Dass die wenigsten Menschen ihre Waschmaschine „netzdienlich“ laufen lassen werden, das ist klar. Da fehlt sowohl die Gewöhnung als auch das Sparpotential.
Aber das E-Auto ist eine ganz andere Nummer. Dass man da bei jedem Tankvorgang den jeweiligen Preis zumindest wahrnimmt, ist ja eingeübt. Und für das Netz ist es auch eine ganz andere Hausnummer, wenn in einem ganzen Straßenzug nach Feierabend mit ~10 kW geladen werden soll.
Meines Erachtens wäre es ein Leichtes, da eine netzdienliche Tarifstruktur zu etablieren. Wer meint, dass er um die 10 kW ziehen muss, der zahlt halt 5 Euro pro kWh. Wer sich mit 2 bis 3 kW begnügt bzw. die Ladung bis zum nächsten Morgen durch den Netzbetreiber fremdsteuern lässt, der kommt mit einem Zwanzigstel davon.
Da ist mir vollkommen unerklärlich, warum die USV ein bedeutender Stromverbraucher sein sollte. Die ist schließlich nur für den Fall des Netz-Ausfalls gedacht. Dann gibt es noch Lösungen mit Schwungradspeichern, die muss man natürlich ab und zu anschubsen. Kann aber auch nicht viel sein. Hat jemand eine Erklärung?
Übrigens steht in der aktuellen ct ein größerer Artikel zum Thema Kühlen drin. Da ist auch die Technik von Google und Co beschrieben.
Dann noch ein Hinweis zur Flexibilisierung: im eingereichten ögP EISKIG der TU Darmstadt ist das einer der Forschungsthemen für das ein Frankfurter Rechenzentrum dabei ist. Mit künstlicher Intelligenz soll genau die Kältetechnik optimiert werden und auf Signale von Markt und Netz reagieren.
Leistungspreise an der Stelle helfen sicherlich auch. Aber bringen nur bedingt etwas, wenn es wirklich um zeitlich passende, netzdienliche Ladevorgänge geht. Wenn genug Geld in ihre 10 kW stecken aber das Netz das lokal nicht bieten kann, dann muss auch dort eingegriffen werden. Auch hier wird keine Nutzerin manuell zum passenden Zeitpunkt das Kabel in die Steckdose stecken.
Also ist auch da wieder vernetzte Technik notwendig. Beispielsweise im bei variablen Netzentgelten den Vorgang einem bestimmten Zeitfenster zuzuordnen. Z.B. direkt um 1800 ist das Entgelt teurer als Nachts um 0300. Das eigentlich tolle ist doch, dass in Autos und Wallboxen bereits genug Technik steck, die das bereitstellen könnte. Man muss es eigentlich nur nutzen und auch zulassen wollen.
Diese Fragen stellen sich nur bei „Besitz“ eines Autos und einer dort verbauten Batterie. Renault hatte ja damit angefangen, dass die Batterie nur gemietet ist. Und dann ist die Lebensdauer egal. Wenn kaputt, dann gibts halt ne neue.
Die Autohersteller wollen ja immer mehr Mobilitäts-Service verkaufen: Du bekommst ein kleines Auto für den Alltag und bezahlst pro Kilometer, kannst aber auch was größeres für den Urlaub haben. Mietwagen in flexibel ungefähr.
In dem Fall fände ich es legitim, dass der Anbieter sagt: Wenn Du nicht fährst, dann musst Du das Auto ans Netz hängen, damit ich mit der Netzstabilisierung auch was verdienen kann. Dafür wird der Preis für Dich billiger. Ich verspreche Dir aber, dass ich den Akku nie komplett leer mache, sondern Du jederzeit mindestens x hundert Kilometer fahren kannst. Wenn Du die maximale Reichweite brauchst, dann kannst Du am Vortag das in der App anmelden, und dann mach ich Dir das Auto bis zum Anschlag voll…
In diesem Zusammenhang interessant ist der aktuelle Podcast von Capital „Die Stunde Null“ mit EnBW-Chef Frank Mastiaux über die Klimaziele und den Umbau unserer Energieversorgung. Er geht explizit und umfangreich auf Gaskraftwerke ein.
