Energiequellen: Erneuerbare Energien

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Simulationsstudie für deutsche Strom- und Wärmeversorgung: So klappt die komplette Energiewende bis 2030 (2021-05-27)

Binnen neun Jahren kann Deutschland seine Strom- und seine Wärmeerzeugung vollständig auf erneuerbare Energien umstellen. Das ist das Ergebnis einer neuen Studie – die allerdings viele Unsicherheiten auflistet.

Schon 2030 – und damit deutlich früher als von der Bundesregierung geplant – könnte die Energieversorgung in Deutschland zu 100 Prozent aus erneuerbaren Energien stammen. Dies geht aus einer neuen Studie des Berliner Thinktanks Energy Watch Group (EWG) hervor, die dem SPIEGEL vorliegt. Demnach sei es möglich, nicht nur den Strombedarf allein mit Sonne, Wind, Wasser, Biomasse und Geothermie zu decken, sondern auch die Wärmeversorgung aus rein grünen Quellen zu speisen.

Das größte Potenzial bei der Umstellung bietet laut der Untersuchung der Ausbau der Fotovoltaik und der Windkraft – auch wenn letztlich eine Mischung aus vielen verschiedenen nachhaltigen Technologieformen benötigt werde. Der entscheidende Faktor in Deutschland ist nach Ansicht der drei Autoren Thure Traber und Hans-Josef Fell vom EWG sowie Franziska Simone Hegner von der TU München aber der Ausbau der Windenergie. Vor allem in den südlichen Bundesländern sei er zum Erliegen gekommen. Hier besteht aber gerade in den Mittelgebirgen Potenzial. »Mit guten Konzepten lassen sich Windkraftanlagen auch in Naturgebieten auf den Bergen installieren«, glaubt Fell.

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Energie-Standards: Regierung plant ab nächstem Jahr eine Pflicht für Solardächer bei Neubauten (2021-06-04)

Alle Neubauten sollen künftig über eine eigene Fotovoltaik- oder Solaranlage verfügen. Das plant die Bundesregierung einem Bericht zufolge laut „Klimaschutz-Sofortprogramm 2022“. Als „lächerlich“ kritisiert der Verband Haus & Grund den Entwurf.

Die Bundesregierung will einem Medienbericht zufolge die Regeln für Hausbauer und Immobilienbesitzer verschärfen: Ab dem kommenden Jahr soll eine Pflicht für Solardächer eingeführt werden, wie die „Bild“ am Freitag unter Berufung auf einen Entwurf des „Klimaschutz-Sofortprogramms 2022“ berichtete. Demnach muss auf jedem Neubaudach künftig eine Fotovoltaik- oder Solarthermieanlage installiert werden.

Gleiches gelte bei „größeren Dachsanierungen“ von Bestandsbauten. Auch die Dämmungsregeln sollen dem Bericht zufolge verschärft werden. Alle Neubauten müssen ab 2023 den bisher höchsten Energie-Standard EH-55 erfüllen, wie die Zeitung berichtete. Bisher war das Erreichen dieses Standards den Hausbauern freigestellt.

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Studie: Windparks in der Nordsee nehmen sich gegenseitig den Wind weg (2021-06-10)

Offshore-Windfarmen haben einen weit größeren Einfluss auf das lokale Klima als bisher angenommen, ergibt eine Simulation.

Über eine Entfernung von im Schnitt 35 bis 40 Kilometer können Offshore-Windparks einander ausbremsen. Bei stabilen Wetterlagen mit wenig Turbulenzen, vor allem im März und April, kann die Bremswirkung sogar 100 Kilometer weit reichen.

Das ist das Ergebnis einer Studie des Helmholtz-Zentrums „Hereon“, die jetzt in Nature Scientific Reports erschienen ist. Bei stabilen Wetterlagen mit wenig Turbulenzen, vor allem im März und April, kann die Bremswirkung sogar 100 Kilometer weit reichen. In stürmischen Zeiten – besonders im November und Dezember – sei die Atmosphäre hingegen so stark durchmischt, dass der Windpark-Effekt nach Angaben des Helmholtz-Zentrums kaum ins Gewicht fällt.

„Abhängig von der Größe einer Windfarm kann das jährliche durchschnittliche Winddefizit 2 bis 2,5 Meter pro Sekunde betragen, was einem Leistungsverlust von 1 bis 2 Kilowattsekunden entspricht“, so das Hereon. „Die Leistung eines benachbarten Windparks kann sich damit um 20 bis 25 Prozent verringern.“

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Erneuerbare Energien: Altmaier will mehr Flächen für Windkraft schaffen (2021-06-11)

Um mehr Platz für neue Windräder zu schaffen, soll der Luftverkehr künftig zurückstecken: Der Staat will die Umrüstung von Drehfunkfeuern der Flugsicherung finanzieren, die sich mit Windanlagen in die Quere kommen.

