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Präsentation Neukomm: Analyse und Replik
Versorgungssicherheit im Winter Präsentation von Dr. Martin Neukomm, Regierungsrat Kanton Zürich |
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Besten Dank dem Verfasser, dass er diese Präsentation erstellt hat und öffentlich zugänglich macht. Die Politik liebt es ja hehre Ziele für ferner Zeiten zu formulieren, die in Volksabstimmungen dann vom Souverän auch gerne angenommen werden. Mit dieser Präsentation hat nun endlich jemand auch einen Weg aufgezeigt wie unsere Energieziele (Strom) mit Erneuerbaren Energie erreicht werden könnten. Und es ist nicht irgendein jemand, sondern mit Dr. Martin Neukomm eine qualifizierte, kompetente und geschätzte Persönlichkeit, die hiermit auch eine Führungsrolle einnimmt. Es muss an TV Debatten (Arena, …) also nicht mehr herum gelabbert werden, ob die Schweiz zum Erreichen der gesetzten Klimaziele nun 50 (!) oder 300 Windenergieanlage (WEA) braucht - Neukomm hat nun mit 900 WEA vorerst mal eine Rechnung vorgelegt.
Es ist sehr zu begrüssen, dass damit das Thema „Sichere Stromversorgung der Schweiz“ endlich auch konkret angesprochen wird. Die Sprecher der politischen Parteien, die den Zeitgeist der letzten Jahre vertreten, fordern einfach: „Wir müssen vorwärts machen mit dem Ausbau der EE“. Nicht nur! Es muss auch aufgezeigt werden, wie bei einem massiven Ausbau von Sonne und Wind eine sichere Stromversorgung erreicht werden kann - mit allen daraus folgenden Konsequenzen.
Weiter ist zu begrüssen, dass in der Präsentation versucht wird die saisonalen Realitäten der Stromproduktion und des Stromverbrauchs zu berücksichtigen. Ein Beispiel: Jahres- oder Halbjahreszahlen der Energieproduktion eines Solarmoduls/einer Solaranlage sind von geringem Interesse. Aussagekräftiger sind die Werte innerhalb der saisonalen Quartale also z. Bsp. vom 15. November bis 15. Februar, etc.
Die vom Verfasser gewählte Vorgehensweise erinnert etwas an eine Schulaufgabe:
"a und b sind gegeben, wähle x und y so, dass die Gleichung aufgeht."
Die daraus resultierenden Beiträge für die einzelnen Technologien sind in Bild 4-1 zusammengefasst. Alle in diesem Bild genannten Zahlen und Kommentare stammen aus der Präsentation Neukomm.
Weiter ist zu begrüssen, dass in der Präsentation versucht wird die saisonalen Realitäten der Stromproduktion und des Stromverbrauchs zu berücksichtigen. Ein Beispiel: Jahres- oder Halbjahreszahlen der Energieproduktion eines Solarmoduls/einer Solaranlage sind von geringem Interesse. Aussagekräftiger sind die Werte innerhalb der saisonalen Quartale also z. Bsp. vom 15. November bis 15. Februar, etc.
Die vom Verfasser gewählte Vorgehensweise erinnert etwas an eine Schulaufgabe:
"a und b sind gegeben, wähle x und y so, dass die Gleichung aufgeht."
Die daraus resultierenden Beiträge für die einzelnen Technologien sind in Bild 4-1 zusammengefasst. Alle in diesem Bild genannten Zahlen und Kommentare stammen aus der Präsentation Neukomm.
Bild 4-1 Präsentation Neukomm: Energiebilanz 2050 mit Ausbau der EE
Dimension des erforderlichen zukünftigen Ausbaus der EE
Es fällt auf, dass für die neu zu installierenden EE-Anlagen eine deutlich höhere Kapazität installiert werden muss als sich rein rechnerisch zwischen Verbrauch und Produktion ergeben würde. Dies aufgrund des riesigen Überschusses den die Solarenergie (aktuell sind es nur die Solardächer) zu Spitzenzeiten produziert. Also Strom, der am Markt einen negativen Preis erzielen würde, wenn die Anlagen nicht abgeschaltet werden können. Der erforderliche Lösungsansatz hierzu ist klar:
-> in wenigen Jahren keine Einspeisevergütung mehr
-> Drosselung der Wind- und Solaranlagen bei Überproduktion zum Schutz des Versorgungsnetzes
Deutschland kennt dieses Problem bereits obschon der Anteil der EE dort "erst" bei gut 50% liegt und nicht bei 80% wie von Neukomm vorgeschlagen. Die Überproduktion in D entsteht infolge der Offshore Windenergieanlagen (WEA) im Winter und der Solaranlagen im Sommer.
