Öhm da steht genau das Gegenteil.
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Wenn ein Land wenig ehrgeizige Co2-Minderungsziele hat braucht es weiter Kohlekraftwerke - so lese ich das. Und ich würde Deutschland jetzt nicht als ehrgeizig beschreiben, solange die Grünen nicht die absolute Mehrheit erreichen (wovon ich bis 2050 nicht ausgehe).
Ergänzend zum von @Lukas3 vorgebrachten Einwand
sei auch noch gesagt, dass das Loepoldina Dokument aus dem Jahr 2015 stammt. Also weit vor 2019, als die Kohlekomission einen Kohleausstieg um 2030 empfohlen hat und die Politik daraus (auch dank fleißiger Lobbyarbeit der Kohle- und Atomindustrie, die Cash Cows brauchte, um ihre maroden Meiler abzuwickeln) dann 2038 gemacht hat.,
Braunkohle ohne CCS kommt in den Modellrechnungen nur bei Vorgabe der weniger ambitionierten Klimaschutzziele von 80 Prozent CO2-Minderung gegenüber 1990 in Szenarien mit eher geringem Wind- und PV-Anteil zum Einsatz.
Das Paris-Abkommen bedingt, dass möglichst schnell eine Klimaneutralität (also deutlich mehr als 80%) erreicht wird. Somit sind die aktuellen Ziele der internationalen Staatengemeinschaft in dem Sinne des Papiers definitiv nicht „wenig ehrgeizig“. (Wie @cors schon richtig sagt, ist das ein altes Papier welches, vor dem Paris-Abkommen erarbeitet wurde und somit auf dieses keinen Bezug nimmt). Somit halte ich deine Schlussfolgerung, dass die Autoren des Papiers davon ausgingen, dass bis 2050 noch Kohlekraftwerk (ohne CCS) maßgeblich existieren müssten, für falsch.
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Weil einige hier, das ganze Thema Speicherung scheinbar für so problematisch halten, hier mal ein Datenpunkt:
Deutschland hat seit 1978 eine strategische Rohölreserve, die das komplette, benötigte Roh-Öl Deutschlands für 90 Tage vorhält. Hier der Link zu dem staatlichen Betreiber: Erdölbevorratungsverband (EBV)
Dazu folgende Infos (Link zum Dokument):
- Die gesamten laufenden Kosten betragen 400 Millionen Euro jährlich und werden quasi von allen Mineralöl-Unternehmen (außer Chemie) rechtlich verpflichtend (ErdölBevG) gezahlt und damit im Endeffekt von den Verbrauchern an der Tankstelle, was auch okay ist.
- Zurzeit werden vom EBV ca. 24 Mio. t Erdöl und Erdölerzeugnisse (Benzin, Diesel usw.) bevorratet.
Benzin und Diesel haben um die 12 kWh/kg Energiedichte (Quelle) und Rohöl (Quelle1, Quelle2) in etwa auch.
Die gespeicherten 24 Mill. t ergeben also etwa (korrigiert mich gerne, wenn ich mich verrechnet habe):
24.000.000.000 kg * 12 kWh / kg = 288.000.000.000 kWh oder 288 TWh
gespeicherter Energie. Das hält Deutschland permanent vor. Noch dazu kommen die „Reserven“, die bei den verarbeitenden Unternehmen quasi auf dem Werksgelände sind.
Man kann also durchaus in Deutschland nennenswert Energie speichern. 
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Ich glaube, ich habe nicht ganz verstanden, welchen Punkt du mit diesem Beispiel machen willst. Die Herausforderungen bzgl. Speicherung im Zusammenhang mit der Energiewende liegen ja konkret bei der Problematik der emissionsfreien Speicherung und Wiederverstromung im großen Stil und den damit verbundenen Verlusten und technologischen Hürden (z.B. Power to X).
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Problematisch ist nicht das auf Halde legen von in chemischen Verbindungen gespeicherter Energie. Problematisch ist der Schritt davor: Diskontinuierlich anfallende Strommengen in chemischen Verbindungen zu speichern.
Wobei wir das nicht unbedingt tun müssten, falls man einmal richtig „groß“ denken würde. Es gäbe auch die Möglichkeit, riesige Wasserspeicher in die Landschaft zu stellen. Dank der diversen Tagebauten wäre ein Teil der notwendigen Erdarbeiten auch schon erledigt.
