Energie sparen - Wieviel ist möglich?

In früheren Beiträgen habe ich mich bereits mit Fragen des Energieverbrauchs in Wohngebäuden auseinandergesetzt, nämlich hier und hier.

Heute also am Beispiel Schweden. Und hier insbesondere der Bereich Heizung und Warmwasser in Häusern und Wohngebäuden.

Es gibt zwar eine einheitliche europäische Statistik - Eurostat, die einzelne Länder direkt vergleichbar macht. Andererseits hat jedes Land seine eigene spezifische Statistiktradition.

In Schweden beispielsweise gibt es eine jährliche Erhebung des Energieverbrauchs von Ein- und Mehrfamilienhäusern und Wohngebäuden. In dieser Datensammlung wird unter anderem der Verbrauch entsprechend dem Alter des Hauses oder Wohngebäudes aufgelistet. Die vor allem interessante (und damit vergleichbare) Größe ist der Energieverbrauch pro Quadratmeter (kWh/m^2). Die entsprechende Graphik sieht dann so aus wie in Fig. 1.

Fig. 1 Energieverbrauch für Heizung und Warmwasser (Einfamilienhäuser) in Schweden

Die rote Linie zeigt an, um wieviel der spezifische Energieverbrauch über dem Verbrauch der modernsten, also energiesparendsten Häuser liegt.

Wenn man nun noch weiß, wie groß die beheizte Fläche in jeder Kategorie in Quadratmeter ist, dann lässt sich daraus leicht der Energieverbrauch pro Alterskategorie berechnen. Dankenswerter Weise beinhaltet die schwedische Statistik auch diese Daten. Die Summe über alle Kategorien liefert schließlich den gesamten Energiebedarf für Heizung und Warmwasser für Einfamilienhäuser in Schweden. Dieser Wert lag in den letzten Jahren im Mittel bei etwa 32 TWh (Terawattstunden).

Nun kann man sich folgende Frage stellen: Wieviel Energie könnte man einsparen, wenn man alle Häuser auf den modernsten Stand der Technik brächte? Es geht also bildlich gesprochen darum, alles was oberhalb der roten Linie liegt, abzuschneiden. Das lässt sich rechnerisch leicht durchführen. Wir schauen uns an, um wieviel der spezifische Energieverbrauch in kWh/m^2 über dem niedrigsten Wert liegt.

Das führen wir für jede Kategorie durch und multiplizieren wieder mit der beheizten Fläche in jeder Kategorie. Daraus erhalten wir ein Einsparpotential von ca. 11 TWh (Mittelwert der letzten Jahre) für alle Einfamilienhäuser. Mit anderen Worten: Würden wir jedes Haus technisch so aufrüsten, dass es nicht mehr als die Häuser der energiesparendsten Kategorie verbraucht, könnten wir bei schwedischen Wohnhäusern rund 11 TWh einsparen. Verglichen mit dem derzeitigen Energieverbrauch von 32 TWh wäre das also ungefähr ein Drittel.

Eine analoge Untersuchung gibt es auch für Wohngebäude, deren Ergebnisse in Fig. 2 dargestellt werden. Es gelten die gleichen Überlegungen wie oben für Einfamilienhäuser (und Doppelhaushälften).

Fig. 2 Energieverbrauch für Heizung und Warmwasser (Wohngebäude) in Schweden

Der Energieverbrauch (Heizung und Warmwasser) für Wohngebäude in Schweden beträgt rund 26 TWh (Mittelwert der letzten Jahre).

Wie oben können wir auch hier das Einsparpotential ausrechnen, das sich ergibt, wenn man alle Gebäude energiemäßig auf den modernsten Stand der Technik bringt. Dieses Potential beträgt bei schwedischen Wohngebäuden rund 9 TWh, was wiederum einem Drittel des bisherigen Energieverbrauchs entspricht.

In beiden Fällen (Einfamilienhäuser und Wohngebäude) lässt sich somit rund ein Drittel der Energie für Heizung und Warmwasser einsparen. Ein Drittel ist nicht wenig. Aber es ist eben auch nicht so wahnsinnig viel, insbesondere wenn wir den gesamten Energieverbrauch eines Landes betrachten.

Wir haben in diesem Posting eine kleine Analyse durchgeführt für einen sehr speziellen Fall. Der Energieverbrauch für Heizung und Warmwasser ist verglichen mit dem gesamten Verbrauch nicht gerade klein. Im Jahr 2016 lag der Endenergieverbrauch in Schweden bei 379 TWh gemäß Eurostat.
Vergleichen wir das mit dem oben berechneten Sparpotential von 20 TWh, so sehen wir, dass wir nur gut 5% des gesamten Endenergieverbrauchs einsparen können, wenn alle Wohneinheiten auf dem neuesten Stand der Technik sind.

Ob das genügt, um die Vorgaben der Klimarettung zu erfüllen?

Manchmal weht der Wind

... und manchmal eben nicht.

Zu den bekanntesten grünen Mythen gehört die These, dass irgendwo immer der Wind weht. Und dass folglich immer genügend Windstrom verfügbar sein sollte, um jene Gegenden, in denen gerade Flaute herrscht, mit regenerativem Strom zu versorgen.

Doch ist das wirklich so? Es mag in der Tat häufig so sein, obwohl auch hier eine quantitative Analyse die eine oder andere Überraschung parat haben dürfte. Es ist aber andererseits nicht ungewöhnlich, dass weite Teile Europas von einer Flaute oder einem Überangebot an Wind betroffen sind.

Dieses Szenario analysiert Roger Andrews am Beispiel Westeuropas. Dazu nimmt er (Echtzeit) Daten von P-F Bach, der in seinem elektronischen Archiv stündliche Werte für die Windstromproduktion in MWh bereitstellt.

Zwei Tage im Januar 2016 verdeutlichen das Problem. Am 20. Januar 2016 mittags war das Windaufkommen in weiten Teilen Westeuropas ziemlich mager. Zehn Tage später, am 30 Januar 2016  um 7:00 Uhr trat genau der umgekehrte Fall ein und es gab ein klares Überangebot an Windstrom.

Fig. 1 Flaute und Überangebot an Windstrom in Westeuropa an zwei ausgewählten Tagen im Januar 2016. Quelle: http://euanmearns.com/quantifying-wind-surpluses-and-deficits-in-western-europe/

Die Zahlen in den jeweiligen Ländern geben die Kapazitätsfaktoren der Windstromerzeugung an. Mit anderen Worten: am 20. Januar waren die Windräder in Deutschland nur zu etwa 10% ausgelastet, während sie zehn Tage später gut 70% ihrer Leistungsfähigkeit erreichten. Für die anderen Länder gilt das natürlich ebenso.

Überlagert man die Windstromproduktion für die einzelnen Länder im Januar 2016, erhält man folgendes Bild:

Fig. 2 Windstromerzeugung in Westeuropa im Januar 2016. Quelle wie oben.

Aus Fig. 2 wird klar, dass die oben angeführten Extremwerte eben nur die Spitze des sprichwörtlichen Eisbergs sind. Denn die Ungleichgewichte in der Windstromerzeugung halten eben über einige Tage hinweg an.

Dazu noch eine Anmerkung meinerseits: Dieses Beispiel verdeutlicht die Situation im Januar 2016. Traditionell ist Januar jener Monat, in dem eine andere Quelle regenerativer Energie, nämlich die Sonne, auf dem Tiefpunkt ihrer Leistung ist. Es ist also völlig aussichtslos, Defizite an Windstrom mit etwaigen Überschüssen an Solarstrom ausgleichen zu wollen. Und selbst angenommen, die Wintersonne scheint in Spanien mit voller Kraft, so würde das dennoch nicht ausreichen, um allein die sonnenärmeren nördlichen Nachbarn, also Frankreich, Deutschland, Schweden und das Vereinigte Königreich mitzuversorgen. Von den kleineren Ländern ganz zu schweigen.

Innovationsmotor Deutschland?

In einem meiner letzten Postings ging es darum, ob Deutschlands Innovationskraft sinkt. Nun ja, es sieht ganz danach aus.

Die Cebit, einst Aushängeschild der deutschen IT-Szene, wird eingestellt. Spricht eigentlich für sich.

Und was kommt dann? Vielleicht eine Messe für Lastenfahrräder...

Ein Blick in die Schweiz

Mit der zukünftigen Stromversorgung der Schweiz befasst sich ein lesenswerter Kommentar in der FuW (Finanz und Wirtschaft).

Die Schweizer stehen zwar in dem Ruf, rationale und sachorientierte Lösungen zu erstreben. Andererseits gehen gewisse Ausprägungen des Zeitgeistes auch an den Eidgenossen nicht spurlos vorüber. So muss auch das kleine Alpenland (selbstverständlich) das große Weltklima retten.

Aber nicht nur das. Die Kernenergie ist (wie bei den Nachbarn im Norden und Osten) in Ungnade gefallen. Wer weiß, vielleicht schwappt ja demnächst ein gewaltiger Tsunami über den St. Gotthard hinweg und führt in der Folge zu einer Kernschmelze in einem Reaktorblock. Also nichts wie raus aus der Kernkraft und rein in die sogenannten Erneuerbaren.

Hier ein paar Highlights aus dem erwähnten Kommentar:

 Auf den 1. Januar ist das neue Energiegesetz in Kraft getreten, das die Energiewende bzw. die Energiestrategie 2050 (ES2050) umsetzen soll. Darin sind der Ausstieg aus der Kernenergie und der Umstieg auf neue erneuerbare Energien fixiert, zudem ist ein Rückgang des Verbrauchs vorgesehen.

Geht es nach den Wünschen der sogenannten Eliten, ist das alles kein Problem, weil man ja einerseits immer Strom importieren kann und andererseits der Stromverbrauch zurückgehen soll. So die offizielle Darstellung. Doch inzwischen erheben sich andere Stimmen:

 Eine von den Ökonomen Bernd Schips und Silvio Borner zusammen mit neun weiteren Autoren herausgegebene Studie («Versorgungssicherheit. Vom politischen Kurzschluss zum Blackout») hingegen warnt vor Versorgungsengpässen schon in wenigen Jahren. Die Beruhigung weicht grosser Sorge.