Weniger Funkfeuer, mehr Windräder: Um mehr Flächen für den Ausbau der Windkraft an Land schaffen, sollen der Deutschen Flugsicherung finanzielle Mittel für die Umrüstung von sogenannten Drehfunkfeuern zur Verfügung gestellt werden, erklärte das Wirtschaftsministerium.

Drehfunkfeuer sind Navigationsanlagen für den Luftverkehr, die durch Windenergieanlagen gestört werden können. Um diese Beeinträchtigungen zu vermeiden, werden Windenergieanlagen im Umfeld von Drehfunkfeuern häufig nicht zugelassen. Die Flugsicherung soll nun die Luftfahrtnavigation weitgehend auf satellitengestützte Verfahren umstellen. Die nicht mehr benötigten Drehfunkfeuer am Boden könnten dann zurückgebaut werden, das soll weitere Flächen für den Windenergieausbau schaffen.

Bundeswirtschaftsminister Peter Altmaier (CDU) erklärte, es würden zusätzliche Flächen für die Errichtung von Windenergieanlagen mit einer Leistung von rund 700 Megawatt frei. Zum Vergleich: 2020 kamen nach Branchenangaben in Deutschland Windenergieanlagen an Land mit einer Leistung von insgesamt 1431 Megawatt hinzu.

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Umweltrat tritt für dunkelgrünen Wasserstoff ein (2021-06-23)

Der Sachverständigenrat der Bundesregierung für Umweltfragen stellt ein paar Forderungen auf, damit die Energiewende mit Wasserstoff umweltverträglich gelingt.



Die Wasserstofffarbenlehre bekommt einen weiteren Tupfer: dunkelgrün. Damit meint der Sachverständigenrat für Umweltfragen (SRU) jenen grünen Wasserstoff, "dessen Herstellung ökologische und soziale Mindeststandards erfüllt". Schließlich werde in die Umwelt eingegriffen, wenn grüner Wasserstoff hergestellt werde, denn es würden große Mengen erneuerbaren Stroms benötigt.

"Diese Umweltauswirkungen sind so gering wie möglich zu halten", heißt es in einer Stellungnahme des Umweltrates mit dem Titel " Wasserstoff im Klimaschutz: Klasse statt Masse ". Das gelte umso mehr für Power-to-X(PtX)-Folgeprodukte wie Ammoniak und synthetische Kraftstoffe, denn dort fielen zusätzliche Umwandlungsverluste an.

Bei Importen von grünem Wasserstoff müsse sichergestellt werden, dass die Transformation der Energiesysteme in den Produktionsländern nicht verzögert wird und keine zusätzlichen sozialen Probleme oder Umweltauswirkungen entstehen, schreiben die Sachverständigen weiter, sieben Universitätsprofessoren und -professorinnen, die die Bundesregierung beraten. Sie schlagen ein Zertifizierungssystem vor, das "anspruchsvolle Nachhaltigkeitskriterien" enthält.

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Zu wenig Wind und Sonne: Ökostrom-Versorgung in Deutschland bleibt hinter Erwartungen zurück (2021-06-28)

Ungünstige Wetterverhältnisse haben die Versorgung mit „sauberem Strom“ in der ersten Hälfte dieses Jahres erschwert. Erneuerbare Energien deckten nur 43 Prozent des Bedarfs – im Vorjahreszeitraum lag der Anteil noch deutlich höher.

Die Energiewende führt zu steigendem Strombedarf, die Bundesregierung will deshalb die erneuerbaren Energiequellen deutlich ausbauen.

Doch wenn die Natur nicht mitspielt, geht die Rechnung womöglich nicht auf: Ökostrom aus Wind, Sonne und anderen erneuerbaren Energiequellen hat im ersten Halbjahr nach Branchenangaben 43 Prozent des Bruttostromverbrauchs in Deutschland gedeckt – und damit weniger als im Vorjahreszeitraum.

Insbesondere das erste Quartal sei ungewöhnlich windstill und arm an Sonnenstunden gewesen. Die Erzeugung aus Windenergie an Land und auf See ging um rund 20 Prozent zurück, wie vorläufige Berechnungen des Zentrums für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) und des Bundesverbands der Energie- und Wasserwirtschaft (BDEW) zeigen.