20240724 Habecks Kampf mit dem Ökostrom-Überschuss Link
Welt Zu viel Strom aus Wind- und Solaranlagen sorgt seit Wochen für Preiskapriolen an der Börse. Oft sind die Preise negativ, Anlagen müssen abgeschaltet werden.
Es fällt auf, dass für die neu zu installierenden EE-Anlagen eine deutlich höhere Kapazität installiert werden muss als sich rein rechnerisch zwischen Verbrauch und Produktion ergeben würde. Dies aufgrund des riesigen Überschusses den die Solarenergie (aktuell sind es nur die Solardächer) zu Spitzenzeiten produziert. Also Strom, der am Markt einen negativen Preis erzielen würde, wenn die Anlagen nicht abgeschaltet werden können. Der erforderliche Lösungsansatz hierzu ist klar:
-> in wenigen Jahren keine Einspeisevergütung mehr
-> Drosselung der Wind- und Solaranlagen bei Überproduktion zum Schutz des Versorgungsnetzes
Deutschland kennt dieses Problem bereits obschon der Anteil der EE dort "erst" bei gut 50% liegt und nicht bei 80% wie von Neukomm vorgeschlagen. Die Überproduktion in D entsteht infolge der Offshore Windenergieanlagen (WEA) im Winter und der Solaranlagen im Sommer.
20240724 Habecks Kampf mit dem Ökostrom-Überschuss Link
Welt Zu viel Strom aus Wind- und Solaranlagen sorgt seit Wochen für Preiskapriolen an der Börse. Oft sind die Preise negativ, Anlagen müssen abgeschaltet werden.
Beiträge der einzelnen Technologien
Die postulierten Beiträge sind - zumindest aus meiner Sicht - recht sportlich. Aber das ist ja der Sinn der Präsentation um dies aufzuzeigen, zu diskutieren und zu evaluieren. Beispiele:
Die postulierten Beiträge sind - zumindest aus meiner Sicht - recht sportlich. Aber das ist ja der Sinn der Präsentation um dies aufzuzeigen, zu diskutieren und zu evaluieren. Beispiele:
Solar Dächer und Fassaden
Es muss endlich erkannt und eingestanden werden, dass die Ausbeute der Solaranlagen im Winter sehr gering ist. Das übliche Reporting „im Sommer x %; im Winter y %“ ist nicht zielführend. Es müssen monatliche Echtdaten gezeigt werden für „Saisonal Quartale“:
Also für das Winterquartal z. Bsp. vom 15. Nov. bis 14. Feb. oder für die Monate NOV, DEZ, JAN.
Solche Werte werden in der Schweiz nicht publiziert oder verschwiegen, können aber von Agora-Energiewende für Deutschland eingesehen werden. Ich gehe davon aus, dass die Deutschen Wetterdaten auch für das Schweizer Mittelland sinnvoll sind.
Im Winterquartal kann/muss mit 5 bis 8 Prozent der Peak-Leistung der Solarmodule gerechnet werden. Aus Bild 3.6-4 können ca. 7% abgeleitet werden. Vgl. auch Abschnitt Flatterstrom unten und Bild 4.3.
Es muss endlich erkannt und eingestanden werden, dass die Ausbeute der Solaranlagen im Winter sehr gering ist. Das übliche Reporting „im Sommer x %; im Winter y %“ ist nicht zielführend. Es müssen monatliche Echtdaten gezeigt werden für „Saisonal Quartale“:
Also für das Winterquartal z. Bsp. vom 15. Nov. bis 14. Feb. oder für die Monate NOV, DEZ, JAN.
