einstauben oder auch vor IS und Co nicht zu schützen wären.
    Es bleibt dabei, wer ernsthaft glaubt, 8 Milliarden Menschen mit Wind und Sonne auf europäischem Niveau versorgen zu können, glaubt auch , dass Zitronenfalter, Zitronen Falten.

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  4. Avatar
    Thomas M. sagte:

    @unsere Physiker: Habe ich folgendes überschlagsmäßig auf den obigen Zahlen richtig gerechnet?

    1 MW-Onshore-Windkraftanlage kann 110 kg Wasserstoff pro Tag produzieren
    Wasserstoff: 33 kWh/kg Energieinhalt
    Benzin/Diesel: 10 kWh/kg Energieinhalt

    => Eine 1 MW-Onshore-Anlage braucht einen Tag,
    um das Äquivalent von rund 360 kg Benzin,
    entspricht 480 Litern,
    entspricht 10 Tankfüllungen zu produzieren.

    (Wir ignorieren an der Stelle, dass die Wandlungsverluste Bezin vs. Wasserstoff je nach Motorart sicherlich unterschiedlich sind.)

    Wenn ich mich nicht verrechnet hab oder was falsch verstanden habe, finde ich die Rechnung sehr ernüchtern… Das wäre für mich eine griffige Zahl, die ich mir merken kann: 1 MW Nennleistung Windkraft = 10 Tankfüllungen pro Tag.

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    • Avatar
      ruby sagte:

      @Thomas M
      Umgekehrt wird ein Schuh daraus:
      Mit einer Tankfüllung 1/10 Windräder oder neun Kraftfahrer dürfen kostenlos tanken!
      Da ist die Suboptimalität des Primaten veranschaulicht.

      Antworten
    • Avatar
      Markus sagte:

      Diesel ca. 37MJ/l. 25% Auslastung im Schnitt der 1MW Anlage bedeutet 250kW. Pro Tag produziert die ca. 22GJ Energie. Was nicht mal 600l Diesel entspricht. Alles berechnet ideal ohne Umwandlungsverluste.

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      • Avatar
        Thomas M. sagte:

        @markus: Schönen Dank – es ist gut, die Leistungsfähigkeit einmal alltagsnah gedanklich fassbar gemacht zu bekommen. 22GJ hören sich „mehr“ als 600 l Diesel an :)

      • Avatar
        markus sagte:

        Andererseits: Sagen wir mal 50% der Energie geht bei Umwandlung flöten, dann bleiben immerhin ca. 300l übrig pro Tag. Oder 9000l pro Monat. Das heisst, eine solche Anlage kann ca. a 300 berufspendler, die 20 Tage zur 25km entfernten Arbeitsstelle 20 Tage die Woche mit ihrem 3-Liter Diesel oder 3,4l Benzin-Kleinwagen pendeln, versorgen. Oder 150 solcher Pendler, die ihren kleinen SUV dafür verwenden.

    • Avatar
      Richard Ott sagte:

      @Thomas M.

      Die Rechnung halte ich sogar für optimistisch. Die durchschnittliche Ist-Leistung von einer Windkraftanlage hängt maßgeblich von ihrem Standort ab. Die besten Standorte wurden natürlich zuerst bebaut, je mehr Anlagen jetzt noch zubauen (und wir bräuchten für die „Energiewende“ ja ein Vielfaches der bis jetzt installierten Leistung), desto schlechter wird das Verhältnis aus Nennleistung und tatsächlicher Stromausbeute.

      Antworten
  5. Avatar
    markus sagte:

    Zum Thema:

    Danke! Ich habe nicht alles im Detail durchgerechnet oder nachgeschlagen, aber als Physiker kann ich die Aussagen hier voll unterschreiben.

    Ein paar Anmerkungen:

    A) Zur potentiellen Energie als Speichernutzung. Jedem der rechnen kann, sollte klar sein, dass das, wenn überhaupt, nur sinnvoll mit sehr großen Mengen an Masse und genügend großem Höhenunterschied sinnvoll ist (Stichwort: Stauseen). Im Kleinen kann im Einfamilienhaus durch Anheben von z.B. Schotter kein nennenswerter Energiebetrag gespeichert werden.

    B) Auch vielen Dank für die kritische Betrachtung von Wasserstoff als Speichermedium.

    C) Zur Labilität des deutschen Stromnetzes: zumindest noch vor kurzem, war das französische Stromnetz instabiler, wobei das eher dem nicht sinnvollen Verbrauchern anzulasten ist (kostbarer Strom für profane Heizarbeit). Und von einem indischen Stromnetz sind wir hoffentlich noch entfernt. Nichtsdestotrotz steht Frankreich mit Atomstrom für die Grundlast nicht so schlecht da und die Entwicklungen in D sind sehr gefährlich für die zukünftige Stabilität.

