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Grimm, H.:

Blog: Klima, Energie und CO2

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zuletzt aktualisiert am 09.04.2022

Auf dieser Seite werden Kurzbeiträge zum o.g. Thema in unregelmäßigen Abständen veröffentlicht. Blogs zu weiteren Themen sind auf der Sitemap verlinkt: Sitemap/Blogs



Inhalt:
Installierte Leistung und tatsächliche Stromerzeugung
Energie-"Erzeugung": ein unzulässiger Begriff?
Die CO2-Bilanz der Elektrifizierung



Installierte Leistung und tatsächliche Stromerzeugung
09.04.2022

Immer wieder werden Zahlen zum geplanten Ausbau der erneuerbaren Energieezeugung genannt, in der Regel in GW (Gigawatt). Zum Verständnis dieser GW-Angaben muss man wissen:

Es handelt sich jeweils um die sogenannte "installierte Leistung". Das ist die elektrische Leistung, die eine Anlage unter günstigsten Bedingungen hervorbringen kann. Konventionelle Energieerzeuger, einschließlich Kernkraftwerke, können grundsätzlich im Jahresdurchschnitt mehr als 90 % ihrer installierten Leistung auch tatsächlich ins Stromnetz einspeisen (sofern entsprechender Strombedarf besteht). 100 % sind es praktisch nie, weil jedes Kraftwerk wegen notwendiger Wartungen und Reparaturen immer wieder für einige Zeit heruntergefahren werden muss. Vorausgesetzt, es ist stets ausreichend Wasser bzw. Biomasse verfügbar, gilt das Gesagte auch für Wasser- und Biomasse-Kraftwerke.

Bei Solar- und Windkraftanlagen, für die selten optimale Sonnenschein- bzw. Windbedingungen gegeben sind, sind die elektrischen Jahresdurchschnittsleistungen sehr viel geringer als die jeweilige installierte Leistung. Aus öffentlich zugänglichen detaillierten Datensätzen der Bundesnetzagentur zu Stromerzeugung und installierter Leistung [smard.de] kann für die vergangenen Jahre ermittelt werden, welche tatsächliche mittlere Leistung einer bestimmten installierten Leistung entspricht. Als Faustregel gilt:
  • Solaranlagen generieren nur ca. 10 % ihrer installierten Leistung.
  • Windkraftanlagen an Land generieren ca. 20 % ihrer installierten Leistung.
  • Windkraftanlagen auf See generieren ca. 40 % ihrer installierten Leistung.
Laut [Kranz, Beate, Goslarsche Zeitung, 07.04.2022, S.6] sollen nach aktuellen Plänen der Bundesregierung in 2030 insgesamt installiert sein:
  • 215 GW Solarstromanlagen (tatsächlich durchschnittlich ca. 22 GW)
  • 115 GW Windkraftanlagen an Land (tatsächlich i.D. ca. 23 GW)
  • 30 GW Windkraftanlagen auf See (tatsächlich i.D. ca. 12 GW)
Falls das gelingt, würden in 2030 also i.D. ca. 62 GW elektrische Leistung durch Solar- und Windkraft erzeugt werden.

Im gleichen Zeitungsartikel wird ein geschätzter elektrischer Leistungsbedarf von ca. 750 TWh/Jahr angegeben, was ca. 86 GW entspricht (750 TWh/Jahr = 750.000 GWh/Jahr = 2055 GWh/Tag = 85,6 GWh/h = 85,6 GW).

Somit würden planmäßig in 2030 theoretisch ca. 72 % der elektrischen Energie von Solar- und Windkraftwerken erzeugt. Tatsächlich würden es sogar noch deutlich weniger sein, da ein Teil des unregelmäßig erzeugten Solar- und Windstroms in Form von überschüssiger Leistung anfallen würde und irgendwie zwischengespeichert werden müsste, mit entsprechenden Verlusten.



Energie-"Erzeugung": ein unzulässiger Begriff?
09.04.2022

Der Begriff "Energieerzeugung" wird zur Zeit in Fachkreisen häufig beanstandet. Der Gedanke dahinter ist, dass Energie nicht aus dem Nichts heraus erzeugt werden kann, sondern immer nur von einer Energieform in eine andere überführt wird. "Energiewandlung" liest und hört man daher häufig.

Die Bedenken gegenüber Begriffen wie "Energieerzeugung" oder "Energieproduktion" sind allerdings vollkommen unbegründet, denn laut [www.dwds.de/wb/Erzeugung] bedeuten "Erzeugung" und "Produktion" keineswegs irgendeine Erschaffung aus dem Nichts heraus, sondern vielmehr u.A. ein Hervorbringen, Generieren oder Zubereiten (aus etwas bereits Vorhandenem).

Wer also den Begriff "Energieerzeugung" verwendet, handelt vollkommen korrekt.



