Nein, kann ich Dir leider nicht sagen.
Danke für die Info, ich wäre davon ausgegangen, dass die da sehr präzise Schmelzvorgänge fahren. Aber oberflächliches Googeln ergibt, dass die da tatsächlich schon lange einigermaßen flexibel sind.
Ja und nein. Solange die Autos am nächsten Morgen trotzdem voll geladen sind, mag das gehen. Problematisch wird es eben, wenn die Flaute so groß wird, dass die E-Autos am nächsten morgen nur noch zu 70 % geladen sind. Ich vermute mal, das werden einige E-Autofahren nicht so gut finden.
Aber vielleicht kann man das ja über den Preis regeln, also bei Flaute kostet der Strom dann mehr.
Wenn die Batterie-elektrische Mobilität ins Rollen kommt, dann dürfte das Laden der E-Autos schnell ein großer Fisch werden…
In 2017 sind in privaten deutschen PKW 14,537 Mrd. Liter Diesel und 23,635 Mrd. Liter Benzin verfahren worden (Quelle: Stat. Bundesamt). Das macht den den jeweiligen Energiedichten von Benzin und Diesel (Quelle) folgenden Energiebedarf:
Diesel: 14 537 000 000 Liter * 9.79 kWh/Liter = 142 317 Mio. kWh bzw. ca. 142,3 TWh
Benzin; 23 635 000 000 Liter * 8,67 kWh/Liter = 204 915 Mio, kWh bzw. ca. 204,9 TWh
Zusammen also knapp 350 TWh Energie chemische Energie. E-Autos sind ja effizienter als Verbrenner, daher brauchen sie nur ein Drittel der Energie für die gleiche Strecke (Quelle: BMU).
Das bedeutet aber, dass man immer noch über 100 TWh in die Autos laden muss. Und das sind nur die privaten PKW. Firmenfahrzeuge werden vermutlich mindestens noch mal genauso viel Energie bzw. Strom benötigen.
Das wären dann also über 100 TWh an Energie die man bei 100 % Batterie-elektrischer Autos aus dem Stromnetz ziehen müsste, nur für den privaten Bereich. Zum Vergleich, der gesamte Stromverbrauch von Deutschland betrug 2021 ca. 588 TWh (Quelle: BMU). Also nur etwa das sechsfache.
Falls ich mich da nicht verrechnet habe, sieht das schon nach einigem Potential für Last-Optimierung aus.
Für die nächsten paar Jahre spielt das zwar noch keine große Rolle, da hat @Guenter natürlich Recht, aber man kann sich ja schon mal Gedanken machen, wie man so eine Last-Steuerung über E-Autos wirtschaftlich und rechtlich ausgestaltet und vielleicht jetzt auch schon mal testet, damit die ordentlich funktioniert, wenn die E-Autos dann wirklich in der Breite kommen.
edit:
Eventuell lassen sich damit auch ein Teil der anderen Energie-Zwischenspicher, z.B H2, einsparen, wenn große Mengen E-Autos tagsüber irgendwo als verfügbarer Zwischenspeicher dem Netz zur Verfügung, stehen, während ihre Besitzer im Büro sitzen.
Sehe gerade, dass die PKW Batterien in der Fraunhofer Studie (Quelle [1] oben) als „mobile Batterien“ tatsächlich mit eingerechnet werden. Dabei wird angenommen, dass man bis zu 10% der Batteriekapazität für den Lastausgleich verwenden kann, sofern die Batterie gerade verfügbar ist. Der Beitrag zu der gesamten Speicherleistung ist gar nicht so gering (siehe z.B. Abbildung 19). Da werden immerhin bis zu 15% (je nach Szenario) des Flexibilitätsbedarfs darüber gedeckt. Die stationären Batterien sind allerdings deutlich wichtiger.
