Teil 3 der Artikelserie zur Sicherung der Versorgungssicherheit unserer Stromversorgung vor dem Hintergrund der Abschaltung der deutschen Atom- und Kohlekraftwerke
Ein Plädoyer für den konsequenten Ausbau der lokalen und kommunalen Energieerzeugung von Dr.-Ing. Herbert Moll
Ziel eines solchen Ausbaus der lokalen Stromerzeugung muss es sein, dass zukünftig zu erwartende Engpässe in der überregionalen Stromerzeugung bis hin zu Blackouts durch lokale Stromerzeugungsanlagen abgefangen werden können, um einen Stromausfall im Bereich der Gemeinde zu vermeiden oder zumindest deutlich abzumildern. Hierzu gibt es verschiedene Möglichkeiten zur Stromerzeugung, mit deren Ausbau und Zusammenwirken man sich diesem Ziel nähern kann.
Hierzu ist es notwendig, sich einen Überblick über den Strombedarf einer Gemeinde, wie zum Beispiel Quierschied, zu verschaffen. Diese Betrachtung lässt sich natürlich auch für jede andere Gemeinde oder Stadt anstellen.
Seit die Bundesregierung mit der sogenannten „Anlagenregister-Verordnung“ aus dem Jahre 2014 die notwendige Transparenz bezüglich der gemeldeten Einspeiseleistungen aus erneuerbaren Energien praktisch abgeschafft hat und daher auch die Bundesnetzagentur seit 2015 keine belastbaren Zahlen mehr liefern konnte, ist es nahezu unmöglich, hier regionale Zahlen seriös zu ermitteln. Hier werden deshalb die Zahlen von 2015 benutzt, die einen Überblick über die Situation ermöglichen.
Die Gemeinde Quierschied hat demnach einen Stromenergiebedarf von etwa 110 GigaWattStunden/Jahr (GWh/Jahr). Dies entspricht 110.000 MWh (MegaWattStunden) oder auch 110.000.000 kWh/Jahr.
Zum Vergleich : Der Stromenergiebedarf des Saarlandes liegt bei etwa 7,8 TWh/Jahr, was etwa 7800 MWh/Jahr oder 7.800.000 kWh/Jahr entspricht. Errechnet man den durchschnittlichen Leistungsbedarf der Gemeinde aus dem oben genannten Wert zurück, so kommt man auf einen Wert von 12,56 MW oder 12.560 kW. Das ist ein Durchschnittswert, der den mittleren Leistungsbedarf über den Tag angibt. Legt man die üblichen Schwankungen (Grund- und Spitzenlast über den Tag) zugrunde, so liegt der tägliche Leistungsbedarf von Quierschied etwa zwischen 8 und 20 MW (Millionen Watt).
Sollen dann noch Elektroautos in größerer Menge geladen werden, so müssten je Fahrzeug etwa ein Ladeleistungsbedarf von 11 kW über mehrere Stunden und ein daraus resultierender zusätzlicher Stromenergie-Bedarf von durchschnittlich 20 kWh/Tag je Fahrzeug zusätzlich aufgebracht werden. Das ergibt bei 100 E-Fahrzeugen einer Leistung von zusätzlich 1,1 MW oder 1100 kW (ca. +8,7 %) und eine Stromenergiemenge von 7,30 MWh/Jahr ( ca. +0,7 %). Dies zeigt, dass der Leistungsbedarf je 100 E-Fahrzeuge während der Ladezeiten, die in der Regel Abends und Nachts liegen, also während einer Spitzenlastzeit, relativ stark wächst, die Jahres-Stromenergiemenge sich jedoch deutlich weniger erhöht. Dieser Umstand hat natürlich Konsequenzen für die Bemessung der Leistungswerte der stromerzeugenden Anlagen. So müssen diese in der Lage sein, in Zeiten höherer Last in den Abend- und Nachtstunden eine deutlich höhere Leistung als tagsüber zu liefern. Bei 500 E-Fahrzeugen erhöht sich der Leistungsbedarf immerhin bereits um ca. 44% des oben genannten Durchschnittsleistungsbedarfs der Gemeinde. Der Spitzenleistungsbedarf der Gemeinde wäre dann bereits ca. 25,5 MW und das zu einer Zeit, in der die konventionellen Solarenergieanlagen wegen Dämmerung und Dunkelheit praktisch keine Leistungen mehr liefern kann.
