UA-46087233-1
Ihre Browserversion ist veraltet. Wir empfehlen, Ihren Browser auf die neueste Version zu aktualisieren.

Brexit und der atomare Schirm

Jetzt Braunkohle

Atomkonzerne wollen Ausstiegskosten drücken

Tschernobyl – 30 Jahre danach

Müssen alle KKW sofort abgeschaltete werden?

Kernenergie und Erdgas

PLX-R18 - ein Wundermittel gegen die Strahlenkrankheit?
Der LFTR - ein Reaktor mit Salzbad

Kernenergie als Heizung?

3-D-Drucker und die Bombe

Braucht das Leben Strahlung?

Was haben Diesel und Atomkraftwerke gemeinsam?

E3/EU+3 = 10 Punkte für Iran

PRISM das moderne Entsorgungszentrum? Teil 2

PRISM das moderne Entsorgungszentrum? Teil1

Der Wahnsinn geht weiter

P5+1 und die Bombe

Reaktortypen in Europa -- Teil6, CANDU

Reaktortypen in Europa – Teil5, ESBWR

Reaktortypen in Europa -- Teil4,ABWR

Reaktortypen in Europa -- Teil3, AP1000

Reaktortypen in Europa -- Teil2, EPR ReakReaktortypen in Europa -- Teil1, Einleitungtortypen in Europa -- Teil1, Einleitung

Ein Strommarkt für die Energiewende

Hinkley Point C

Kohle,Gas,Öl,Kernenergie? -- Teil 1

Kohle,Gas,Öl,Kernenergie? -- Teil 2
Fukushima -- ein Zwischenbericht

Kapazitätsmärkte - Markt oder Planwirtschaft?

Netzentwicklungsplan 2015 - die Vollendung der Planwirtschaft?entwicklungsplan

Halbzeit bei Gen IV

Energie als Druckmitteler

Fukushima - Zweite Begutachtung durch IAEA-

Wende der Energiewende?? er

Stromautobahn oder Schmalspurbahn?

SMR Teil 1 - nur eine neue Mode?

SMR Teil 2 - Leichtwasserreaktoren

SMR Teil 3 - Innovative Reaktoren

Stasi 2.0 - Zähler

Fukushima Block IV, Entladung der Brennelemen

Medikamente gegen Strahlenschäden

Erdgas oder Kernenergie

Neuer Temperaturrekord für Brennstoffe gemeldet

Chinas erster richtiger Export

Und ewig grüßt das Tanklager

Indien, das schwarze Loch der Energie?

Das ewige Wasserproblem in Fukushima

Die Versicherung von Kernkraftwerken

Galen Winsor, ein Zeitzeuge erzählt

Die Krebsgeschwulst der Energiewirtschaft

Ein möglicher Einstieg in die Fusionstechnologie

Obamas (vermeintlicher) Krieg gegen Kohle

Reaktortypen heute und in naher Zukunft

Die "Dual-Fluid" Erfindung

LEU-Bank der IAEA in Kasachstan

Das SONGS Dilemma

Kernkraft in den Vereinigten Emiraten

Dampferzeuger aus China

Fukushima, zwei Jahre danach.

Druckwasserreaktoren (PWR) der dritten Generation

Auftrag für weiteres KKW aus der Türkei

Lineare Dosis-Wirkungsbeziehung

Schon fast die Geschichte der Proliferation

Abgebrannte Brennelemente für die Sterilisation

Risiko und Nutzen der Energieerzeugung

Fusionsreaktor auf dem LKW?

"Kohleexperten" schlagen zu

Uran-Fracking, neues Unwort zum Quadrat?

Simulator für Reaktor mit Flüssig-Metall-Kühlung

Über die Gestaltung einer Stromversorgung

Kleine Reaktoren die

Über die Gestaltung einer Stromversorgung

Veröffentlicht am 02.04.2013

Zentral, Dezentral, …egal?
Heute reicht die Bandbreite bei der Stromerzeugung von der Photovoltaik auf dem Dach oder dem "Mini-BHKW" im Keller des Einfamilienhauses bis zum Windpark in der Nordsee oder gar der Solarfarm in der Sahara. Die konventionelle Stromversorgung liegt irgendwo dazwischen. In Deutschland ist die Diskussion darüber hoch emotional und ideologisch aufgeladen. Wenn man jedoch ein wenig darüber nachdenkt, kann man durchaus Kriterien für eine Entscheidung finden.