Leider ist die Original-Quelle dazu nicht vollständig zitiert. Wahrscheinlich ist es die Diss vom Sterchele. Da wären für mich nämlich noch so einige Fragezeichen, wenn man wirklich verstehen wollte, welche Annahmen da getroffen wurden. Z.B. bei der Verfügbarkeit. Wenn morgens der Berufsverkehr losgeht ist die Verfügbarkeit i.d.R. schlecht. Auch wenn am Wochenende alle unterwegs sind. Ähnlich in der Urlaubszeit. Dann wäre die Frage, wie die Batterien angezapft werden. Im Idealfall müsste jedes Auto seine eigene Ladesäule haben. Die Autos stehen zwar die meiste Zeit rum, allerdings nicht unbedingt an einer Ladesäule usw.
Ich möchte zu bedenken geben dass wir auch „große Fische“ haben, die nicht abgeschaltet werden dürfen.
Dazu gehört z.B. das De-Cix, Europas größtes Rechenzentrum in Frankfurt.
Mit einem aktuellen Strombedarf von 510MW hat das De-Cix sogar schon Deutschlands größten Flughafen im Bedarf geschlagen - und der Bedarf der Rechenzentren wird sich Studien zufolge bis 2030 etwa vervierfachen - so der wissenschaftliche Dienst des Bundestags. Wenn wir davon ausgehen dass Europas Rechenzentren im selben Maße wachsen wie auf der ganzen Welt brauchen wir demnächst zwei Atomreaktoren mit je 1GW nur für De-Cix. Und Internet abschalten nur weil kein Wind weht oder die Sonne scheint - das geht dann doch zu weit.
Bei solcher kritischer Infrastruktur ist es nicht damit getan sich auf andere Länder zu verlassen. Wenn Deutschland nur Internet hat wenn Russland Erdgas liefert wäre das jedenfalls zumindest gedanklich gefährlich.
Das DeCIX selbst verbraucht das nicht. Die sitzen in mehreren Rechenzentren, die noch alles andere hosten, was wir so als „Internet“ bezeichnen. Insgesamt ist in Frankfurt aber dank des großen Knotens eine extrem hohe Rechenzentrumsdichte. Und die wird immer größer: Überall gibt es dicke Baustellen in Frankfurt wo neue RZs gebaut werden.
Ja, wir sind uns einig, wir können weder die Rechenzentren noch den Flughafen abwerfen.
Aber gibt es nicht in Frankfurt Nachflugverbot… Vielleicht kann man den doch nachts in Standby schicken, wobei ich nicht weiß, wo die Energie am Flughafen verballert wird… Kerosin wird jedenfalls dort nicht synthetisiert
Fair enough. Ich wollte nur darauf aufmerksam machen dass ähnlich wie der Bundestag davon ausgeht dass nur 42% der deutschen Arbeitnehmer im HomeOffice arbeiten können wahrscheinlich auch nur höchstens die Hälfte der Strom-Grundlast bei für erneuerbare ungünstigen Bedingungen abgeschaltet werden können.
Den Rest sollten wir flexibilisieren-
Aber das heißt auch, dass Unternehmen die sich nicht vom Versorger/Staat/Wetter sagen lassen wollen wann sie produzieren vielleicht das Weite suchen.
Warum BASF nicht nach UK abwandern sollte ist die Frage. ThyssenKrupp verkauft schon Teile des Unternehmens ohne Ende und setzt auf mittelfristige Staatsunterstützung für seine Stahlproduktion, da man dies aus taktischen und militärischen Gründen in Deutschland halten will.
Und dennoch: langfristig wird ThyssenKrupp vom Netto-Steuerzahler zum Netto-Steuerempfänger. Das kann man machen- aber nur in Maßen.
Am einfachsten dürfte sich das Potential der Autobatterien durch eine gescheite Tarifstruktur heben lassen. Wenn der Strom gerade knapp ist, muss er auch den Endverbraucher x-mal soviel kosten wie in Zeiten des Überangebots. Da die Nutzer der Elektrofahrzeuge auch alle Stromverbraucher sind, würden sie dann schon Mittel und Wege finden, sich der Batterien zu bedienen.