Solche Werte werden in der Schweiz nicht publiziert oder verschwiegen, können aber von Agora-Energiewende für Deutschland eingesehen werden. Ich gehe davon aus, dass die Deutschen Wetterdaten auch für das Schweizer Mittelland sinnvoll sind.
Im Winterquartal kann/muss mit 5 bis 8 Prozent der Peak-Leistung der Solarmodule gerechnet werden. Aus Bild 3.6-4 können ca. 7% abgeleitet werden. Vgl. auch Abschnitt Flatterstrom unten und Bild 4.3.
Solar Alpin
In den Schweizer Alpen 67 mal eine Anlage wie „Grengiols Solar“ (Planungsstand 2024: 150 GWh/a) zu errichten - und dazu mit den richtigen Bedingungen, so dass bei hoher Spitzenproduktion im Sommer der Strom entweder lokal verbraucht oder für einen Wasserspeicher (Beispiel Chummensee bei Grengiols) genutzt werden kann ist doch sehr optimistisch.
In den Schweizer Alpen 67 mal eine Anlage wie „Grengiols Solar“ (Planungsstand 2024: 150 GWh/a) zu errichten - und dazu mit den richtigen Bedingungen, so dass bei hoher Spitzenproduktion im Sommer der Strom entweder lokal verbraucht oder für einen Wasserspeicher (Beispiel Chummensee bei Grengiols) genutzt werden kann ist doch sehr optimistisch.
Wind
Die Betriebsdaten 2023 (Spitzen-Windjahr) der heute in Betrieb stehenden Anlagen zeigen für das Schweizer Mittelland und die Alpen ein ernüchterndes Bild (Bild 3.7-6). Da ist die Annahme von 900 Anlagen doch sehr optimistisch.
Rechenbeispiel für 900 WEA:
Vorgabe: 9.0 TWh/a mit 900 WEA
WEA Leistung: 5.6 MW -> Entspricht WEA-Referenzanlage-gross: Projekt Weisslingen (Bild 3.7-3)
Verfügbarkeit: 20 % -> Ein hoher Schätzwert für den schweizweiten Durcchschnitt
Jahresproduktion: 900 * 5.6 * (24 * 365) * 0.2 = 8‘830‘080 MWh -> 8.8 TWH/a
Die Betriebsdaten 2023 (Spitzen-Windjahr) der heute in Betrieb stehenden Anlagen zeigen für das Schweizer Mittelland und die Alpen ein ernüchterndes Bild (Bild 3.7-6). Da ist die Annahme von 900 Anlagen doch sehr optimistisch.
Rechenbeispiel für 900 WEA:
Vorgabe: 9.0 TWh/a mit 900 WEA
WEA Leistung: 5.6 MW -> Entspricht WEA-Referenzanlage-gross: Projekt Weisslingen (Bild 3.7-3)
Verfügbarkeit: 20 % -> Ein hoher Schätzwert für den schweizweiten Durcchschnitt
Jahresproduktion: 900 * 5.6 * (24 * 365) * 0.2 = 8‘830‘080 MWh -> 8.8 TWH/a
Geothermie
??? Da gibt es nicht nur politische sondern auch noch technische Fragezeichen. Sollte es je Beiträge geben wären auch diese als kleiner Teil zur Bandenergie willkommen - aber mit Blick auf eine sichere Stromversorgung bedeutungslos.
??? Da gibt es nicht nur politische sondern auch noch technische Fragezeichen. Sollte es je Beiträge geben wären auch diese als kleiner Teil zur Bandenergie willkommen - aber mit Blick auf eine sichere Stromversorgung bedeutungslos.
