Dezentrale BHKW als Brückentechnologie entbehrlich

Wir brauchen keine Brückentechnologie

Man hat sich mittlerweile an den anschaulichen Begriff der Brückentechnologie gewöhnt. So wie mancher Süchtige nur mit Hilfe des Substitutionsmittels Methadon vom Heroin loskommt, so glauben manche Menschen, man könne den Umstieg auf Erneuerbare Energien nur mit Hilfe einer "Brückentechnologie" schaffen. Diese Überlegung hat allerdings mehrere Haken:

Der Bau von Brücken kostet Geld, und kurze Zeit später stehen die teuer errichteten Brücken nutzlos und hinderlich in der Gegend herum. "Nutzlos" deshalb, weil keiner den Weg über diese Brücken zurück ins Atomzeitalter gehen will. "Hinderlich" deshalb, weil wir uns bereits im Zeitalter der Erneuerbaren Energien befinden und weil die massiven Fundamente der Brücken beim Aufbau der Erneuerbaren Energien stören.

Vorschläge, wie man auf Erneuerbare Energien umsteigen könnte, gibt es in großer Zahl. Aber die Zeit drängt, und wir wollen keine unnötigen Umwege und Verzögerungen riskieren. Deswegen überlegen wir, welche Entwicklung wohl am zügigsten verwirklicht werden kann.

Erneuerbare Energien aus dem eigenen Land oder aus dem Ausland?

Die Mehrheit der Länder der Europäischen Gemeinschaft will offensichtlich bei der Atomnutzung bleiben, wie die Ablehnung des Atomausstiegs am 07.04.11 im Europäischen Parlament zeigte. Deutschland kann deshalb bei der Energiewende auch in Zukunft nur wenig Unterstützung aus den Nachbarländern erwarten.

Um mit der Vorbereitung solcher internationaler Absprachen - die nachher allenfalls in verwässerter Form umgesetzt werden können - keine Zeit zu verschwenden, sollten wir uns vorläufi g auf Maßnahmen beschränken, die Deutschland auch ohne Absprachemit seinen Nachbarn selbständig durchführen kann.

Solche Absprachen wären besonders für das angedachte europaweite Gleichstrom-Höchstspannungsnetz (Supergrid) und die Großprojekte Desertec und Norwegisch-Deutsche Stromversorgung eine notwendige Voraussetzung, können aber so bald nicht zu Stande kommen: Ein Ende der politischen Unruhe jenseits des Mittelmeers ist derzeit noch nicht abzusehen, womit die Variante Desertec auf mittlere Sicht wegfällt. Und bereits seit einigen Wochen entpuppt sich das scheinbar unbegrenzte Angebot an norwegischer Wasserkraft für Deutschland als ein abrechnungstechnischer Bluff mit Hilfe so genannter "RECS-Zertifikate".

Anmerkung zu RECS

Die Tatsache, dass Wasserkraftstrom ohne CO₂-Ausstoß und ohne radioaktive Rückstände erzeugt wird, wird den Herstellern des Wasserkraftstroms durch RECS-Zertifikate bescheinigt. Diese Zertifikate dürfen dann von dem dazugehörigen Wasserkraftstrom getrennt werden und ohne den dazugehörigen Strom sozusagen wie Aufklebe-Etiketten) verkauft werden. Eine Verpflichtung zum Bau neuer Anlagen zur ökologischen Erzeugung von Strom ist damit nicht verbunden.

Die Erwerber der RECS-Zertifikate dürfen diese zur Etikettierung von schmutzig hergestelltem Braunkohle- oder Atomstrom verwenden. Dieser gilt dann als CO₂-frei und strahlungsfrei hergestellter Strom. Dies geschieht zum Beispiel in Kassel oder bei den Stadtwerken Brühl und 40 weiteren Stadtwerken, die ihren an der Börse eingekauften Strom unter der Bezeichnung "Watergreen" verkaufen.

Nun in Gedanken zurück nach Norwegen: Der ursprünglich zu den Zertifikaten gehörende Strom aus Norwegens Wasserkraftwerken darf dann nicht mehr als ökologisch korrekt hergestellter Strom, sondern nur noch als unzertifizierter "Graustrom" ohne RECS-Zertifikate verkauft werden, z.B. an die Bewohner Norwegens, denen die raffinierten Feinheiten des Stromhandels vermutlich gleichgültig sind. Aus Platzgründen kann auf diesen spannenden „Rosstäuscher-Trick“ hier nicht näher eingegangen werden, doch das Internet ist voll von begeisterten und ironischen Berichten.