Dein Hinweis zur Flexiblisierung ist vollkommen korrekt. Das solltest du dir auch nicht madig schwurbeln lassen. Es wird schon seit etlichen Jahren in Hochschulen und Industrie dazu geforscht.
Wen es genauer interessiert, der kann im Web sich die Informationen zu den öffentlich geförderten Projekte wie z.B. Phi-Factory, oder Synergie (im Rahmen von Kopernikus) ansehen. Da war z.B. auch die größte Alu-Schmelze in DE dabei.
Alu und Eisen sind überhaupt gute Beispiele. Wenn im Sommer die Leistung bei vorhandener PV-Leistung hochgefahren werden kann, dann könnte theoretisch ein „Speicher“ angelegt werden = z.B Alu-Halbzeug. Im Winter hat die Alu-Hütte dann Urlaub. Klar ist da nur Theorie. Eher wahrscheinlich wäre es z.B. die Schichten entsprechend zu gestalten. Das wird heute eh schon gemacht, weil die Leistungsentgelte unterschiedlich sind.
So ganz beliebig geht das in der Gießerei übrigens leider nicht. Um 10 t Eisen zu schmelzen dauert es etwas unter einer Stunde. In den meisten Fällen arbeiten die Prozesse nach dem Schmelzen kontinuierlich. Dazu hat man dann min. 2 Öfen die abwechselnd schmelzen. Für ein unterbrechungsfreies Gießen brauchst du aber trotzdem auf jeden Fall eine Speicher, wenn der Strom ausfällt. Das Eisen flüssig zu halten braucht zwar nur 1/10 des Schmelzstroms, ist aber noch eine ganze Menge und genau genommen „Verschwendung“. Aber in der Tat zeigt es die gigantischen Möglichkeiten der Flexibilisierung.
Gute Beispielrechnung, ich komme mit einem etwas anderen Weg auf ähnliche Zahlen. Mit steigender Flottengröße wächst da eine nicht unerhebliche Regelleistung heran.
Ganz sicher ist das so. Am Ende wird das ein über den Preis geregeltes System sein. Jeder der bereit ist (viel) Regelleistung anteilige Batteriekapazität bereitzustellen (und damit ggf. einige weitere Ladezyklen des Akkus in Kauf nimmt) wird bei Einspeisung (mehr) Geld bekommen und bei Entnahme dann (weniger) bezahlen.
Die Autos stehen als Speicher ja auch viele Stunden am Tag zur Verfügung, da sie ja ohnehin die meiste Zeit nur herumstehen.
So ist es. Wenn man Wasserstoff schon nutzt, dann auf dem möglichst effizientesten Weg, was die Elektrolyse in der Herstellung und die „kalte Verbrennung“ (Brennstoffzelle) in der Verwendung wäre. So kann man aus der ineffizienteren Zwischenspeichermethode für saisonale Energiespeicherung wenigstens noch den bestmöglichen Wirkungsgrad herausholen.
Eine weitere Speichermöglichkeit wären in der Zukunft auch noch Batteriespeicher in Häusern mit Photovoltaik auf dem Dach.
Das gibt es sogar jetzt schon im kleinen, von der Firma Sonnen.
Die Speicher helfen sich in Netzwerk gegenseitig aus und helfen auch da bei die Frequenz auf der unteren Spannungsebene stabil zu halten.
Wenn man es dann noch beispielsweise durch Förderung attraktiv macht, einen größeren Speicher im Haus zu verbauen, als momentan in Abhängigkeit vom Eigenverbrauch und der Größe der Solaranlage nötig wäre, erreicht man damit auch größere Dimensionen.
Normal sind diese Speicher eher kleiner als der eines E-Autos.
