Industrie

Können Wind- und Sonnenenergie Kohle verdrängen? Ja, das kann es - leicht

Können Wind- und Sonnenenergie Kohle verdrängen? Ja, das kann es - leicht

Zeche Penallta, Südwales [Bild: Chris Sampson, Flickr]

Trotz aller Erfolge mit erneuerbaren Energien auf der ganzen Welt hinterfragen manche Menschen diesen Erfolg immer noch gerne aufgrund fehlerhafter Informationen.

Nehmen wir zum Beispiel einen kürzlich erschienenen Artikel von John Petersen. In einem Artikel, der erst diese Woche auf der Investor Intel-Website veröffentlicht wurde, spricht Petersen über Kraftwerke, die zuverlässigen, konsistenten und stabilen Strom liefern. Eine genauere Betrachtung seiner Behauptungen zeigt, dass er nicht wirklich ehrlich ist. Zunächst einmal sind die Gesamtkosten für fossile Brennstoffe hoch, insbesondere wenn Sie ihre versteckten Kosten berücksichtigen, dh die negativen Auswirkungen, die sie auf die Umwelt und die Gesundheit haben. Gegenwärtig berücksichtigt der Marktpreis diese größeren Kosten nicht, was Petersen nicht erwähnt. Neben den Kosten für die Umwelt, wie zum Beispiel dem Beitrag zum Klimawandel, führen die Auswirkungen von Kohlekraftwerken auf die Gesundheit nicht nur zu medizinischen Kosten, sondern auch zu den Kosten, die durch krankheitsbedingte Arbeitsausfälle entstehen. China weiß das nur zu gut, weshalb es versucht, seine Kohlekraftwerke durch sauberere erneuerbare Energien zu ersetzen.

Ein weiteres Problem ist, ob Kohle- oder Gasanlagen wirklich als „zuverlässig“ angesehen werden können. Die LCOE-Metrik (Levelized Cost of Energy), die häufig bei der Betrachtung von Kosten und Effizienz verwendet wird, berücksichtigt keine Zeitfaktoren, die mit der Anpassung des Produkts an die Nachfrage verbunden sind, z. B. die Zeit, die benötigt wird, um online oder offline zu gehen oder schnell hoch- und runterzufahren. Kohle und Atomkraft sind nicht in der Lage, schnell hochzufahren, und es dauert in der Regel ein bis drei Tage, bis sie in Betrieb genommen werden, und es dauert lange, bis sie abgeschaltet werden. Dies bedeutet, dass sie nicht so effizient sind, wie viele Menschen zu denken scheinen, weil sie so unflexibel sind. Dies bedeutet wiederum, dass sie eine flexible Spitzenlast und leicht flexible Zwischenkraftwerke benötigen, um den Schwankungen der Nachfrage gerecht zu werden.

Kraftwerk in den East Midlands, Großbritannien [Bild: Ben Sutherland, Flickr]

Intermittierende erneuerbare Technologien wie Wind und Sonne sind aufgrund der hohen Kapitalkosten wirtschaftlich benachteiligt, die Kraftstoffkosten sind jedoch gleich Null. Darüber hinaus sinken die Kapitalkosten ständig, insbesondere bei Solarenergie, und in Großbritannien ist der durch Onshore-Wind erzeugte Strom am billigsten. Auch die mit der Lagerung verbundenen Kosten sinken.

Herr Petersen erwähnt auch nicht das Biogas, das durch anaerobe Vergärung in Kläranlagen und durch die Verarbeitung von Lebensmittelabfällen erzeugt wird. Dies könnte möglicherweise dazu beitragen, Erdgas als Mittel zur Stromerzeugung für Notstrom zu ersetzen.

Laut diesem Briefing Paper von Mark Diesendorf, das 2015 für die Energy Science Coalition veröffentlicht wurde, konnte der Bundesstaat South Australia 2014 39 Prozent seines jährlichen Stromverbrauchs aus erneuerbaren Energien erzeugen, 33 Prozent davon durch Wind und 6 Prozent von Solar. Dies ermöglichte es dem Staat, ihre Kohlestationen zu schließen, weil sie überflüssig waren. Darüber hinaus gab es mehrere Gelegenheiten, in denen Südaustralien in der Lage war, mit einer Kombination aus erneuerbaren Energien und Gas mit nur geringen Importen aus Victoria zuverlässig zu arbeiten.

In Deutschland werden die Bundesländer Mecklenburg-Vorpommern und Schleswig-Holstein zu 100 Prozent mit erneuerbarer Energie betrieben, die hauptsächlich von Windparks erzeugt wird und auf Grundlastkraftwerke angewiesen ist. Einige Kritiker haben behauptet, dass diese Staaten tatsächlich auf Strom angewiesen sind, der von Übertragungsleitungen aus Grundlastkraftwerken an anderer Stelle importiert wird, aber laut Diesendorf sind diese Importe tatsächlich sehr gering. Er weist auch darauf hin, dass in Ländern, die vollständig von ihren Nachbarn isoliert sind, wie Australien, oder fast isoliert, wie den USA, stündliche Computersimulationen des Stromnetzes unter Verwendung kommerziell erhältlicher erneuerbarer Energiequellen auf 80 bis 100 Prozent pro Jahr skaliert werden , bestätigen, dass ein System für erneuerbare Energien ohne Grundlaststrom betrieben werden kann.