Völlig unterschätzt werden bei den Überlegungen zum norwegischen Wasserkraft-Strom die Strommengen, um die es geht. Die Wasserkraftstromerzeugung in Norwegen lag im Jahr 2008 etwa bei 143 TWh (von denen rund 14 TWh exportiert wurden). Dagegen verbraucht Deutschland ca. 600 TWh, also 4 mal so viel. Man kann die in Norwegen erzeugten Strommengen sicherlich steigern, aber selbst wenn man sie verdoppeln würde, könnten sie künftig den Deutschen Braunkohle- und Atomkraftstrom noch nicht einmal zur Hälfte ersetzen. Und es ist nicht davon auszugehen, dass Norwegens Naturschützer freiwillig innerhalb der nächsten zehn Jahre die Hälfte ihrer malerischen Bergseen in Pumpspeicherkraftwerke umwandeln lassen, zu deren Ober- und Unterbecken wegen des extrem rasch wechselnden Wasserstandes der Zutritt streng untersagt werden muss.

Damit zeigt sich, dass wir uns beim Ausbau der Erneuerbaren Energien lieber auf die Stromquellen im eigenen Land verlassen sollten. Die Besinnung auf unsere eigenen Fähigkeiten würde uns auch die vom Wirtschaftsminister Brüderle angedrohten 3600 km Fernübertragungsleitungen ersparen.

Die Erneuerbaren Energien mit dem höchsten Potential bestimmen die weitere Planung.

Natürlich gibt es eine große Zahl von Erneuerbaren Energien, vom Kleinwindrad im Schrebergarten bis zum Unterwasserpropeller in strömendem Wasser, und alle können und sollen ihren Beitrag liefern. Lediglich gegen den Anbau von Biomasse zur energetischen Nutzung erhebt der Solarenergie-Förderverein Deutschland massiv Einspruch. Biomasse (Ausnahme: Reststoffe, z.B. Gülle und Klärschlamm) darf nicht zur Energiegewinnung verbrannt werden, denn sie hat wichtigere Aufgaben zu erfüllen: Ernährung von Mensch und Vieh, Verbesserung des Kohlenstoffgehalts der Böden, Speicherung von Kohlenstoff in Wäldern, Gärten, Anlagen, Lieferung von Baumaterial an Stelle von Beton, Bereitstellung von kohlenstoffhaltigen Rohstoffen für die Produktion von Textilien und Werkstoffen vom Legostein bis zum Kohlefaser-Verbundwerkstoff als Ersatz für Erdöl. Zum Verbrennen ist Biomasse zu wertvoll, und außerdem gibt es erheblich preiswertere und ökologischere Möglichkeiten, Energie zu erzeugen - z.B. die Errichtung von Onshore-Windparks über Äckern, Wiesen und Wäldern. Bei der Stromerzeugung mit Windenergie wird außerdem kein CO₂ ausgestoßen. Die hier angedeutete Ablehnung der energetischen Biomassenutzung ist zum Verständnis des Folgenden wichtig. Wer sich in die Argumentation tiefer einlesen will, dem sei der Beitrag http://www.sfv.de/artikel/neue_kursbestimmung_des_sfv_zur_nutzung_der_biomasse_-_vorstandsbeschluss.htm empfohlen.

Wenn man die Energiewende am Beispiel Deutschlands quantitativ betrachtet, dann bleiben also nach heutigem Kenntnisstand zwei Techniken, die den Löwenanteil der Energieversorgung tragen werden: Strom aus Windenergie und aus Solarenergie. Das Potential der übrigen Technologien ist um etwa eine Größenordnung geringer. In den folgenden Überlegungen werden wir das Potential der übrigen Energien zur Straffung der Argumentation vernachlässigen. (Tatsächlich macht dieses Potential etwa 10 Prozent aus, mit denen dauerhaft gerechnet werden kann. Wir werden diese 10 Prozent aber im Sinne einer leichter verständlichen Argumentation nicht immer wieder erneut erwähnen.)

