Ausblicke zum Jahreswechsel

Weltweit wird die Solarenergie 2027 Gas und Kohle bei der installierten Kapazität überholen.
Die International Energy Agency (IEA) hat ihre Prognosen für den Gesamtzubau an erneuerbaren Energien im Jahr 2027 in ihrem Hauptszenario auf 2.383 GW angehoben - das entspricht etwa der gesamten Stromkapazität Chinas. Das sind 28 % mehr als bei der vorherigen Schätzung und 76 % mehr als vor zwei Jahren, erklärt Josh Gabbatiss von Carbon Brief, der die neuesten Prognosen der IEA zusammenfasst. Weltweit wird die Solarenergie 2026 das Gas und 2027 die Kohle bei der installierten Kapazität überholen. Für diese Beschleunigung gibt es zwei Hauptgründe. Die durch die weltweite Energiekrise verursachten hohen Preise für fossile Brennstoffe und Elektrizität haben die erneuerbaren Energien wirtschaftlich wesentlich attraktiver gemacht, und zweitens hat der Einmarsch Russlands in der Ukraine die Importeure fossiler Brennstoffe, insbesondere in Europa, dazu veranlasst, der Energiesicherheit durch erneuerbare Energien Vorrang einzuräumen. Die konsequentesten Wachstumsstrategien wurden in der EU, den USA, China und Indien umgesetzt. So dürfte der Anteil der erneuerbaren Energien an der Stromversorgung weltweit von 28,7 % im Jahr 2021 auf 38 % im Jahr 2027 steigen. Laut IEA reicht das aber immer noch nicht aus, um bis 2050 eine Nettostromerzeugung von Null zu erreichen. Um dies zu erreichen, müssen im Zeitraum 2022-2027 zusätzliche 1.394 GW an erneuerbaren Kapazitäten gebaut werden, was die Gesamtkapazität auf 3.777 GW erhöht. Politik, Regulierung, Genehmigungen und Finanzierung sind die größten Herausforderungen.
https://energypost.eu/russia-fossil-prices-energy-security-will-boost-renewables-to-38-of-global-power-mix-by-2027-says-iea/ 

Ausbau der europäischen Stromnetze
Etwa ein Drittel der europäischen Netze ist über 40 Jahre alt. Eine rasche physische Überholung ist  unmöglich. Daher ist die Ergänzung um eine Schicht digitaler Technologien der Schlüssel, um sie auf die dezentrale und intermittierende Erzeugung aus erneuerbaren Quellen, die steigende Stromnachfrage durch Verkehr, Wärmepumpen und andere Sektoren vorzubereiten und die Energieeffizienz auf allen Ebenen zu gewährleisten. Aus diesem Grund rechnet die Europäische Kommission zwischen 2020 und 2030 mit Investitionen in das europäische Stromnetz in Höhe von rund 584 Mrd. €, von denen ein beträchtlicher Teil (170 Mrd. €) in die Digitalisierung fließen wird.
https://energypost.eu/e170bn-will-be-spent-on-the-digitalisation-of-europes-grids-by-2030/

Die Teuersten oder die größten Stinker?
Es ist wirtschaftlich sinnvoll, die teuersten fossilen Kraftwerke abzuschalten, wenn die intermittierende Wind- (oder Solar-) Erzeugung zunimmt. Oder doch nicht? Wenn man den Zusammenhang zu den Gesundheitskosten herstellt, könnte es wirtschaftlich sinnvoller sein, die umweltschädlichsten Kraftwerke zuerst abzuschalten.

Anhand von stündlichen Aufzeichnungen über die Stromerzeugung, die Umweltverschmutzung und die Gesundheitskosten in den USA hat eine Forschergruppe um  Jennifer Chu vom MIT herausgefunden, dass sich die Einsparungen im Gesundheitsbereich vervierfachen können, wenn die am stärksten verschmutzenden Anlagen zuerst abgeschaltet werden. Dies ist ein Beispiel dafür, wie die Energiewende Vorteile und Kosteneinsparungen bringen kann, die weit über die Bedenken des Energieministeriums einer Nation hinausgehen.
https://energypost.eu/health-benefits-of-wind-power-first-replace-the-most-polluting-fossil-plants-not-the-most-expensive/

Mehr erneuerbarer Strom senkt den Preis: Warum?

In diesen aktuellen winterlichen Hochdrucklagen mit Dauernebel tragen Wind und besonders Photovoltaik sehr wenig zur Deckung des Strombedarfs bei. Wie führt ein Ausbau dieser Erzeugungsarten dennoch zur Senkung des Strompreises?