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Der Punkt ist, das „Wir“ es seit über 40 Jahren auf die Kette kriegen, das Rohöl-Äquivalent etwa des halben jährlichen Stromenergie-Verbrauches unseres Landes auf Vorrat zu speichern. Und dass das jeden Bürger umgerechnet 5 Euro im Jahr kostet.
Hierzu gibt es einen interessanten Artikel zu der Idee ein Pumpspeicherkraftwerk auf den Boden des Hambacher Tagebaus zu errichten.
Die Autoren versprechen allein für den Hambacher Tagebau folgende Werte:
„Ein solches unsichtbares Unterwasser-Pumpspeicherkraftwerk könnte in einem Zyklus mehr als 300 Gigawattstunden speichern. Zum Vergleich: Das ist mehr als sieben Mal so viel, wie alle vorhandenen Wasserpumpspeicherwerke in Deutschland zusammen speichern können. Bei 100 Füllzyklen pro Jahr würde die Anlage etwa 30 Terawattstunden speichern, das entspricht 30 Milliarden Kilowattstunden und damit der gesamten Energiemenge, die zurzeit im Rheinischen Braunkohlerevier erzeugt wird.“
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Eine coole Idee, von der ich jetzt auch zum ersten Mal höre. So wie ich es verstehe, denkt man dabei vor allem an die kurzfristige Speicherung. Das könnte also z.B. Batteriespeicher ersetzen. Interessant wäre, ob sowas auch das Potential hat, unseren Bedarf an saisonalen Speichern signifikant zu reduzieren. Hier könnte dieser Pumpspeicher immerhin auch 300GWh pro Jahr beisteuern.
Ich habe leider in den mir bekannten Studien keine Zahlen gefunden, welche Kapazität an saisonalen Speichern wir brauchen werden. Allerdings setzen sie bisher alle voll auf Power-to-Gas für diese Art der Speicherung (Fraunhofer, DIW, HTW, Agora) mit entsprechenden Speicherverlusten, die man bei gigantischen Pumpspeichern nicht hätte.
Ich würde den Bedarf pro Jahr irgendwo im hohen einstelligen bis niedrigen zweistelligen TWh Bereich vermuten. Zahlen dazu finde ich aber nirgendwo für ein 100% erneuerbares Energiesystem (immer nur für einen EE-Anteil <=90%). Weiß da jemand mehr?
Da hast du natürlich auch Recht, hier geht es aber lediglich darum, die beste oder die besten Technologien für die Speicherung zu finden und umzusetzen. Aber etliche Ansätze dafür existieren schon.
Aus dem Dokument, dass @Dsonda hier verlinkt hat, geht hervor, dass wir bei Erdgas auch heute schon saisonale Schwankungen haben, nur nicht auf der Erzeugerseite, sondern auf Verbraucherseite. Und genau das gleichen unsere Erdgasspeicher übers Jahr aus.
Ich kann es daher überhaupt nicht nachvollziehen, warum jetzt so getan wird, als wäre das, was wir bei Erdöl und Erdgas seit Jahren und Jahrzehnten hinbekommen, bei Strom auf einmal so ein Problem.
Klar, wenn ich natürlich aus der Stromspeicherung auch noch ein Geschäftsmodell machen will, bei der den Energieversorgen Traumgewinne wie bei abgeschriebenen Atom-Meilern entstehen (über 300 Millionen pro Jahr, Quelle), dann wird das Ganze teuer.
Aber das es auch anders geht, zeigt das Beispiel mit der strategischen Ölreserve.
Ich tue mir schwer damit, aus der Tatsache, dass wir Energie in Form von fossilen Energieträgern in großer Menge über längere Zeit kostengünstig speichern können, abzuleiten, dass das für Strom in ähnlicher Form möglich sein muss.
Technisch ist das absolut möglich. Ich unterstelle auch mal, dass wir die dazu notwendigen Anlagen theoretisch rechtzeitig bauen könnten. Die Frage ist halt, ob der Prozess zur richtigen Zeit so ausgereift ist, dass solche Speicher auch bezahlbar werden.