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"Grüner" Wasserstoff von Shell: Elektrolyse-Anlage gestartet (2021-07-02)

Deutschland will klimaschädliche CO2-Emissionen schneller reduzieren. Eine zentrale Rolle spielt dabei Wasserstoff. Im Rheinland beginnt jetzt die Produktion.

Für den klimaneutralen Umbau der Industrie in Deutschland werden riesige Mengen an "grünem" Wasserstoff benötigt. Der Öl- und Erdgaskonzern Shell ist nun in Wesseling in die Produktion eingestiegen – dies zunächst im kleinen Umfang. Im Beisein von Nordrhein-Westfalens Ministerpräsident Armin Laschet (CDU) ging am Freitag eine Anlage zur Wasserstoff-Elektrolyse in Betrieb. Sie hat eine Leistung von 10 Megawatt und kann nach Firmenangaben pro Jahr bis zu 1300 Tonnen "grünen" Wasserstoff produzieren. Grüner Wasserstoff wird mit Ökostrom gewonnen, Kohle spielt keine Rolle.

Energiekooperationen mit arabischen Staaten

"Diese Anlage weist den Weg in Richtung Klimaneutralität", sagte Laschet. Er wies auf das Ziel von NRW hin, den CO2-Ausstoß in den kommenden Jahren deutlich zu senken und bis zum Jahr 2045 sogar "klimaneutral" zu sein. Er sprach von einem "Startschuss in ein klimaneutrales Industrieland". Laschet wertete Wasserstoff als sehr wichtig, um Industrie-Arbeitsplätze in Deutschland zu halten und zugleich beim Klimaschutz voranzukommen. "Wasserstoff ist ein vielseitiger Energieträger, ein flexibler Energiespeicher und ein wichtiger Grundstoff für chemische Prozesse", sagte der CDU-Politiker. "So kann man Dekarbonisierung voranbringen."

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Aktionsplan 2025: Wasserstoffrat fordert niedrigere Strompreise (2021-07-03)

Mit 80 Handlungsempfehlungen wollen Experten die Wasserstoffstrategie der Bundesregierung mit Leben füllen. Ganz grün war sich das Gremium nicht.

Der Nationale Wasserstoffrat (NWR) wirbt angesichts der verschärften Klimaziele auf der europäischen und deutschen Ebene für das rasche Ankurbeln einer Wasserstoffwirtschaft. "Die Bedeutung von Wasserstoff wird durch diese neuen Zielvorgaben grundsätzlich steigen", erklärt das Gremium in seinem am Freitag veröffentlichten "Aktionsplan Deutschland" für die Jahre bis 2025. Durch kontinuierliche Technologieverbesserungen ließen sich Treibhausgas-Emissionen umfassender und effizienter reduzieren. "Weitgehend klimaneutraler Wasserstoff" werde bei dieser Transformation eine zentrale Rolle spielen.

"Leitendes Prinzip muss dabei sein, Investitionen in Anlagen zu tätigen, die Klimaneutralität, Wirtschaftlichkeit und Versorgungssicherheit miteinander verbinden", arbeiten die 26 Experten heraus. Sie beraten die Bundesregierung und übergaben ihr gut 50-seitiges Werk nun Kanzleramtschef Helge Braun (CDU). Zunächst werde "Erdgas eine zentrale Rolle spielen, um Kohle als Energieträger abzulösen", ist darin nachzulesen. Ziel sei es aber, auch diesen fossilen Brennstoff so bald wie möglich "sukzessive durch weitgehend klimaneutralen Wasserstoff zu ersetzen".

Nationalen Wasserstoffstrategie

Im Kern plädiert der NWR, dem etwa die Ökonomin Veronika Grimm, Daimler-Truck-Vorstand Sven Ennerst, Siemens-Manager Christian Bruch und Linde-Vizepräsident Andreas Opfermann angehören, so für den anfänglichen Einsatz auch von blauen, aus fossilem Erdgas gewonnenen Wasserstoff vor allem in der Industrie. Damit berührt er einen wunden Punkt, da die Regierung mit ihrer gut ein Jahr alten Nationalen Wasserstoffstrategie (NWS) die Parole ausgegeben hat, vor allem grünen Wasserstoff zu nutzen, der aus erneuerbaren Energien gewonnen wird. Für diesen sollten "entsprechende Wertschöpfungsketten" etabliert werden.

