Energiewende komplexer denken: Wir brauchen klimaneutrale Stadtquartiere!

Ich gehe sogar noch weiter und halte das für komplett unsinnig. Natürlich brauchen wir Wasserstoff für die Energiewende als Speichermedium, für die Industrie und ggf. den Verkehr. Es macht aber überhaupt keinen Sinn, dass solche Anlagen in jedem Wohnblock rumstehen, das ist viel zu ineffizient.

Das ist mMn aktuell reine Effekthascherei der Bauherren und man nimmt damit Fördergelder mit, die so nie hätten ausgeschrieben werden dürfen.

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Na ja, wegen der Logik plagen wir uns heute mit Kohle und Atomkraftwerken herum.
Mit zentralen Gross-Anlagen wird vielleicht die Industrie versorgt aber niemals der Endverbraucher.
Und da viele Kommunen unfähig, unwillig und sowieso klamm sind bauen die noch nicht mal Quartiersanlagen.
Dort kommt nur was an, wenn privat umgesetzt oder mit Genossenschaften.

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Es läuft ja auch grundsätzlich mehr auf Solar, Wind and Battery hinaus.

Wasserstoff ist eher für langfristige Speicherung und wird in die Gasnetze reingepumpt und evtl verheizt oder wieder Rückverstromt.

A) wie kommt auch immer jeder von uns drauf, er wüsste Bescheid und es besser als die Forscher, die Industrie und die Ingenieure und die Energiewirtschaft
B) wie kommt die Illusion zustande wir wüssten zu allen und jedem Thema immer genau was zu tun ist?

Oder haben wir immer nur vereinfachte Sichten auf die Dinge und zu schnell eine Meinung?

Es wird auf eine Mischform rauslaufen, aber Energie wird auch wieder zurück in Bürgerhand und dezentral sein, und die Quersubvention durch den Bürger an die Stromkonzerne wird aufhören.

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Also zwischen Quartierszentralen und den GW Blöcken AKW oder Kohle ist schon noch ein gewaltiger Unterschied.

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Das meine ich auch. Matder waren ja selbst Quartierslösungen zu klein.
Wichtig ist aber auch nicht darauf zu hoffen, dass sich jemand anders drum kümmert. Da kann man lang warten

Das Problem bei solchen Projekten wie der Weststadt in Esslingen ist, dass sie eben nicht langfristig zu Ende gedacht sind.

Ein Beispiel: Bei dem Weststadt-Quartier heißt es auf der Internetseite:

Daneben wird die bei der Elektrolyse entstehende Abwärme im Nahwärmenetz des Quartiers genutzt. Das steigert den Gesamtwirkungsgrad des Elektrolyseurs von 55 % auf rund 90 %.

Klingt ja erstmal nicht schlecht.

Aber, der Elektrolyseur soll ja vorrangig mit dem PV-Strom aus dem Quartier laufen. Wann liefern aber PV-Anlagen die meiste Energie? Im Sommer, wo aber gerade nicht geheizt werden braucht.
Die nutzbare Abwärme der Elektrolyse geht also verloren. Es wäre daher sinnvoller, den Elektrolyseur irgendwo zu bauen, wo die entstehende Abwärme ganzjährig sinnvoll genutzt werden könnte.

Und was ist mit dem Winter, wenn geheizt werden muss? Nun, dann wird die Energie der PV-Anlagen größtenteils oder sogar komplett von der Wärmepumpe aufgefressen. Es muss also Energie aus dem Stromnetz genommen werden, wenn die versprochenen 4500 Vollbetriebsstunden pro Jahr des Elektrolyseurs erreicht werden sollen.

Es erhöht im Winter jedoch enorm den Stromverbrauch des Quartieres, wenn neben Wärmepumpen und E-Autos, die man ja auch haben will, zusätzlich noch ein dicker 1MW Elektrolyseur dort laufen soll. Der Elektrolyseur entspricht ja bei bei vollem Betrieb etwa 91 E-Autolade-Stationen mit je 11 kW.

Und die Engpässe im Stromnetz, die dadurch verschärft werden, hat ja gerade der Bundesnetzagentur-Chef beklagt:
Netzagenturchef Müller will Strom für Wärmepumpen und Elektroautos drosseln (Spiegelonline 15.01.23)

Ich halte daher nichts von diesem ständigen Klein-Klein bei der Energiewende. Solche Anlagen müssen langfristig sinnvoll geplant werden, sowohl finanziell als auch energetisch und das geht mMn am besten im industriellem Maßstab.