Und weiter:

Die ES2050 unterstellt einen erheblichen Rückgang des Stromverbrauchs. Die Zahlen sehen anders aus: Der Stromverbrauch ist im Trend steigend, und die Nachfrage wird weiter wachsen. Dafür sorgen die wachsende Bevölkerung, mehr Einpersonenhaushalte, die steigende Wohnfläche pro Kopf, die fortschreitende Digitalisierung sowie die Substitution von Erdöl durch Strom etwa im Verkehr. So sollen bis 2050 in der Schweiz 20% der Autos elektrisch angetrieben sein. Das erhöht den Stromverbrauch zusätzlich.

Wer hätte das gedacht? Dass eine wachsende Bevölkerung tendenziell mehr Energie braucht, sollte einem Menschen von durchschnittlicher Intelligenz sofort einleuchten. Und wenn Autos anstelle von Benzin und Diesel mit Strom angetrieben werden, braucht man - richtig geraten - mehr Strom in der Steckdose.

Der geplante Ausbau der regenerativen Energien stützt sich unter anderem auf die Windenergie. Wie sieht es hier aus?

Zur Windenergie ist anzumerken, dass es zur Zielerreichung 2050 (gut 4,2 Terawattstunden, TWh) rund 850 Windturbinen braucht. Derzeit sind 37 in Betrieb. Neue Anlagen haben es schwer. Die Kantone Glarus und Appenzell haben dieser Tage entsprechende Projekte gestoppt. Die Zahl von 850 Anlagen ist illusorisch.

Vielleicht könnte man ja in den guten Wohngegenden rund um den Genfersee ein paar hundert Windräder aufstellen. Da kommt bei den Anwohnern bestimmt Freude auf.

Andere Regenerative wie Geothermie und Wasserkraft sind aus diversen Gründen nicht weiter ausbaufähig. Auch das Potential der Photovoltaik ist offensichtlich begrenzt.

So bleibt also wirklich nicht viel mehr als die Hoffnung auf Stromimporte aus Deutschland und Frankreich. Na dann, viel Glück in der nächsten Dunkelflaute.

Sinkt Deutschlands Innovationskraft?

Auf Novo Argumente beschäftigt sich ein Artikel mit der sinkenden Bereitschaft deutscher Unternehmen, in innovative Produkte und Technologien zu investieren. Stattdessen würden Aktienrückkaufprogramme gestartet, die zwar den Börsenwert der Unternehmen erhöhen, jedoch keinen Produktivitätsfortschritt bewirken. Die Unternehmensgewinne entwickeln sich prächtig, die Investitionen dagegen deutlich bescheidener. Man wird sehen, wie sich das auf die wichtigste Volkswirtschaft der EU auswirkt. Mehr dazu hier.

Einen anderen Aspekt der Innovationskraft beleuchtet Daniel Stelter auf seinem stets lesenswerten Blog Think beyond the obvious. Dort geht es um die Manpower, die jeder Innovation zugrunde liegt. Vergleicht man Deutschland mit seinen wichtigsten Konkurrenten, dann sieht es nicht gut aus für die Deutschen. Beispiel China: Das Reich der Mitte schlägt unsere Nachbarn sowohl in Bezug auf die durchschnittlichen kognitiven Fähigkeiten als auch hinsichtlich der Anzahl junger Talente.

Es sieht so aus, als würde (nicht nur) Deutschland strategisch ins Hintertreffen geraten. Die Frage ist nun, ob die sogenannten Eliten sich 1) darüber im klaren und ob sie 2) willens sind, sich dieser fatalen Entwicklung entgegen zu stellen.

Eisbären in Südkalifornien

Kürzlich verbrachte ich ein paar Tage im südlichen Kalifornien. Ein Besuch im berühmten Zoo von San Diego stand auch auf dem Programm. Der Tierpark rühmt sich, seine Bewohner unter möglichst naturnahen Bedingungen zu halten.

Für die Mehrzahl der Tiere, etwa Elefanten, Flusspferde, diverse Affenarten mag das durchaus richtig sein.

Allerdings gibt es wenigstens eine Tierart, die hier (bei 30°C im Spätoktober) garantiert kein naturnahes Umfeld vorfindet: der Eisbär. Ich fragte eine Mitarbeiterin des Zoos, wie denn die Bewohner polarer Regionen mit dem warmen Klima nahe der mexikanischen Grenze zurecht kämen. Sie meinte, die Bären bekämen eine grundsätzlich andere Diät als das, was sie bei sich zu Hause verspeisen. Denn echte Eisbären legten sich eine dicke Speckschicht zu, um dem kalten Polarklima zu trotzen. Allerdings wäre so eine dicke Speckschwarte unter den klimatischen Bedingungen San Diegos sehr kontraproduktiv für die Gesundheit der Tiere.

Deswegen werden sie auf eine vegetarische Diät gesetzt. Nur so könnten sie die Hitze vertragen.

Ich kann ja verstehen, dass die Bewohner Südkaliforniens gerne Eisbären im Zoo sehen möchten. Aber dazu muss eben ihrem normalen Lebensrhythmus ein wenig Gewalt angetan werden. Von naturnahen Lebensbedingungen kann hierbei offensichtlich nicht die Rede sein.

Ein kleiner Rechenfehler

Kürzlich war es wieder einmal so weit. Eine Studie die zu dem Ergebnis kam, der Klimawandel sei möglicherweise weitaus schlimmer als bislang angenommen, geisterte durch die Gazetten der Wahrheitspresse. Man kennt das.

Doch inzwischen stellte sich heraus, dass die Studie einen Rechenfehler enthält, der die Ergebnisse ein bisserl verfälscht - und zwar in Richtung more of the same.

Independent scientist Nic Lewis found the study had “apparently serious (but surely inadvertent) errors in the underlying calculations.” Lewis’ findings were quickly corroborated by another researcher. -Daily Caller

Kann ja passieren. Da wollen wir doch nicht so kleinlich sein.

Interessant wird sein, ob die Damen und Herren von der Journaille nun auch die korrigierten (d.h. weniger dramatischen) Werte so eifrig unters Volk bringen werden wie das ursprüngliche Pamphlet.

Mehr Informationen (und Graphiken) zu dem kleinen mathematischen Missgeschick hier.

Droht Belgien der Blackout?

In seinem jüngsten Nachrichtenüberblick verweist Euan Mearns auf einen Artikel im Guardian, der sich mit der Energiesituation in Belgien befasst. Demnach droht in diesem Jahr ein Blackout. Während Belgiens Nuklearkapazitäten fast zur Gänze darnieder liegen, können die sogenannten Erneuerbaren die dadurch verursachten Produktionsausfälle nicht wettmachen.

Eigentlich sollte die Energieversorgung einer modernen Volkswirtschaft eine politische Toppriorität sein. Dem ist offensichtlich nicht so. Während die Politik ihren Rücken nicht schnell genug krumm machen kann, wenn es um die Einhaltung politischer Korrektheit geht, scheint ein potentieller Blackout nur von untergeordneter Priorität zu sein.

An emergency “load shedding” plan has been updated, under which motorway lights will be switched off, industrial production suspended and rolling three-hour blackouts launched in homes nationwide should temperatures drop in the coming months and demand outstrip the now limited electricity supply. 

Erbärmlich.

Zum Dieselpaket

Ein lesenswerter Artikel auf Daniel Stelters Blog zum Thema Diesel mit ebenso interessanten Kommentaren.

Zitat:

Aus meiner Sicht handelt es sich um eine Kombination verschiedener Themen, die beliebig oft von den Medien durcheinandergeworfen werden. Da haben wir:

• einen Betrug, der natürlich gar nicht in Ordnung ist;
• Grenzwerte, die einigermaßen willkürlich sind und gerade bei uns in Deutschland sehr akribisch gemessen werden (im Unterschied zu den anderen Ländern der EU);
• eine ideologisch motivierte Kampagne, die zum Ziel hat, die deutsche Schlüsselindustrie zu ruinieren. Nur so kann man es bezeichnen.

Must read!

Regenerative versus fossile Stromquellen

Es geht - wieder einmal - um Deutschland. Regenerative Energiequellen zur Stromerzeugung haben hier in den letzten knapp 20 Jahren deutlich an Bedeutung gewonnen. Gleichzeitig wurde dadurch Stromproduktion mit fossilen Energieträgern, also im wesentlichen Steinkohle, Braunkohle und Erdgas, zurückgedrängt.

Mit anderen Worten: Immer wenn die Sonne scheint und der Wind kräftig bläst, haben die Brennöfen der kalorischen Kraftwerke Pause. Allerdings sind sie in diesen Phasen nicht komplett vom Netz abgekoppelt, sondern werden im Standby-Modus betrieben. D.h. sie laufen auf sehr kleiner Flamme, während sie bei flauem Wind und wolkigem Himmel schnell hochgeregelt werden müssen, um Blackouts zu vermeiden. Schlielich lässt sich ein Kraftwerk nicht wie eine Herdplatte innerhalb von Sekunden von Null auf hundert drehen.

Sehen wir uns anhand einiger Bilder die Entwicklung seit dem Jahr 2000 an. Alle Rohdaten für die folgenden Graphiken stammen im Übrigen von Eurostat.

Da ist zunächst die Entwicklung der Photovoltaik bis zum Jahr 2016.

Fig. 1 Stromproduktion über Photovoltaik in Deutschland

Sodann sehen wir uns das gleiche für die Windenergie an.

Fig. 2 Stromproduktion aus Windkraftanlagen in Deutschland

Zusammen erhalten wir für diese beiden Energieformen im gleichen Zeitraum folgenden Verlauf:

Fig. 3 Stromproduktion mittels PV und Wind in Deutschland

Eine Detailanalyse des Wind- und Sonnenstroms findet man beispielsweise hier und hier.

Nun im Vergleich dazu die Stromerzeugung aus fossilen Quellen, also hauptsächlich Kohle und Gas.

Fig. 4 Stromproduktion aus fossilen Quellen in Deutschland

Die Botschaft dieses Bildes ist klar: Mit zunehmender Produktion aus Wind und Sonne wird die fossile Stromerzeugung weniger relevant.

Die abnehmende Relevanz von Kohle und Gas kommt auch in folgendem Bild zum Ausdruck:

Fig. 5 Kapazitätsfaktor kalorischer Kraftwerke in DE und UK

Mit anderen Worten: der zunehmende Einsatz der Fossilen als Lückenbüßer für Wind und Sonne hat eine eindeutige Konsequenz. Während bis um das Jahr 2000 sowohl in Deutschland als auch im Vereinigten Königreich der Kapazitätsfaktor fossiler (nicht-nuklearer) Kraftwerke zunimmt, ist er seit diesem Jahr in einem deutlichen Abstieg begriffen.