Flatterstrom und Dunkelflauten
Mit den vorgeschlagenen Szenarien wird der Anteil Flatterstrom 40 + 7 + 10 + 9 = 66 TWh/a bzw. 80 % der Stromproduktion 2050 betragen. Dunkelflauten (keine/wenig Sonne, kein/wenig Wind) können variieren von einigen Stunden bis zu zwei Wochen (einfach mit dem Agora-Mater ein bisschen suchen). In diesen Situationen muss mit herkömmlichen Technologien - also mit regelbaren Kraftwerksblöcken - nahezu der gesamte Strombedarf sichergestellt werden. Soll auf Kernkraft verzichtet werden, verbleibt in der Schweiz zur Regelung nur die Speicherwasserkraft. D.h. für jeden Ausbau im Bereich Sonne/Wind muss auch eine Parallelkapazität eines Speicherkraftwerks (Stausee und Turbinenleistung) vorhanden sein oder diese Kapazität muss neu dazu gebaut werden. Aktuell ist die Produktion der Speicherkraftwerke mit 21.2 TWh/a angegeben. Diese Kraftwerke müssten dann zeitgerecht (also während den Dunkelflauten) nahezu die gesamten erwarteten
82.6 TWh/a produzieren können oder es müssen neue Zentralen gebaut werden. Insgesamt also ziemlich genau die vierfache Kapazität von heute. Ja nach Art der zu realisierenden alpinen Solarprojekte darf angenommen werden, dass in einem gewissen Bereich genügend Wasser vorhanden sein könnte (Bsp. Grengiols/Chummensee). So oder so, es ist äusserst wünschenswert, dass seitens der Stromindustrie (BFE, ELCO, Axpo, …, VSE,…) das Thema Beherrschung von Flatterstrom ebenfalls einmal konkret mit Zahlen angesprochen wird. Dieses Thema birgt natürlich auch einen enormen Kostenfaktor und wird weitere Eingriffe in die Landschaft haben.
Mit den vorgeschlagenen Szenarien wird der Anteil Flatterstrom 40 + 7 + 10 + 9 = 66 TWh/a bzw. 80 % der Stromproduktion 2050 betragen. Dunkelflauten (keine/wenig Sonne, kein/wenig Wind) können variieren von einigen Stunden bis zu zwei Wochen (einfach mit dem Agora-Mater ein bisschen suchen). In diesen Situationen muss mit herkömmlichen Technologien - also mit regelbaren Kraftwerksblöcken - nahezu der gesamte Strombedarf sichergestellt werden. Soll auf Kernkraft verzichtet werden, verbleibt in der Schweiz zur Regelung nur die Speicherwasserkraft. D.h. für jeden Ausbau im Bereich Sonne/Wind muss auch eine Parallelkapazität eines Speicherkraftwerks (Stausee und Turbinenleistung) vorhanden sein oder diese Kapazität muss neu dazu gebaut werden. Aktuell ist die Produktion der Speicherkraftwerke mit 21.2 TWh/a angegeben. Diese Kraftwerke müssten dann zeitgerecht (also während den Dunkelflauten) nahezu die gesamten erwarteten
82.6 TWh/a produzieren können oder es müssen neue Zentralen gebaut werden. Insgesamt also ziemlich genau die vierfache Kapazität von heute. Ja nach Art der zu realisierenden alpinen Solarprojekte darf angenommen werden, dass in einem gewissen Bereich genügend Wasser vorhanden sein könnte (Bsp. Grengiols/Chummensee). So oder so, es ist äusserst wünschenswert, dass seitens der Stromindustrie (BFE, ELCO, Axpo, …, VSE,…) das Thema Beherrschung von Flatterstrom ebenfalls einmal konkret mit Zahlen angesprochen wird. Dieses Thema birgt natürlich auch einen enormen Kostenfaktor und wird weitere Eingriffe in die Landschaft haben.
Bild 4-2 Sonne und Wind vom 29.11. bis 03.12.2023
Quelle: Agorameter |
Bild 4-3 Beitrag von Sonne und Wind am 30.11.2023
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Agora-Energiewende bietet für Deutschland eine ausgezeichnete Sammlung von Produktionsdaten und ein ebenso tolles Tool diese Daten auszuwerten und zu analysieren.
Bild 4-2 zeigt eine ca. 72 stündige Dunkelflaute Ende November 2023. Das gezeigte Datum ist aus vielen solchen Flauten zufällig herausgegriffen.
In Bild 4-3 ist die Situation noch über 24 Stunden detailliert Dokumentiert. Ein besonderer eye-catcher ist das „Sonnenhäufchen“ zwischen 09:00 und 15:00 Uhr. Eine Million mal fast Null ist eben immer noch fast Null. Deutschland betreibt über 30‘000 Windräder. Es könnten auch 60‘000 oder 90‘000 sein - der zwei oder dreifache Windbeitrag ist in diesen Situationen immer noch unbedeutend.