Nach dem Brexit? Weil da kein Markt ist im Gegensatz zur EU. Wenn Du irgend ein anderes Land genannt hättest, dann wäre ich ins Grübeln gekommen, aber UK als Abwanderungsland? Dein Ernst?
Ich dachte ähnlich Shell…
Ich denke, der Bedarf für Flexibilisierung ist unumstritten und auch die Ineffektivität der Wasserstoffspeicherung.
Ein wichtiger Aspekt bei der Diskussion ist, dass man zwischen saisonalen und kurzfristigen Speichern unterscheiden sollte.
Für die kurzfristige Speicherung sind diese Batterien super geeignet – und das wird ja in den entsprechenden Studien auch so berücksichtigt. Eine große Herausforderung beim 100% erneuerbaren Energiesystem ist aber ja die saisonale Lastkurve. Hier sind Batteriespeicher als Ausgleich ungeeignet – stattdessen setzt man auf chemische Speicher.
Um die Tatsache auszugleichen, dass im Winter weniger PV aber mehr Wärme gebraucht wird, setzt man auf Elektrolyse von PV Strom im Sommer, saisonaler Speicherung über Wasserstoff oder Methan und Verbrennung in GuD Kraftwerken mit KWK für die Breitstellung von Strom und Wärme im Winter.
Bei der beschriebenen Art von Sektorkopplung würde ich auch in Summe keinen Vorteil in der Nutzung einer Brennstoffzelle sehen.
Die Batteriespeicher helfen uns also nicht für die große Challenge des saisonalen Ausgleichs. Hier könnten wiederum solche Überlegungen Sinn machen:
@LeoWom: Gibt es (z.B. bei den von dir erwähnten Projekten) quantitative Schätzungen dazu, welchen Beitrag solche Maßnahmen für den saisonalen Lastausgleich leisten könnten? Genau das wäre ja die interessante Zahl, um abzuschätzen, in wieweit man durch solche Flexibilisierungsmaßnahmen tatsächlich signifikant weniger Gaskraftwerke zubauen müsste.
Rein energetisch könnte es für mich schon Sinn machen (sofern man hier tatsächlich Strom und nicht Wasserstoff verbraucht). Spontan frage ich mich allerdings, wie man mit den notwendigen höheren Produktionskapazitäten und dem saisonalen Bedarf an Arbeitskräften umgeht. Interessant könnte es für Anlagen werden, bei denen wenig Personal und viel Strom gebraucht wird und bei denen man die Arbeitskräfte saisonal flexibel einsetzen könnte (was bei starker Spezialisierung schwierig wird).
In einem angebotsabhängigen Preissystem auch für Privatverbraucher sehe ich auch einiges Potential. Für die Industrie dürfte das Potential noch halbwegs abschätzbar sein – da ist es in erster Linie ein technisch-ökonomisches Problem. Beim Privatverbraucher sehe ich da eine größere Herausforderung. Da dürfte man mit einem Homo Oeconomicus Modell nicht weit kommen. Zum einen kann ich mir nicht vorstellen, dass man Politik-seitig die Strompreise für Privatverbraucher beliebig stark schwanken lassen wird. Zum anderen ist es für mich ein großes verhaltenspsychologisches Fragezeichen, wie stark der Verbraucher tatsächlich auf die Preise reagiert. Die signifikant höheren Gaspreise sind ja inzwischen auch beim Verbraucher angekommen und führen nur bedingt zu einem Überdenken von unnützem Heizungs- oder Warmwasserverbrauch. Vielleicht braucht so ein Prozess auch Zeit. Ich vermute aber, dass bestimmte Verbrauchsgewohnheiten sich auch durch höhere Preise kaum ändern werden. Übrigens: die Fraunhofer Studie berücksichtigt über ihre vier Verhaltensszenarien (Referenz, Beharrung, Suffizienz, Inakzeptanz) unter anderem solche Unabwägbarkeiten im gesellschaftlichen Verhalten.