    D) Ich denke auch: an Verzicht (z.B. Gewicht/Geschwindigkeit von Autos) sowie technischen Verbesserungen der Verbraucher (man vergleiche nur LEDs mit Glühbirnen oder die Trafos für Niederspannungsgeräte wie Handys mit ihren Pendants von vor 30-40 Jahren). Ganz wichtig auch die Isolation von Häusern und (!) viel mehr Reparaturen als Neukäufe (oder selbst Recycling, was teilweise signifikant energieaufwendiger als reparieren ist!).

    e) Kleine NB: bitte Klammersetzung beachten ;). Die Nichtbeachtung von Punkt-vor-strich senkt die Glaubwürdigkeit für Laien.

    Antworten
      • Avatar
        ruby sagte:

        @ markus
        Jeder Inhalt wird durch die Form der Darstellung verstärkt oder geschwächt.
        Das schliesst Bildlichkeit ein, wodurch viel mehr beim Empfänger hängen bleibt sowie verarbeitet wird.

      • Avatar
        Markus sagte:

        @ruby:

        Diese Antwort verstehe ich auch nicht. Aber ich habe den Eindruck, das wollen Sie auch gar nicht.

  6. Avatar
    weico sagte:

    Wichtig ist für den ANLEGER doch am Ende nur EINES. Der MEGATREND und der ZEITGEIST sind ausgerichtet um das CO2-Endziel zu erreichen.

    China hat dabei die Trümpfe in der Hand .
    China will nicht unbedingt der Erste sein sondern am Ende der Gewinner.Pragmatisch lässt sich China 10 Jahre mehr Zeit (2060) für das CO2-Endziel und gibt freimütig zu ,dass der CO2-Ausstoss weiter zunehmen wird und der Gipfel vor 2030 erreicht wird . Von „Verzichten“ liest man NICHTS.
    https://www.tagesspiegel.de/politik/china-will-bis-2060-klimaneutral-werden-pr-nummer-oder-echte-energiewende/26222288.html

    Zudem setzt China stark auf Atomenergie und hat mit dem neusten Reaktor (Stichwort CAP1400) nun einen Technologiestand erreicht ,patentrechtlich unterlegt, um vom Ausland nun völlig unabhängig zu sein.Natürlich will man diese eigene Reaktortechnik dann auch gewinnbringend exportieren.Besonders der afrikanisch Markt ist für China sehr lukrativ,weil ja dort nicht unbedingt mit Geld bezahlt werden muss……
    https://www.natlawreview.com/article/china-announces-completion-their-third-generation-nuclear-reactor-backed-over

    Das von Herr Watter angesprochene „German problem“ wird im Ausland und in China wohl eher als „German stupidness“ angesehen.

    Antworten
  7. Avatar
    weico sagte:

    @Bauer
    „Zum Thema gibt es sein Buch ‘Regenerative Energiesysteme’ bereits in 5. Auflage, was seinen Erfolg nachweist. Es ist als Lehrbuch aufgebaut. Das gesamte physikalische Wissen zur Energiefrage ist in einzelnen Kapiteln (Unterrichtseinheiten mit Rechenbeispielen) dargestellt, bei gutem Willen nachvollziehbar und eindrücklich im Resultat. Insgesamt ist es eine knallharte Ohrfeige für alle selbsternannten Weltverbesserer in Politik und Wirtschaft. Ich brauche daher dazu keine Kommentare mehr in bto zu schreiben, was mich nur ermüdet.“

    Heute gibt’s ,zum Glück,praktisch die meisten Bücher in digital Form GRATIS. Für den eine Wohltat,denn die Mehrheit der Bücher ist doch schlicht ihr Geld nicht wert.

    Ob Watter’s Buch z.B sein Geld wert ist,kann jeder selber nachlesen.

    https://1lib.eu/book/3663294/47ab99

    (Wer mehr von Ihm lesen will,einfach auf den Autor klicken und weitere Bücher erscheinen.)

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    • Avatar
      Bauer sagte:

      @ weico

      Danke für Ihren freundlichen Hinweis. Aber ich bin trotz meines Alters nicht von vorgestern. Bücher wie das zitierte habe ich nach wie vor gern in meiner Handbibliothek stehen. Und Kosten dieser Größenordnung spielen für mich zum Glück keine Rolle.