Energienachfrage

Betrachtet man ein Versorgungsgebiet, wie z. B. Deutschland, so erkennt man eine höchst ungleiche Nachfrage nach elektrischer Energie: Es gibt Verbrauchsschwerpunkte und Regionen mit weit unterdurchschnittlicher Nachfrage. Man verwendet in der Energiewirtschaft nicht ohne Grund die Kennzahl Energieverbrauch pro Kopf. Sie wird für alle möglichen Energieformen ermittelt. In Städten ist die Bevölkerungsdichte und damit der Energiebedarf sehr hoch. Unsere Urgroßväter haben dies schon erkannt und Kraftwerke mitten in der Stadt gebaut (Berlin, Hamburg, München etc.). Lange vor der Erfindung der Ökologie haben sie bereits ihre Abwärme zur Heizung von Gebäuden genutzt. Umgekehrt ist der Verbrauch an elektrischer Energie in ländlichen Regionen nur gering und dünn gestreut. Eine Elektrifizierung ist hier auch in Deutschland wesentlich später erfolgt. Diese Entwicklung kann man auch heute noch in den Entwicklungsländern beobachten.

Energievorkommen

Elektrische Energie kommt leider nicht in verwertbaren Mengen in der Natur vor. Man kann deshalb die Frage "woher" nicht vom "wie" trennen. Will man man die Art der Erzeugung vorschreiben, muß man sich geeignete Vorkommen suchen. Mögen sie auch noch so weit entfernt sein. Das ist die Realität der Energiewende!

Energieart

Elektrische Energie muß erst durch Umwandlung aus anderen Energieformen gewonnen werden. Man steht damit vor der Wahl: Transportiert man den Primärenergieträger oder die elektrische Energie? Letztendlich, ist das auch nur eine Frage der Wirtschaftlichkeit.
Man kann aber schon mit Physik und Technik eine Tendenz erkennen. Sind die Primärenergieträger gar nicht transportierbar (Wind, Sonne, Wasserkraft), bleibt nur der Transport der elektrischen Energie. Dies ist der einzige Grund, warum für die "Energiewende" das Leitungsnetz drastisch ausgebaut werden muß. Ohne die ideologische Festlegung auf Sonnenenergie und ihre Ableger, wäre eine Verdrahtung der Landschaft in bisher unvorstellbarem Ausmaß gar nicht nötig. Haben die Energieträger nur einen geringen Heizwert, wie Biomasse oder auch Braunkohle, müssen sie vorher veredelt werden. Wer will schon Sand und Wasser transportieren? Das Zauberwort hieß früher Brikett und heute Biogas. Leider kostet jede Veredelung auch Energie, die man anschließend leider nicht mehr verkaufen kann. Deshalb ist auch hier meist der Transport der elektrischen Energie die wirtschaftlichere Lösung.

Energiedichte

Die Energiedichte ist der Dreh- und Angelpunkt in der Energiewirtschaft. Schon die antike Stadt war nicht in der Lage, die benötigte Energie innerhalb ihrer Stadtmauern zu erzeugen. Die Bevölkerungsdichte war einfach zu hoch. Wollte man heutige Metropolen mit ihrer Industrie ausschließlich durch Wind, Sonne und Biomasse versorgen, müsste man auch noch auf die letzten unbewohnten Gebiete der Erde zurückgreifen. Will man den Windpark im heimischen Landschaftsschutzgebiet nicht haben, bleibt eben nur die Palmölplantage im Regenwald oder die Sonnenfarm in der Sahara.

Die Transportfrage

Man kann es drehen und wenden wie man will: Die Energie muß immer von der Förderstelle zum Verbraucher transportiert werden. Jeder Transport erfordert Energie und kostet Geld. Förderstellen und Verbraucher müssen durch Transportsysteme miteinander verbunden sein. Das können Straßen, Eisenbahnen, Rohrleitungen oder elektrische Netze sein. Die vorhandene Infrastruktur beeinflußt maßgeblich die Auswahl des Kraftwerktyps.  Ein Kohlekraftwerk erfordert einen leistungsfähigen Eisenbahnanschluß, ein Gaskraftwerk eine Hochdruckleitung entsprechender Kapazität und ein Wasserkraftwerk geeignete geologische Verhältnisse. Einzige Ausnahme bildet ein Kernkraftwerk: Wegen der ungeheuren Energiedichte, reichen einige LKW-Ladungen im Jahr aus. Ein Vorteil, der zukünftig immer größere Bedeutung gewinnen wird. So hat z. B. der Ballungsraum Shanghai heute schon mehr Einwohner als Österreich. Die Infrastruktur ist chronisch überlastet. Baugrund ist viel zu kostbar, um ihn für zusätzliche Eisenbahnstrecken für Kohlenzüge zu verwenden.