Nehmen wir mal den Erdgas-Speicherungsprozess als Beispiel. Der wurde z.B. in der Fraunhofer-Studie von 2012 zugrunde gelegt. Heute sehen viele Wasserstoff als die bessere Lösung an. Der Vorteil bei Erdgas: wir haben schon die ganze Infrastruktur: Speicher, Gasturbinen, etc. Der Nachteil: um eine neutrale CO2-Bilanz zu bekommen, muss ich das CO2, was ich in der Gasturbine verbrenne für die Speicherung über Methanisierung wieder direkt aus der Luft holen. Ein ziemlich aufwändiger Prozess mit schlechtem Wirkungsgrad. Das ist beim Wasserstoff (Elektrolyse) einfacher. Dafür ist u.a. eine Umstellung der Infrastruktur notwendig.
Aber selbst beim Wasserstoff geht ca. 20% der Energie bei der Elektrolyse und mindestens 50% bei der anschließenden Elektrifizierung verloren. Lagerungsverluste nicht eingerechnet kriege ich also nur etwa 40% meines ursprünglich gespeicherten Stroms wieder zurück. Und das wird man kaum noch signifikant verbessern können.
Im Moment ist so eine Wasserstoffspeicher-Option für Strom unbezahlbar. Aber selbst wenn der Betrieb der Anlagen irgendwann spottbillig würde, bleibt so gespeicherter Strom allein wegen der Energiebilanz erheblich teurer als direkt verbrauchter. Das ist schon ein deutlicher Unterschied zu einem fossil betriebenen Kraftwerkspark (wo ich ja meine Primärenergie direkt speichere) und zeigt, warum man auch über erneuerbare Überkapazitäten und flexiblere Stromtarife nachdenken muss. Ich halte es Stand heute trotzdem für den richtigen Weg.
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Das geht etwa so in die Richtung wie die Ringwallspeicherkraftwerke.
http://www.ringwallspeicher.de/
2010 war die Idee halt noch zu früh. Aber auch hier gilt, wenn man die Löcher der Braunkohle nutzt gäbe es interessante Optionen
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Mit den flexibleren Strompreisen wird man vor dem selben Zwiespalt stehen, wie gerade mit der Co2 Steuer. Jetzt beginnt die Armen die Co2 Steuer zu beißen, während die Reicheren weitermachen wie bisher und das Umdenken ausbleibt. Wer arm ist, wohnt zur Miete und hat keinen Einfluss auf die Heizungsanlage oder die Dämmung seiner Wohnung und wenn der Vermieter die Heizung tauschen würde oder dämmt, wird er die Kosten plus Zinsen auf die Miete komplett umgelegt. Mit steigenden Mieten droht manchen der Wohnungsverlust. Wenn ich jetzt am Winterabend in einer Zukunft mit flexiblen Strompreisen als Mieter keinen eigenen Haus/Wohnungspeicher habe, den ich über Tag auflade und mich Nachts vom Netz entkoppeln kann, dann kann eine Stunde Film gucken, oder vllt etwas backen sehr teuer werden.
Solange die Ampel nur einem Teil der Bevölkerung die Co2 Steuer erstatten will, wird es neue unnötige Bürokratie geben und es wird Menschen geben die voll arbeiten aber wenig verdienen und die durchs Raster fallen. Aber wenn man die Co2 Steuer vollständig erstatten würde, müsste Herr Habeck ja mit noch weniger Geld auskommen und siehe KfW-Debakel ist der Haushalt scheinbar auf Kante genäht.
Macht Speicher auch für Wohnungen verpflichtend! Schützt die Mieter, indem man die Kosten über die Staatskasse abfedert! Dann hat jeder die Chance, die Strompreishölle Winter unbeschadet zu überstehen.
Eine Verachtfachung der in Pumpspeicherkraftwerken speicherbaren Energie klingt schon groß.
Aber zum Vergleich verbraucht Deutschland derzeit durchschnittlich rund 50 GW, das würden die Pumspeicherkraftwerke dann nach dieser Versiebenfachung für ca. 7 Stunden abdecken können. Von einer Reserve für einen Monat wäre man danach immer noch einen Faktor 100 entfernt.