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Glaube das siehst du ein wenig zu negativ.
Je nach Technik hat die Abwärme nur 20 bis 60 Grad, da kannst du eh nur bedingt was mit anfangen. Nur Hochtemperatur Elektrolyse liegt bei bis zu 1000 Grad und hat auch einen Wirkungsgrad von bis 80%. Die gibt es aber vermutlich erst auf dem Reisbrett? Kann jemand was dazu sagen?
Wenn die Elektrolyse in der Wüste steht schaut es noch schlechter aus. Kannste höchstens die Meerwasserentsalzung unterstützen. Da nutzt deine geliebte Grossanlagentechnik auch nix.
Im Chemiepark würde die HT Elektrolyse schon Sinn ergeben, zumal die auch den Wasserstoff brauchen.
Ich sehe solche Projekte als Reallabore. So was muss in der Praxis einfach getestet werden.
Und grundsätzlich hat halt die Elektrolyse einen schlechten Wirkungsgrad. Jede Direktelektrifizierung ist besser. Speichern ist halt das Problem.
Eine bessere Kombi als im Wohnquartier wird schwierig zu finden sein.

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Einmal vielleicht, weil es auch unter uns Ingenieure aus der Industrie gibt die auf diesen Gebieten forschen?
Zum anderen sind auch Beiträge wichtig mit denen z.B. gesellschaftliche Fragen adressiert werden.
Wenn jeder bei seinen Leisten bleibt und da zuhört wo er sich nicht so gut auskennt, dann kann man untereinander profitieren.

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Ich glaube das Hauptproblem in der Debatte ist, dass das Thema Wasserstoff seit Jahrzehnten immer wieder als Abwehrdebatte genutzt wird um hier und jetzt nichts ändern zu müssen. Es ist am Ende die Wundertechnologie die uns alle retten soll, diesem Anspruch aber keinesfalls gerecht werden kann, wenn man mal die Fakten betrachtet.
Das geht von ganz oben in der Politik „Wir brauchen keine Energiewende, wir brauchen Wasserstoff!“ (dass die Aussage vollkommen Schwachsinn ist ist klar) bis hin zum Normalverbraucher, der lieber weiter Diesel fährt bis Wasserstoff da ist, dann muss er sich nämlich nicht ändern.
Dieser Komfort sich nicht ändern/nichts an der Situation ändern zu müssen führt eben dazu, dass es viele Fürsprecher für z.B. Wasserstoff gibt, auch wenn das Fachwissen dahinter meist gar nicht existiert.

Das ist ja genau das Problem. Die Leute sehen nicht ein, dass sie Dinge nicht verstehen. Was glaubst du was ich mir regelmäßig für einen Nonsense über Elektromobilität anhören darf, als jemand der seit vielen Jahren in der technischen Entwicklung von HV-Traktionssystemen arbeitet. Die Leute lassen sich das auch nicht erklären, weil sie den Unterschied zwischen Meinung und Fakten nicht mehr begreifen. „Gibt ja bestimmt auch andere Meinungen zu dem Thema.“ ist meist die Reaktion.

Das zeigt eigentlich schon ausreichend wie nutzlos Wasserstoff in kleiner Skalierung ist. Es braucht Pufferbatterien, damit es überhaupt funktioniert? Im Auto dauernd Wasserstoff gegen Batterien ausspielen und dann stolz eine Technologie vorstellen, die ohne Batterien gar nicht läuft? Macht es da nicht Klick wenn man darüber nachdenkt? Die Antwort ist nein, macht es nicht, weil die Allgemeinheit eben keinen Schimmer von Technik hat.

Wir werden diese Diskussion aber noch Jahre, wenn nicht Jahrzehnte führen und feststellen, dass wir nicht vorwärts kommen.

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Also in meiner Energiewende-Bubble wird schon seit 1-2 Jahren über systemische, sektorübergreifende Lösungen diskutiert, ich denke mal das haben die Strategen/Planer in den entsprechenden Bereichen schon auf dem Schirm. Klar, die Debatte wird nicht in der breiten Öffentlichkeit, aber muss es das? Ist ja schon ein eher fachliches Thema.

