Energiespeicher als Schlüssel zur effektiven Nutzung erneuerbarer Energien

Eines der großen Probleme der erneuerbaren Energien ist der noch immer fehlende hoch-volumige Energiespeicher. An einem sonnig-windigen Tag könnten Solaranlagen und Windmühlen doch mal so richtig zeigen, was sie eigentlich drauf haben und kräftig Strom auf Vorrat produzieren. Denn eins ist gewiss: Der Wind macht in Deutschland auch mal Pause und die düsteren Herbsttage werden kein Zuckerschlecken für die Solarbauern. Leider ist die Vorratsenergieproduktion durch Wind und Sonne im großen Stil technisch bislang noch nicht möglich.

Die Forschung hierzu läuft hierzu jedoch auf Hochtouren. Ein interessanter Ansatz ist die Erzeugung von Methanol als umweltfreundlicher Treibstoff für Verbrennungsmotoren. Ausgangsstoffe hierfür wären CO2 und Wasserstoff. Das Kohlendioxid ließe sich in Kohlekraftwerken abscheiden und der Wasserstoff könnte zum Beispiel mithilfe von überschüssigem Strom von Wind- oder Solarkraftanlagen erzeugt werden.

Die Süddeutsche Zeitung berichtete hierzu am 30.7.2012:

Methanol könnte einfach in der existierenden Infrastruktur von Tanks und Tankwagen gespeichert werden; die Flüssigkeit ist bereits ein Grundstoff der Chemieindustrie, aus dem zum Beispiel Formaldehyd erzeugt wird. Mit ähnlichen Argumenten treiben seit einigen Jahren Entwickler die Hersteller von „Windgas“ an, bei der aus überschüssigem Strom erst Wasserstoff und dann mit CO2 Methan gemacht wird, das sich wie Erdgas benutzen lässt. Bei beiden Ansätzen geht viel Energie für die Umwandlungen und chemische Prozesse verloren. Sie ergeben daher nur Sinn, wenn die Zutaten quasi kostenlos sind. Das könnte der Fall sein, wenn die Windräder – oder auch Solarmodule – sonst abgeschaltet werden müssten, weil ihr Strom wegen eines Überangebots gerade nicht verbraucht werden kann und sogar die Stabilität des Stromnetzes gefährdet. Und wenn CO2 als Abfallprodukt in der Zementherstellung, im Kohlemeiler oder idealerweise bei der Erzeugung von Biogas abfällt.

CO2 als einer der Ausgangsstoffe für nachhaltige Energieträger: Dies ist sicher vernünftiger als die Versenkung im Untergrund, insbesondere wenn die Klimawirkung des Kohlendioxids deutlich geringer ist als bislang vom IPCC angenommen. Zudem ist die CO2-Versenkung in Deutschland offenbar auch gar nicht durchsetzbar, was jetzt auch Bundesumweltminister Peter Altmaier nochmals bestätigte (SZ vom 25.7.2012):

Für die unterirdische Speicherung von Kohlendioxid sieht es in Deutschland schlechter aus denn je. Am [23.7.2012] hatte Bundesumweltminister Peter Altmaier (CDU) in der Saarbrücker Zeitung klargestellt, dass CO2-Einlagerung im Boden gegen den Willen der Bevölkerung nicht durchzusetzen sei – und momentan ist nicht absehbar, dass die Technologie in der Bevölkerung beliebter wird.  

Neben Methanol/Methan gibt es eine ganze Reihe weiterer potentieller Energiespeicherverfahren, die sich in der Erforschung befinden. Eines davon ist Carbazol, über das nordbayern.de kürzlich berichtete:

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Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina empfiehlt den Ausbau der Bioenergie zu stoppen

Noch vor einiger Zeit galt Biosprit als wichtige Zukunftssäule einer nachhaltigen Energieversorgung. Auch im Zuge der deutschen Energiewende spielte diese Energiespielart bislang eine wichtige Rolle und wurde kräftig gefördert. Anders als Wind- und Solarstrom, muss man Biosprit nicht sofort verbrauchen, sondern kann den Energieträger bequem zwischenlagern, bis er wirklich benötigt wird. Die Speicherfähigkeit ist in der Tat ein großer Vorteil. Weniger schön hingegen sind etliche andere Aspekte der Bioenergie, die bei der politischen Rahmengesetzgebung und der Einführung offensichtlich leichtfertig übersehen wurden. Wer in dieser energetischen Sturm- und Drangzeit zu sehr auf diese Defizite hinwies, wurde sogleich als Gegner oder Saboteur der Energiewende hingestellt.