Was bedeutet der Kapazitätsfaktor? Diese Größe misst die Vollzeitauslastung von Kraftwerken in Prozent. Mit anderen Worten: Je höher der Kapazitätsfaktor, desto effizienter wird die Anlage betrieben. Ein Faktor von 50% bedeutet, dass das Kraftwerk 50% der Zeit voll ausgelastet ist und die anderen 50% untätig herumsteht. Ebenso könnte man natürlich sagen, die Anlage sei das ganze Jahr über mit halber Auslastung unterwegs gewesen. Inzwischen sind die Werte von über 50% auf unter 40% zurückgegangen. Tendenz fallend.

Wenn Sie in den Mainstreammedien (selten genug) lesen, dass fossile Kraftwerke nicht mehr kostendeckend zu betreiben sind, hier ist die Antwort.

Die Entwicklung ist keineswegs auf Deutschland beschränkt. Im Vereinigten Königreich zeigt sich ein analoger Trend, wie in Fig. 5 ersichtlich.

Alternative Fakten im akademischen Bereich

Gemeinhin gilt Donald Trump als Erfinder der alternativen Fakten. Doch weit gefehlt! Alternative Fakten gibt es schon wesentlich länger.

Es muss etwa um das Jahr 1985 gewesen sein. In meinem Bekanntenkreis gab es einen studierten Historiker, Geschichtslehrer an einem Wiener Gymnasium, dazu noch Mitglied im BSA (Bund Sozialistischer Akademiker, so hieß das damals). Man muss dazu wissen, dass es damals (und wohl auch noch heute) durchaus üblich war, ein rotes Parteibuch zu besitzen, wenn man im roten Wien Lehrer werden wollte. In anderen Bundesländern hing die Farbe des Parteibuch von der Farbe der jeweiligen Landesregierung ab.

Also dieser Historiker war ein Sozi. Kein radikaler, aber ein durchaus bewusster, soll heißen, es kostete ihn nicht allzu viel Überwindung, der Partei beizutreten.

Jedenfalls sagte mir dieser Geschichtslehrer eines Tages folgendes:

   "Das heilige römische Rein deutscher Nation hat es nie gegeben."

Erstaunlich, nicht wahr? Wenn damals, Mitte der 1980er Jahre, das Bedürfnis nach Umschreibung der Geschichte in einigen Zirkeln bereits so ausgeprägt war, darf man sich nicht wundern, wenn dieser Trend sich bis in unsere Tage fortgesetzt hat.

Natürlich lassen sich geschichtliche Ereignisse unterschiedlich interpretieren. Aber auch diese Ereignisse kristallisieren sich stets um harte Fakten, die nicht in Abrede gestellt werden können. Oder könnte man sich vorstellen, Julius Caesar habe nie gelebt, nur weil seine Person einer bestimmten Ideologie nicht ins Konzept passt?

Es scheint eine Tendenz zu geben, den (objektiven) Fakten nicht mehr zu vertrauen. Stattdessen genügt es bereits, ein Gerücht in Umlauf zu setzen, um jemanden verurteilen zu können ohne Rücksicht auf die Faktenlage.

Hierzu wieder eine persönliche Anekdote. Es muss gegen Ende der 1980er Jahre gewesen sein, als ein sehr aufgeweckter und intelligenter Studienkollege einen Kommentar zum Fall Waldheim abgab, der mich ebenfalls staunend zurückließ. Er meinte sinngemäß, dass es in Zukunft wohl schon genügen müsse, einen bloßen Verdacht gegen jemanden zu haben, um diesen Jemand aus dem Rennen zu nehmen. MeToo war wohl damals schon in einigen Köpfen präsent. Der Studienkollege war in seinen Einstellungen das, was man als linksliberal bezeichnen würde, auf keinen Fall radikal, sondern eigentlich "ganz normal", also Mainstream im universitären Bereich, auch was die Naturwissenschaften betrifft.

Der aktuelle Zustand der Universitäten ist weder ein Produkt des Zufalls noch ein unabwendbares Schicksal, sondern das Ergebnis eines lang andauernden Prozesses, der seine Ursprünge in den 1970er Jahren hat. Bestimmte Leute haben auf diesen Zustand hingearbeitet und auf dem Weg dahin keinerlei Widerstand gefunden.

Zum Stand der Meinungsfreiheit in der Wissenschaft

Ein neuer "Skandal" durchzuckt die Wissenschaft, genauer gesagt: die Physik.

Ein italienischer Forscher namens Alessandro Strumia, der es gewagt hatte zu behaupten, die Physik sei von Männern erfunden worden, wurde aus den heiligen Hallen des CERN verstoßen. Und damit ja niemand auf die Idee kommt, nachzulesen, was denn dieser Herr nun genau gesagt hat (wissenschaftliche Methode der Überprüfung einer Hypothese!), wurde sein Vortrag sicherheitshalber von der Webseite des CERN genommen. Sonst könnten die Damen und Herren Wissenschaftler womöglich noch auf andere Gedanken kommen! Dem gilt es unbedingt vorzubeugen!

Ich will doch sehr hoffen, dass an diesem Forschungszentrum in Kürze Safe Spaces eingerichtet werden, in die sich jede/r flüchten kann, der einer argumentativen Debatte aus dem Weg gehen möchte. Das wird sicherlich befruchtend auf die physikalische Forschung wirken. Einfach keine kontroversen Ideen mehr zulassen. Stattdessen Wissenschaft im Gleichschritt.

Doch damit nicht genug. Herr Strumia wurde nachträglich (!) von der Konferenz, auf der er gesprochen hatte, ausgeladen.

Incidentally, you shouldn't be surprised that all traces of the Italian scientist have been erased from the conference website. The Italian scientist has been retroactively disinvited from the conference after he has delivered the talk, the only talk that has made any sense over there! 

Für alle, die Strumias persönliche Sicht der Dinge sehen wollen, sei auf diesen Blogartikel verwiesen, in dessen Kommentarteil der italienische Physiker selbst Stellung nimmt.

Aufgrund der Turbulenzen, die dieser "umstrittene" Vortrag ausgelöst hat, sah sich CERN genötigt, eine Stellungnahme unter folgendem Titel zu veröffentlichen:

Updated statement: CERN stands for diversity

Gut, dass wir das jetzt wissen.

Diversity of opinion ist jedenfalls nicht gemeint.


Nachtrag: Auch Steve Sailer nimmt sich auf seinem Blog dieser Geschichte an.

Nachtrag 2: Und hier ist Strumias Vortrag.

Grüne Lügen (2)

Der Dieselskandal ist ja nun wirklich bis ins Letzte durchgekaut geworden. Der betrügerische Aspekt dieser Geschichte lenkt allerdings von einem anderen, weitaus bedeutsameren ab. Gemeint sind die Grenzwerte für bestimmte Schadstoffe. Oft sind diese an der Grenze des technisch Machbaren und gelegentlich wohl auch darüber hinaus. Bei all dem Lobbying, das von Seiten der Industrie betrieben wird, fragt man sich, warum man bestimmten Grenzwertsetzungen zugestimmt hat. War es Unkenntnis? War es Feigheit? Oder war es das Vertrauen in die Schummelsoftware, die einem die Illusion vorspiegelte, die faktische Übertretung der Grenzwerte würde ohnehin nie bemerkt werden? Oder war es gar die Hoffnung, irgendwann würde man die Technologie soweit ausreizen können, dass diese Werte wieder eingehalten werden können?

Gewiss, Pressure Groups sind gefürchtet. Sie haben schließlich die Medien auf ihrer Seite. Und das Volk (oder doch eher die politisch-mediale Klasse?) erwartet verstärkte Anstrengungen für eine saubere Umwelt. Ich habe in diversen Meetings Vertreter der Industrie erlebt, die sehr grün aufgestellt waren oder sich zumindest so gaben.

Aber es gibt doch die Gesetze der Physik. Und die lassen sich nicht austricksen oder mit höherer Moral außer Kraft setzen.

Das Verdunsten bzw. Verdampfen von Wasser erfordert Energie. Und zwar beträgt die Verdampfungswärme von Wasser bei 100°C genau 0,63 kWh/kg. Somit lässt sich bei einem Wäschetrockner ziemlich präzise vorhersagen, wie viel Energie benötigt wird, um eine bestimmte Wäschemenge zu trocknen.

Ich habe vor zwei Jahren einen Trockner eines bekannten Hausgeräteherstellers gekauft. Der höchste Leistungsgrad ist "schranktrocken +", das ist eine Stufe höher als "schranktrocken". Wenn ich das recht interpretiere, dann bedeutet das: die Wäsche kann direkt aus dem Trockner genommen und in den Schrank gehängt werden. Doch weit gefehlt. In der Praxis ist die Wäsche am Ende des Programms immer noch etwas klamm, und zwar unabhängig davon, wie große die Menge war. In diesem Zustand kann man die Wäsche auf keinen Fall in den Schrank hängen.

Aber es gibt Abhilfe, und zwar ein Zeitprogramm mit dem Namen "30 Minuten extra", das man an "schranktrocken +" anhängt. Dann, und nur dann (!), ist die Wäsche wirklich schranktrocken. Tatsächlich genügen in den meisten Fällen schon 10 Minuten extra, um den gewünschten Trockengrad zu erreichen.

Das Ärgerliche an der Sache ist, dass es eben dieses Extraprogramm braucht, um das zu erreichen, was das urprüngliche verspricht.

Ich bin sicher dass die "schranktrocken+" einen Energieverbrauch innerhalb der Grenzwerte aufweist. Doch die Qualität der Leistung ist absolut ungenügend. Und um die gewünschte Qualität zu bekommen, muss ich eben einen energetischen Mehrverbrauch in Kauf nehmen.

Wie gesagt: um eine bestimmte Menge Wasser zu verdampfen, ist eine bestimmte Energiemenge nötig. Darunter geht´s nicht. Elementare Physik.

Teil 1 dieser Serie finden Sie hier.

Der Bankrott der Universitäten in den USA

Über den Verfall der Universitäten, insbesondere in den Vereinigten Staaten, wurde schon einiges geschrieben. Danisch liefert immer wieder lesenswerte Beiträge zu diesem Themenkreis, z. B. hier.