Der Effekt ist zunächst einmal darauf zurückzuführen, dass bei der Stromversorgung seit jeher und auch in Zukunft zunächst jene Kraftwerke immer voll im Einsatz sind, deren Betrieb praktisch keine Kosten verursacht, weil dafür keine Kohle oder Gas eingekauft werden muss. Die weitere Einsatz-Reihenfolge ist durch die Kosten der Primärenergie (Uran, Kohle, Gas, Öl) bestimmt, aber nicht immer alleine. Denn es kommt dann weiters auf den Gesamtwirkungsgrad des Kraftwerks, also dessen Energieeffizienz an. Je mehr Strom aus der zugekauften Energie erzeugt werden kann, desto niedriger die Stromkosten. Es gibt dann noch Sonderfälle, zB bei Gaskraftwerken oder Pumpspeicherkraftwerken.

Wenn der Verbrauch im Netz niedrig ist, sind die Kraftwerke mit höheren Kosten nicht in Betrieb. Die Finanzierungskosten für diese Kraftwerke sind aber weiterhin abzudecken, weshalb im Falle ihres Einsatzes die Einnahmen aus der Stromerzeugung höhere Stillstands- bzw. Reservestands-Kosten abdecken müssen. Grundsätzlich gilt: je weniger ein Kraftwerk zur Erzeugung eingesetzt wird, desto teurer wird der damit erzeugte Strom.

Das führt dann dazu, dass bei hohem Verbrauch die eher selten eingesetzten Kraftwerke herangezogen werden müssen und die Preise dann scheinbar überproportional ansteigen. Da dies aber nur für relativ kurze Zeit notwendig ist, wird der durchschnittliche Preis über ein Jahr stark gedämpft.

Umgekehrt betrachtet, gilt: je mehr günstiger Strom genutzt werden kann, desto seltener braucht es die teuren Kraftwerke und desto günstiger kann der durchschnittliche Strompreis werden.

Mit der Gaskrise und den sehr hohen Gaspreisen (sowie dem CO2-Aufschlag, besonders bei Kohle) im Vergleich zu den früheren Jahren steigt aber der Strompreis insgesamt viel stärker an und die erneuerbare Energie kann dieses hohe Volumen nicht so leicht ersetzen. Und natürlich nicht immer.

Und: Die Einspeisung bringt ja derzeit sehr viel Geld, wenn auch nur für kleinere Anlagen. Damit ist aber ein enormer Anreiz gegeben, so rasch wie möglich die gratis verfügbare Umweltenergie mittels Erzeugungsanlagen zu nutzen. Das wird dazu führen, dass je nach den gegebenen Rahmenbedingungen die Kapazitäten von Photovoltaik und Wind ausgebaut werden und schnell deutlich mehr günstige Energie verfügbar sein wird.

Derzeit sieht es noch nicht danach aus. Für die nächsten etwa sechs Jahre wird der Strompreis für Haushalte aus heutiger Sicht über etwa 35 ct/kWh liegen. Aber der Markt ist sehr volatil und das Preisgefüge kann sich kurzfristig ändern. Je mehr Photovoltaik und Wind genutzt wird, desto schneller und nachhaltiger gehen die Strompreise wieder nach unten. Das bedeutet auch, je länger wir uns dafür Zeit lassen, desto länger bleibt es teuer.

Wenn Sie nicht so lange auf günstigere Strompreise warten können oder wollen, sollten Sie in eine eigene Photovoltaik investieren. Das dauert zwar auch etwas, aber nicht sechs Jahre.

Günter Bramböck

Lebensdauer von Traktionsbatterien in e-Autos

 

Professor Janek von der Uni Gießen über die Lebensdauer von Traktionsbatterien in Elektro-PKWs (in den ersten 35 Sekunden) und danach in Kürze seine Einschätzung von Brennstoffzellenantrieben in LKWs.

Den ungekürzten Beitrag gibts hier: https://youtu.be/O1MIvRkQ7Ak

Und für alle, die mehr Zeit haben, hier ein längerer Vortrag von Prof. Fichtner zu "Herausforderungen bei der Entwicklung neuer Batterien und vollelektrische Antriebe im Vergleich zu Wasserstoff und Verbrennungsmotoren mit e-Fuels: https://youtu.be/QcGxP75MyzU

Spezielle Stromtarife für Wärmepumpen?

Im Rahmen der Strompreisbremse, die am 1.12. 2022 in Kraft getreten ist, werden Wärmepumpen, die über einen eigenen Zählpunkt verfügen, zusätzlich mit 2900 kWh pro Jahr unterstützt.

Einige Stromanbieter haben spezielle Tarife für Wärmepumpen in ihrem Programm. Das sind aber nicht zwangsweise die besten Preise. Und diese Tarife sind oft an bestimmte Zeiten gekoppelt. Deshalb läuft die Wärmepumpe unter Umständen nur nachts (oder zu anderen Zeiten mit niedriger Nachfrage).