In unserem Buch „Die kalte Sonne“ haben wir die Aufbauphase der erneuerbaren Energien analysiert und Missstände aufgezeigt. Neben dem überhasteten Umbau ohne Berücksichtigung der Wirtschaftlichkeit und Wettbewerbsfähigkeit (siehe unser Blogartikel „Nach der Anfangseuphorie kommt jetzt die Ernüchterung: Überhastete Energiewende wird bald unbezahlbar“), hatten wir uns auch mit der Fragwürdigkeit der Bioenergie beschäftigt. In unserer Analyse konnten wir die massive Einführung von Biokraftstoffen als politischen Schnellschuss identifizieren, welcher als direkte Folge der allgemeinen CO2-Hysterie anzusehen ist. Auf Seite 348 schreiben wir hierzu in „Die kalte Sonne“:

Die Europäische Union hat für 2020 das Ziel vorgegeben, 10 Prozent der Kraftstoffe durch Bioethanol auf Weizen-, Roggen- oder Zuckerbasis sowie Rapsöl als Dieselersatz erzeugen zu lassen. Deutschland hat bereits – wie so häufig im Klimaschutz vorauseilend – für 2010 einen Biokraftstoffanteil von 6,25 Prozent und für 2015 8 Prozent gesetzlich festgelegt. Die CO2-Bilanz dieser Maßnahmen ist höchst fragwürdig. Allein durch die Kulisse der IPCC-induzierten Schreckensgemälde ist nachvollziehbar, dass mittlerweile 20 Prozent der deutschen landwirtschaftlichen Fläche mit Energiepflanzen bestückt ist. […]

Bedenkt man, dass allein der Zuwachs des Kraftstoffbedarfs in China in den nächsten 25 Jahren die fünffache Menge des deutschen Kraftstoffverbrauchs ausmacht und die zusätzliche Kraftstoffnachfrage eines halben Jahres in China das Biokraftstoffvolumen in Deutschland mehr als kompensieren würde, kommt man unweigerlich zu dem Ergebnis, dass die mit Hysterie geführte Klimadebatte auf eine rationale Basis zurückgeführt werden muss. Gegen Biosprit oder Biogas aus pflanzlichen Reststoffen ist prinzipiell nichts einzuwenden, doch vor einer Ausweitung der Flächen warnt der Vorsitzende des Bioökonomierats der Bundesregierung, Prof. Reinhard Hüttl mit deutlichen Worten, nämlich dass „die Nutzung der Bodenflächen in Deutschland weitgehend ausgereizt sei. Entsprechende Rückwirkungen auf die Boden- beziehungsweise Pachtpreise seien bereits deutlich spürbar.“ (BioÖkonomieRat 2010). In anderen Teilen der Erde hat der Energiepflanzenanbau bereits zu Rodungen des tropischen Regenwalds und zum Anstieg der Lebensmittelpreise geführt.

Noch im März 2012, als unser Buch erschien, wollten nur Wenige diese Warnungen überhaupt hören. Das schöne Bioenergie-Gedankenschloss wollte man sich wohl nicht zerstören lassen. Zu süß war der Traum, als dass man daraus aufwachen wollte. Stattdessen zogen Wissenschaftler und Politiker durch die Lande und verkündeten, dass sowieso alles falsch sein müsse, was in unserem Buch steht, denn es bildet ja nicht den angeblichen wissenschaftlichen Konsens ab.

So kann man sich irren. Mittlerweile sieht die Situation bekanntlich anders aus. Heute gibt es kaum noch jemanden, der die Sinnhaftigkeit großmaßstäblicher Bioenergie anzweifelt. Immer mehr Stimmen werden laut, dass man sich wohl früher in den Ökobilanzen verrechnet und das Dilemma „Tank oder Teller“ maßlos unterschätzt habe.

Ende Juli 2012 meldete sich nun die Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina mit einer neuen Studie zur Bioenergie. Das Fazit der Untersuchung fällt eindeutig aus:

In einer Stellungnahme zu den Grenzen und Möglichkeiten der Nutzung von Bioenergie kommt die Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina zu dem Schluss, dass Bioenergie als nachhaltige Energiequelle für Deutschland heute und in Zukunft keinen quantitativ wichtigen Beitrag zur Energiewende leisten kann. Im Vergleich zu anderen erneuerbaren Energieressourcen wie der Photovoltaik, der Solarthermie und der Windenergie verbrauche Bioenergie mehr Fläche und sei häufig mit höheren Treibhausgasemissionen und Umweltbeeinträchtigungen verbunden. Zudem konkurriere Bioenergie potenziell mit der Herstellung von Nahrungsmitteln. Vorrang solle der Einsparung von Energie sowie der Verbesserung der Energieeffizienz gegeben werden.