Die beiden Erneuerbaren Energien, die den Löwenanteil der Energieversorgung tragen werden, sind extrem wetterabhängig. Wenn man ihren durchschnittlichen Jahresbeitrag als 100 Prozent definiert, schwankt ihre Leistung extrem und fast täglich zwischen Null und 800 Prozent.

Solche extremen Unterschiede im Energieangebot kann man nicht durch Anpassung des Verbrauchs an das Angebot berücksichtigen, wie das bisweilen vorgeschlagen wird. Industrie, Handel und Verkehr können nicht immer Pause machen, wenn die Sonne nicht scheint und der Wind nicht weht. Vielmehr ist hier der Einsatz einer neuen Technik gefragt, die Beides kann, Leistungsüberschüsse aufnehmen und fehlende Leistung liefern. Auf Deutsch, wir brauchen Stromspeicher.

Aber Stromspeicher sind teuer, und deshalb schlagen einige Freunde der Erneuerbaren Energien zur Überbrückung des Mangels an Stromspeichern den Bau von erdgasgetriebenen Spitzenlastkraftwerken vor. Diese lassen sich - im Gegensatz zu Atom- und Braunkohlekraftwerken - sogar miniaturisieren und dezentralisieren und als Blockheizkraftwerke (BHKW) dem Zugriff der Stromwirtschaft entziehen. Die Ökostromfirma Lichtblick hat z.B. bereits begonnen, erdgasgetriebene VW-Motoren zum Antrieb von Stromgeneratoren in den Kellern ihrer Stromkunden zu errichten. Diese BHKWGeneratoren sollen später immer dann Strom erzeugen, wenn Wind und Sonne schwächeln. Ein Gedanke mit genialen Detailüberlegungen - allerdings auch mit zwei gedanklichen Fehlern. Auf die genialen Details werden wir weiter unten in anderem Zusammenhang zurückgreifen. Zunächst aber müssen wir erläutern, warum das Lichtblick-Konzept in dieser Weise nicht die endgültige Lösung darstellen kann.

Von der Atomenergie würden wir uns auf diese Weise relativ rasch lösen können, doch handeln wir uns damit mehrere Nachteile ein!

Erdgas ist ein fossiler Energieträger. Er besteht im Wesentlichen aus Methan mit der chemischen Formel CH₄. Methan ist ein Klimagas, dessen Klimaschädlichkeit etwa 20 mal so groß ist wie die Klimaschädlichkeit des CO₂. Undichtigkeiten in den Erdgasleitungen schädigen das Klima. Und Verbrennungsprodukte des Methans sind nicht nur harmloser Wasserdampf, sondern eben auch klimaschädliches Kohlendioxid. Im Vergleich zu Braunkohlekraftwerken wäre das schon ein gewisser Fortschritt, doch das Ziel - die CO₂-freie Stromversorgung - rückt wieder in die Ferne, denn die technisch mögliche Betriebsdauer solcher BHKW liegt bei einigen 10 Jahren.

In diesem Zusammenhang wird oft die Möglichkeit erwähnt, dass man Erdgas später durch Biogas ersetzen könnte. Diese Hoffnung haben wir aber bereits weiter oben als illusorisch dargestellt, denn dessen Kapazität reicht niemals aus.

Zwei weitere Negativpunkte müssen wir hier noch ansprechen: Die Befürworter der BHKW-Lösung führen gerne den hohen Wirkungsgrad der BHKW-Anlagen ins Feld. Der hohe Wirkungsgrad von BHKW ergibt sich dadurch, dass man die erzeugte Wärme und den Strom gleichzeitig nutzen kann, wenn man diese BHKW immer dann betreibt, wenn die Wärme benötigt wird (wärmegeführter Betrieb). Würde man diese Kleinkraftwerke aber zum Ausfüllen der Stromlücken einsetzen, wenn Sonne und Wind nicht genügend Leistung bringen, (stromgeführter Betrieb), wüsste man häufig - insbesondere im Sommer oder nach erfolgreicher Wärmedämmung des Gebäudes - mit der erzeugten Wärme nichts anzufangen.

Der schöne hohe Wirkungsgrad sinkt dann unter 30 Prozent - d.h. der Klimagasausstoß steigt erheblich an.