Ich bin mir nicht sicher was ich davon halten soll. Es ist definitiv eine gute Idee, aber ich kann mir ehrlich gesagt besseres vorstellen. Gerade Wasserstoff (H2) als primär Wärmequelle ist schon sehr ineffizient, wenn man es mit Wärmepumpen (WP) vergleicht. Wärmepumpen haben ja eine Effizienz von 300-500%, wenn du so willst. Auch ist die Sektorkopplung damit genauso möglich wie mit H2, eventuell werden aber zusätzlich Warmwasserspeicher benötigt.

Ich kenn mich in Esslingen nicht aus, aber der Neckar würde sich generell für eine Großwärmepumpe gut anbieten. Der hat auch tiefsten Winter immer mindestens 8-10 °C.
In Mannheim befindet sich aktuell eine 20 MW (thermisch) WP in Bau.

Wie schon Claudia Kempfert sagt: „Wasserstoff ist der Champagner unter den Energieträgern“. Und deshalb sollten wird diesen nur dann verwenden wenn absolut notwendig, und nicht wenn es wie mit der WP sehr gute (bzw bessere) alternativen gibt.

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Das ist der ewige Kampf zwischen den zentralistischen Energiekonzernen, die Abhängigkeiten erhalten wollen und den Dezentralisten, welche die Energie in Bürgerhände zurück geben wollen.

Eine Drosselung der Wärmepumpen und E Ladesäulen ist größtenteils nicht mal möglich, weil es im Regionalen Ortsnetz nix zu regeln und messen gibt. Erst ab einer Ebene höher, in der Mittespannung gibts Schleppzeiger und Stellregler… Da kann der Klaus Müller dem Spiegel „angeblich“ alles erzählt haben… Der Spiegel hat auch schon einmal gegen Windräder intrigiert…

grafik

http://www.bund-rvso.de/buergerinitiativen-windkraft-windenergie-fake-news.html

Hier ist etwas offizielles dazu.
https://www.bundesnetzagentur.de/SharedDocs/Pressemitteilungen/DE/2023/20230109_Netzausbau.html?nn=265778

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Hier muss schon sauber getrennt werden. Fernwärmenetze auf der einen Seite, Biomasse (bzw die Wärmequelle) auf der andern. Biomasse auszubauen ist sicher kein sinnvolles Ziel. Mit PV kann man auf der gleichen Fläche ein vielfaches der Energie erzeugen.

Fernwärme ist aber meist doch sinnvoll, weil Wärmequellen genutzt werden können, die sonst nicht verfügbar wären (Industrieabwärme) und man dadurch auch die Sektorenkopplung verbessern kann (große kommunale Wärmespeicher z.B.)

  1. Wie gesagt, muss es nicht Biomasse sein, Großwärmepumpen gibt es auch als Option.
  2. Fernwärmenetze werden/wrüden vorwiegend in (Groß-) Städten gebaut und sind dort meistens unter der Straße verlegt, da geht also sehr wenig „Umwelt“ verloren.
  3. Siehe 1.
  4. Ich bin mir nicht sicher, was genau die mit „Betriebenen Schwerlast maschinen“ meinst.
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Sehr schön die Probleme zusammengefasst.

Unser heutiges Stromnetz ist eben nicht dezentral aufgebaut, dass kann man gut oder schlecht finden, aber das hat auch Vorteile, die man nutzen kann.

Einer davon, dass man Elektrolyseure semi-zentral irgendwo hinstellen kann und die aus den verschiedensten Quellen ihren Storm beziehen können, egal ob im Norden Wind weht oder im Süden sie Sonne scheint. Und diese lassen sich dann auch viel einfacher nach der aktuellen Stormproduktion hoch, bzw runter regeln. Wenn jeder so kleinteilig in Häuserblocks denkt, verliert man viele Vorteile der Sektorenkopplung. Der Windstrom kann nicht in MW in jedes lokalnetz eingespeist werden, dafür sind die Niederspannungsnetze nicht ausgelegt.