Dieser Beitrag wurde am 11.12.2022 aktualisiert.

Energiesparend ??

Als meine Tochter heute am Nachmittag (25.11.) von der Arbeit nach Hause kam, fragte sie mich, ob ich mit ihr noch schnell eine Runde im Schlosspark Laxenburg gehen würde. Wir haben uns darauf geeinigt, nur in jenem Bereich zu gehen, welcher von der Installation verschont geblieben ist. Das war leider nicht ganz möglich, denn als wir kurz vor 16 Uhr am Turnierplatz vorbeikamen mussten wir an diesem Ungetüm mit laufendem Motor (lt. techn. Angaben 97 dB!) vorbeigehen.

Wenn der Veranstalter auf die energiesparende LED-Technik verweist, so wird dies durch solche Dieselaggregate mehr als konterkariert.

Das heute dort fotografierte Gerät hat eine Nennleistung von 125 kVA, wovon höchstwahrscheinlich nur ein Teil benötigt wird ("energiesparende LED") und das Gerät somit im Teillastbetrieb einen noch schlechteren Wirkungsgrad aufweist. Bei Vollastbetrieb werden damit 30 Liter Diesel pro Stunde verbrannt, hier kann von einem Verbrauch von mindestens 20 Liter pro Stunde ausgegangen werden.

Die Veranstaltung wird 11 Wochen lang zu je 5 Tagen durchgeführt, also 55 Tage insgesamt und wenn das vor 16 Uhr schon in Betrieb ist, etwa 7 Stunden/Tag.

55 Tage x 7 Stunden x 20 l/h = 7.700 l Diesel mit einem Energieinhalt von ca. 67.700 kWh.

Diesel ist bekanntlich ident mit Heizöl extraleicht. Mit dem Verbrauch dieses einen Aggregates von 7.700 l kann ein den heutigen Standards entsprechendes Einfamilienhaus mit Ölheizung mindestens drei Winter lang beheizt werden.

Da ich mir diese Installation nicht ansehe/ansehen will, kann ich nicht sagen, wie viele solche Aggregate im Park aufgestellt worden sind. So manche Halbwahrheit entpuppt sich schließlich als (Not?-)Lüge.

Günter Bramböck

Die Batterie als Leitmotiv des nächsten Technik-Zeitalters

 

Die Digitalisierung hat unser Leben schon massiv verändert und wir stecken noch immer mittendrin. Und dabei sind wir schon im nächsten Technikzeitalter angekommen: dem Batteriezeitalter.

Viele von uns sind wegen der Vorteile bei Anwendungen wie Rasenmähen, Radfahren, Saugen, usw. schon auf die abgasfreie, schnurlose und anwenderfreundlichere Batterietechnologie umgestiegen. Was zunächst Handy und Laptop ausgelöst haben, kommt nun immer kostengünstiger, besser, anwenderfreundlicher auf uns zu.

Ja, die Batterien sind - noch - relativ teuer. Das wird sich in den nächsten 2-3 Jahren jedoch sehr deutlich ändern. Wer es nicht glaubt, möge sich ein wenig mit den Veröffentlichungen in der Forschung befassen. Ich mache das schon seit einigen Jahren und bin bei Ankündigungen immer skeptisch, ob diese dann auch den Weg in die Serie finden.

Aus meiner beruflichen Erfahrung, die durch viele Veränderungen und Neuerungen bestimmt war, weiß ich, wie sprunghaft Entwicklungen sind. Was zunächst als Stillstand wahrgenommen wird, ist in Wahrheit ein Schwungholen. Die Dynamik hat mich immer wieder begeistert und ich nahm gerne aktiv an diesem Geschehen teil. Oft war es das unkonventionelle Denken, welches die besten Entwicklungen hervorgebracht hat.

Und soeben habe ich einen solchen Sprung vorwärts entdeckt, der von einem sehr jungen Studenten am MIT ausgelöst worden ist. Er hat in seinen ersten Semestern sich mit Flow-Batterien beschäftigt, bei welchen der stromspeichernde Elektrolyt zwischen zwei Tanks hin- und her-gepumpt wird. Die von ihm gefundene Lösung wurde aber dann nicht weiter verfolgt und man hatte große Mengen an Klebstoffresten für die inerten Elektroden übrig. Als er die festen, chemisch inerten Elektroden wegließ und den Klebstoff-Abfall mit dem Elektrolyten vermischte, funktionierte die Batterie immer noch. Damit kann man sich jedoch die sehr aufwendige Herstellung der festen Elektroden ersparen und durch nunmehr dickere Elektroden kann die Energiedichte weiter erhöht werden.