Mit BHKWs können Stromüberschüsse an sonnigen und windigen Tagen nicht gespeichert werden, die Überschüsse würden ungenutzt bleiben. Die Solar- oder Windanlagen müssten abgeregelt werden. Soviel also zur Nutzung der Brückentechnologie der Erdgaskraftwerke. Und was käme dann? Dann käme doch wieder der Bau von Stromspeichern.

In den 10 oder 20 Jahren bis dahin werden die Stromspeicher vielleicht etwas billiger geworden sein. Doch die eigentliche Verbilligung beginnt erst dann, wenn die Massenproduktion einsetzt. Und bis dahin sind 10 bis 20 weitere Jahre verloren - Jahre, in denen durch gezielt geförderte Anreize die Massennachfrage und die Massenproduktion von Stromspeichern längst hätte in Gang gesetzt werden können.

Wir ziehen daraus den eingangs erwähnten Schluss. Wir brauchen keine Brücken in das Zeitalter der Erneuerbaren Energien, sondern wir müssen schon jetzt genau die Techniken ausbauen, die wir später auch im Endausbau noch gebrauchen können, Sonne, Wind und Stromspeicher.

Und dafür, dass diese Techniken sich möglichst rasch entwickeln, müssen die wirtschaftspolitischen Rahmenbedingungen richtig gestaltet werden.

Wo ist noch Platz für Stromspeicher?

Der derzeit noch hohe Preis der Stromspeicher ist ihr erstes Problem, das nur durch Massennachfrage und Massenproduktion gelöst werden kann. Das zweite Problem ist der absehbar ungeheure Bedarf an Speicherkapazität.

Wer mit wacher Aufmerksamkeit die Häufigkeit von Wind und Sonne beobachtet, der weiß, dass es sehr viele Tage gibt, an denen weder Wind noch Sonne Energie liefern. Die Menge der zu speichernden Energie ist also beträchtlich.

Die bisher übliche Art, Strom in Pumpspeicherkraftwerken zu speichern, war auf die Verhältnisse der konventionellen Energiewirtschaft zugeschnitten, bei der die Stromspeicher nur kurze Zeiten überbrücken mussten, bis ein bereitstehendes Kohlekraftwerk auf volle Leistung hochgefahren war.

Wenn der Einsatz dieser Speicher aber zur Regel werden soll und die ungeheuren Strommengen bereitstellen muss, die bei Windstille und bedecktem Himmel zukünftig überall benötigt werden, gibt es Probleme mit der räumlichen Unterbringung von Pumpspeicherkraftwerken. Diese Technik hat sich bewährt, aber benötigt erhebliche Volumina, genauer gesagt, sie hat einen gewaltigen Landschaftsverbrauch.

Die beiden Becken des größten deutschen Pumpspeicherkraftwerks in Goldisthal z.B. nehmen eine Fläche von weit über einem Quadratkilometer ein, können damit aber nur soviel Strom speichern, dass Deutschland damit 8 Minuten lang versorgt werden könnte. (siehe http://www.sfv.de/artikel/platzierung_von_speichern_mit_ruecksicht_auf_solar-_u_windangebot.htm)

Außerdem sind diese Becken nicht einmal als Erholungs- oder Badeseen nutzbar, weil der Wasserspiegel extrem schnell absinken oder ansteigen kann. Um die gleiche Menge Strom zu speichern, mit der man ein Brot backen kann (1kWh), muss man etwa 4 Kubikmeter Wasser 100 Meter hoch pumpen. Vom Landschaftsverbrauch her gesehen, ist das ein unglaublicher Aufwand für eine recht kleine Strommenge!

Die gleiche Menge Strom (1 kWh) lässt sich in einer modernen aufladbaren Batterie von der Größe eines Schuhkartons speichern. Der Tagesbedarf eines Haushalts ließe sich damit in einem großen Schrank im Keller unterbringen. Dies führt fast zwangsläufig auf die Idee, die Stromspeicher dorthin zu stellen, wo man den Strom dann auch benötigen wird, und die technische und wirtschaftliche Verantwortlichkeit, denjenigen zu übertragen, die den Strom dann auch brauchen.