Die CO2-Bilanz der Elektrifizierung
31.03.2022

Durch die zunehmende Elektrifizierung unterschiedlicher Energieverbraucher (z.B. E-Autos, elektrisch angetriebene Wärmepumpen) wird einerseits der Verbrauch des bisher eingesetzten Energieträgers verringert, andererseits muss eine entsprechende Menge Strom zusätzlich erzeugt werden. Wieviel zusätzliches CO2 wird dadurch emittiert? Üblicherweise wird zur Berechnung einfach der Verbrauch des (neuen) E-Verbrauchers (E-Auto etc.) mit der durchschnittlichen CO2-Intensität der gesamten Stromerzeugung ("Strommix"; in g CO2 pro kWh erzeugtem Strom) multipliziert. Doch dies ist nicht korrekt.

Tatsächlich wird nämlich jeder zusätzlich verbrauchte Strom fast ausschließlich mit konventionellen Kraftwerken erzeugt. Es gibt zur Zeit noch längst nicht genügend regenerativ erzeugte Energie, so dass ein fast immer beträchtlicher Reststrombedarf besteht, der ausschließlich durch konventionelle Stromerzeuger und Kernkraftwerke gedeckt werden kann. Erhöht sich der Reststrombedarf durch zusätzlichen Verbrauch, kann dies nur durch "Hochfahren" konventioneller Stromerzeuger (und in geringem Maße von Kernkraftwerken) ausgeglichen werden, so dass für einen zusätzlichen Strombedarf die CO2-Intensität weit höher ist als im Durchschnitt für die gesamte Stromerzeugung.

Aus sehr detaillierten Daten zu Stromerzeugung und Stromverbrauch in Deutschland [smard.de] habe ich für die Jahre 2015 bis 2021 die mittlere CO2-Intensität für zusätzlich erzeugten Strom ermittelt: Sie beträgt seit 2018 bis 2021 praktisch unverändert ca. 800 g/kWh_el (2015 und 2017: ca. 900 g/kWh_el, 2016: ca. 800 g/kWh_el).

(Achtung! Diese Zahlenwerte und die im Folgenden genannten Schlussfolgerungen gelten ausschließlich für Deutschland!)

Was bedeutet das? Zunächst einmal müssen Aussagen, die sich auf die Klimawirkung von Elektrifizierungsmaßnahmen in DE, aber ebenso auch von Stromverbrauchs-Einsparungen in DE, beziehen, neu bewertet werden. Dazu gehört z.B., dass Vergleiche zur Klimawirkung von E-Fahrzeugen in DE und "Verbrennern" zur Zeit (nach Neubewertung) klar zu Ungunsten der E-Fahrzeuge ausfallen.

Doch dies ist eine Momentaufnahme! Ein heute angeschafftes E-Auto wird ja voraussichtlich in den kommenden 10 bis 15 Jahren weiterbetrieben, und worauf es ankommt, ist letztlich die Gesamtbilanz über die Lebensdauer, die erst danach, nach erfolgter Verschrottung, wird ermittelt werden können, wenn dann (hoffentlich) die hierfür benötigten Daten vorliegen.

Fazit: Eine Entscheidung für ein E-Auto statt für den entsprechen "Diesel" oder "Benziner" bedeutet in DE zunächst einmal höhere CO2-Emissionen bei der Herstellung, dann für mindestens mehrere Jahre höhere CO2-Emissionen pro gefahrenem km. Was bleibt, ist die Hoffnung, dass der Ausbau von erneuerbaren Energiegewinnungsanlagen so schnell erfolgt, dass das E-Auto seine anfänglich schlechtere Klimabilanz bis zu seiner Stilllegung zumindest wieder ausgleichen kann.

Ähnlich sieht es aus bei der Entscheidung für eine elektrisch betriebene Wärmepumpe anstelle einer Gasheizung. Doch für Heizanlagen ist die zu erwartende Lebensdauer viel länger (kann gut und gerne 30 Jahre oder länger werden), so dass eine sehr reelle Chance besteht, über die Gesamtlebensdauer eine deutlich positive Klimabilanz zu erzielen.



Hinweis: Im Vergleich zu einem Video kommt ein Blog mit sehr viel geringeren zu übertragenden Datenmengen aus. Der Großteil davon wird durch Bilder verursacht. Um unnötige Bildübertragungen zu minimieren, werden bei älteren Beiträgen die Bildaufrufe durch Links auf die betreffenden Bilder ersetzt, so dass diese bei Bedarf gesondert heruntergeladen werden können.
Schleichwerbung: Ich werde von niemandem gesponsert und von niemandem dafür bezahlt, bestimmte Produkte zu "promoten". Soweit es sinnvoll ist, Hersteller oder Händler für einen bestimmten Gegenstand zu nennen, werde ich das natürlich tun, dies ist dann normalerweise eine bloße Info, ohne Empfehlungscharakter. Soweit Herkunftshinweise oder Firmenlogos auf Fotos erkennbar sind, habe ich beim Fotografieren nicht darauf aufgepasst und wollte die betreffende Stelle dann auch nicht nachträglich vernebeln.

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