Erst kürzlich erschien dazu ein Artikel in der NZZ. Pikanterweise und sicherlich unbeabsichtigt bestätigt der etwas salbadernde Grundton des Artikels, dass das Übel der auf political correctness gebürsteten Universitäten keineswegs ein rein transatlantisches ist. Allerdings tritt dort das Problem mit Sprechverboten für unerwünschte Meinungen, Mikroaggressionen, Bafe Spaces und sonstigem Brimborium nur etwas greller ins Rampenlicht.

In Europa ist die Lage noch nicht ganz so verfahren, aber der Trend geht eindeutig in dieselbe Richtung. Und da und dort soll schon mal eine Veranstaltung einer gutmenschlichen Intervention zum Opfer gefallen sein.

Nun ja, das sind eben die Segnungen des Kulturmarxismus. Über Wesen und Wirkung dieser Ideologie gibt es eine Reihe von Artikeln im Netz. Wer Videos bevorzugt, ist hier gut aufgehoben.

Was Mikroaggressionen sind, weiß ich schon wesentlich länger als die kulturmarxistischen Theoretiker. Und zwar aus praktischer Erfahrung. Eine der Schwestern meiner Oma besaß nach außen hin ein sehr weiches, beinahe verletzliches Wesen. Wer sie aber näher kannte, wusste, dass hinter dieser weichen Schale ein sehr rauer, manche würden sagen: aggressiver Kern steckte. Und wenn ihr jemand nicht nach der Pfeife tanzte, sagte sie einfach: "Der (oder die) kann mich nicht leiden" und nahm gekonnt die Opferrolle ein. Spätestens dann konnte sie wirklich niemand mehr leiden. Aber wehe, irgend jemand sprach das offen aus.

Doch zurück zum Universitätsbetrieb. Als ich noch an der Uni studierte, hatte ich einen Studienkollegen, der nicht nur strammer Marxist war, sondern sich auch auf eine Laufbahn als Physiklehrer an einem Gymnasium vorbereitete. Als ich ihn nach einiger Zeit wieder einmal traf und ihn nach seinen beruflichen Erfahrungen fragte, erzählte er mir etwas sehr Bemerkenswertes. Als er nämlich seine erste Klasse übernommen hatte, stellte er sich vor die Schüler hin und sagte, sie sollten ihm überhaupt nichts glauben und alles kritisch hinterfragen... Dass zum kritischen Hinterfragen ein einigermaßen solides Grundwissen gehört, scheint ihm gar nicht in den Sinn gekommen zu sein. Und dass dieses Unterrichtskonzept nicht sehr tragfähig ist, sollte einem durchschnittlich geerdeten Zeitgenossen eigentlich klar sein. Nun, auch mein Kollege musste Lehrgeld bezahlen und seinen unkonventionellen Stil wieder einmotten, um hinfort wieder etwas stinknormales Wissen unters Volk zu bringen. Die völlige Anarchie seines ursprünglichen Konzept produzierte letztlich nur - Anarchie, und eben kein Verständnis für (elementare) physikalische Sachverhalte. Dies nur als Beispiel, wie man mit Ideologie an die Wand fahren kann.

Wenn ich mich zurückerinnere an die 1980er Jahre, so war das Universitätsklima damals zwar deutlich offener und liberaler als heute. Gleichwohl gab es in einigen Bereichen (auch bei uns in der Physik) sehr aktive Fachschaften, die einen sehr markanten Linkstrend aufwiesen. Nun ist die Physik zwar eine Wissenschaft, in der (im Prinzip jedenfalls) nur objektive Fakten zählen. Was aber stramme Ideologen nicht daran hindert, dem Fachbereich ihren Stempel aufzudrücken (etwa in personeller Hinsicht). Ja, selbst die Mathematik ist inzwischen von diesem Virus infiziert.

Und hierin liegt auch ein Schlüssel für das Verständnis dessen, was an den Universitäten seither geschehen ist. Denn es ist ja keineswegs so, dass die Unis holterdipolter von Außerirdischen gekapert worden wären. Was wir gegenwärtig sehen, ist nur das (vorläufige?) Ergebnis einer Entwicklung, die schon lange absehbar war. "Aktivisten" drängen auf die Schaffung bestimmter Normen, die anschließend immer weiter ausgedehnt werden. Während die europäischen Universitäten jahrhundertelang ohne Frauenbeauftragte auskamen, wurde es irgendwann Usus, an jeder Hochschule eine solche Stelle zu schaffen. Wer meinte, damit sei dem Drängen Genüge getan, wurde rasch eines Besseren belehrt. Denn schon bald musste auch jeder Fachbereich eine eigene Frauenbeauftragte haben.

Hätte irgendjemand in den 1980er Jahren vorhergesagt, dass es 2018 mehr als 200 Genderprofessuren in Deutschland geben würde, wäre er für leicht verrückt erklärt worden. Diese Professuren fielen ja nicht vom Himmel oder wurden aufgrund göttlicher Gnade geschaffen. Vielmehr steckt dahinter ein überaus professionelles Lobbying, das bis in höchste politische Kreise reicht. Und so sind wir inzwischen an einem Punkt angelangt, wo der gegenteilige Standpunkt für verrückt erklärt werden würde. Denn Genderprofessuren sind heute eben "normal". Und wer könnte etwas gegen das Normale haben?

Aber das Thema "Gender" ist eben nur ein Aspekt unserer aktuellen gesellschaftlichen Situation. In anderen Themenfeldern wurde ein ganz ähnlicher Kurs gefahren: man denke nur daran, was alles gesagt (oder besser: nicht gesagt) werden darf; an Sprechverbote, die natürlich offiziell gar nicht existieren, die aber leider "aus Sicherheitsgründen" angemessen erscheinen; an den ganzen Zinnober mit Mikroaggressionen, Safe Spaces und so weiter.

Ein entscheidender Punkt ist auch, dass viele dieser neuen "Regeln" gar nicht formal aufgestellt wurden, dass aber ein Verstoß gegen dieselben sofort harsche Konsequenzen nach sich zieht. Es genügt ein vielleicht etwas dümmlicher Witz oder eine flapsige Bemerkung, um eine verdienstvolle Karriere unverzüglich zu beenden und jemanden zur Unperson zu machen. Der Nobelpreisträger Tim Hunt ist dafür nur ein Beispiel von mehreren.

Wie die MeToo-Kampagne zeigte, genügen manchmal Gerüchte über Ereignisse, die sich vor 20 oder 30 Jahren ereignet haben sollen, um jemanden aus der Bahn zu werfen. Und das ganz ohne Gerichtsverfahren. Private Dinge (in vielen Fällen ohne jegliche strafrechtliche Relevanz) werden mit aller Gewalt an die Öffentlichkeit gezerrt, um sie gegen eine bestimmte Person einzusetzen. Und in den meisten Fällen gelingt das sogar mit Erfolg.

Ja, so sieht es aus, wenn das Private politisch wird. Die Ansätze dieser gesellschaftlichen Strömung gehen bis in die 1960er Jahre zurück. Und ihr Einfluss ist heute größer als je zuvor.

Warum "regenerativ" und nicht "erneuerbar"?

Leser dieses Blogs wissen, dass ich nicht von erneuerbaren Energien spreche, sondern grundsätzlich nur von regenerativen. Z. B. hier. Warum ist das so?

Nun, ganz einfach. Energie ist nicht erneuerbar.

Energie kann nur von einem Zustand in einen anderen übergeführt werden. Sie kann weder erzeugt noch vernichtet werden. Das ist eines der grundlegendsten physikalischen Gesetze.

Wie hat man sich das vorzustellen? Das Benzin im Tank meines Autos entspricht einer bestimmten Energiemenge. Wenn ich mit dem Auto fahre, wird ein Teil dieser Energie (Wirkungsgrad kleiner als 100%) in kinetische (also Bewegungs-) Energie umgewandelt. Wenn ich bremse, erhitzen sich die Bremsscheiben, d.h. die kinetische Energie wird in Wärme umgewandelt. Für die naturwissenschaftlich Interessierten: Es ist schon klar, dass Wärme auch nichts anderes als Bewegungsenergie (von Atomen und Molekülen) ist. Nur ist die Bewegung aufgrund von Wärme sehr ungeordnet, während die Bewegung des Automobils (im Allgemeinen) recht geordnet vonstatten geht.

Warum also regenerativ? Dieser Begriff macht Sinn, denn er zielt darauf ab, dass etwas in gleicher Weise wieder erzeugt (als re-generiert) werden kann. Wann immer die Sonne scheint, liefern meine Photovoltaik-Paneele Strom. Dieser Prozess läuft immer in gleicher Weise ab. Streng genommen, gilt das natürlich nur, solange die Sonne in gleicher Weise scheint, was im Laufe unserer kurzen Lebensspanne tatsächlich der Fall ist. Man bedenke, dass die Sonne in jeder Sekunde (!) 4 Millionen Tonnen an Masse verliert aufgrund der gewaltigen Kernreaktionen, die dort ablaufen. Glücklicherweise ist die Masse der Sonne so groß, dass wir davon, selbst im Lauf von vielen Jahren, praktisch nichts merken.

Die Sonne kann also als eine stabile Quelle angesehen werden, die uns den Betrieb regenerativer Energien ermöglicht.

Zum Vergleich: Wenn ich ein Stück Kohle verbrenne, gewinne ich während des Brennvorganges die darin enthaltene Energie (z. B. um mein Haus zu wärmen). Aber sobald nur noch ein Haufen Asche übrig ist, ist die Sache zu Ende. Hier lässt sich nichts re-generieren. Das gilt mutatis mutandis für alle fossilen Energieträger.

Der Begriff "erneuerbare Energien" suggeriert etwas, das es nicht gibt. Es handelt sich um einen grünen Propagandabegriff, der von willfährigen Medien eifrig unters Volk gebracht wird. Vielleicht ist er deshalb so erfolgreich, weil er eben immer gegenwärtig ist. Richtig wird die Sache deshalb noch lange nicht.

PV in Schottland - Nachtrag

Ich komme nochmal zurück auf mein letztes Posting. Dort wurde unter anderem dieses Bild gezeigt:

Fig. 1 Stromproduktion aus Photovoltaik (schwarz) und Stromverbrauch (rot) in Schottland

Schön zu sehen sind hier die Variationen beim Stromverbrauch, der im Sommer deutlich niedriger ist als im Winter, und bei der Stromproduktion aus PV, wo es gerade umgekehrt ist.

Wie bereits angemerkt, ist dieses Bild einem Artikel von Roger Andrews aus Energy Matters entnommen. Dort werden auch Quellen zitiert, die davon schwadronieren, Solarenergie könnte den gesamten schottischen Energiebedarf abdecken ("could power all Scottish electricity supplies").