Das mit den Ladezyklen ist glaube ich ein bisschen zu pauschal gesagt. Wie lange so eine Batterie hält, ist ja sehr unterschiedlich. Aus Akku-Lebensdauer: So lange funktioniert der Stromspeicher im E-Auto schließe ich, dass wenn die Karre in der Garage steht und die gezogenen/gelieferten Leistungen eher klein sind, wird die Batterie nicht über Gebühr beansprucht. Es geht ja hier auch nicht um „richtiges“ Speichern, sondern eher um Abpuffern von Lastspitzen. Beispielsweise ist es netzdienlich, wenn das Auto nach Feierabend angeschlossen wird und vor Sonnenuntergang und nach Sonnenaufgang PV-Strom zieht statt kontinuierlich durchzuladen. Tagsüber bietet sich eine gewisse Zwischenspeicherung von PV-Strom an. Entladen kann man die Autos ja groß aber nicht, schließlich soll es am Ende voll sein, und nur in Situationen wo man mit aufkommender Sonne oder Wind in den nächsten Stunden fest rechnen kann, während aktuell Dunkelflaute herrscht, würde man die Akkus für sowas brauchen. Halte ich für eher unrealistisch.
Ich kann mir eher Modelle vorstellen, wo du generell günstigere Strompreise gegen gewisse Voraussetzungen bekommst oder einen Bonus pro Zeit, wo das Auto an der Wallbox hängt. Alles andere wäre ja individuelle Spekulation per Teilnahme am Strommarkt, sowas kann ich mir schwer vorstellen.
Gibt es eingentlich schon Erfahrungen wie Gaskraftwerke mit Wasserstoff klar kommen? Abergesehen davon, dass es theoretisch funktionieren müsste, weil Methan, also der Hauptbestandteil, ja CH4 ist?
Unter realen Betriebsbedingungen wird damit schneinbar gerade erst angefangen:
Ich bin irgendwie davon ausgegangen, dass diese Sache schon etwas weiter erprobt wäre.
ChemielehrerInnen werden bei dieser Aussage wahrhscheinlich etwas einzuwenden haben, denn Wasserstoffgas (H2) ist etwas anderes, als elementarer Wasserstoff. Die Verbindung ist wichtig, denn sonst müsste man ja auch Zucker (C12H22O11) an Stelle von Methan verfeuern können
Womit es Erfahrungen gibt, ist, einen gewissen Teil Wasserstoff (ich glaube bis zu 5%) als Teil des Stoffgemisches „Erdgas“ zu akzeptieren, weil das auch in „natürlichem“ Erdgas so vorkommt. Manche Anbieter (z.B. Green Planet Energy - vormals Greenpace energy) nutzen das aus, um Erdgas mit aus Windenergie erzeugtem Wasserstoff zu „strecken“. Das funktioniert aber derzeit nur bei kleinen Anteilen.
Auch wenn Wasserstoff und Methan in manchen Punkten (z.B. Brenntemperatur) einigermaßen nahe beieinander liegen, habe ich große Zweifel, ob morderne Gas-und-Dampf-Gasturbinen einfach so reinen Wasserstoff schlucken werden.
Da hast du vollkommen Recht, ich hatte dabei nur die Endprodukte im Kopf, also bei Erdgas vermutlich vor allem Wasserdampf und Kohlendioxid. Da dürfte man mit der Verbrennung von reinem Wasserstoff zu Wasserdampf ja nicht so weit von weg liegen.
Aber klar man muss natürlich auch bedenken welche Stoffe verbrennen wegen Wärme- und Druckentwicklung, Reaktionsgeschwindigkeit usw.
Genau so etwas meinte ich. Warum funktioniert das nur in kleinen Anteilen? Hast du da eventuell einen Link oder einen Projektnamen?
Sorry für mein unvollständiges Wissen, aber vielleicht kann ja jemand ergänzen: Verbrennung von reinem Wasserstoff ist für die Brennkammer schon eine ziemliche Challenge, z.B. weil man größere Probleme mit Stickoxiden hat (vmtl. wegen der höheren Flammtemperatur?). Flammenrückschlag dürfte auch ein Problem sein. Ich kenne die MMX-Verbrennung von Kawasaki nicht genau, aber da scheint es Ansätze zu geben, das in den Griff zu bekommen. Was weniger Probleme macht, ist eine Mischung aus Methan und Wasserstoff zu verbrennen (weil geringere Flammtemperatur?). Gerade wegen Letzterem mache ich mir (auch wenn es hier noch Optimierungsbedarf gibt) eigentlich bzgl. der Verbrennungstechnologie weniger Sorgen als bei der Frage, wo der Wasserstoff her kommt.
Stimmt, das ist auf jeden Fall die wichtigere Frage. Ich hatte mich mit dem Verbrennen von Wasserstoff in Gaskraftwerken halt noch nie richtig beschäftigt. Und als ich damit angefangen hatte, war ich etwas überrascht, wie wenig das im Einsatz ist, mit Ausnahme der Beimengung zu Erdgas.