In Bild 4-3 ist die Situation noch über 24 Stunden detailliert Dokumentiert. Ein besonderer eye-catcher ist das „Sonnenhäufchen“ zwischen 09:00 und 15:00 Uhr. Eine Million mal fast Null ist eben immer noch fast Null. Deutschland betreibt über 30‘000 Windräder. Es könnten auch 60‘000 oder 90‘000 sein - der zwei oder dreifache Windbeitrag ist in diesen Situationen immer noch unbedeutend.
Der Beitrag zur Energieversorgung an diesem Tag beträgt für Sonne und Wind (On- und Offshore):
3.2 + 1.1 + 0.8 = 5.1 GWh/Std bei einem Gesamtstrombedarf von 74.0 GWh/Std - dies entspricht 6.9 %. Die verbleibende Stromproduktion muss in D von Kohlekraftwerken, Gaskraftwerken und durch Stromimport gedeckt werden. Wohlgemerkt, dies ist der Spitzenbeitrag um 11:00 Uhr morgens. Über den ganzen Tag integriert ist der prozentuale Anteil von Sonne und Wind noch viel geringer.
3.2 + 1.1 + 0.8 = 5.1 GWh/Std bei einem Gesamtstrombedarf von 74.0 GWh/Std - dies entspricht 6.9 %. Die verbleibende Stromproduktion muss in D von Kohlekraftwerken, Gaskraftwerken und durch Stromimport gedeckt werden. Wohlgemerkt, dies ist der Spitzenbeitrag um 11:00 Uhr morgens. Über den ganzen Tag integriert ist der prozentuale Anteil von Sonne und Wind noch viel geringer.
----------------------------------------------- Aktuell !!! ----------------------------------------------------------
20241108 Jetzt erlebt Deutschland den Ökostrom-Ausfall – mit gewaltigen Folgen Link
Welt Das Nebelwetter der letzten Tage hat die Ökostrom-Produktion praktisch zum Erliegen gebracht.
Als Ersatz für Wind und Sonne wurden nicht nur besonders klimaschädliche Kraftwerke hochgefahren. Auch die Preise explodierten.
20241111 Dunkelflaute: Gibt es ein Strom-Aus ohne Wind und Sonne? Link
UTOPIA Dunkelflauten treten auf, wenn zeitgleich Windstille und Dunkelheit herrschen. Für die Energiewende stellen sie eine Herausforderung dar.
Wie häufig Dunkelflauten sind, welche Risiken sie bergen und wie sie sich ausgleichen lassen, erfährst du hier.
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20241108 Jetzt erlebt Deutschland den Ökostrom-Ausfall – mit gewaltigen Folgen Link
Welt Das Nebelwetter der letzten Tage hat die Ökostrom-Produktion praktisch zum Erliegen gebracht.
Als Ersatz für Wind und Sonne wurden nicht nur besonders klimaschädliche Kraftwerke hochgefahren. Auch die Preise explodierten.
20241111 Dunkelflaute: Gibt es ein Strom-Aus ohne Wind und Sonne? Link
UTOPIA Dunkelflauten treten auf, wenn zeitgleich Windstille und Dunkelheit herrschen. Für die Energiewende stellen sie eine Herausforderung dar.
Wie häufig Dunkelflauten sind, welche Risiken sie bergen und wie sie sich ausgleichen lassen, erfährst du hier.
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Stabilität des Netzes / Integration der fluktuierenden Erneuerbaren
Darunter wird verstanden den Strombedarf an den Flatterstrom (einerseits Mangel, andererseits Überproduktion) anzupassen.
Also z. Bsp. die Verbraucher mit Hilfe von Smart-Meter zu steuern und die E-Autos mittels bidirektionaler Steuerung beliebig anzuzapfen.
Nein! Diese Visionen sind lediglich ein schwacher Notnagel von einem nicht zu Ende gedachten Konzept.