Zur Information und Erinnerung: Ein Verbrauch von 1 Kilowattstunde (kWh) entsteht, wenn man eine Stromleistung von 1 Kilowatt (1 kW entspricht 1000 Watt) über eine Stunde verbraucht. Ein Megawatt (MW) ist eine Million Watt, also 1000 kW. Ein GW ist eine Milliarde Watt (1000 MW) und ein Terawatt (TW) ist eine Billion Watt (1000 GW). Zwischen diesen Größenordnungen liegt also jeweils ein Faktor eintausend. Man unterscheidet die elektrische Leistung in Watt, die das Produkt aus Spannung und Strom darstellt, und die elektrische Arbeit oder Energie in Wattstunden, die ein Maß für die vom Strom geleistete Arbeit ist.
Wie an dieser Modellrechnung zu erkennen ist, müssen die lokalen Stromerzeugungsanlagen für diese Anforderungen ertüchtigt werden. Mit den aktuell verfügbaren Photovoltaik-Anlagen ist das derzeit nicht zu schaffen. Ähnliches gilt für Windstrom, der bei Flauten oder sehr geringen Windstärken keinen Strom mehr liefern kann. Im Moment wird die sogenannte Volatilität (Ungleichförmigkeit) von den konventionellen Kraftwerken (Kernkraft, Kohle, Öl und Gas) und Stromzuleitungen aus dem Ausland ausgeglichen. Dies wird jedoch mit dem Abschalten dieser Kraftwerke definitiv nicht mehr funktionieren. Wie können wir mit lokalen Stromerzeugern dieser Stabilitätsgefahr für unsere Stromversorgung entgegentreten?
Die Prämisse muss heißen: Die lokalen Stromerzeuger müssen durch nahtlos angegliederte Stromenergiespeicher ertüchtigt werden, in Zeiten ohne Sonne und Wind trotzdem noch Strom ins Stromnetz einzuspeisen und gleichzeitig den eher kurzzeitig anfallenden Spitzenstrombedarf ebenfalls zu unterstützen. Gleichzeitig müssen wir uns bemühen, einen Mix aus verschiedenen Erzeugeranlagentypen zu schaffen und in ein Gesamtsystem aus überregional erzeugtem Strom und lokal erzeugtem Strom zu integrieren.
Es ist nun schon eine Binsenweisheit, dass ein auf regenerative Erzeuger gestützte Stromversorgung Stromspeicher in einem hohen Maße benötigt, ja sogar ohne diese überhaupt nicht funktionieren kann. Den Kurzsichtigen, die eine Stützung des deutschen Stromnetzes durch Strom aus dem Ausland propagieren, sei gesagt, dass dies aus mehreren Gründen nicht funktionieren kann, wenn unsere konventionellen Kraftwerke einmal abgeschaltet sein werden.
1. Die Leitungskapazitäten vor allem in den Kernbereich Deutschlands (Hessen, Baden Württemberg oder Bayern) reichen hierzu einfach nicht aus.
Jeder Leitungsbau führt in Deutschland zu einer Jahre und Jahrzehnte dauernden Auseinandersetzung mit Bürgerinitiativen und Ihren Unterstützern aus der grünen Ecke, die nahezu alle nach dem St.-Floriansprinzip argumentieren. Es ist hier also in den nächsten 10…20 Jahren nicht mit einem nennenswerten Leitungsbau zu rechnen. Wir schaffen es ja nicht einmal, die eminent wichtigen Nord-Süd-Leitungen fertigzubauen, um den Nordsee-Windstrom in die südlichen deutschen Bundesländer zu leiten.
2. Das Ausland hat in naher Zukunft mit ähnlichen Problemen zu kämpfen wie Deutschland. Immerhin hat die EU hier bereits ein ambitioniertes Klimaziel ausgegeben und in Frankreich ist die Akzeptanz der Kernenergie ebenfalls rückläufig. Gleiches gilt für die überwiegend auf Kohle basierende Stromerzeugung in den östlichen EU-Ländern. Die Bereitschaft des Auslandes, uns mit Strom zu versorgen wird zukünftig kontinuierlich abnehmen und sich langfristig nur auf Maßnahmen zur unmittelbaren Netzstabilisierung beschränken.
3. Der Bedarf an elektrischem Strom wird in ganz Europa deutlich zunehmen.
Netzbetreiber wie die AMPRION GmbH gehen in seriösen Schätzungen trotz der zunehmenden Energieeffizienz von Elektrogeräten von einer nahezu Verdoppelung des Strombedarfs in ganz Europa bis ins Jahr 2050 aus. Die offiziell von den Regierungen geförderte Elektromobilität wird hierzu einen großen Beitrag leisten.
Es ist also aus diesen Blickwinkeln ebenfalls notwendig, dass auf der lokalen Ebene Stromerzeugungskapazitäten geschaffen werden, die sich durch Integration von Stromspeichern für einen Betrieb rund um die Uhr und bei Windstille eignen.