Wenn z.B. die Stickoxide so ein großes Problem sind, dass dafür neue Brennkammern entwickelt werden müssen, dann müssten die bestehenden Kraftwerke ja sehr wahrscheinlich auch umgerüstet werden. Sowas braucht Zeit für Planungen, Genehmigungen und Umsetzung. An dieser Stelle ist also auch Eile geboten.
In diesem Zusammenhang interessant ist der aktuelle Podcast von Capital „Die Stunde Null“ mit EnBW-Chef Frank Mastiaux über die Klimaziele und den Umbau unserer Energieversorgung. Er geht explizit und umfangreich auf Gaskraftwerke ein. Auch auf die Umrüstung auf Wasserstoff. Die „Profis“ haben es auf dem Schirm.
Bestätigt aus meiner Sicht eigentlich im Wesentlichen das, was hier auch schon aus der Diskussion heraus kam (Notwendigkeit von Gaskraftwerken, Umstellung auf Wasserstoff etc.). Und die Umstellung auf Wasserstoff scheint tatsächlich das (zeitlich) letzte Glied in der Kette zu sein.
Interessant wird sein, wie wir unsere Planungs- und Genehmigungsverfahren für Windkraftanlagen um Faktor 4 beschleunigen wollen. Das erfahren wir hoffentlich in der nächsten Lage …
Das mag jetzt bei Gasturbinen wieder anders sein, aber bei Verbrennungskraftmaschinen sind Stickoxide eben gerade kein Problem, im Gegenteil. Der VDI hat gerade dazu einen Fachbeitrag veröffentlicht:
„Da durch die spezielle Konzeptionierung des Wasserstoffmotors lediglich im Ansaugtrakt bzw. in der
Brennkammer ein explosionsfähiges Gemisch entsteht, sind sehr niedrige Abgasemissionen bei maximaler Motorleistung möglich. Ohne aufwendige Abgasnachbehandlung werden somit schon innermotorisch die Stickoxidemissionen auf geringste Werte nahe der Nachweisgrenze reduziert“
Um Erdgas in der Heizung für das EFH zu ersetzen hat Bosch einige Untersuchungen vorgenommen. Kann man sich anhören im Podcast „vom Know-How to Wow“. Eine der Herausforderugen lag wohl darin, dass die Flamme von Wasserstoff nicht sichtbar ist.
Da kenne ich mich wiederum weniger mit aus, habe das aber tatsächlich auch gehört.
Bei der Gasturbine geht meine Erklärung so: die Brennkammer ist halt derzeit auf eine Verbrennung mit Methan ausgelegt – was die Mischung und die Flammstabilisierung angeht. Jetzt hat Wasserstoff eine höhere adiabate Flammtemperatur, was für die herkömmliche Brennkammer zu mehr thermischer NOx, Produktion führen würde (weil heißere Zonen). Für Wasserstoff muss man daher die Verbrennung halt bzgl. Mischung so auslegen, dass sich wieder eine Temperatur einstellt, bei der die minimalen NOx-Emissionen entstehen. Das ist der eine Aspekt – das andere Verhalten der Flamme ist ein anderer. Ein paar Infos dazu findet man in diesem DVV Bericht [1] S. 12 (den ich aber auch nur sehr grob überflogen habe). Scheint aber ja ein (auch in absehbarer Zeit) lösbares Problem.
[1] https://www.gwi-essen.de/fileadmin/dateien/abschlussberichte/2017/18518N_H2_Subs_abschluss_korr.pdf
Das ist korrekt. Beim Laden und Entladen einer Batterie redet man von der sog. C-Rate. Diese berechnet sich durch Ladeleistung/Gesamtkapazität. Hohe Lade- und Entladeraten schädigen den Akku am meisten. Dabei können Akkus meist eine höhere Entladerate vertragen als Laderate. Je nach Akkutyp variiert das Verhältnis. An einem Beispiel ist das am einfachsten zu erklären:
Der Akku eines Tesla Model 3 (nur als Beispiel, gilt natürlich überall) hat 80kWh Kapazität.
Wenn ich diesen konstant mit 80kW Ladeleistung auflade benötige ich eine Stunde und habe eine Laderate von 1C.
Beschleunige ich das Auto Volllast, habe ich 320kW Leistungsanforderung durch den Antrieb. Das entspricht kurzzeitig einer Entladerate von 4C. Lade ich das Auto am Schnelllader bei 240kW habe ich 3C Laderate.
Das sind so die Werte, die das Auto im Alltag beim Fahren sieht.
Nutze ich den Akku jetzt zum Puffern des Stromnetzes oder als Ergänzung für das Haus, so sieht der Akku vielleicht im Peak 10kW Entladeleistung. Das sind 0.125C. Sicherlich wird der Akku auch davon altern, allerdings wird das doch erheblich weniger Alterung sein, als im Standardbetrieb vorkommen wird.