Was hat es damit auf sich? Nun, wenn wir uns obiges Bild genau ansehen, ergibt sich der Eindruck, dass die Überproduktion des Sommers tatsächlich die PV-Stromlücke im Winter ausgleichen könnte.
Rechnen wir mal nach. Der Stromverbrauch von März bis September liegt etwas unter 3 TWh pro Monat. Überschlagsmäßig kommen wir für diese Periode auf einen Gesamtverbrauch von rund 15 TWh. In den übrigen Monaten beträgt der Strombedarf dann rund 20 TWh, während die PV-Produktion demgegenüber weit zurückfällt.

Man müsste also ca. 20 TWh an elektrischer Energie so speichern, dass sie für den ganzen Winter zur Verfügung steht. Nach derzeitigem Stand der Technik kämen bei so gewaltigen Energiemengen eigentlich nur Pumpspeicherkraftwerke in Frage.

Also schauen wir mal nach, wie es mit diesen Pumpspeicherkraftwerken aussieht. Gemäß der europäischen Statistikbehörde Eurostat gab es 2016 in der gesamten EU eine Speicherkapazität von knapp 25 GW. Diese Speicherkraftwerke produzierten im selben Jahr rund 30 TWh. Mit anderen Worten: die gesamten Pumpspeicher der EU produzierten 2016 gerade mal eineinhalb mal soviel elektrische Energie, wie Schottland allein im Winter benötigt. Von den 30 TWh gehen rund 3 TWh, also knapp 10 %, auf das Konto des Vereinigten Königreichs. Man bedenke auch, dass dies ganzjährige Werte sind, während wir im Fall Schottland nur vom Bedarf im Winter reden.

Daraus folgt: Es bräuchte fast die gesamte Speicherkapazität der EU, um allein den schottischen Strombedarf im Winter abzudecken.

Also rein rechnerisch mag die grüne Phantasie could power all Scottish electricity supplies zutreffend sein. In der Praxis klafft hier allerdings eine gewaltige Lücke, es sei denn man nimmt an, dass die gesamte EU bereits steht, um (ausschließlich) einen kleinen Teil Großbritanniens mit Strom zu versorgen. Das ist völlig abwegig.

Man fragt sich, ob mit Meldungen wie der oben genannten die Menschen manipuliert werden sollen. Denn letztlich wird eine Versorgungssicherheit suggeriert, die es zumindest mit dem jetzigen Stand der Technik nicht gibt.

Photovoltaik in Schottland und Österreich

Roger Andrews berichtet auf Energy Matters über das PV-Potential in Schottland. Wie üblich blickt der Autor hinter die Fassade grüner Propaganda und stellt Dinge richtig, die in den Manipulationsmedien gerne unter den Tisch fallen.

Schottland gehört zu den nördlichen Teilen Europas, was für die Aufstellung von Photovoltaikanlagen nicht eben vorteilhaft ist. Der Kapazitätsfaktor bewegt sich irgendwo zwischen 8 und 9% . Zur Erinnerung: Kapazitätsfaktor heißt jene Größe, die sich aus der Formel

c = kWh(prod)/(24*365*kWp)

berechnet. Kurz gesagt ist dies das Verhältnis der tatsächlich produzierten Kilowattstunden zur theoretisch möglichen Produktionskapazität bei voller Auslastung. Man kann es vereinfacht auch so formulieren: In Schottland laufen die PV-Paneele 8% des Jahres auf vollen Touren und die restlichen 92% der Zeit ist Pause.

Der Kapazitätsfaktor schwankt jahreszeitlich sehr stark. Graphisch sieht das dann so aus:

Fig. 1 Kapazitätsfaktoren dreier PV-Anlagen in Schottland. Quelle: http://euanmearns.com/solar-pv-potential-in-scotland/

In den Sommermonaten sind die Kapazitätsfaktoren mehr als zehnmal so groß wie in den Wintermonaten. Entsprechend ist auch die Stromproduktion im Sommer mehr als zehnmal so hoch wie im Winter.

Das Land besitzt etwa 40 GW an installierter PV-Leistung. Schottlands Elektrizitätsbedarf beläuft sich auf rund 35 TWh jährlich. Sowohl die Leistung der Photovoltaikanlagen als auch der Stromverbrauch sind jahreszeitlichen Schwankungen - allerdings mit unterschiedlicher Intensität - unterworfen. In der Praxis sieht das dann so aus:

Fig. 2 PV-Produktion und Stromverbrauch in Schottland. Quelle: http://euanmearns.com/solar-pv-potential-in-scotland/

Es ist das übliche Bild: Eklatante Überproduktion in den Sommermonaten, wenn der Verbrauch gering ist, und signifikante Unterproduktion im Winter, wo der Verbrauch seine Höchstwerte erreicht.

Könnte man die Überproduktion des Sommers so speichern, dass sie für die kalte Jahreszeit zur Verfügung stünde, wäre es in der Tat möglich, den gesamten Jahresbedarf mit PV zu decken. Allerdings benötigte man dafür Speicherkapazitäten in der Größenordnung von 20 TWh, was auf absehbare Zeit klar jenseits der gegenwärtigen Möglichkeiten liegt.

Wie sieht es zum Vergleich in Österreich aus? Wie bereits in einem früheren Posting besprochen, habe ich Zugang zu den Daten einer PV-Anlage in Linz, die im privaten Rahmen betrieben wird.

Das Verhältnis aus Eigenproduktion und Stromverbrauch stellt sich bei dieser Anlage folgendermaßen dar:

Fig. 3 PV-Produktion und Stromverbrauch einer PV-Anlage in Linz 

Auch hier hervorstechend das Auseinanderklaffen zwischen Produktion und Verbrauch im jahreszeitlichen Ablauf. Die PV-Anlage ist mit 2,4 kWp etwas unterdimensioniert, sodass auch im Sommer nicht der gesamte Verbrauch durch Eigenproduktion gedeckt werden kann.

Was den Kapazitätsfaktor dieser Installation betrifft, sei auf folgende Graphik verwiesen, die sich aus den Produktionsdaten der letzten Jahre ergeben:

Fig. 4 Kapazitätsfaktor einer PV-Anlage in Linz. Gemessene Werte (blau) und Trendlinie (schwarz). Baujahr 1996. 

Der mittlere Kapazitätsfaktor im Jahreslauf beläuft sich auf 9-10% mit leicht fallender Tendenz. Die Anlage ist seit 22 Jahren in Betrieb.

Verglichen mit Schottland erlaubt die Nutzung der Photovoltaik etwas höhere Ausbeuten im nördlichen Österreich. Allerdings sollte man auch hier keine Wunder erwarten. Der Kapazitätsfaktor einer Anlage in Linz liegt etwa 1-2 Prozentpunkte über jenen, die man für schottische Verhältnisse erwarten darf.

Ansonsten gibt es hier wie dort gewaltige Schwankungen der Stromproduktion zwischen einzelnen Monaten, die einer dem Verbrauch angepassten Versorgung eindeutig im Wege stehen. Das zentrale Problem ist - wie immer bei regenerativen Energien - die Schaffung entsprechender Speicherkapazitäten.

Gelenktes Wissen

In manchen Ländern gibt es eine sogenannte gelenkte Demokratie.

Auf YouTube gibt es demnächst das Format gelenktes Wissen. Offenbar hat man sich dort das Ziel gesetzt, die Menschheit vor falschen Ideen zu schützen.

Konkret: Wann immer die bösen Klimaleugner ihre Stimme erheben, sollen die unschuldigen Zuhörer mit Einblendungen über die "wahren Fakten" informiert werden, auf dass der Klimakirche keine Seele verloren gehe.

So wie einst die Kirche wacker Exorzismus betrieb, will die Medienplattform damit gegen Falschinformationen und Verschwörungstheorien ankämpfen. Ein hehres Ziel.

Der Medienkonsument als Volltrottel, der ohne diese "Fakten" der Verdammnis ausgeliefert wäre. Eigenes Denken wird wohl für unmöglich gehalten und ist vielleicht auch gar nicht erwünscht.

Notizen zum E-Auto (3)

Im vorigen Beitrag zu dieser kleinen Serie ging es um die Energieversorgung der batteriebetriebenen Autos.

Nun weiß man seit einiger Zeit, dass die regenerativen Energien sehr schwankungsanfällig sind. Es gibt zum Teil längere Phasen, wo der Wind in Deutschland fast gar nicht weht, und solche, wo die Rotoren tagelang am Anschlag drehen. Diese ungleichmäßige Stromproduktion hat zur Folge, dass ständig ein eigener (konventioneller) Kraftwerkspark in Bereitschaft gehalten werden muss, um im (gar nicht so seltenen) Notfall einspringen zu können. Ein Teil dieser Schwankungen kann über Exporte (zum Freundschaftspreis) ausgeglichen werden.

In den letzten Jahren hat sich die Menge des aus Deutschland exportierten Stroms enorm gesteigert. Betrachtet man den Saldo aus Importen und Exporten, so ergibt sich folgendes Bild (Quellen hier und hier):

Fig. 1 Netto-Stromexportsaldo Deutschlands. Der Trend geht eindeutig nach oben. 

2015 waren das über 50 TWh, die per Saldo in die Nachbarländer gingen.

Wie sieht es nun mit dem Energiebedarf im Straßenverkehr aus? Nach der deutschen Statistikbehörde Destatis betrug der Energieverbrauch im Pkw-Verkehr im Jahr 2015 421 TWh. (Destatis gibt die Werte in Petajoule PJ an, Umrechnung in TWh von mir).

Gehen wir wie im vorigen Posting davon aus, dass sich der Verbrauch der Stromer etwa auf ein Viertel (25%) des entsprechenden Wertes für die fossil betriebenen Pkws reduzieren könnte (eine sehr optimistische Annahme), dann hätten wir immer noch einen Energiebedarf von 105 TWh. Das ist mehr als doppelt soviel wie der Stromüberschuss, der ins Ausland geliefert wird.

Mit anderen Worten: Selbst wenn es gelänge, die gesamte Überschussproduktion aus Windkraft und Photovoltaikanlagen in die Batterien von Pkws zu stecken, wäre das unter den günstigsten Voraussetzungen erst die Hälfte dessen, was man bräuchte, um die Mobilität auf gegenwärtigem Niveau aufrechterhalten zu können.