      Antworten
    • Avatar
      Thomas M. sagte:

      @weico: Öh, ist diese Website nicht einfach nur ein benutzerfreundliches Portal für illegale Downloads??? Ich lass mich gerne aufklären, aber Gratis-Downloads bei den angebotenen Büchern kommen mir mehr als suspekt vor.

      Antworten
    • Avatar
      Dietmar Tischer sagte:

      @ markus

      >Erst stolz auf den größten Niedriglohnsektor in Europa sein und sich dann wundern, dass es mit Technogieführerschaft nicht so klappt.>

      Ich will hier keine Off Topic-Diskussion aufziehen und daher über diese Aussage nicht weiter diskutieren, sondern nur bemerken, dass Sie mit dieser Behauptung KAUSALITÄT herstellen, die sich nicht substanziell begründen lässt.

      Das beginnt damit, dass NIEMAND ernsthaft STOLZ darauf war, den Niedriglohnsektor eingeführt zu haben.

      Und durch bzw. mit WELCHEN Maßnahmen unter WELCHEN Voraussetzungen Technologieführerschaft erreicht werden könnte, ist dann nochmal etwas anderes.

      Überlegen Sie sich, ob Sie mit derartigen Aussagen nicht auf derselben unterbelichteten Verständnisebene agieren, wie auf anderem Feld die Gläubigen der Energiewende.

      Antworten
      • Avatar
        ruby sagte:

        @ Herr Tischer
        Der Handelsblattverlagsgruppe ist es egal, womit Geld verdient werden soll, ist genauso meine Beobachtung der Lektüre, die 1983 in den Biblitheker der Städte und Hochschulem/Universitäten begann und im Onlinemodus endete. Denn, daß die Redaktionen massiv die zensieren/framen/manipulieren hat gerade in den letzten Monaten jeder, der sich anders als per Hauptstraßenpresselandschaft kundig macht, erfahren können.
        Früher hieß es Arbeitsamt und war eine staatliche Aufgabe inzwischen konkurriert das Jobcenter selbst mit Jobbeschaffern, die ihre Werbebotschaften durch Werbung zu minimalen Löhnen vertickern.
        Qualität – nicht nachweisbar, weder durch Zulässigkeits- und Qualitätsprüfung noch durch tatsächliche Ergebniskontrolle. Dazu fällt mir der Hartzer Klement mit Adecco ein – vom Regulierer zum Verkäufer
        https://www.blickpunkt-wiso.de/post/wolfgang-clement-ein-lupenreiner-unsozialdemokrat–1679.html

        Das Ende lautet wohl Skawenarbeiter zu versteigern.

      • Avatar
        markus sagte:

        @DT:
        Da ist keine direkte Kausalität, stimmt. Aber wesentlich stimmiger als z.B. die Schwächung der eigenen Währung als vorteilhaft für die Bürger hinzustellen (was seit Jahrzehnten so kommuniziert wird…).

        Zum besten Niedriglohnsektor: G. Schröder in Davos 2005. https://m.youtube.com/watch?v=ehE0xwTSBF8 oder https://lehrerfortbildung-bw.de/u_gewi/gk/gym/bp2004/fb2/1_thema/4_bepol/3_mat/mat_19.html „Wir müssen und wir haben unseren Arbeitsmarkt liberalisiert. Wir haben einen der besten Niedriglohnsektoren aufgebaut, den es in Europa gibt. (…)“ und Sigmar Gabriel, der in dem Dokument (Link voriger Post von mir) von Oettinger mit unterschrieben hat, war wie Schröder Teil des Seeheimer Kreises https://en.m.wikipedia.org/wiki/Seeheimer_Kreis .

    • Avatar
      weico sagte:

      @Thomas M.

      Öh, ist diese Website nicht einfach nur ein benutzerfreundliches Portal für illegale Downloads??? Ich lass mich gerne aufklären, aber Gratis-Downloads bei den angebotenen Büchern kommen mir mehr als suspekt vor.

      Illegal,Legal,Egal. Alles rein subjektiv und relativ.
      Frei nach dem Motto:
      „Ich stoße dir mit Wucht meinen Finger in die Nase. Dann habe ich einen Finger in der Nase und du hast einen Finger in der Nase. Aber ich stehe relativ besser da.“

      Bei Uns in der SCHWEIZ,nach gesatztem Recht, absolut LEGAL:
      https://www.konsumentenschutz.ch/ist-downloaden-in-der-schweiz-legal/

      In anderen Länder kann es aber durchaus Anders sein. Da muss sich JEDE(R) SELBER informieren.

      Zudem: Mit VPN oder TOR gilt …Nullo actore, nullus iudex !!