Zumal man die Alterung ja auch vergüten kann, indem man für die bereitgestellte Pufferleistung Geld bekommt, dynamische Tarife also.
Ich würde ja für die Rechenzentren meinen, dass man diese auch durchaus flexibilisieren könnte.
Beispiel: ein Rechenzentrum für die privaten Clouds könnte problemlos Nacht runter gefahren werden, wenn die meisten Leute schlafen. Solche Rechenzentren könnte man auch in den Lastabwurf einbinden, da es mir persönlich nicht als so wichtig erscheint, dass die vielen Millionen Fotos die nicht mehr angeschaut werden 24/7 verfügbar sind.
Ähnlich verhält es sich auch mit Videocontent.
Einfach mal schauen welche Bereiche des Netzes wirklich essentiell sind und welche man bei niedrigem Energieangebot auch mal kurzzeitig abschalten kann.
Man kann ja dann immernoch für die privaten Clouds teurere Varianten mit 24/7 Garantie anbieten, denke aber mal die werden dann nicht unbedingt der Verkaufsschlager.
Man könnte sogar extra „Archivzentren“ schaffen die mehrheitlich schlummern und nur angeworfen werden wenn es Anfragen gibt.
Eines der Probleme hier ist doch, dass Datenspeicher so dermaßen billig geworden ist, dass man jedes noch so verwackelte Bild auf hebt.
Bei den Jungspunden bei mir auf Arbeit ist es Volkssport sich über irgendwelche Messenger jeden Tag zig Selfies hin und her zu schicken, die dann 1x angeschaut und dann auf Jahre irgendwo in einer Cloud gespeichert werden.
Solchen Quatsch könnte man sicher auch nach ein paar Tagen wieder löschen ohne dass jemand mitbekommt. Stattdessen liegen sie 24/7 auf den Servern bereit und verbrauchen dafür Speicherplatz und Energie.
Meine persönliche Schätzung ist, dass man sicher rund ein Viertel der weltweiten Rechenzentren abschalten könnte wenn man das Netz mal „entmüllt“, frei nach dem Motto eine Datei die 1 Jahr lang nicht angesprochen wurde wird automatisch gelöscht.
Da hast du ein Missverständnis der Situation.
Rechenzentren sind keine großen Festplattenspeicher.
Sie haben auch große Datenspeicher, aber Datenspeicher sind für nichtmal 10% des Energiebedarfs von Rechenzentren verantwortlich.
Das internet ist kein Flur aus Spinden in dem jeder sein Schließfach hat. Wenn jemand ein meme erstellt und das millionenfach über soziale Netzwerke herumgereicht wird dann liegt es trotzdem nur wenige Male in den Rechenzentren. Die Zentren sind doch nicht blöd und auch effizienzgetrieben.
Ist ja richtig, aber egal wie man es dreht und wendet liegt das Meme ja irgendwo und kann 24/7 abgerufen werden, ergo Festplatte die immer in Betrieb ist.
In meiner Gewerkschaftszeitung hat einer die eigentlich richtige Frage gestellt:
Er will nicht die hohen Strompreise diskutieren, sondern die Frage wie wir dahin gekommen sind, sprich wo gibt es Einsparpotential er hat zwar mehr in Richtung private Spabäder und ähnliches geschaut, aber auch Großverbraucher haben sicher noch Einsparpotential und da gilt einfach jedes bisschen zählt.
Was aber z.B. für die Rechenzentren möglich wäre, wäre die Prozesswärme an ein Fernwärme Netz abzugeben.
Das mag langfristig eventuell etwas bringen. Kurzfristig ist der Einfluss auf den Strompreis aber in der aktuellen Situation kaum gegeben. Selbst Nachts, wo deutlich weniger Last am Netzt hängt gibt es die hohen Preise an der Strombörse.
Da schlägt einfach der momentan sehr hohe Gaspreis durch. Und der hat andere Ursachen als die geringe Flexibilität auf der Nachfrageseite. Eventuell hilft die aktuelle Situation aber, dass der eine oder andere eingefahrene Prozess überdacht wird und langfristig mehr Flexibilität ins System kommt. In gewisser Weise ist es aktuell auch ein Vorgeschmack auf das was kommt, wenn grüner Wasserstoff preissetzend ist. Da ist derjenigen geholfen, die flexibel reagieren kann.
Die hohen Preise sorgen bestimmt auch dafür noch weiter nach Einsparpotenzialen zu schauen. Aber insgesamt wird die Stromnachfrage aufgrund der Sektorenkopplung ansteigen.