In dieser Rechnung ist weder der Schwerverkehr, noch der Betrieb von Bussen und Kleintransportern enthalten. Und natürlich ist damit noch gar nichts über die schwankende Verfügbarkeit der Regenerativen gesagt. Wie lädt man eigentlich Autobatterien mit regenerativen Quellen, wenn im Winter über mehrere Tage kein Wind weht?


Hier die Links zu den bisherigen Beiträgen:
Teil 1
Teil 2

Notizen zum E-Auto (2)

E-Autos seien, so heißt es jedenfalls, technisch wesentlich einfacher zu bauen als konventionelle Automobile. Sie hätten u.a. weniger bewegliche Teile. Das ist ja alles gut und schön.

Aber man fragt sich angesichts dessen, warum

1) E-Autos um soviel teuer sind als normale Fahrzeuge, und
2) warum Tesla so einen großen Produktionsrückstand hat.

Man sollte meinen, dass die Stromer nur so wie die warmen Semmeln vom Band rollen, wenn sie schon so einfach zu fertigen sind.

Davon abgesehen, gibt es eine gewaltige Diskrepanz zwischen der Anzahl von Medienmeldungen über E-Autos und der tatsächlichen Anzahl von strombetriebenen Fahrzeugen auf unseren Straßen. Nun gut, da ist auch eine Menge (politischer) Propaganda dabei.

Letztens ging es hier um die Reichweite von Elektrofahrzeugen. Auch hier wird ordentlich am Medienrad gedreht. Doch die Reichweite ist nur eine Seite der Medaille. Die andere Seite ist die der Energieversorgung. Also der Bereitstellung einer ausreichenden Menge an Strom.

In Deutschland wurden 2016 rund 620 TWh für den Straßenverkehr benötigt. Das entspricht in etwa dem 50-fachen der jährlichen Produktion des Kernkraftwerks Isar 2. Mit anderen Worten: es bedürfte der Errichtung von 50 Kernkraftwerken vergleichbaren Typs, um die Energie bereitzustellen, die im deutschen Straßenverkehr verbraucht wird.

Nun werden manche einwenden, E-Autos brauchen grundsätzlich weniger Energie pro gefahrenem Kilometer. Der Energieverbrauch würde also zurückgehen. OK, also rechnen wir nach.

Ein BMW X1 Diesel braucht ca. 60 kWh pro 100 km. Das ist ein langjähriger Durchschnittswert. Ein BMW i3 braucht rund 15 kWh pro 100 km, so ein Kollege, der ein solches Auto fährt. Nun hinkt der Vergleich insofern, als der X1 wesentlich mehr Platz bietet als der i3. Bei vergleichbarer Austattung würde ich den Verbrauch des i3 doch etwas höher ansetzen. Aber bleiben wir der Einfachheit halber bei den obigen Zahlen, woraus sich ein Verhältnis von 4:1 ergibt.

Dann hätte der Verbrenner in etwa den vierfachen Energiebedarf eines E-Autos. Will heißen, dass der Energiebedarf von Elektrofahrzeugen nur noch ein Viertel dessen beträgt, was konventionelle Autos brauchen. Der gesamte Energieeinsatz im Straßenverkehr würde somit auf 155 TWh sinken, und man bräuchte nur noch 13 Kernkraftwerke obigen Typs, um die entsprechende Strommenge zu erzeugen.

Das ist also die zusätzliche (!) Kraftwerkskapazität, die erforderlich ist, um Deutschlands Straßenverkehr vollständig zu elektrifizieren. Diese Überlegungen gehen von extrem günstigen Voraussetzungen für die Elektromobilität aus. Dabei wurde unter anderem der gesamte Schwerverkehr mit einbezogen, obwohl zur Zeit völlig unklar ist, ob dieser so einfach mit Strom betrieben werden kann wie der private Fahrzeugpark.

Wer die Verhältnisse in Deutschland kennt, weiß, dass der Bau neuer Kernkraftwerke dort auf absehbare Zeit völlig ausgeschlossen ist. Gleichzeitig wurde jetzt auch der Ausstieg aus der Kohleverstromung in die Wege geleitet. Woher soll also der Strom für all die E-Autos kommen? Aus regenerativen Quellen? Sind die überhaupt ausreichend? Mehr dazu in einem anderen Posting.

Notizen zum E-Auto (1)

Gestern berichtete die Presse über eine neue Studie, wonach die durchschnittliche Reichweite von E-Autos zwischen 2016 und 2017 um 10% zugelegt habe und nunmehr bei rund 300 km liege. Der Grund dafür sei in erster Linie die gestiegene Batteriekapazität.

Das ist zwar immer noch ein gewaltiges Stück hinter der Reichweite von Verbrennern, aber immerhin erlauben uns diese Zahlen eine vorsichtige Schätzung, wie es mit den E-Autos in dieser Hinsicht weitergehen könnte. Dieselfahrzeuge können problemlos 1000 km ohne Auftanken fahren.

Nehmen wir an, dass die Reichweite in ähnlichem Tempo ansteigt (also jeweils um 10% gegenüber dem Vorjahr), dann würde die 1000 km-Schwelle in etwa 13 Jahren gerissen. Das wäre im Jahr 2031.

Dann und nur dann wären die E-Autos mit den Verbrennern konkurrenzfähig (vorausgesetzt, dass die Kofferraumkapazität nicht darunter leidet). Von der Fahrzeugseite her wären die beiden Typen dann gleichwertig.

Allerdings hat das E-Auto auch ein kleines Problem mit der allgemeinen Energieversorgung, insbesondere, wenn deren Anzahl sehr groß wird. Mehr dazu in einem anderen Posting (siehe auch hier).

Zum Schluss sei nochmals darauf hingewiesen, dass es sich bei meiner Abschätzung um eine extrem vereinfachte Extrapolation eines (kurzen) Trends in die Zukunft handelt. Kein Mensch garantiert uns, dass die Steigerungsrate der E-Auto-Reichweite sich in dieser Weise fortsetzt. Ich persönlich habe daran meine Zweifel.

Aber wenigstens haben wir jetzt ein Datum, an dem wir die Reichweite einem erneuten Test unterziehen können. Und dann sehen wir ja, wie es mit dem Zuwachs der Batteriekapazität ausgesehen hat. Also nicht vergessen: 2031.

Die NASA - 60 Jahre und kein bisschen weiter

Heute vor 60 Jahren, am 29. Juli 1958, wurde die National Aeronautics and Space Administration (NASA) gegründet (siehe auch hier). Es handelt sich also um die nationale Luft- und Raumfahrtbehörde der USA.

Nach einer kurzen und stürmischen Anfangsphase wurden bereits in kurzer Zeit hohe Ziele erreicht. Fast genau elf nach Jahre nach der Gründung der NASA setzte der erste Mensch seinen Fuß auf den Mond. Ein technologisches Wettrennen mit der Sowjetunion, bei dem man zunächst im Hintertreffen war (Sputnik, Gagarin), wurde schließlich gewonnen. Weitere Mondlandungen folgten.

Ich kann mich noch vage an Fernsehbilder erinnern, die das weltbewegende Ereignis zeigten. Insbesondere erinnere ich mich daran, wie die Raumkapsel an Fallschirmen im Meer landete und die Astronauten geborgen wurden. Ich bin mir allerdings nicht sicher, um welche der Mondmissionen es sich dabei handelte. Wahrscheinlich eher um eine der letzteren. Ob wir 1969 schon einen Fernseher hatten, kann ich nicht mit Bestimmtheit sagen.

Im Rückblick betrachtet, stellt die Mondlandung einen Kulminationspunkt menschlichen Forscherdranges dar. Es ging darum, ein bestimmtes Ziel mit allen verfügbaren Kräften zu erreichen.
Vor wenigen Jahren besuchte ich das Kennedy Space Center. Wenn man sich die dort vorhandenen historischen Quellen ansieht, wird klar, warum damals möglich war, was heute (mit deutlich besserer Technologie) kaum noch möglich erscheint. Man sehe sich diese Rede von John. F. Kennedy an. Hier überbietet sich ein US-Präsident nicht in endlosem Geseier von politischer Korrektheit, wie etliche seiner Nachfolger. Stattdessen werden hohe Ziele gesteckt in dem Bewusstsein, dass es nicht leicht sein und Opfer fordern wird.

Kennedy selbst ist in diesem Zusammenhang nichts weiter als der Kristallisationspunkt einer Generation, deren Denken in eben solchen Bahnen verlief. Eine Herausforderung annehmen und sie erfolgreich meistern. Die Zukunft ist besser als die Gegenwart und sie belohnt die Wagemutigen. So wurde auch Amerika entdeckt.

Verglichen damit erscheint das gegenwärtige Denken kleingeistig und von Ängsten und Selbstzweifeln geplagt. Das gilt auch für die NASA, die (damals wie heute) dem Zeitgeist unterworfen ist. Aber noch nie hat jemand ein Ziel erreicht, der seine Zweifel nicht erfolgreich überwunden hätte. Die Zukunft erscheint voller Gefahren, denen wir hilflos ausgesetzt sind. Vor diesem Denken ist es eigentlich erstaunlich, dass die Menschen der Steinzeit jemals den Faustkeil aus der Hand gelegt haben, um ihn gegen ein Werkzeug aus Metall zu ersetzen.

Die nächste Sau durchs Wissenschaftsdorf - KI

Auf Danischs Blog gibt es eine lustig zu lesende Beschreibung des gegenwärtigen Hypes um Künstliche Intelligenz (KI). Als Informatiker ist er ja wesentlich näher dran an diesen Dingen, als Politiker es je sein könnten. Und so ist seine Sicht auf die KI wesentlich abgeklärter als die jener, die sich zu Propagandisten eines neuen Zeitalters aufschwingen, in der Hoffnung, das Wohlwollen der Medien und, ja vielleicht auch, die eine oder andere Wählerstimme zu ergattern.

Andererseits sollten wir nicht zu hart mit der politischen Klasse in Gericht gehen. Ihre Vertreter reden ja oft (manche meinen: zu oft) über Dinge, von denen sie keine Ahnung haben. Aber nicht nur das. Gelegentlich werden zur Entscheidung gesellschaftlich relevanter Fragen Kommissionen gebildet, deren Mitglieder von eben diesen Fragen nicht so richtig Ahnung haben. Man könnte auch sagen: Ahnungslose bilden Kommissionen aus Ahnungslosen, damit die ahnungslosen Menschen ("da draußen") eine Ahnung davon kriegen, wohin die Reise geht. Das wichtigste Marschgepäck auf dieser Reise ist keineswegs ein fundiertes Fachwissen, sondern vielmehr ein gerüttelt Maß an höherer Moral. Und schon ist die Energiewende auf dem Weg.