      Antworten
      • Avatar
        Thomas M. sagte:

        Okay. Ob jetzt Upload oder Download je nach Land legal oder illegal sind… Keine Ahnung, wo das Portal sitzt. Vielleicht ist der Upload dort sogar legal.

        Ob man solche Inhalte nun downloaded oder nicht, beantworte ich mir einfach mit der Goldenen Regel und der einfachen Heuristik „Was wäre wenn alle sich so verhalten?“ Ich hab freilich den ein und anderen Bekannten, die auch fleißig downloaden. Ich war nur über Ihre Aussage gestolpert, die sich so liest, als ob das heute der normale Weg wäre / sein sollte.

  8. Avatar
    JürgenP sagte:

    @ DS / Prof. Dr. Watter

    Klasse, Toll, dieser Beitrag. Wohltuend ist die Bestätigung der Vermutung, dass sich auf dem Gebiet der Energietechnik offensichtlich auch eine Menge Alchimisten der Energiewende tummeln, die nicht immer leicht zu erkennen sind.

    Aus Blei wird kein Gold und physikalische Gesetzmäßigkeiten lassen sich nun mal nicht überlisten.

    Um dem Treiben entgegen zu treten, sollen …

    [bitte beachten: wir treten jetzt aus der Sachebene von „Energieproduktion und -verwendung“ heraus, um auf deren Managementebene einiges zu klären >>]

    „(…) eine Zwischenbilanz im Sinne des QualitätsMANAGEMENTs bzw. des Energie- und UmweltMANAGEMENTs nach gängigen Industrienormen (…)“ erstellt werden.

    Und es sollen

    Konzepte mit einer ausgewogenen Pro- und Contra-Analyse oder einer Stärken-Schwächen-Analyse, die auf die GANZHEITLICHEN Realitäten und Nebeneffekte achtet, erstellt werden (weil die anderen untauglich sind und nicht gewünschte Nebeneffekte fördern (Orig.text sinnhaft umgekehrt)).

    OK, endlich das vorläufige Ende von Streitereien um Nachkommastellen und von angeblichen Zusammenhängen, die so oder so herum richtig sein sollen.

    Allerdings stellen sich ein paar Fragen:

    Welcher wissenschaftlich begründeter MANAGEMENT – Ansatz ist überhaupt geeignet und notwendig, um

    – vor DEM Komplexitäts – Hintergrund die SYSTEM-grenzen sinnvoll zu bestimmen,
    – um ganzheitliche Analysen durchzuführen und
    – Ergebnisse in die Tat umzusetzen,
    – bei Einhaltungen von dann als richtig erkannten und definierten Zielen, Fokussierungen, Kosten & Erlösen, Qualitäten & Quantitäten, Terminen & Kapazitäten?

    Nach Klärung des Ansatzes ergäben sich weitere Fragen zur Herangehensweise:

    Wer ist so frei von Interessen, dass den Ergebnissen einer Zwischenbilanz und Analyse getraut werden kann – weil möglicherweise die Zeit u/o das Wissen fehlt, um Aussagen nachzuprüfen?

    Auf welche Systemgrenzen bezieht sich eine Analyse, die ganzheitliche Realitäten und Nebeneffekte erfassen soll (… sind nur physikalisch-energietechnische Systemgrenze(n) zu betrachten)?

    Was folgt der Analyse, wann folgt es?

    Wer steht für das neue Konzept, den Prozess der Umsetzung, das Ergebnis?

    Auf welche Weise und wann werden die Ergebnisse / das neue Konzept mit den 80 – 500 Mio. physikalisch-technischen Laien kommuniziert, auf deren Verhaltensmuster (-änderungen) es letztlich bei der Durchführung der „Energiewende“ gleich welcher Machart ankommen wird?

    Es sind Fragen, die mit energietechnischer Physik nicht zu beantworten sind !

    Die „Energiewendephysik“ bewegt sich mit der von Prof. Dr. Watter formulierten Anforderung an Zwischenbilanz und Analyse auf das Terrain der kybernetischen Wissenschaften von komplexen Systemen, genauer dem Management von komplexen (sozio-)technischen Systemen.

    „Sozio“ soll andeuten, dass bei dem Energiewende-Thema neben der Physik auch ganz andere Systeme eine Rolle spielen, als nur die „Physik / Energietechnik“.

    Diese gilt es mit demselben Anspruch an Zwischenbilanz und Analyse zu betrachten >> zum Beispiel die völlig überforderten (politischen) Entscheidungs- und Lenkungssysteme, die schon mit der Komplexität einer lächerlich kleinen Mikrobe ihre Schwierigkeiten haben.