Die haben ganz offiziell aus steuerlichen Gründen den Haupt-Sitz verlagert. Aber es wird sicher keine Raffinerie oder andere Produktion verschoben. Werden überhaupt noch irgendwo auf der Welt neue Raffinerien gebaut?
Und nein, wir wollen uns mit UK kein Steuerdumping-Wettbewerb leisten…
Potential theoretisch ja, aber in der Praxis, nein:
Die Antwort ist nein. Größtes Hemmnis beim E-Auto-Kauf ist laut Umfrage „mangelnde Reichweite“, die Angst, liegen zu bleiben.
Typisch: Und wenn ich mir schon einen 700km Akku gekauft habe, um einigermaßen ruhig mit dem neuen E-Auto schlafen zu können, dann lass ich mir das sicher nicht über Nacht von der Nachbarschaft leer machen. Niemals. Lieber ess ich nur Brot und Wasser, aber den Strom werd ich mir wohl noch leisten können.
Genau. Die hohen Preise werden nur am Stammtisch beklagt.
Aber dass man
- die Temperatur im Haus um ein halbes Grad senkt,
- sich eine sparsamere, entspanntere, Fahrweise einübt,
- mehr kurze Strecken läuft oder mit dem Fahrrad fährt,
- durch die Wohnung geht, Standby-Verbraucher identifiziert und konsequent mit schaltbaren Steckdosenleisten versorgt (jedes Watt kostet pro Jahr 3 Euro!),
- mal wieder die Gelegenheit nutzt, die Gefriertruhe abzutauen,
kommt den allermeisten Leute nicht in den Sinn.
Diese Leute wird man nicht mit schwankenden Strompreisen locken lassen. Wäsche zu waschen, wenn der Preis billig ist? Wo kommen wir denn da hin?
Allenfalls könnte noch der Kühlschrank seine Trägheit nutzen und selbst bei billigem Strom „überkühlen“ um dann teure Zeiten zu durch tunneln. Aber neue Kühlschränke sind eh schon so effizient, dass sich das Feature weder finanziell noch ökonomisch je rentieren wird.
Die Ideen und Konzepte sind ja nicht neu. Nur dafür benötige ich intelligente Systeme bei den Kleinverbraucherinnen. Das als Einzelperson durch manuelle Schaltvorgänge zu machen ist mit zu hohen Transaktionskosten verbunden. Geht vielleicht noch bei einfachen Tag/Nachttarifen und der Waschmaschine, die per Zeitschaltung entsprechend später startet aber nicht in time bei anderen Preisen.
Zudem muss man dann aber auch bedenken, dass bei nicht mehr verschiebbarem Konsum aber hohen Preisen die Kosten schnell sehr hoch werden. Die Stromrechnungen beim letzten Stromausfall in Texas sind da ein negatives Beispiel (Texas: Extremwetter beschert Texanern Stromrechnungen von 5000 Dollar - DER SPIEGEL). In Europa dürfte es mit dem aktuellen Markt- und Handelsdesign vermutlich nicht so extrem werden, nur der Aufschrei wird auch dann sehr groß sein.
Da ist es wie im aktuellen Markt. Solange das System positives bringt (günstige Preise) schert sich niemand. Jetzt jammern alle, obwohl der Markt weiterhin das macht, was er soll. Es haben sich nur leider viele verspekuliert und lieber auf den kurzfristigen, in der Vergangenheit günstigen Börsenhandel gesetzt.
Spannender Punkt. Bei Rechenzentren kommt ein relevanter Teil des Stromverbrauchs durch die Kühlung zustande, liegt also wieder im Bereich Wärme- und Kälteerzeugung. Wie flexibel das gefahren werden kann, müssen wohl ExpertInnen beurteilen, aber ich erinnere mich, bei einen Führung in einem mittelkleinen Uni-Rechenzentrum einen Kühlmittel(Wasser?)tank gesehen zu haben. Ein Mitarbeiter erzählte dort, dass man im Bereich Kühlung auf der Lastseite theoretisch wieder viel flexibilisieren könnte. Er hatte damals vor allem ein Auge auf günstigen „Nachtstrom“ geworfen, den es schon damals nicht mehr so gab.