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Ich habe mir die Informationen zu diesem Klimaquartier mal angesehen und finde es eher so meh. Das Wort „Quartier“ weckt zumindest bei mir Assoziationen mit gewachsenen, vielschichtigen sozialen Strukturen und was man da erkennen kann, sieht eher nach Retorte auf der braunen Brache aus. Es werden zwar auf der Homepage die üblichen Buzzwords („vielfältige Nutzungsmischung“, „sozialwissenschaftliches Monitoring“, „Nahversorgung“) bedient, aber ich fürchte, dass das eher ein Durchlauferhitzer für Juppies, die dann doch für die Arbeit nach Stuttgart pendeln, und kein „Quartier“ wird.

Raumplanerisch scheint man vieles ganz ok zu machen (Blockrandbebauung mit semi-privaten Innenhöfen, Funktionsmischung), aber ich möchte hinterfragen, ob man dafür mit viel Beton ein neues „Quartier“ auf die Wiese stellen muss. Das wirkt so ein wenig, als wollte sich da jemand ein Denkmal setzen.

Dass da Solarzellen auf die Dächer gehören, ist eigentlich eine Selbstverständlichkeit und eine Elektrolysestation mit Brennstoffzelle im Keller ist eher so ein teures Gimmick, aber sicherlich kein definierendes Merkmal. Wenn die Mini-Brennstoffzelle in 10 Jahren mangels Wirtschaftlichkeit abgeschaltet werden wird, dann wird das Quartier im Wesentlichen auch funktionieren und ein ganz normales Neubaugebiet mit Dreifachverglasung sein.

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Ich habe mir die Internetseite des Quartiers nun mal angesehen und bin doch einigermaßen entsetzt. Wieso wird so etwas gefördert?

Auf Gas im Neubau zu setzen, ist schlichtweg Nonsens. Für Altbauten kann man über den Einsatz von Ökogas ggf. zur Spitzenlastdeckung nachdenken. Ökogasverstromung via BHKW und damit als Grundlastdeckung ist bzgl. der Gesamteffizienz katastrophal.
Generell lässt sich jedoch insbesondere in Nicht-Industriegebäuden (Wohn- und Geschätftsgebäude) immer mit entsprechenden Maßnahmen mindestens die thermische Grundlast über Wärmepumpen erreichen, sodass der Industrie Ökogas und Wasserstoff als echte Alternative bleibt.

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Ich glaube da habe ich mich nicht gut ausgedrückt. Wenn ich von industriellem Maßstab rede, dann meine ich damit, rein technisch, große, konzentrierte Anlagen außerhalb von Städten. Das hat eine ganze Reihe von Vorteilen:

  1. Bessere Wartbarkeit, als wenn man, wie bei der Weststadt, den Elektrolyseur sogar unterirdisch einbaut.
  2. Bessere Transport-Logistik, da nicht jeder Elektrolyseur in einem anderen Teil der Stadt säße und einen eigenen Wasserstoff-Netz-Anschluss braucht.
  3. Bessere Erweiterbarkeit, da man nicht warten muss, bis man ein neues Wohnprojekt hat, wo man einen weiteren Elekrolyseur einbauen kann.
  4. Elektrolyseure, die z.B. für saisonale Zwischenspeicherung von EE eingesetzt werden, sollten nahe an entsprechenden Speichern stehe, die aber kaum in Städten sein werden.

Das heißt aber nicht zwingend, dass solche Anlagen in der Hand von Großkonzernen sein müssen. Das ist nur eben das typische, kapitalistische Modell. Genossenschaftliche Organisationen oder Staatsbetriebe wären mir da viel symphatischer, aber das Fass will ich hier nicht aufmachen. Wie gesagt, mir geht es um die technischen Aspekte bei der Frage nach der Anlagengröße.

Das ist aber kein Vorteil, im Gegenteil. Wenn ein Ortsnetz überlastet wird, dann steigt im besten Fall der Trafo über Sicherungen aus, im schlimmsten Fall geht etwas kaputt. Die SZ hatte dazu auch schon mal vor 4 Jahren etwas:
Wie Elektroautos die Stromversorgung gefährden - 29.10.2018 - sz.de
Solchen Problemen kann man lösen, aber das kostet halt Zeit und Geld.

Das stört mich in der Tat auch etwas.