    Antworten
    • Avatar
      Skeptiker sagte:

      Qualitätsmanagement bei der Energiewende statt „wir schaffen das“ ( was eigentlicht heißt „ihr habt das zu schaffen“ ) – das wäre in der Tat ein großer Fortschritt.
      Wenn eine politische Debatte zu große Differenzen offenbart, was wäre denn die Alternative? Segregation etwa?

      Ein extremer Vorschlag wäre, Deutschland wieder zu teilen.

      Der eine Teil des Landes entscheidet sich dafür, industrialisiert zu bleiben und wendet weniger ambitionierte CO2-Ziele an. Möglicherweise ist das sowieso der geheime Plan von Ländern und Eliten, die erste Welt werden oder bleiben wollen. Um Atomenergie oder CCS zum Beispiel, was die Grünen beides ablehnen, führt dann eben keine Weg herum.

      Der andere Teil des Landes wird CO2-neutral, weltoffen und divers, auch wenn das, wie der Prof so unauffällig sagt, mit Verzicht einher gehen wird. Eine Debatte über die Verzichtsbereitschaft wäre doch DIE Gelegenheit, die Klimaretter mit den Grenzen, die Physik und Technik nicht verhandelbar festlegen, vertraut zu machen. Gibt es eine App, die ein Smartphone sperrt, wenn Sonne und Wind zur Energiegewinnung nicht zur Verfügung stehen? Das könnnte manchem die Augen öffnen. Ein anderes Beispiel: Wäsche nur dann waschen zu dürfen wenn die Sonne scheint, das ist wie in der DDR in der Warteschlange stehen, um an knappe Waren heranzukommen.

      Antworten
      • Avatar
        Richard Ott sagte:

        @Skeptiker

        Der Vorschlag gefällt mir!

        Und im „Westfernsehen“ könnten die diversen Bewohner*innen der CO2-neutralen Grün-Zone dann vergleichen, wie viel anders der Lebensstandard in der industrialisierten Welt ist. Also zumindest dann, wenn gerade Wind weht oder die Sonne scheint und genug Strom für die Fernseher zugeteilt werden kann. ;)

  9. Avatar
    Bauer sagte:

    Prof. Watter ist kein Unbekannter. Ich bewundere seine unaufgeregte Art, die Sachverhalte ins Lot zu stellen. Zum Thema gibt es sein Buch ‘Regenerative Energiesysteme’ bereits in 5. Auflage, was seinen Erfolg nachweist. Es ist als Lehrbuch aufgebaut. Das gesamte physikalische Wissen zur Energiefrage ist in einzelnen Kapiteln (Unterrichtseinheiten mit Rechenbeispielen) dargestellt, bei gutem Willen nachvollziehbar und eindrücklich im Resultat. Insgesamt ist es eine knallharte Ohrfeige für alle selbsternannten Weltverbesserer in Politik und Wirtschaft. Ich brauche daher dazu keine Kommentare mehr in bto zu schreiben, was mich nur ermüdet.

    Zur Erinnerung wiederhole ich hier nur, was ich gestern um 16h10 als Zusammenfassung schrieb:

    ‘ES GEHT EINFACH NICHT

    Die Energiefrage ist von existenzieller Bedeutung für Deutschland. Ein Staat gewinnt seine Existenzberechtigung u.a. durch seine Fähigkeit, seine Staatsbürger vor äusseren Angriffen zu schützen und ausreichend zu versorgen. Dazu gehört in unserer Zeit unbedingt auch die Versorgung mit Energie.D ist auf bestem Wege, seine Kapazitäten zur Energieversorgung willentlich zu verspielen und sich auf Energieimporte zu verlassen. Es ukrainisiert sich.

    Bis Übermorgen mag das noch gut gehen, die Anrainer werden uns ihren überschüssigen Strom schon verkaufen. Fragt sich nur zu welchem Preis, wenn D davon abhängig geworden ist. Und sobald D es leid ist, der Zahlmeister der EU zu sein, was dann? D ist umgeben von EU-Staaten. Wenn die sich einig sind, können sie D mit Lieferbeschränkungen erpressen oder, viel eleganter, den Tribut über die Lieferpreise eintreiben. Ukraine eben.

    Antworten
    • Avatar
      Dietmar Tischer sagte:

      @ Bauer

      >D ist auf bestem Wege, seine Kapazitäten zur Energieversorgung willentlich zu verspielen und sich auf Energieimporte zu verlassen.>

      Der Prozess verläuft nicht linear.
      Es wird Friktionen und Gegenbewegungen geben, unterm Strich ein Umhergeirre mit diffuser oder keiner Zielorientierung.