Das klingt alles etwas kompliziert, aber die mit dieser Erfindung um bis zu 40% reduzierten Herstellungskosten und die daraus resultierenden Konsequenzen werden jedem interessierten Investor und Anwender schnell einleuchten. Wenn die Entwicklung so weitergeht, werden die Batterien wahrscheinlich schon in fünf Jahren keine Hürde mehr sein beim Umstieg auf E-Mobilität.

Was für uns alle aber mindestens so wichtig ist: Günstige Batterien werden schon sehr bald umstrittene und extrem teure Projekte für Speicherkraftwerke in den österreichischen Bergen vollständig überflüssig machen und den Weg zur optimalen Nutzung erneuerbarer Energie vor allem aus Photovoltaik und Wind weiter ebnen. Die Stromversorgung wird dadurch sicherer. Wie sehr die Batterie dabei helfen kann, werde ich bald aus eigener Erfahrung am Beispiel eines Haushaltes darstellen können.

Günter Bramböck

https://energypost.eu/lithium-ion-batteries-new-gooey-electrode-manufacturing-process-can-cut-costs-by-up-to-40/

Photovoltaikanlage - worauf sollte ich achten?

 

Derzeit überlegen einige Hausbesitzer in meinem Bekanntenkreis, eine Photovoltaikanlage errichten zu lassen. Dies ist meist einfacher möglich als die Umstellung der Heizanlage. Ich konnte mir ein paar Kostenvoranschläge ansehen. Dabei habe ich einige Beobachtungen gemacht, weshalb ich hier ein paar Hinweise geben kann.

 

• Größe: so groß wie möglich, für ein Einfamilienhaus auch einmal 8-10 kWp, was leider oft nicht möglich sein wird. Eine Ost-West-Ausrichtung ist möglich und dehnt die Erzeugung am Morgen und Abend aus

• Ein Paneel mit 400 Wp (0,4 kWp) ohne Montage kostet ca. 200 - 250 EUR

• auf eine solide Montage ist zu achten, die auch stärkeren Stürmen standhält

• Montagekosten werden bei 10 kWp nicht doppelt so hoch sein wie bei 5 kWp, Größenordnung grob etwa 3 - 3500 EUR (manchmal etwas schwierigere Leitungsführung)

• der notwendige Wechselrichter, idealerweise ein österreichisches Produkt, nicht nur aus Patriotismus, sondern wegen des größeren Funktionsumfangs

• idealerweise kann der Wechselrichter auch eine Notversorgung bereitstellen (ca. 500 EUR Zusatzkosten), erlaubt eine Steuerung der Ladeleistung für das E-Auto entsprechend der aktuellen Erzeugungsleistung (kaum mehr Netzbezug beim Laden bei Sonnenschein) und könnte Überschuss auch zur Warmwasserbereitung bereitstellen

• Meist werden die Kosten für die Montage und Einrichtung des Wechselrichters getrennt angeboten 

• das Angebot muss eine Feststellung enthalten, ob die vorhandene Installation die technischen Voraussetzungen erfüllt (zB Erdung). Die Abstimmung und Abwicklung mit dem Netzbetreiber ist eine wichtige und heikle Aufgabe des Anbieters (Dokumentation, Anlagenfreigabe, Formulare)

• Eine Batterie ist nicht notwendig, erhöht aber die Eigenbedarfsdeckung erheblich, besonders wenn Berufstätigkeit vorliegt. Da sollte es nicht eine Lithium-Ionen-Batterie (zB aus dem Baumarkt) sein, sondern eine Lithium-Eisen-Phosphat. Letztere ist sicher, schafft locker 5000 volle Zyklen und enthält u.a. kein Kobalt. Bei den Kosten (dzt. ca. 700 EUR/kWh) ist sehr wahrscheinlich noch eine Reduktion zu erwarten.

• Blitzableiter sind nicht zwingend vorgeschrieben, müssen jedenfalls einen Mindestabstand zur Photovoltaikanlage aufweisen.

• Zu niedrige Angebote ebenso meiden wie zu hohe. Auf Referenzanlagen achten (idealerweise im Ort). Die üblichen schriftlichen Gewährleistungen verlangen.

• Geduld. Gute Firmen sind noch einige Zeit erheblich überlastet und haben aktuell Wartezeiten bis zu einem Jahr oder etwas mehr. Auch der Netzbetreiber steht unter Druck.

Ich selbst habe jenen Anbieter beauftragt, der als Einziger sich die vorhandene Situation selbst angesehen hat und mir unmittelbar Fragen kompetent beantwortet hat. 

Günter Bramböck