Stromnetze

Jeder Erzeuger muß mit jedem Verbraucher durch Leitungen verbunden sein. Es entsteht ein Stromnetz. Jede Minderproduktion oder jeder Mehrverbrauch wirkt sich sofort im ganzen Netz aus. Ein Stromnetz ist deshalb viel mehr als nur ein Gewirr von Drähten. Je mehr Störungen auf ein Netz wirken, um so komplizierter und teurer wird es. Ein weiterer Fluch der "Energiewende". Früher brauchte der Kraftwerkseinsatz nur nach den Verbrauchsgewohnheiten geplant zu werden. Heute müssen die Störgrößen Wind- und Sonnenenergie zwangsweise aufgenommen werden. Man muß sich die Konsequenz so veranschaulichen: Verschiedene Fluggesellschaften entwickeln gemäß der Verbrauchernachfrage feste Flugpläne, die notwendigerweise sehr eng mit den Flugplätzen und der Luftverkehrsüberwachung abgestimmt sind. Ein sehr komplexes und langwieriges Verfahren. Jetzt macht der Staat ein Gesetz zur Förderung nahestehender Flugzeugbesitzer. Grün angestrichene Flugzeuge dürfen ab sofort starten und landen wann und wo sie wollen. Flughäfen müssen ausdrücklich nicht grün angestrichene Flugzeuge so lange am Boden warten lassen oder in der Luft kreisen lassen, bis kein grün angestrichenes Flugzeug mehr starten oder landen will. Dieses Recht gilt stets und ausnahmslos. Wenn die Kapazität eines Flughafens nicht mehr ausreicht, muß er sofort erweitert werden. Zur Beschleunigung des Ausbaues wird das geltende Verwaltungsrecht stark eingeschränkt. Die Kosten werden unmittelbar auf alle Fluggäste umgelegt. Die Luftverkehrsüberwachung muß sehen, wie sie mit dem neuen Chaos fertig wird. Selbstverständlich werden vom fürsorglichen Staat keine Sicherheitseinbußen tolleriert. Wenn sie meinen, daß diese Darstellung überzogen sei, haben sie sich noch nicht mit dem "EEG" und den einschlägigen Vorschriften zum Netzausbau beschäftigen müssen.

Aber zurück zum Problem der Entfernung. Es macht einen sehr großen Unterschied, ob die Kraftwerke möglichst nahe bei den Verbrauchern errichtet werden oder weit davon entfernt. Es seien hier nur die wichtigsten Gründe erwähnt:

  • Mit jedem Meter Leitungslänge steigen die Verluste.
  • Je größer die über weite Entfernungen zu transportierende Leistung ist, um so mehr steigen die Kosten und um so höher wird deshalb die Spannung gewählt. Jedes mal, wenn die Spannungsebene geändert werden muß, ist eine Transformation mit zusätzlichen Verlusten nötig.
  • Je mehr elektrische Energie hin und her geschoben wird, um so mehr Verluste treten auf und erhöhen sich die Investitionen: Wegen der geringen Energiedichte müssen viele Leitungen erstmal die Energie von den unzähligen Windmühlen und Sonnenkollektoren einsammeln. Weil die Energie am Entstehungsort gar nicht gebraucht wird, wird sie nach der Sammlung hochtransformiert (bei Photovoltaik über alle Spannungsebenen) um diesen Vorgang weit entfernt wieder rückwärts ablaufen zu lassen.
  • Jedes Drehstromnetz überträgt nicht nur Wirkleistung (das ist das, was der Kunde eigentlich haben will), sondern auch Blindleistung. Je länger die Kabel, um so größer die erforderliche Kompensation. Diese Kompensation haben bisher die konventionellen Kraftwerke übernommen. Ziel ist aber gerade deren Stilllegung mit wachsendem Anteil der "Erneuerbaren". Der Windpark in der Nordsee wirkt daher doppelt auf die zukünftigen Netzkosten.
  • Manche sehen ihr Heil in Höchstspannugs-Gleichstrom-Übertragung. Diese kann aber nur Strom von Punkt zu Punkt transportieren. Dies ist ungefähr so, als ob die Bahn zur Entlastung ihres Netzes neue Breitspurtrassen von Norddeutschland nach Süddeutschland bauen würde. Die Güter würden dann in Norddeutschland mit der vorhandenen Eisenbahn eingesammelt, am Kopfbahnhof umgeladen, nach Süddeutschland mit der Breitspurbahn zum dortigen Kopfbahnhof gefahren, dort wieder umgeladen und mit der vorhandenen Eisenbahn in Bayern feinverteilt. Für ein so kleines Land wie Deutschland, erscheint mir das keine sinnvolle Lösung.

Fazit

Das Stromnetz und der Kraftwerkspark, den wir bisher in Deutschland hatten, ist nicht zufällig entstanden, sondern das Ergebnis eines rund hundert Jahre alten Entwicklungsprozesses. Dieses System verkörpert das Gehirnschmalz einer Legion von Ingenieuren. Stromnetze sind nicht zufällig überall auf der Welt recht ähnlich. Es gilt halt überall die gleiche Physik. Es gibt in der Energietechnik auch keine allein selig machende Lösung. Jeder Energieträger und jedes Versorgungsprinzip hat seine ganz speziellen Vor- und Nachteile. Es kann stets nur eine optimierte Lösung für das gesamte System aus Netz, Erzeuger und Verbraucher gefunden werden. Für Ideologien ist kein Platz vorhanden.