      Nun könnte man ja sagen:

      So ist das eben, mehr oder weniger überall so, wenn gesellschaftlich gewollt irgendein Ruder umgelegt wird, bei uns nur in anderer Ausprägung als anderswo.

      An der Beschreibung des Sachverhalts ist m. A. n. nicht zu rütteln.

      Dahinter verbirgt sich aber Dynamit:

      a) Die Gesellschaft ist keine Konstante. Sie verändert sich – siehe Demographie – und das könnte zu einer Kumulation von Problemen führen, die möglicherweise nicht mehr beherrschbar ist.

      und

      b) Gesellschaften stehen im Wettbewerb. Wenn wir uns Probleme schaffen, statt vorausschauend welche zu vermeiden suchen, können uns andere überholen.

      Unterm Strich:

      Wir steuern auf WOHLSTANDSVERLUSTE zu, die irgendwann nicht mehr akzeptiert werden, aber auch nicht mehr kompensiert werden können.

      Dann wird der Jammer groß sein.

      Darauf sind wir nicht vorbereitet.

      Das ist DAS Problem der Probleme.

      Antworten
      • Avatar
        Bauer sagte:

        @ D. Tischer

        Ich bin mir da nicht so sicher, ob Sie die Frage so sehen wie ich.

        Was ist ein Staat noch wert, der absichtlich oder aus Schusseligkeit seine elementarsten Existenzgrundlagen auflöst und sich so von fremder Willkür abhängig macht? Es kann doch kein Staatsziel sein, jetzt 75 Jahre danach einen Morgenthau-Plan II an sich selbst auszuprobieren.

      • Avatar
        Dietmar Tischer sagte:

        @ Bauer

        Aus https://de.wikipedia.org/wiki/Staatsziel:

        „Unter einem Staatsziel, auch Staatszielbestimmung oder Staatszweck genannt, versteht man die Definition eines Ziels, das ein Staat zu erreichen sucht. Die Staatsziele werden in der jeweiligen Verfassung festgeschrieben, bedürfen aber einer konkreten Umsetzung durch Gesetz, Verordnung oder Satzung“.

        Demnach kann ein Staatsziel so ziemlich ALLES sein, wenn die Staatsbürger es in die Verfassung schreiben.

        Sie werden sicher nicht reinschreiben, dass sie die elementarsten Existenzgrundlagen aufgeben wollen.

        Es kann aber sein, dass sie diese de facto aufgeben, wenn sie – in Deutschland der Fall – z. B. „umfassenden Umweltschutz“ als ein Staatsziel bestimmen und dann noch übereifrig durchsetzen.

        Insofern:

        Der Staat ist so viel wert, wie er durch Staatsziele gewollt und realisiert wird.

        Ob das Wollen durch Dummheit, Ignoranz, Verblendung, Verführung, Empathie, Moral oder sonst etwas erfolgt, ist unerheblich, solange die Willensbildung demokratisch geschieht.

        Das ist so, weil es dem Verständnis von Demokratie nach, die m. A. n. nicht aufzugeben ist, keine dem Willen des Volkes ÜBERGEORDNETE Instanz gibt, die den Volkswillen ändernd bestimmen kann.

        Das Volk kann ihn ändern – und tut das auch aufgrund seiner Erfahrungen.

        Damit drückt sich auch HILFLOSIGKEIT und eine gewisse VERBITTERUNG aus, weil WIR es ja sind, die über unser Schicksal bestimmen.

        Ich sehe nicht, wie man dem entkommen kann.

        Diejenigen, denen die Ergebnisse unerträglich sind, sollten auswandern.

      • Avatar
        Bauer sagte:

        @ D. Tischer

        Danke für Ihren Hinweis. Soweit bin ich schon selbst gekommen.

        Ausgewandert bin ich schon vor 35 Jahren. Es schmerzt jedoch immer noch, wenn man beobachtet wie sein Geburtsland sehenden Auges an die Wand gefahren wird.

      • Avatar
        Bauer sagte:

        @ D. Tischer

        und noch was:

        >> „… keine dem Willen des Volkes ÜBERGEORDNETE Instanz gibt, die den Volkswillen ändernd bestimmen kann.“

        Stimmt nicht, denn darüber stehen die physikalischen Gesetze. Was passiert, wenn man diese per „Volkswillen“ aushebeln will, erleben wir ja gerade. Ab morgen ist die Sonne grün = Volkswille.