Auch die Exekutive hat blauem oder türkisem H2 aus Wärmeenergie in der NWS aber nicht ganz die rote Karte gezeigt. Der Rat sieht die Regierung so nun unter Zugzwang, mit Blick auf die Klimaziele hier "eine politische Richtungsentscheidung" zu treffen. Inwieweit die umstrittenen Erzeugungsformen bei der Produktions und Anwendungsförderung bevorzugt seien, werde "signifikante Auswirkungen auf die Ausgestaltung der verschiedenen Förderinstrumente haben".

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"Flaschenhals" Ökostrom: Warum Wasserstoff kein Wundermittel ist (2021-07-05)

Zum Telepolis-Artikel "Masterplan Energiewende" gab es reichlich Anmerkungen und Kommentare. Eine ausführliche Antwort des Autors

Zu meinen letzten beiden Artikeln "Die Riesenaufgabe" und "Masterplan Energiewende" haben sich einige Kommentare angesammelt, deren Verfasser auf die Rolle von Wasserstoff bei der Energiewende eingingen. Wie üblich war es eine bunte Mischung aus richtigen, halbwahren und falschen Anmerkungen. Mein Standpunkt, dass eine große Wasserstoffindustrie in eine Sackgasse führen würde, weil dafür zu viel Strom benötigt wird, soll daher umfassend begründet werden.

Beginnen wir mit den wahren Anmerkungen:

1. Die Sonne liefert unendlich viel mehr Energie als wir brauchen. Das ist richtig. In Deutschland beträgt die durchschnittliche Sonneneinstrahlung pro Quadratmeter und Jahr etwa eine Megawattstunde (Mwh). Deutschland hat ein Territorium von 357.386 Quadratkilometern, woraus sich eine Sonneneinstrahlung von etwa 357.386 Terawattstunden pro Jahr (TWh/a) ergibt. Benötigt werden derzeit insgesamt etwa 3.600 TWh/a, also etwa ein Prozent der eingestrahlten Energie (natürlich ohne Energiebedarf der Pflanzen zur Fotosynthese). Energie ist also genug vorhanden.

Allerdings benötigen wir nicht Energie schlechthin, sondern Strom und Heizwärme. Dazu müssen wir die regenerative Energie "ernten", umwandeln und teilweise speichern. Und die Anlagen dafür sind teuer und nicht in ausreichendem Maße vorhanden.

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Warum dem unendlichen Solarstromwachstum Grenzen gesetzt sind (2021-07-26)

Immer billigere Sonnenstrommodule, viele Sonnentage und ein großer Boom – was zunächst gut klingt, könnte den Kampf gegen den Klimawandel behindern.

Ein paar einsame Forscher warnen schon seit Jahren, dass die Solarenergie vor einer fundamentalen Herausforderung steht – doch bislang mag ihnen offenbar niemand zuhören. Ihre Theorie: Das halsbrecherische Wachstum der Branche könnte sehr abrupt stoppen. Weil: Je mehr Solarstrom ins Netz eingespeist wird, desto weniger lohnt es sich letztlich für die Produzenten, jedenfalls unter bestimmten Kriterien.

Das Grundproblem ist, dass Solarmodule an sonnigen Tagen viel Strom erzeugen – oft mehr als benötigt wird, was die Preise drückt, mittlerweile manchmal sogar in den negativen Bereich. Doch im Gegensatz zu etwa einem Erdgaskraftwerk können die Betreiber von Solarkraftwerken den erzeugten Strom nicht einfach nach Bedarf drosseln oder die Erzeugung über einen Tag verteilen, sie in die Nacht verschieben oder den dunklen Winter nutzen. Solarstrom ist verfügbar, wenn er verfügbar ist – also wenn die Sonne scheint. Und das wiederum ist der Zeitpunkt, an dem auch alle anderen Solarkraftwerke mit maximaler Leistung Strom erzeugen.

Eine neue Untersuchung zeigt nun, dass Kalifornien, das einen der größten Sonnenenergieanteile des Planeten hat, das Phänomen der sogenannten Solarwertdeflation bereits akut zu spüren bekommt.

Preise im Keller für alle zur gleichen Zeit

Laut der Analyse des Breakthrough Institute, die diesen Monat veröffentlicht wird, sind die durchschnittlichen Großhandelspreise für Solarstrom in Kalifornien seit 2014 um 37 Prozent im Vergleich zu den durchschnittlichen Strompreisen für andere Energiequellen gefallen. Mit anderen Worten: Die Energieversorger zahlen Solaranlagen aufgrund ihrer schwankenden Erzeugung insgesamt weniger als allen anderen Quellen.

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