Die Süddeutsche Zeitung schrieb hierzu am 27. Juli 2012:

Die simple Logik, dass Pflanzen beim Wachsen auf dem Feld, Wald und Wiese so viel Kohlendioxid aufnehmen, wie sie später beim Verbrennen wieder freisetzen, ist nur ein kleiner Teil der Wahrheit. Daneben passieren lauter unübersichtliche Dinge beim Anbauen, Düngen, Ernten, Transportieren und Verarbeiten des Grünzeugs, die man nicht ignorieren darf. Die dabei verwendeten Maschinen verbrauchen Energie, die vollkommende Verwertung der Pflanzen schadet den Böden, wenn immer weniger Stroh untergepflügt wird, der Stickstoff aus dem Dünger landet als potentes Treibhausgas in der Atmosphäre. Und schließlich könnte eine globalisierte Biomasse-Wirtschaft schnell die Bedürfnisse der Ärmsten nach bezahlbarer Nahrung an den Rand drängen. Immer mehr Wissenschaftler senken darum den Daumen über die Bioenergie. Zuletzt auch die Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina. Die „Verwendung von Biomasse als Energiequelle in größerem Maßstab [ist] keine wirkliche Option für Länder wie Deutschland“, stellt das Forschergremium in einer [Ende Juli 2012] veröffentlichten Stellungnahme fest. Sie empfiehlt, den geplanten Ausbau der Bioenergie zu stoppen. Das europäische Ziel, 2020 zehn Prozent des Treibstoffs für Autos aus Biomasse zu gewinnen, solle man überdenken. Und die Idee, Deutschland könne im Jahr 2050 fast ein Viertel seines Energiebedarfs aus einheimischen Pflanzen decken, so wie es die Szenarien der Bundesregierung vorsehen, empfinden die Forscher als geradezu irrwitzig.

In einem Vorbericht vom 26. Juli 2012 hatte dieselbe Zeitung bereits einen der Koordinatoren der Leopoldina-Studie zitiert:

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Nach der Anfangseuphorie kommt jetzt die Ernüchterung: Überhastete Energiewende wird bald unbezahlbar

In unserem Buch „Die kalte Sonne“ plädieren wir dafür, sich die notwendige Zeit dafür zu nehmen, erneuerbare Energieträger zielgerichtet auszubauen und diese Umstellung in ökonomisch vernünftiger Weise und nachhaltig zu gestalten. Ein hastiger Umbau ohne Berücksichtigung der Wirtschaftlichkeit und Wettbewerbsfähigkeit ist wenig zielführend und stellt ein unkalkulierbares Abenteuer für das Land dar.

Nach Beendigung der Anfangseuphorie der Energiewende setzt sich diese Sichtweise offenbar allmählich immer mehr durch. So schrieb Michael Bauchmüller am 10.8.2012 in der Süddeutschen Zeitung:

Im Kampf gegen die vermeintlichen Atom-Parteien CDU und FDP war die Sache für die Grünen einfach: 100 Prozent Erneuerbare forderten sie seinerzeit, und das schon bis 2030. Ob sie das wohl im nächsten Bundestags-Wahlkampf wieder fordern werden? Vielen Grünen schwant mittlerweile, dass sie mit der Forderung von damals in Erklärungsnot kommen werden, und das schon von Mitte Oktober an. Dann nämlich wird klar werden, wie viel der Ökostrom-Ausbau die Deutschen im nächsten Jahr kosten wird. Bisher zahlen die Stromkunden auf jede Kilowattstunde einen Aufschlag von 3,6 Cent dafür. […] Bis Mitte Oktober müssen die Betreiber der großen deutschen Stromnetze darlegen, wie viel die Ökostrom-Umlage in Zukunft kostet. „Da marschieren wir ganz klar in Richtung fünf Cent je Kilowattstunde“, heißt es schon beim ostdeutschen Netzbetreiber 50 Hertz. Mit anderen Worten: Die Umlage würde einen durchschnittlichen Vier-Personen-Haushalt nicht mehr 40 nEuro kosten, wie 2009, auch nicht 126 Euro, wie derzeit – sondern dann etwa 175 Euro im Jahr. […] „Ich gebe zu, dass die Sorgen groß sind“, sagt auch Hans-Josef Fell, der Ökoenergie-Papst seiner Fraktion. „Wenn man die Argumente in zwei Sätze packen muss, ist es nicht leicht durchzudringen.“ Zumal die Kritiker des forschen Ausbaus nur fünf Worte brauchen: So viel Ökostrom ist unbezahlbar.

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Der stellvertretende Vorsitzende der CDU/CSU-BundestagsfraktionBundestagsfraktionsvize Arnold Vaatz rechnete Mitte Juli 2012 im Deutschlandfunk vor, warum die überstürzte Energiewende nicht funktionieren kann. Einige Auszüge aus dem Interview:

Einspeisekosten, Leitungsbaukosten, Verteilungskosten und Speicherkosten der geplanten Energiewende werden sich auf etwa 2,3 Billionen Euro belaufen, sagt Arnold Vaatz (CDU). Das Vorhaben sei ökonomisch „völlig unsinnig“ und vom Gesamtkonzept und Zeitplan her nicht einzuhalten.

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