Strom speichern für Anfänger

Das folgende Bild zeigt die Zusammensetzung der Bruttostromerzeugung im Jahr 2020 in Deutschland.

Elektrische Energie im Jahr 2020

Ob Steinkohle, Braunkohle, Gas, Öl, Müllverbrennung usw. – ein großer Teil der Stromerzeugung bewirkt CO2-Emissionen. Die Kernenergie wird nach 2022 entfallen. Nachfolgend sollen einfache Szenarien beschrieben werden, wie die Stromerzeugung ohne CO2-Emissionen umgesetzt werden kann. Damit sollen gerade denjenigen, die eine falsche Vorstellung von realen naturwissenschaftlichen Randbedingungen haben, mögliche Alternativen erläutert werden.

Strom durch Windkraft erzeugen

Annahme: alle CO2 emittierende Kraftwerke werden durch Windkraftanlagen ersetzt. Der zusätzliche Strombedarf wegen der wachsenden Elektromobilität wird vernachlässigt. Danach müssen die neu zu installierenden Windkraftanlagen eine Stromenergie von ca. 295 TWh erzeugen. Im Vergleich zur Stromerzeugung im Jahr 2020 müssten die Windkraftanlagen ca. das 2,2-fache der Energie aufbringen. Damit wären entsprechend viele neue Windkraftanlagen zu errichten, wobei die besten Lagen für die Windkraftanlagen inzwischen bebaut sind und nur weniger gute Lagen zur Verfügung stehen. Ob sich die Bürger einen entsprechenden Ausbau gefallen lassen, steht auf einem anderen Blatt.

Strom speichern – in Pumpspeicherwerken?

Das Hauptproblem ist allerdings die Speicherung des erzeugten Stromes. Die Windenergie ist sehr volatil und steht nicht immer zur Verfügung. Ausgehend von der Annahme einer 14-tägigen Windflaute, müssten dann Speichermöglichkeiten für diesen Zeitraum geschaffen werden. Das bedeutet, dass für die 14 Tage ungefähr 11,3 TWh gespeichert werden müssten.

Zunächst könnte man an Pumpspeicherwerke zur Energiespeicherung denken. Ein Pumpspeicherwerk könnte folgende Eigenschaften aufweisen: Bei einer Höhendifferenz von 200 m, einer Wasserfläche von 50 ha und einem Volumen von 6.000.000 m3 könnte eine Energie von ca. 11700 GJ gespeichert werden.

Zur Speicherung von 11,3 TWh bzw. 40,68 PJ Energie müssten demnach ca. 3477 solcher Pumpspeicherwerke gebaut werden, was einer Fläche von ca. 1740 km² entspricht. Das ist mehr als das dreifache der Fläche des Bodensees.

Strom speichern – in Akkus?

Es könnte auch jemand auf die Idee kommen, diese Energiemenge mit Akkus zu speichern. Auf Basis eines Akkus eines PKW mit 75 kWh Speicherkapazität wären ca. 150 Millionen PKW-Akkus erforderlich. Zum Vergleich: zur Zeit sind in Deutschland ca. 48 Millionen PKW zugelassen. Bei Kosten von ca. 10.000 € je Akku würde das ca. 1,5 Billionen € bedeuten, dabei ist die relativ kurze Lebensdauer und der Verlust der Kapazität nicht berücksichtigt.

Wir haben ein Energiespeicherproblem, das mittelfristig nicht zu lösen ist. Daher müssen fossile Energieträger auch zukünftig bei uns eine wichtige Rolle spielen. Nur so können wir weitere rasante Preissteigerungen und damit nachfolgend eine fortschreitende Deindustriealisierung vermeiden.

Und wofür?

Was wäre der Gewinn, wenn wir bei der Stromversorgung auf konventionelle Kraftwerke verzichten, um global die CO2-Emissionen zu reduzieren? Die Stromerzeugung hat einen Anteil von ca. 30 % der CO2-Emissionen in Deutschland. Bei ca. 2 % Anteil von Deutschland am weltweiten CO2-Ausstoß bedeutet ein vollkommener Verzicht auf alle fossil betriebenen Kraftwerke in Deutschland eine Reduktion von ca. 0,6 % weltweit. Im Vergleich zu den wenigen deutschen, in Betrieb befindlichen Kraftwerken im Jahr 2019, waren weltweit 661 Kraftwerksblöcke in Planung oder im Genehmigungsprozess und 385 im Bau.

Wer glaubt ernsthaft, dass unsere energiepolitische Geisterfahrt irgendeinen Einfluss auf die weltweiten Emissionen hat? Es wird Zeit, sich mit den Zahlen zu beschäftigen und aus der Gutmenschenblase auszusteigen.

Autor: Prof. Uwe Zimmermann

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