      • Avatar
        Dietmar Tischer sagte:

        @ Bauer

        Stimmt doch:

        Gesetze können den Volkswillen NICHT ändern.

        Denn sie können nichts WOLLEN.

        Was sie können:

        Sie können ihn BEGRENZEN, d. h. NICHT zur Wirkung kommen lassen.

        Mit Blick auf unsere Thematik:

        Es läuft bezüglich der Realisierbarkeit der Energiewende im Ergebnis auf dasselbe hinaus.

      • Avatar
        Bauer sagte:

        @ D.Tischer

        Man darf bei Erwachsenen (?) doch noch so etwas wie Einsicht voraussetzen. Da war ja Don Quijote schon weiter; der rannte bekanntlich GEGEN Windmühlen an. Heute fehlt er uns.

        Nur kleine Kinder stampfen mit dem Fuß auf, weil nächste Woche noch nicht Weihnachten ist. Da hilft WOLLEN auch nichts.

  10. Avatar
    Dietmar Tischer sagte:

    >Die Hauptherausforderung besteht in der gesellschaftlichen Diskussionsfähigkeit, weil breite Schichten der Bevölkerung und ein Großteil der vermeintlichen Experten nicht zwischen “kW” und “kWh” unterscheiden können und die Herausforderungen grob fahrlässig vereinfachen. Dies ermöglicht politische und wirtschaftliche Geschäftsmodelle, die Lobbyinteressen vertreten, Gewinne privatisieren, Risiken sozialisieren und nicht zur Problemlösung beitragen.>

    Das trifft den Nagel auf den Kopf:

    Die TECHNOLOGISCHEN Herausforderungen, den Mix von Investitionen, Produkten und Operations- bzw. Verhaltensnormen zu schaffen und zu „konfigurieren“, der von einer Mehrheit der Bevölkerung als AKZEPTABEL erachtet werden würde, sind groß.

    Die dazu ERFORDERLICHE gesellschaftliche Diskussionsfähigkeit herzustellen, ist die GRÖSSERE Herausforderung – die HAUPTHERAUSFORDERUNG, die nicht zu erfüllen ist.

    Deshalb:

    Die politischen und wirtschaftlichen Geschäftsmodelle, die eine im obigen Sinne optimale technologisch-operationale Gesamtlösung ermöglichen würden, gibt es nicht.

    Es gibt nur die anderen mit dem m. A. n. WACHSENDEN Risiko gesellschaftlicher Ineffizienz (um es einmal nicht alarmistisch, sondern technisch schmerzfrei auszudrücken).

    Die Perspektive:

    >Vielleicht ist es ein ehrlicher (!!??) Mix aus “Erneuerbarer” Energie, klimaneutraler Atomkraft, Import (in alternativen Formen) und Verzicht. “Sparen ist Konsumverzicht” und “nie gegen den Markt und nie gegen die Physik” erscheinen mir sinnvolle Leitlinien für diesen Prozess. Es ist Aufgabe der Wissenschaft, diesen Prozess kritisch und ohne “Scheuklappen” zu begleiten,…>

    Ehrlich benannt, realistisch eingeschätzt und als letztlich sehr entscheidender Faktor unverschleiert eingebracht:

    VERZICHT.

    Ein Fragezeichen setze ich bei:

    >nie gegen dem Markt>

    „NIE“ ist nicht möglich.

    Die Energiewende ist ein Projekt, das GEGEN den Markt betrieben werden MUSS, wenn sie mit einer KONKRETEN Zielsetzung verbunden ist und NICHT nur eine ERGEBNISOFFENE, an gesellschaftlicher Akzeptanz orientierte Entwicklung „in die richtige Richtung“ sein soll.

    WIEVIEL Markt es (noch) sein DARF oder (wieder) sein MUSS, wäre in Verbindung mit anderen ein Aspekt, der in einer aufgeklärten gesellschaftlichen Diskussion festzulegen sein würde.

    Da dies nicht erfolgen wird, bleibt nur zu hoffen, dass so viel Markt wie möglich bei der Realisierung welcher Energiewende auch immer erhalten bleibt.

    Antworten
    • Avatar
      Richard Ott sagte:

      @Herr Tischer

      „Ehrlich benannt, realistisch eingeschätzt und als letztlich sehr entscheidender Faktor unverschleiert eingebracht: VERZICHT.“

      Verzicht muss man den Leuten mit Repression einprügeln oder sie durch Panikmache einschüchtern, was nicht in jedem Land gut funktioniert.