Doch haben wir überhaupt eine Chance, hier vor Ort ausreichende Kapazitäten zu schaffen?
Hierzu eine kleine Hochrechnung auf Basis der Daten von 2015. Nach Erhebungen des Öko-Energieportals „EnergyMap.info“ liegt die Stromerzeugung im Bereich der Gemeinde Quierschied bereits 2015 bei rund 75.000 MWh. Man erinnere sich, dass der gesamte Jahres-Stromenergiebedarf der Gemeinde Quierschied bei ca. 110.000 MWh liegt. Das heißt, dass bereits jetzt rein rechnerisch 68% der verbrauchten Stromenergiemenge in Quierschied von regenerativen Energieerzeugern aufgebracht wird. Hiervon wurden 2015 ca. 13% von Photovoltaik-Anlagen (rund 280 Anlagen unterschiedlicher Leitung) erbracht, 87% wurden von zwei Klärgas- und Biogasanlagen erzeugt. In Quierschied nicht vorhanden waren in 2015 Windkraft-, Wasserkraft- Biomasse-Anlagen sowie Geothermie. Die Spitzenleistungen der Photovoltaik lagen bei rund 11 MW, die beiden Bio-/Klärgasanlagen lieferten maximal 5 MW. Hiervon sind nur die beiden letztgenannten Anlagen, deren Gasvorrat als Energiespeicher betrachtet werden kann, wind- und sonnenunabhängig zu betreiben. Immerhin lässt sich in Quierschied selbst in dunklen und windschwachen Zeiten bereits ca. zwischen 25% (bei 20 MW Spitzenleistungsbedarf) und 40% (bei 12,56 MW Durchschnitts-Leistungsbedarf) des elektrischen Leistungsbedarfs aus regenerativen Quellen decken. Dies ist eine bereits vielversprechende Ausgangssituation.
Ein weiterer Ausbau der Photovoltaikanlagen mit integrierten Energiespeichern wäre derzeit der Königsweg hin zu einer Vergrößerung der örtlichen Stromerzeugungskapazitäten bei gleichzeitiger Verbesserung der Probleme mit der Volatilität solcher Anlagen.
Zum Ausbau der lokalen Stromerzeugung müssten jedoch noch andere Elemente hinzukommen:
Windkraftanlagen
Größere Windkraftanlagen lassen sich auf dem Gelände der Gemeinde Quierschied aufgrund der geltenden Abstandsregeln zu Wohngebieten nicht installieren, jedoch sind hier kleinere Anlagen mit Anlagenleistungen zwischen 10 und 100 KW Nennleistung durchaus denkbar. Hier sind etwa Anlagen mit Vertikalrotor, die zwar einen etwas geringeren Effizienzgrad aufweisen, deren Rotoren aber von Vögeln sehr gut wahrgenommen werden und auch einen geringeren Geräuschpegel mit sehr niedrigem Infraschallanteil besitzen. Solche Anlagen würden sich also durchaus in relativer Nähe von Ansiedlungen installieren lassen.
Biomasse-Anlagen
Die Installation von Biomasse-Anlagen liefert nicht nur Elektrizität sondern auch Wärme. So wäre es unter Umständen sinnvoll, sich die in der Gemeinde anfallenden Grünschnittmengen oder der Biomasse aus der Waldbewirtschaftung und/oder Landwirtschaft in der Umgebung im Hinblick auf eine kombinierte Strom- und Wärmeerzeugung zu betrachten.Wenn wir es schaffen ein solches Konzept in unserer Gemeinde mit einer hohen Bürgerbeteiligung umzusetzen, so können wir damit einen großen Beitrag zu unser aller Versorgungssicherheit mit elektrischem Strom leisten. Hierfür plädiere ich entschieden und hoffe auf entsprechende Unterstützung seitens der Lokalpolitik und der Bürger.
Dr.-Ing. Herbert Moll
Ingenieurbüro Dr.-Ing. H. Moll
Mitglied des Gemeinderats Quierschied
Vorsitzender der FDP Quierschied
Liebigstraße 15
66287 Quierschied
email : info@ib-drmoll.de
dr.herbert.moll@fdp-quierschied.de
Lesen Sie auch
Teil 1 – Stand der Dinge in der deutschen Stromversorgung
und
Teil 2: Schwerpunkte für den Aufbau einer lokalen und kommunalen Energieerzeugung
Weitere Artikel des Verfassers zur Stromenergiewende und zur Stromversorgung unter:
https://www.saarnews.com