Insbesondere Solarstrom produziert einmal keinen/sehr wenig Strom und einmal viel zu viel Strom (Vgl. "Solarberg" in der Präsentation Neukomm). Ein Lösungsansatz ist nicht die "Angebotsorientierte Nachfragesteuerung" sonder viel eher eine Drosselung der Solaranlagen bei einem Überangebot sowie ein Ausbau der Speicherwasserkraft soweit erforderlich und falls dies nicht genügt der Kernenergie.
Darunter wird verstanden den Strombedarf an den Flatterstrom (einerseits Mangel, andererseits Überproduktion) anzupassen.
Also z. Bsp. die Verbraucher mit Hilfe von Smart-Meter zu steuern und die E-Autos mittels bidirektionaler Steuerung beliebig anzuzapfen.
Nein! Diese Visionen sind lediglich ein schwacher Notnagel von einem nicht zu Ende gedachten Konzept.
Insbesondere Solarstrom produziert einmal keinen/sehr wenig Strom und einmal viel zu viel Strom (Vgl. "Solarberg" in der Präsentation Neukomm). Ein Lösungsansatz ist nicht die "Angebotsorientierte Nachfragesteuerung" sonder viel eher eine Drosselung der Solaranlagen bei einem Überangebot sowie ein Ausbau der Speicherwasserkraft soweit erforderlich und falls dies nicht genügt der Kernenergie.
Ob die zukünftigen E-Autofahrer sich einfach so Batterieladung anzapfen lassen muss sich noch erweisen.
Als taugliches Vorzeigebeispiel wird dann auf tüchtige (und folgsame) Hausfrauen/Hausmänner verwiesen, die die Waschmaschine gefälligst um 12:00 Uhr mittags einschalten sollen wenn die Solaranlagen Überproduktion liefern.
Fakten zur "Angebotsorientierte Nachfragesteuerung" sind wohl andere:
Verwaltung: Steht einfach still?
Dienstleistungsunternehmen:
Finanzabteilungen müssen buchen, in Rechenzentren müssen Computer- und Kommunikationssysteme funktionieren,
Schulungen, Videokonferenzen, …
Infrastruktur: Lifte, Türen, Heizungen, etc. müssen funktionieren
KMU’s: Maschinen müssen produzieren
Industrie / Chemie: Prozesse können nicht unterbrochen werden
Als taugliches Vorzeigebeispiel wird dann auf tüchtige (und folgsame) Hausfrauen/Hausmänner verwiesen, die die Waschmaschine gefälligst um 12:00 Uhr mittags einschalten sollen wenn die Solaranlagen Überproduktion liefern.
Fakten zur "Angebotsorientierte Nachfragesteuerung" sind wohl andere:
Verwaltung: Steht einfach still?
Dienstleistungsunternehmen:
Finanzabteilungen müssen buchen, in Rechenzentren müssen Computer- und Kommunikationssysteme funktionieren,
Schulungen, Videokonferenzen, …
Infrastruktur: Lifte, Türen, Heizungen, etc. müssen funktionieren
KMU’s: Maschinen müssen produzieren
Industrie / Chemie: Prozesse können nicht unterbrochen werden
Weiterführende Informationen
20240827 Stromversorgung der Zukunft - Produzieren, wenn der Wind weht Link
Cicero Online Robert Habeck baut die Stromversorgung um. Sein Statthalter an der Spitze der Bundesnetzagentur will,
dass Chemiewerke und Aluhütten ihre Produktion nach dem Wetter richten.
Ein öko-romantischer Rückschritt in vorindustrielle Zeiten.
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20241016 Datenräume für mehr Energieeffizienz in Gebäuden Link
Computerworld Immer mehr elektrische Geräte in Haushalten produzieren immer mehr Daten. Mit dem Projekt SINA entwickelt die Hochschule Luzern
eine kostengünstige Lösung für den sicheren Datenaustausch zwischen Gebäuden und Energieversorgern.
Das ermöglicht Stromeinsparungen für alle.
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20241026 „Die Idee“: E-Auto laden ohne Kabel Link
SRF 10 vor 10 Start Beitrag bei 18:59 / Aussagen zum Thema ab: 20:25
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20241108 Jetzt erlebt Deutschland den Ökostrom-Ausfall – mit gewaltigen Folgen Link
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