Verantwortlichkeit für die Speicher

Die ständige Verfügbarkeit von Strom stellt einen wirtschaftlichen Wert dar. Dieser Wert ist je nach Anwendungszweck unterschiedlich hoch. Zwei Extrembeispiele mögen das verdeutlichen

• Eine Notoperation darf auf keinen Fall durch den Ausfall der Beleuchtung oder der notwendigen Operationshilfen unterbrochen werden.

• Dagegen wird der Betrieb eines Kettenkarussells nicht gefährdet, wenn der Strom ausfällt.

Im ersten Fall ist es eine Selbstverständlichkeit, dass die technische Leitung des Krankenhauses einen ausreichenden Notstromvorrat in einem geeigneten Speicher bereithält und dafür eine große Geldsumme ausgibt.

Im zweiten Fall wird der Betreiber auf die zusätzliche Ausgabe für einen Notstromantrieb gerne verzichten.
Bei Regen und Windstille bleibt das Karussell zukünftig dann eben stehen. Wie viel dem Verbraucher die ununterbrochene Verfügbarkeit von Elektrizität wert ist, kann er selbst am besten entscheiden. Diese Überlegung ist - neben der Lösung des Platzproblems - ein Argument dafür, die Verantwortung für die Stromspeicherung nicht einer Zentrale sondern dem Verbraucher selber zu überlassen, und ihn dabei durch die notwendigen Rahmenbedingungen und Techniken zu unterstützen. Und damit kommen wir auf
eine Variation des Lichtblick-Vorschlages zurück.

Ein Vorschlag mit weiterem Verbesserungspotential

Die Firma Lichtblick hat vor einiger Zeit damit begonnen, erdgasbetriebene VW-Motoren in den Kellern ihrer Kunden aufzustellen. Diese Motoren erzeugen aus dem gelieferten Erdgas nicht nur Strom, sondern auch Wärme und haben somit - wenn die Wärme gebraucht wird - einen Wirkungsgrad von nahe 90 Prozent. Das Verfahren wird von Lichtblick als "Schwarmstrom" oder "Zuhausekraftwerk" beworben. Oben hatten wir die Nachteile dieses Verfahrens erläutert. Hier soll es nun darum gehen, seine Vorteile im Zusammenhang mit einer anderen Technologie herauszuarbeiten.

Marktwirtschaftlicher Anreiz zur Errichtung von Stromspeichern

Den wichtigsten Anreiz zur Errichtung von Stromspeichern kann das Instrumentarium der Marktwirtschaft
selbst liefern. Knappheit von Strom muss entsprechend der Marktgesetze zu einem hohen Strompreis führen, Überschüsse an Strom hingegen zu extrem niedrigen Strompreisen. Dieser Preis-Hub, der bisher nur am Spotmarkt der Strombörse zu beobachten ist, sollte unbedingt bis zum Endverbraucher durchgereicht werden. Einen besseren Anreiz zum Betreiben von Stromspeichern kann man sich wohl kaum vorstellen.

Schwarm-Speicher

Man stelle sich vor, ein Stromhändler würde eigene aufladbare Elektrobatterien in den Kellern seiner Kunden installieren. Als Stromhändler kauft er den Strom an der Strombörse zu Zeiten ein, an denen der Strom dort günstig ist. An manchen Sonntagen zu extrem früher Morgenstunde bekommt er sogar noch Geld hinzu, wenn er Strom einkauft. Den an der Börse eingekauften Strom deponiert der Stromhändler in seinen eigenen Batterien in den Kellern seiner Kunden. Die Übertragung des Stromes dorhin kostet ihn keinen Cent, denn die Netzgebühren für das Aufladen der Speicher entfallen für die Dauer von 10 Jahren nach § 118 Abs.7 EnWG. Sie betragen für Haushaltskunden im Niederspannungsnetz ca. 6 cent/kWh.

Der Stromkunde entnimmt den Strom für seinen Tagesbedarf aus der Batterie im Keller. Bei Strombezug aus Stromspeichern mit einer Größe unter zwei Megawatt entfällt die Stromsteuer in Höhe von 2 Cent/kWh nach dem Stromsteuergesetz.

Man kann davon ausgehen, dass die Speicherung von Strom in modernen wiederaufladbaren Batterien bei zusätzlichen Kosten etwa von 30 Cent/kWh liegen wird. Später werden die Kosten bei Massenproduktion vielleicht auf 12 Cent/kWh sinken.