      Unsere französischen Nachbarn legen schon mal die Hand aufs Handschuhfach, dort wo die Gelbweste verstaut ist…

      Antworten
      • Avatar
        Dietmar Tischer sagte:

        @ Richard Ott

        Richtig, die Leuten muss man mit leichter Konditionierung (Nudging) bis zu harter Repression zum Verzicht ZWINGEN.

        Es NICHT anders möglich, wenn sie z. B. mit der Energiewende eine ANDERE Gesellschaft schaffen WOLLEN, aber nicht bereit sind, die FOLGEN der VERÄNDERUNGEN in Kauf zu nehmen, sofern diese mit ERHÖHTEN Kosten für sie verbunden sind.

        Derartige Kosten sind nicht zu vermeiden, weil die Transformation mit FRIKTIONEN verbunden ist, u. a. den Kosten für die ENTWERTUNG von Bestehendem sowie deren Folgekosten wie Arbeitslosigkeit.

        Das Problem ist nicht das Wollen der Menschen, sondern ihre UNEINSICHTIGKEIT, dass ihr Wollen einen PREIS hat, den man zwar
        zu anderen schieben kann, der sich aber NICHT vermeiden lässt.

    • Avatar
      JürgenP sagte:

      „Die dazu ERFORDERLICHE gesellschaftliche Diskussionsfähigkeit herzustellen, ist die GRÖSSERE Herausforderung – die HAUPTHERAUSFORDERUNG, die nicht zu erfüllen ist“.

      Woher die Erkenntnis?
      Was wäre, wenn es doch funktioniert?
      Sollten wir uns nicht wenigsten drum bemühen? Ich meine schon.

      Antworten
      • Avatar
        Dietmar Tischer sagte:

        @ JürgenP

        >Woher die Erkenntnis?>

        Sie erwächst aus der Beobachtung der Realität.

        Prof. Dr.-Ing. H. Watter zeigt auf, dass NICHT verstanden wird, was verstanden werden MÜSSTE:

        Es sind NICHT Differentialgleichungen zweiter Ordnung, sondern beispielsweise der konzeptionelle Unterschied zwischen kW und kWh.

        Oder nehmen Sie den Verweis auf die Kaffeemaschine mit der Aussage:

        >MERKE: 1 kWh ist nicht gleich 1 kWh.>

        Nur wenn man ein fundiertes GRUNDWISSEN hat und es mit lebensweltlicher ERFAHRUNG, hier der Zubereitung von Kaffee, sinnvoll verbinden kann, ist der formale Widerspruch KEIN realer.

        >Was wäre, wenn es doch funktioniert?>

        Es ist AUSSICHTSLOS und letztlich ein Selbstbetrug, nicht zur Kenntnis nehmen zu wollen, dass es die erforderlich gesellschaftliche Diskussionsfähigkeit NICHT geben kann, weil ein Grundwissen nicht in der Breite vorhanden ist und auch kein verbreitetes Interesse besteht, sich welches anzueignen.

        >Sollten wir uns nicht wenigsten drum bemühen? Ich meine schon.>

        Ich meine es auch.

        Ist das nicht ein Widerspruch?

        Es ist dann keiner, wenn es uns dadurch GELINGT, das SCHLIMMSTE zu verhindern.

        Nur DARUM geht es angesichts der aufgezeigten Gegebenheiten und das nicht nur bezogen auf die Energiewende.

        Sollten sich darüber hinaus die Dinge zum Besseren entwickeln, beruht das auf HOFFNUNG.

  11. Avatar
    RealTerm sagte:

    Danke, Prof. Dr. Holger Watter!
    Als Physiker kann ich Ihre Stellungnahme nur begrüßen. Eine wichtige, fundierte Übersicht! Ja, sicher vereinfacht, aber genau das ist wichtig, um das Grundproblem der Bevölkerung aufzuzeigen.
    Der Tenor ist, dass die regenerativen Energien eben nicht ständig zur Verfügung stehen und deswegen sehr aufwändig und ressourcenfordernde Backup-Systeme (Kraftwerke oder Speicher) aufgebaut und betrieben werden müssen, die bei der Berechnung der Kosten der regenerativen Energien zumeist aus Gründen politischer Schönfärberei einfach „vergessen“ werden.
    Danke!

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  1. […] Die physi­ka­lischen Grenzen der Energie­wende – die Energiewende ist nicht einfach und es gibt die Grenzen der Physik und mit dem Aufstellen von Windrädern und Solarpanels ist es nicht getan. Am Ende ist es auch ein Mix an verschiedenen Möglichkeiten, welche wir nutzen müssten. Vielleicht wird es ja doch noch was mit der Kernfusion. Der Podcast von Daniel Stelter ist ansonsten empfehlenswert. […]

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