Zum weiteren Vergleich haben wir beim Erdöl eine Reserve von 90 Tagen (Wenn wir unsere Energieversorgung im Schnitt aus einheimischen Quellen decken würden, bräuchte man aber wahrscheinlich nicht so viel). Und für Erdgas haben wir schon jetzt Speicherkapazitäten von ca. 255 TWh ( Gas: Erdgasspeicher - Puffersystem der Gasversorgung droht zu kollabieren ).
Das würde aber bedeuten, dass für 7 Stunden kein anderer Stromerzeuger zur Verfügung steht oder?
Das ist, was ich bei der Speicherdiskussion irgendwie vermisse.
Alle nehmen den momentanen Verbrauch und rechnen dann den Speicherbedarf bei Totalausfall aller anderen Erzeuger.
Wie groß ist jetzt die Wahrscheinlichkeit dass Nachts im gesamten Bundesgebiet + Offshore absolut Windstill ist?
Denn solange sich auch nur 1 Windrad nachts noch dreht, braucht es für den von diesem Windrad erzeugtem Strom keinen Speicher, was den Gesamtspeicherbedarf reduziert.
Zu diesen beiden Problemen habe ich hier mal einen Lösungsansatz gefunden:
Zitat:
„Mit dem Einsatz der Induktion lässt sich die Reaktion schnell an- und ausschalten“
und
Der Clou bei der Exytron-Anlage ist jedoch ihr geschlossener Kreislauf: Das Kohlendioxid, das bei der Verbrennung des Methans abfällt, wird aufgefangen und wieder zur Produktion von Methan genutzt. „Die Abgase gelangen also nicht in die Umwelt, sondern wir gebrauchen sie als Wertstoff“
Die wikipedia hat auch was dazu:
Power-to-Gas → Integriertes Konzept
Und noch ein genereller Punkt:
Auch wenn die Frage nach der besten Speichertechnologie heute noch nicht geklärt ist, denke ich man sollte dennoch asap anfangen, die nach heutigen Maßstab besten Speichertechnologien großflächig aufzubauen, zumindest was Insellösungen betrifft, die keine besondere Infrastruktur benötigen. Sollten sich diese in 30 Jahren Jahren als überholt erweisen, können wir sie immer noch erneuern. So wie wir das ja auch mit alten Kraftwerken machen.
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Das ist zwar richtig, aber die Leistung eines einzigen Windrades ist relativ klein, sodass sie derartige Vergleiche, bei denen es eher um Größenordnungen als um Nachkommastellen geht, nicht wirklich verändert: Ein großes Windrad erreicht bis zu 15 MW. Bezogen auf einen Verbrauch von 50 GW sind das 0,03 %. 0.03 % von 7 Stunden sind knapp 8 s.
Für eine genauere Auslegung des Speicherbedarfs müsste man natürlich aufwändigere Betrachtungen anstellen und anhand von Zeitreihen bzw. deren Wahrscheinlichkeiten simulieren, was der worst case über einen hinreichend langen Zeitraum wäre.
Gerne dazu auch mal kurz dieses hier: Nettostromerzeugung Woche 4 2022
Schwankt mal eben so in der Woche von Stundenlang um die 5 GW bis hin zu stundenlang >38GW
Je länger man speichert desto größer der Aufwand, aber selbst die paar stunden sind schon gut viel Arbeit in der Errichtung
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Das ist richtig, es ging mir bei meiner Aussage aber auch nicht um das einzelne Windrad, sondern um das Gesamtproblem.
Auch da bin ich ganz bei dir nur die Frage:
Warum nimmst du dann auch die Gesamtnetzleistung?
Natürlich ist ein einzelnes Windrad im Gesamtnetz nichts. Aber Bei der Betrachtung der Speicherproblematik wird als erstes von bundesweit 100% Totalausfall der gesamten Energieerzeugung bei gleichzeitig Spitzenlastnachfrage über wenigstens 12 Stunden wenn nicht mehrere Tage ausgegangen um daraus den Schluss zu ziehen dass es unmöglich sei.
Aber schon die Einschränkung dass eine Dunkelflaute eher Nachts auftritt, also zu Zeiten geringeren Verbrauchs, will man nicht machen.
Ach und noch so am Rande: es müsste der Ehrlichkeit wegen wenigsten 9GW Biomasse abgezogen werden (oder fällt die bei Dunkelheit/Windstille aus Solidarität mit aus?)
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