Windpark in Lanarkshire, Schottland [Bild: Ross Goodman, Flickr]

Das National Renewable Energy Laboratory (NREL) hat ein 80-90-prozentiges Netz für erneuerbare Energien simuliert und festgestellt, dass dies vollständig machbar ist.

„Die Erzeugung erneuerbaren Stroms aus Technologien, die heute im Handel erhältlich sind, in Kombination mit einem flexibleren elektrischen System ist mehr als ausreichend, um 2050 80 Prozent der gesamten US-Stromerzeugung im Jahr 2050 zu liefern und gleichzeitig den Strombedarf in jeder Region der Vereinigten Staaten stündlich zu decken Zustände"

Andere Studien sind zu dem gleichen Ergebnis gekommen, beispielsweise die von Mark Diesendorf, Ben Elliston und Iain McGill in den Jahren 2013 und 2014 veröffentlichte Modellierung des australischen nationalen Strommarkts mit 100 Prozent erneuerbarer Energie. Diese Studie basierte auf kommerziell verfügbaren Technologien und der tatsächlichen Nachfrage und seine Schlussfolgerungen werden durch eine Reihe anderer in Europa durchgeführter Studien gestützt.

SIEHE AUCH: UCR entwickelt eine neue Solarpanel-Beschichtung für eine verbesserte Effizienz

Diesendorf weist außerdem darauf hin, dass Schwankungen bei Wind und Sonne durch flexible erneuerbare Technologien wie Wasserkraft, Biokraftstoffturbinen und konzentrierte Solarthermie (CST) mit Speicherung ausgeglichen werden können und auf eine Vielzahl anderer Technologien für erneuerbare Energien zurückgegriffen werden kann. Darüber hinaus reduziert eine breite Verteilung von Wind- und Solarparks Schwankungen der Gesamtleistung. Übertragungsleitungen und Verbindungsleitungen können auch eine breite Verteilung von erneuerbarem Strom erreichen, während ein intelligentes Nachfragemanagement die Zuverlässigkeit unterstützen kann.

Chris Nelder hat die Kritik, dass Technologien für erneuerbare Energien 2012 niemals mehr als ein paar Prozent liefern können, zunichte gemacht, indem er auf Texas hinwies, wo es dem Staat schon damals gelungen war, über 10 Gigawatt aus Onshore-Wind zu erzeugen, der größten Windkraftanlage in den USA .

Dies sollte ausreichen, um Petersens Argumenten zur Grundlastleistung entgegenzuwirken. Dann wirft er jedoch eine weitere Kritik vor, wonach die Schließung von Spitzenanlagen zu höheren Stromkosten führt, die wiederum indirekt durch die Energieversorger erhöht werden, die für erneuerbare Energien Premiumpreise zahlen. Vorhersehbarerweise gibt es dort auch die übliche Kritik an Subventionen.

Solarpanel-Array [Bild: David Goehring, Flickr]

In diesen Punkten ist es zweifellos richtig, dass es Versorgungsunternehmen aufgrund der zunehmenden Beliebtheit erneuerbarer Energien und der dezentralen Erzeugung schwer fällt. Außer nicht alle von ihnen. Die harte Wahrheit ist, dass sie ihr Geschäftsmodell anpassen müssen, wenn mehr erneuerbare Energien online gehen. Zu den umfassenderen Vorteilen dieser Verlagerung zählen neue Arbeitsplätze sowie Wachstum und Ankurbelung der Wirtschaft, aber es gibt auch Vorteile für Versorgungsunternehmen, wie z. B. geringere Kraftstoffkosten und geringere Übertragungsverluste. Darüber hinaus muss die dezentrale Erzeugung ihren Strom noch irgendwie ins Netz exportieren, und die Energieversorger können davon profitieren und die Integration erneuerbarer Energien unterstützen. Die Energieversorger können auch selbst in Solardächer investieren, Projekte finanzieren und ihren Kunden erneuerbaren Strom anbieten, um so ihr Geschäft aufrechtzuerhalten.

Petersen kritisiert auch die Wirtschaftlichkeit der Energiespeicherung in den Kommentaren unter seinem Artikel als unwirtschaftlich und zitiert einen veralteten Sandia-Bericht aus dem Jahr 2010. Der Technologe und Blogger Ramez Naam weist jedoch darauf hin, dass die Kosten für die Energiespeicherung tatsächlich sinken und dies auch getan hat seit mindestens zwanzig Jahren. Naam veranschaulicht dies anhand eines einfachen Diagramms in seinem Blog, aus dem hervorgeht, dass die für 100 US-Dollar verfügbare Menge an Lithium-Ionen-Speicher seit 1991 erheblich zugenommen hat. Darüber hinaus kommen Flow-Batterien allmählich auf den Markt. Diese Batterien können über 5.000 Zyklen lang betrieben werden, und die darin enthaltene Flüssigkeit kann ausgetauscht werden, sodass sie zu einem Bruchteil der Kosten für die Installation einer neuen Batterie überholt werden können.


Schau das Video: Wie entsteht Wind? - Klima u0026 Wetter Grundlagen 5 Gehe auf u0026 werde #EinserSchüler (Januar 2022).