Ich habe noch ein Interview mit einem Herrn gefunden, der gleichzeitig Investor in dem Projekt ist und das ganze auch noch als Hochschulprofessor begleitet:

Grüner Wasserstoff: Elektrolyse für klimaneutrales Quartier - 30.09.2022 - dabonline.de

Dort heißt es:

Ein Teil des grünen Stroms stammt aus den installierten Photovoltaikanlagen auf den einzelnen Gebäuden (im Endausbau circa 1,5 Megawatt), die maximal solarisiert wurden. Der Solarstrom wird vorrangig für die Versorgung der Bewohner (Mieterstrom) und die E-Mobilität genutzt. Der überschüssige Strom (circa 20 bis 30 Prozent) wird in der Elektrolyse zur Erzeugung von grünem Wasserstoff eingesetzt. Etwa 70 Prozent des Stroms für die Wasserstoff-Produktion kommen von Windanlagen auf der Schwäbischen Alb.

Und weiter:

Wir verbrennen den Wasserstoff nicht zum Heizen, sondern, wie gesagt, wird die Abwärme aus dem Prozess zur Wärmeversorgung eingesetzt. […] Den Wasserstoff können wir aufgrund der Förderung durch das BMWK zu einem Preis von circa acht bis neun Euro pro Kilogramm vermarkten.

Es wurde hier also durch öffentliche Förderung eine Wasserstoff-Produktion hochgezogen. Der angegebne Zweck, den produzierten Wasserstoff wieder im Gebäude zu nutzen, ist offenbar nicht eingetreten. Stattdessen wird dieser in das örtliche Erdgasnetz eingespeist:

Neu […] ist [Anm.: in diesem Projekt] die Produktion und Vermarktung von grünem Wasserstoff, der in das Erdgasnetz eingespeist und zukünftig über eine H2-Leitung direkt der Industrie und der Mobilität zugeführt wird.

Als alleiniges Argument, warum man bei diesem Quartiersprojekt einen 1 Megawatt-Elektrolyseur gefördert hat, bleibt also die Nutzung der Abwärme des Elektrolyseures. Wie effektiv das in dem Wohnquartier tatsächlich ist, dazu steht aber nichts in dem Interview.

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Das tut beim Lesen weh. BW ist beim Windkraftausbau fast so rückständig wie Bayern. Auf der Alb gibt es nicht nennenswert Windkraftanlagen (WKA), und der Strom der produziert wird ist bis weit vor Esslingen schon verbraucht.

2022 (bis zum 30.9.22) wurde netto sogar eine WKA abgebaut im Ländle. Quelle: Umweltministerium BW

Baumaschinen, 45000 PS Schiffsantriebe, Fliegen

Die große Vision ist doch da, die muss aber eben nicht von der Poltik kommen, bzw. ist schon da gewesen Dr. Herrmann Scheer Spd (RIP) oder Hans Josef Fell Grün, Josef Goeppel CSU

In Hamm existiert auch eine Co2 Abscheidung bei einer MVA.

Und ich möchte wie üblich drauf Hinweisen, das wir alle Grenzen des Wissens und eine Illusion des Wissens haben!

Und was haben die mit Fernwärmenetzen zu tun?

Diesen Kurzschluss verstehe ich auch nie. Man feiert Wasserstoff als den neusten shice ab und will es unbedingt überall einsetzen und dann fällt einem nichts besseres ein als es einfach zu verbrennen?
Ich halte Wasserstoff schon für einen guten Saisonalspeicher, aber eben rückverstromt über Brennstoffzellen und nicht sinnlos in BHKW verbrannt. In den Brennstoffzellen kann man insgesamt wenigstens noch 20-40% Prozessgesamtwirkungsgrad schaffen, das ist nicht gut aber besser als nichts und für saisonale Speicherung aktuell mit das beste was wir haben.

Gleiches sieht man ja beim Auto. Wasserstoff ist schon eine schwachsinnige Lösung bei Mobilität auf Land, aber dann doch wenigstens mit Brennstoffzelle statt es bei geringsten Wirkungsgraden zu verbrennen.

Ich bin absolut für dezentralisierte Systeme und halte PV zubau auf Häusern für unerlässlich, aber irgendwo müssen wir diesem Wahnsinn auch mal Einhalt gebieten.
Die ersten hardcore Wasserstoff Fans brabbeln schon was von „Jeder sollte seinen eigenen Elektrolyseur zuhause haben um sein Auto betanken zu können“. Da bekomm ich echt zu viel.