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Einfaches Prozentrechnen

Markus Häring 29. Dezember 2017 Energie, Forschung, Politik, Umwelt Comments (1)

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Keine Angst, es geht hier nicht um eine Schul­stunde, sondern nur um ein paar Rechenfehler in der politischen Diskussion. Wenn von Energie­wende und Klimaschutz die Rede ist, fokussiert sich die Diskussion mit Sicherheit sofort auf Strom. Dabei macht der Stromverbrauch nur ein Viertel unseres Energiekonsums aus. Die rest­lichen 75 Prozent des Konsums in Verkehr, Indus­trie und Haushalten beruht auf dem Verbrennen von Erdöl und Gas.
Das eigentliche Ziel einer nachhaltigen Energiezukunft sollte die Dekarbonisierung sein – also weg von den Fossilen. Darum werden auch Anstrengungen unternommen, elektrisch zu fah­ren und mit Wärmepumpen zu heizen. Das macht alles Sinn, aber ohne sauber zu rechnen, kann das sehr schnell zu gegenteiligen Resultaten führen.
Deutschland ist beispielhaft, wie ein Land seine Energiezukunft falsch aufgleisen kann. Nirgends in der Welt wurde Windenergie in solch kurzer Zeit so stark ausgebaut. 29’000 Wind­turbinen tragen heute 14 Prozent zur Strom­erzeugung bei, respektive 4 Prozent zur Gesamt­energieversorgung. Solaranlagen tragen 7 Prozent zur Stromversorgung bei.
Eine Absenkung der CO2­ Emissionen ist damit aber nicht gelungen. Die Kohlekraftwerke müssen zur Überbrückung der Nächte und der Wind­flauten laufen bleiben, da man Strom nicht in grossen Mengen speichern kann. Im Tages­rhythmus mag ein Ausgleich unter umwelt­belastendem Batterieeinsatz noch zu bewerk­stelligen sein, bei der saisonalen Speicherung geht das nicht mehr.
Ein märchenhaftes Geheimrezept soll die «Power to Gas»­Technik sein. Da wird über­schüssiger Strom aus Wind und Sonne mit Elektrolyse in Wasserstoff  verwandelt. Dieser kann gelagert werden, um dann später wieder Strom zu produzieren. Man kann den Wasserstoff mit Zugabe von CO2 auch in Methan umwandeln und dieses dann zur Stromproduktion nutzen. Technisch ist beides machbar. Aber hier muss eben mal gerechnet werden. Mit Strom Gas zu produzieren, hat einen Wirkungsgrad von etwa 60 Prozent. Aus Gas dann wieder Strom zu machen, hat einen Wirkungsgrad von rund 50 Prozent. Leider muss man die beiden Wirkungsgrade miteinander multiplizieren, was zu einem Gesamtwirkungsgrad von bescheidenen 30 Prozent führt. In Tat und Wahrheit ist es noch weniger, aber das tut auch nichts mehr zur Sache. 

Will man also im Winter bei Dunkelheit und Windflaute eine Einheit Strom konsumieren, müs­sen irgendwann im Sommer dafür mehr als drei Einheiten Strom produziert werden. Und zwar aus einem Überschuss. Der meiste Strom wird ja bereits direkt konsumiert oder für die anschliessende Nacht gespeichert. Wenn man nun wie gefordert alle Kern­- und Kohlekraftwerke abstellt, muss man deren Pro­duktion – nicht etwa nur deren Leistung – ersetzen. Und zwar wie gezeigt um das Mehr­fache. Wir sprechen dann von einigen 100’000 Windrädern mehr. Dabei sind mit 29’000 jetzt schon grosse Gebiete Deutschlands bis zur Unkenntlichkeit verschandelt.
Solarstrom kann man auf Hausdächern und bald auch auf den Hausfassaden produzieren. Mit Batterien lässt sich nur der unvermeidbare Tages­rhythmus abfedern. Für «Power to Gas» müssten auch hier die Sommerüberschüsse massiv höher sein als die zu stopfenden Winterlücken. Doch damit nicht genug. Das betrifft erst den heutigen Stromverbrauch, also das eine Viertel des Energie­konsums. Wenn wir wirklich auf Null­ CO2­ Emis­sionen gehen wollen und uns nur noch mit Erneuerbaren und ohne Atomkraftwerke ver­sorgen wollen, und das ohne unsere Lebens­gewohnheiten einzuschränken, dann müsste man das Ganze nochmals mit zwei multiplizieren. Mathematisch korrekt erschiene zwar eine Multiplikation mit vier, da aber elektrische Anwendungen weitere Effizienzsteigerungen ermöglichen, nur zwei.
Tut mir leid, wenn mein Exkurs jetzt doch ein bisschen rechenlastig geworden ist. Aber bei Energiefragen ist Rechnen zielführender, als an Märchen zu glauben.

Publiziert in der Basler Zeitung vom 29. Dezember 2017

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1 thought on “Einfaches Prozentrechnen”

  1. Die heutige Stromversorgung in Mitteleuropa muss weit über 99% der Zeit fast Prozent-genau den Leistungsbedarf liefern. Weicht das Versorgungsnetz wesentlich davon ab, kommt’s zu Ausfällen bis zu Blackout, Solarstrom lieferte in DE im 2017 zwischen 0% und 35% der Leistung, letzteres an schönem Sonntag Nachmittag im Frühling, wenn Bedarf minimal war. Ebenso lieferte Windstrom zwischen praktisch 0% und bis zu 52% der Leistung, letzteres auch wieder nur für kurze Intervalle bei tiefem Bedarf. Die Aussage, dass Solarstrom 4% und Windstrom 14% der Versorgung decke, ist falsch. Diese Zahlen sind die über das Jahr gemittelte Strommengenanteile, die fast nichts mit den für stabile Versorgung notwendigen jederzeitigen Leistungen gemäss Bedarf zu tun haben. Für eine 99.9+% sichere Stromversorgung spielen statistischen Mittelwerte beinahe keine Rolle, sondern nur die Anpassungsfähigkeit an den Bedarf. Diese fehlt aber sowohl bei Windstrom wie bei Solarstrom beinahe vollständig. Bei Nacht und Windflauten können sie keine Leistung liefern, bei Überproduktion sorgt EEG-Politik mit Einspeisevorrang dafür, dass sie nicht ausschaltet werden, dafür aber alle anderen Erzeuger diese “Flatterhaftigkeit” unentgeltlich anpassen müssen.

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