Irgendwie habe ich den Eindruck, dass, je mehr Politiker sich in die Bereiche Forschung und Innovation einmischen, umso weniger Relevantes dabei herauskommt (vor allem im Verhältnis zur eingesetzten Geldmenge). Oder wurde das iPhone aufgrund eines politischen Programms entwickelt? Waren Dinge wie das Internet, die Waschmaschine, der Geschirrspüler und das Röntgengerät die Früchte tiefschürfender politischer Projekte? Aber gewiss lässt sich mit KI wieder neues Kanonenfutter für die Start-Up-Szene gewinnen.

Auf einer internationalen Konferenz zum Thema Innovation unterhielt ich mich mal mit einen höheren Beamten eines Forschungsministeriums (das Land spielt dabei keine Rolle). Wir redeten über Patente, und er meinte sinngemäß, wenn man soundso viel Millionen hineinsteckt, kommen soundso viele Patente raus. Die statistische Korrelation dahinter ist sicherlich richtig, wie ich aus eigener Erfahrung weiß. Dennoch ist es ein Trugschluss, daraus eine kausale Ertragskette zu machen in der Art: Wenn ich nur ein paar Millionen einsetze, dann bekomme ich dafür ganz bestimmt eine gewisse Anzahl von Patenten.

Aber erstens ist Patent nicht gleich Patent. Manche sind profitabler als andere, mitunter sogar extrem profitabel, andere dienen nur dazu, Entwicklungen von Konkurrenten zu blockieren. Und zweitens, und das ist das Entscheidende, kommen Patente nicht in die Welt wegen der zuvor eingesetzten Millionen, sondern ausschließlich, weil sich im Oberstübchen eines Tüftlers eine neue Idee eingenistet hat. Diese Vorstellung schien dem Ministerialbeamten völlig fremd zu sein. Soviel zur Nähe zwischen Ministerien und Forschungspraxis. Politiker sind bekanntlich noch weiter davon entfernt.

Nun also die Künstliche Intelligenz. Kann sie helfen, wo die natürliche fehlt? Schaun mer mal.

Zum Ausklang noch einige Zitate, wobei es völlig egal ist, aus welchem Mund die jeweilige Sprechblase kommt, weil Sprecher und Blasen beliebig austauschbar sind.

"Ich erwarte, dass Wissenschaft sich besser erklärt. Sie muss raus aus ihrem Kämmerchen." (Vergleichbares hört man seit vielen Jahren.)

"Vielen in der Wissenschaft ist gar nicht klar, dass es Leute gibt, für die es eben nicht so selbstverständlich ist, dass wir die Wissenschaft in einem solchen Umfang finanzieren." (Den Wissenschaftlern, die ich kenne, ist das durchaus klar.)

"Künstliche Intelligenz durchdringt immer mehr Lebensbereiche und ist ein wichtiger Faktor für wirtschaftliche Entwicklung." (Gab es VOR der KI keine wirtschaftliche Entwicklung?)

"Die Nutzung Künstlicher Intelligenz soll verantwortungsvoll und zum Wohle der Gesellschaft vorangebracht und neue Wertschöpfungspotenziale sollen erschlossen werden." (Fehlen nur noch die Dauerschlagworte nachhaltige Entwicklung und soziale Gerechtigkeit).

"Richtig gestaltet ist KI ein wichtiger Schlüssel für Wachstum und Wohlstand." (und WER gestaltet richtig und vor allem WIE?)

42 Bäume

In seiner aktuellen Blowout Week verweist Euan Mearns auf einen Medienartikel über Zusammenstöße zwischen Polizei und Demonstranten in Apulien. Der Grund: 42 alte Olivenbäume müssten zugunsten der Trans Adriatic Pipeline zeitweilig umgepflanzt werden. Nach Abschluss der Arbeiten für die Pipeline sollen die Bäume wieder an ihren Originalstandort rückgepflanzt werden.  Insgesamt bis zu 10.000 Bäume sollen im Rahmen dieses Projekts eine derartige Behandlung erfahren.

Merkwürdig: In Deutschland wurden für den Ausbau von Windkraftanlagen mindestens ebenso viele Bäume gefällt (nicht temporär umgepflanzt!) und bestehende Wälder mit hässlichen Narben übersät. Von gewaltsamen Auseinandersetzungen mit der Polizei ist dabei nichts bekannt geworden. Woran das wohl liegen mag?

Ist Kernenergie ein Auslaufmodell?

In Europa wahrscheinlich ja.

Aber weltweit ist die Kernenergie auf dem Vormarsch. Hier die Prognose der Internationalen Energieagentur bis 2040:

Insbesondere China, Indien und Russland legen kräftig zu.

Werden Europas Windräder und Solarpanele da mithalten können? Rhetorische Frage.

Energiedichte

Ich komme nochmal auf mein voriges Posting zurück.

Der Akku meines Rasenmähers hat eine Kapazität von 93,6 Wh und wiegt 1,2 kg.
Daraus ergibt sich eine Energiedichte von etwa 0,1 kWh/kg oder anders gesagt: 100 Wh/kg.

Das entspricht der Energiedichte von Lithium-Ionen-Batterien.

Zum Vergleich: Benzin und Diesel enthalten rund 12 kWh pro kg. Das ist grosso modo mehr als das 100-fache meines Rasenmäherakkus.

Mit anderen Worten: Um die Energiedichte gegenwärtiger Batterien auf den Wert von Benzin und Diesel (den Hauptträgern der Mobilität) zu steigern, ist noch ein gewaltiger Fortschritt vonnöten.

Energieverbrauch beim Rasenmähen

Hier wieder mal ein Beispiel aus der Praxis.

Kürzlich habe ich den Rasen gemäht. Rasenfläche gut 400 qm. Ich benutze einen elektrischen Rasenmäher (letztes Jahr gekauft) mit einem Akkupack. Der Akku hat eine Kapazität von 93,6 Wh, also fast 0,1 kWh. Für die gesamte Rasenfläche benötigte ich knapp 3 Akkus. Grosso modo war mein Energiebedarf 0,3 kWh für eine Fläche von 400 Quadratmetern.

Oder anders gesagt: 0,075 kWh pro 100 qm.

Wieviel macht das pro Jahr aus? Angenommen wir mähen einmal pro Woche in der warmen Jahreszeit, also von März bis Oktober: macht rund 25 Schnitte. Dann komme ich auf einen Gesamtverbrauch von 1,875 kWh pro 100 qm. Oder, bezogen auf meinen Rasen, 7,5 Kilowattstunden.

Überflüssig zu sagen, dass dies nur Richtwerte sind. Die Energie, die ich zum Bewegen des Mähers und zum Entsorgen des Rasenbehälters (wo sich das geschnittene Gras ansammelt) brauche, ist hier nicht berücksichtigt. Außerdem macht es einen Unterschied, wie lang das Gras ist und ob es feucht oder trocken ist. Aber das sind Spitzfindigkeiten, die eher dazu geeignet sind, das Wesentliche zu verschleiern, als dass sie zur Klarheit beitrügen.

Und das Wesentliche klar zu machen, darum geht es hier.

Grüne Lügen (1)

Heute starte ich eine kleine Serie, die in unregelmäßigen Abständen Beispiele für die Verlogenheit grünen Denkens präsentieren soll.

Den Anfang macht die Aberdeen Bay Offshore Wind Farm, über die Euan Mearns auf Energy Matters berichtet. Gleich zu Beginn kommt der Autor zur Sache:

After about 15 years in planning, the long awaited and largely hated Aberdeen Bay wind farm has taken shape in recent weeks. I seem to recall early reports saying that the turbines, located on the horizon, would be barely visible from shore. Well that was a lie.

Hier ein Foto von der "kaum sichtbaren" Windfarm:

Weiters schreibt Euan Mearns:

The huge towers completely dominate the once unspoiled and beautiful scenery of Balmedie Beach. Those who see this as environmental protection have sick minds.

Dem ist nichts hinzuzufügen.

Bemerkenswert auch die Situation der regenerativen Energien in Schottland. Einem Strombedarf von 5,5 GW steht dort eine installierte Leistung von 10,1 GW (Ende 2017) gegenüber. Dazu kommen in Kürze noch 7,8 GW an Windkraft, die sich gegenwärtig in Bau befinden bzw. deren Errichtung bereits genehmigt wurden.

In absehbarer Zeit werden also in Schottland 17,9 GW an regenerativen Stromerzeugern das liefern, was 5,5 GW an konventioneller Kraftwerksleistung mühelos bereitstellen könnten. Und natürlich muss es trotz der üppigen Ausstattung mit Windrädern noch ausreichende Backup-Kapazitäten geben. Denn auch in Schottland macht der Wind gelegentlich Pause.

Anmerkungen zu Irenäus Eibl-Eibesfeldt (1928-2018)

Vor wenigen Tagen verstarb der österreichische Verhaltensforscher Irenäus Eibl-Eibesfeldt. Obwohl ich selbst als Physiker wenig mit dessen Forschungsfeld zu tun hatte, habe ich seine Bücher stets mit brennendem Interesse gelesen. Er war in gewisser Hinsicht ein Forscher "mit Charakter", etwas das man vom gegenwärtigen wissenschaftlichen Personal nicht immer behaupten möchte. Empirie stand für ihn stets am Anfang aller Spekulation und Hypothesenbildung, Ideologie hingegen war nicht stilbildend.

Eibl-Eibelsfeldts Name begegnete mir in den Anfangssemestern meines Studiums, und zwar eher indirekt, als ein paar linke Kommilitonen seine Schriften in Bausch und Bogen verdammten. Damit war mein Interesse geweckt. Ich wollte wissen, was denn der so Schreckliches produzierte. Und ich fand einen Forscher, der mit Akribie und Sorgfalt an seinen Gegenstand herantrat und möglichst viel empirisches Material zusammentrug, um daraus Schlussfolgerungen zu ziehen.

Ich konnte an diesen Schriften nichts Verwerfliches finden. Im Gegenteil, seine Vorgehensweise verdiente Respekt und Anerkennung. Natürlich musste man seine Theorien nicht eins-zu-eins gut finden. Aber das verlange er auch von niemandem.