Ein aktuelles Gutachten des wissenschaftlichen Dienstes des Bundestags erwähnt dann neben der Kühlung auch die „Unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV)“ als Stromfresser in Rechenzentren. Meines laienhaften Verständnisses ist das eine Kombination aus einem kleinen Stromspeicher und sehr komplizierter Leistungselektronik, die den Wechselstrom bei Eingang in das Rechenzentrum „putzt“ (Blindstrom reduziert, den Strom umrichtet, falls die Netzspannung eben 49,9Hz statt 50Hz beträgt, etc.). Also scheinen Rechenzentren sich schon aus technischen Gründen sehr intensiv mit Stromspeichern zu befassen.
Ja, gibt es und wird bei allen Rechenzentren gemacht, wo die Wärme sinnvoll genutzt werden kann. Das heißt, es muss ein entsprechend großes Verwaltungs/Büro-Gebäude/Uni,… in der Nähe sein, die man damit heizen kann. Ist natürlich in unseren Breiten teuer, weil man zusätzlich noch dicke Kühler auf dem Dach braucht, wenn die Studenten im Sommer keine zusätzliche Hitze aus dem RZ im Hörsaal brauchen können, aber trotzdem weiter gerechnet werden soll.
Insbesondere wäre da der Supercomputer Muc in München zu nennen, die das von Megware u.a. bauen lassen. Das dürfte die technisch aufwändigste Lösung sein: Direkte Heißwasser-Kühlung, das heißt, es gibt keine Luft-Wärmetauscher im Rack oder im Gebäude, sondern die Hitze wird direkt von den Prozessoren/RAM etc. aufgenommen. Die Server haben also nicht nur Strom-Anschluss, sondern auch Wasser-Vor- und -Rücklauf.
USVs ist Batterien mit AC/DC DC/AC-Wandler. In neuen Rechnezentren manchmal nur AC/DC:
- Wechselstrom kommt ins Gebäude: Ein AC/DC-Wandler lädt die Batterien mit Gleichstrom.
- Wenn der Strom ausfällt, liefern die Batterien über den DC/AC-Wandler Strom, bis wieder Netz da ist, oder der Diesel-Generator anspringt.
Da Computer auch mit Gleichstrom arbeiten, kann man sich die zweite Wandlung sparen:
Die Batterien liefern dann direkt Strom, den Gleichstrom-Netzteile in den PCs nutzen.
Ohne Quelle: Ich glaube mich zu erinnern, dass die ganz großen Rechenzentren wie Amazon, Google, Facebook, Microsoft das so machen: Wenn man so groß ist, dass man keine Server von der Stange kaufen muss, sondern einem die Hersteller maßgeschneiderte Hardware liefern, dann kann man sich solche Features bauen lassen…
Ein Argument und ein paar Fragen sind bei der Nutzung der Batterien von E-Autos als Stromspeicher gar nicht vorgekommen:
- Ein Akku hält nur 500-3000 Ladezyklen.
- Warum sollte ich die Batterie meines E-Autos als Speicher hergeben?
- Damit andere mit dem Strom daraus Geld verdienen?
- Ich habe keine Kontrolle über die Fremdnutzung meiner Batterie?
- Am Lebensende stehe ich dann als Dummer da der seine Batterie auf eigene Kosten ersetzen muss?
Ja das Ist ein echtes Problem, da muss der Gesetzgeber Vorschriften machen. Nur auf den guten Willen der E-Auto-Betreiber kann man sich da nicht verlassen. Andererseits laden die ihre Batterien auch bedenkenlos schnell, obwohl das auch schädlich für den Akku ist.