Das hast du natürlich vollkommen recht. Auch den habe ich in der ursprünglichen Rechnung vernachlässigt.
Du hast ja den Wirkungsgrad (η) für 2 Fälle angegeben, jedoch beide Male schon den zusammengefassten Wirkungsgrad (η_ges) für die Erzeugung des Gases (η_rein) zum Speichern und die Verstromung des Gases (η_raus), wenn die Energie wieder benötigt wird, also η_ges = η_rein * η_raus, angegeben.
Allerdings vergrößert nur der 2. Wirkungsgrad (η_raus) tatsächlich den benötigten Speicher, den die Verluste der ersten Reaktion (η_rein), z.B. der Elektrolyse, gehen ja in Wärme über und erzeugen eben z.B. keinen zusätzlichen Wasserstoff, der gespeichert werden müsste.
Aber egal, ich habe das trotzdem mal durch gerechnet und zwar mit folgenden Werten, die ich für eine Wasserstoff-Speicherung gefunden habe:
- η_rein (Elektrolyse) = 0,7 (Quelle)
- η_raus (H2-Verstromung im Gaskraftwerk) = 0,65 (Quelle)
- nur zur Info, damit erhält man: η_ges = 0,7 * 0,65 = 0,455 also 45,5 % und das ist ja in der Größenordnung von dem, was @Dsonda oben auch geschrieben hat
Beispielhaft:
100 MWh zuviel → η_rein → 70 MWh im Speicher → η_raus → 45,5 MWh nutzbar
Mit diesen Größen habe ich, die Rechnung von oben modifiziert. Das heißt, wenn es mehr "optimierte EE-Erzeugung"² als Gesamtverbrauch¹ gab, dann wurde diese Überproduktion mit η_rein multipliziert und gespeichert. Wenn die EE-Produktion kleiner als der Gesamtverbrauch¹ war, dann wurde die fehlende Energie mit 1/η_raus multiplizert und dem Speicher entnommen.
Die Speicherverluste müssen natürlich durch eine höheren Ausbau der EE-Erzeugung kompensiert werden. Ich bin dazu von der Rechnung aus dem letzten Post ausgegangen. Dort hatte ich errechnet, dass man einen theoretischen Ausbau der Wind+PV-Erzeugung auf das 2,8-fache der Leistung in 2021 gebraucht hätte.
Durch die Speicherverluste, ist dieser Wert auf ca. 3,44 gestiegen. Das wäre also ein Zubau von fast 250 % gegenüber dem, was 2021 tatsächlich vorhanden war.
Mit diesem Zubau auf das 3,44-fache der realen PV+Wind-Erzeugung entstünde dann folgender verlauf der gespeicherten Energiemenge über das Jahr:
Der benötigte Speicher steigt also nur leicht auf etwas über 25 TWh gegenüber den ca. 24 TWh von oben ohne Berücksichtigung des Speicher-Wirkungsgrades bei nur 2,8-fachem Ausbau von Windkraft und Photovoltaik.
Es sieht also so aus, dass selbst ein Gesamtspeicherwirkungsgrad von 0,455 oder 45,5 % über einen entsprechenden Ausbau von hier ca. 60 % bei Wind+PV gegenüber 2021 ausgeglichen werden kann und nur ein sehr geringer Anstieg des Speichers bleibt.
Ich war von dem Ergebnis auch überrascht. Der Grund, warum man nicht mehr Speicher benötigt, liegt aber eben in dem gesteigerten Ausbau. Dieser dient ja nicht nur dazu, z.B. im Sommer mehr Energie zu erzeugen um die Speicherverluste auszugleichen, sondern die gesteigerte Windproduktion hilft ja auch in Wintertagen mit viel Wind, das dort gar nicht erst so eine große Unterproduktion entsteht. Damit fallen die Speicherverluste auch gar nicht erst an.
Wenn man also einen Zubau auf ca. 3,5-fache Leistung bei Wind und Solar in 2021 gehabt hätte, wäre man vermutlich z.B. mit Wasserstoffspeicherung von 25 TWh ausgekommen, obwohl davon noch 35 % beim Verstromen verloren gehen.
Anhang:
¹ Die Daten zum Gesamtstromverbrauch, die von smard.de zur Verfügung gestellt werden sind nicht ganz vollständig. Unter anderem fehlt der komplette Stromverbrauch der deutschen Bahn, immerhin 10 TWh im Jahr. Näheres dazu hier: SMARD Benutzerhandbuch
² „opt. EE-Erzeugung“ meint in diesem Post die reale Windkraft- und PV-Erzeugung in 2021 multipliziert mit 3,44, sodass im Jahresmittel die EE-Erzeugung den Gesamtstromverbauch¹ exakt deckt.