Umso bemerkenswerter waren die Angriffe, die von linker Seite gegen ihn unternommen wurden. Schließlich bedrohte sein wissenschaftliches Werk etliche Grundpfeiler der marxistischen Ideologie, so etwa die unhinterfragte Gleichheit aller Menschen oder den Mythos, dass der Mensch als unbeschriebenes Blatt zur Welt kommt, das man beliebig verformen (sprich: ideologisieren) kann. Was aber, wenn die Empirie all diese schönen Denkschablonen wiederlegt? Dann kommt wohl der sprichwörtliche Satz: Wenn die Wirklichkeit nicht mit der Theorie übereinstimmt, umso schlimmer für die Wirklichkeit.

Und so verdankte ich meinen linken Studienkollegen in indirekter Konsequenz wunderbare Einblicke in ein Forschungsfeld, das mit sonst möglicherweise verborgen geblieben wäre. Der von strammen Ideologen verfemte Irenäus Eibl-Eibesfeldt hat mein Leben bereichert und mir neue Erkenntnisse beschert. R.I.P.

3 Milliarden werden durch Global Warming sterben

... sagt der kalifornische Gouvernator Jerry Brown.

Stimmt. Auf lange Sicht sind wir alle tot. Und wenn Dummheit tödlich ist, werden´s noch ein paar mehr sein.

Mehr dazu hier.

Die Startup-Show

Auf Addendum.org gab es vor einiger Zeit einen sehr guten Artikel über den gegenwärtigen Startup-Hype. Wie nicht anders zu erwarten, wird unter dem Deckmantel der Innovationsförderung eine Medienshow abgezogen. Wurden die heutigen Giganten wie Microsoft, Google etc. in ihrer Startup-Phase mit ähnlichem Bohey gefeiert? Natürlich nicht, denn damals wusste ja noch keiner, was aus diesen jungen Unternehmen einmal werden würde. Später, als dann der wirtschaftliche Durchbruch kam, waren auch die Medien an Bord. Aber da war der Käse schon gegessen.

Es geht den Medien in erster Linie um ihren eigenen Rummel. Alles andere ist sekundär. Bestenfalls. Dazu kommen noch Politiker, die auch gerne von dem positiven Image der Startup-Szene profitieren wollen. Medien und Politik, das ist eigentlich immer eine pikante Mischung zweier Berufsbilder, die wechselseitig voneinander abhängen. Und die Korruption ist auch nicht weit weg.

Lässt sich der Stromverbrauch mit demand response steuern?

Nochmals ein Blick auf den Energieblog Energy Matters. Dort geht Roger Andrews der Frage nach, ob demand response den privaten Stromverbrauch beeinflussen kann.

Was versteht man unter demand response? Nun, damit ist Steuerung des Verbrauchs über den Preis gemeint. Mit anderen Worten: die Behörden hoffen, über das Preissignal den Stromverbrauch regulieren zu können. Wie fast immer, wenn grün angehauchte Politkasperl sich etwas ausdenken, ist auch hier mehr Wunschdenken als Realpolitik im Spiel. Denn der tatsächliche Effekt der demand response ist bestenfalls dürftig.

Roger Andrews zeigt dies an zwei Beispielen. Zum einen geht es um die Verbrauchsdaten in Dänemark zwischen 2006 und 2016. Zum anderen wirft er einen Blick auf Kalifornien in den Jahren 2010 bis 2016.

In Dänemark ging innerhalb des betrachteten Zeitraums der Strompreis um etwa 20% nach oben, während der Verbrauch um rund 10% sank. (Anmerkung des Verfassers: Die Verbrauchskurve flachte in den letzten beiden Jahren ab, obwohl die Preise zulegten. Es stellt sich die grundsätzliche Frage, wieviel noch weiter eingespart werden kann. Irgendwo gibt es da auch eine Grenze.)

In Kalifornien geht man einen etwas anderen Weg. Dort sind die Strompreise verbrauchsabhängig, d.h. zu den Spitzenzeiten zahlt man einen deutlich höheren Preis als zu den verbrauchsärmeren Zeiten. An Wochentagen zahlt man für die kWh 48 Cent zwischen 14:00 und 20:00, während zwischen 22:00 und 8:00 morgens 12 Cents/kWh anfallen (Preise der Southern California Edison-Elektrizitätsgesellschaft). Sieht man sich die kalifornischen Daten an, so zeigt sich keine Reduktion des Verbrauchs im betrachteten Zeitraum. Es sehr mageres Ergebnis.

Die Details dieser Analyse gibt es hier.

Energiespeicher - Ist Gravitricity die Lösung?

Die regenerativen Energien leiden bekanntlich unter ihrer Unzuverlässigkeit. Oder anders gesagt: sie sind nicht immer dann ausreichend verfügbar, wenn man sie braucht. Um die Flatterhaftigkeit ihrer Verfügbarkeit auszugleichen, braucht es große Speicherkapazitäten.

Dafür in Frage kämen Pumpspeicher oder riesige Batterien. Doch es gibt auch andere Konzepte, die eine Lösung denkbar machen. Eines davon ist Gravitricity. Dabei werden schwere Gewichte in alten Grubenschächten auf- und abwärts bewegt, um Energie zu speichern beziehungsweise wieder freizusetzen.

Ein spannendes Konzept, das allerdings nur von lokaler Bedeutung sein dürfte. Mehr dazu auf Energy Matters.

Photovoltaik in der Praxis

Wieviel Strom kann man mit einer PV-Anlage erzeugen? Die Antwort hängt von mehreren Faktoren ab: hauptsächlich davon, wo die Anlage steht und wie groß sie ist.

Hier ein Beispiel aus der Praxis. Die PV-Anlage hat eine Größe von 20 Quadratmeter, eine maximale Leistung von 2,4 kWp und wurde 1996 in Betrieb genommen. Standort: Linz an der Donau.

Theoretisch könnte diese Anlage 21024 kWh pro Jahr produzieren, wenn in allen 8760 Stunden eines Jahres die Sonne im optimalen Winkel auf die Solarpanele schiene. Das tut sie aber nicht.

In den Jahren 2014 bis 2017 gab es in Linz im Mittel 1853 Sonnenstunden. Das führte zu einer jährlichen Ausbeute von rund 2100 kWh zwischen 2014 und 2016, im letzten Jahr (2017) war es nur knapp über 1700 kWh (und das, obwohl die Zahl der Sonnenstunden deutlich über dem Durchschnitt lag).

Das sind Jahresmittelwerte, die relativ konstant sind. Im Monatsvergleich sind die Solarstromausbeuten extrem unterschiedlich, wie folgendes Bild zeigt:

Fig. 1 Monatliche PV-Ausbeute einer Anlage in Linz

In den dunklen Monaten November bis Januar kommt man kaum auf 100 kWh, während es zwischen Juni und August schon mal 300 kWh und mehr sein können.

Diese Graphik zeigt auch sehr deutlich, wie die Solarproduktion in den ersten Monaten des Jahres 2017 gegenüber den früheren Werten zurückbleibt. Der Grund dafür ist noch nicht hinreichend geklärt.

Ein ähnliches Bild ergibt sich, wenn wir uns die Ausbeute in Kilowattstunden pro Kilowattpeak (kWh/kWp) anschauen:

Fig. 2 Spezifische Ausbeute in kWh/kWp

Der Vorteil dieser Darstellung ist, dass sich hier die Produktionswerte von Anlagen unterschiedlicher Größe leichter vergleichen lassen. Die spezifische Ausbeute sollte im wesentlichen nur vom Standort der PV-Anlage abhängen. Anders gesagt: In Spanien bekommt man pro kWp mehr kWh heraus als am Nordkap.

Die Anlage ist schon seit mehr als 20 Jahren in Dienst. Leider liegen mir aus den ersten Betriebsjahren keine Daten vor. In den letzten Jahren war die Leistung aber relativ konstant. Aus den vorliegenden Daten lässt sich keine Abschwächung der Leistungsfähigkeit der PV-Panele erkennen.

Energiewende - Risiken im Kraftwerkspark

Nun, auf die Deutschen kommt einiges Ungemach zu. Zumindest was den Kraftwerkspark betrifft.

Der kräftige Ausbau der Regenerativen hat dazu geführt, dass konventionelle Kraftwerke kaum noch wirtschaftlich zu betreiben sind. Der Verfall der Aktienkurse von E.ON und RWE legt dafür beredtes Zeugnis ab.

Wer noch nicht völlig vom grünen Denken verblödet ist, wird schnell erkennen, dass die Bereitschaft, neue fossile Kraftwerke (Kohle oder Gas) zu bauen, relativ niedrig sein wird, wenn sich mit diesen Energieträgern kein Geld verdienen lässt.

Aber es geht nicht nur ums Geldverdienen. Es geht darum, dass etliche Gigawatt an konventionellen Kraftwerken vorgehalten werden müssen, damit diese einspringen, wenn Wind und Sonne wieder mal Pause machen.

Und Kraftwerke haben, wie alle Dinge um uns herum, die Eigenschaft zu altern. Bis sie außer Dienst gestellt und durch neue ersetzt werden. Ja, wenn es denn neue gibt. Siehe oben.

Erst kürzlich wurde wieder auf diese Problematik hingewiesen.

Bereits heute sei absehbar, dass es Ende 2022 nicht mehr genug konventionelle Kraftwerke geben werde, um den Ausfall der erneuerbaren Energien, etwa während einer „kalten Dunkelflaute“ im Winter, vollständig zu kompensieren. 

Das wird spannend. Um welche Größenordnungen es geht, wird hier deutlich:

Insgesamt sinkt die gesicherte Stromerzeugungsleistung in Deutschland von heute rund 90.000 Megawatt auf 75.300 Megawatt. Damit könne die Jahreshöchstlast von absehbar 81.800 Megawatt nicht mehr gedeckt werden.  

Doch es geht nicht nur um Deutschland. Gründenk hat auch andere Länder erfasst:

„Auch im EU-Ausland wird gesicherte Leistung in Form konventioneller Kraftwerke abgebaut“, warnte der BDEW-Chef: „Und: Die Zeiten, in denen sehr viel Strom nachgefragt wird, sind in Mitteleuropa nahezu deckungsgleich.“

Das wird dann noch spannender.

Die Vorlaufzeit bis zur Inbetriebnahme eines neuen Kraftwerks beträgt mindestens fünf Jahre. Höchste Zeit also, die erforderlichen Kapazitäten aufzubauen. Ob und in welchem Umfang das geschehen wird, werden wir schon bald sehen. Denn 2023 ist nicht mehr weit.