Die Leute, die uns „Netto-Null“ ver­sprechen, haben keine Ahnung vom Problem der Energiespeicherung

Wenn Sie auch nur ein halbwegs regel­mä­ßiger Leser dieses Blogs sind, wissen Sie um das Problem der Ener­gie­spei­cherung, das mit dem Bestreben ein­hergeht, die abschalt­baren fos­silen Brenn­stoffe aus dem Strom­erzeu­gungs­system zu eli­mi­nieren und sie durch Wind- und Solar­energie zu ersetzen. Wie an dieser Stelle bereits mehrfach erörtert, ist das Spei­cher­problem – abge­sehen von der Kern­energie – das ent­schei­dende Problem, das gelöst werden muss, wenn es jemals eine „Netto-Null“-Stromerzeugung geben soll, ganz zu schweigen von einer „Netto-Null“-Wirtschaft, die auf der Elek­tri­fi­zierung des gesamten Ener­gie­ver­brauchs beruht. Eine Auswahl meiner frü­heren Bei­träge zu diesem Thema aus den letzten Monaten finden Sie hier [auf Deutsch beim EIKE hier], hier und hier.

Die Pro­bleme bei der Bereit­stellung aus­rei­chender Spei­cher­ka­pa­zi­täten für ein Wind- und Solar­system ohne fossile Brenn­stoffe sind so groß und so kost­spielig, dass man meinen sollte, dass sich jeder, der die „Netto-Null“-Agenda vor­an­treibt, voll und ganz auf diese Fragen kon­zen­triert. Und da die Pro­bleme ziemlich offen­sichtlich sind, sollte man meinen, dass diese Leute mit Mach­bar­keits­studien, Kos­ten­studien und Demons­tra­ti­ons­pro­jekten schon weit fort­ge­schritten sind, um zu zeigen, wie ihre Pläne ver­wirk­licht werden können. Bemer­kens­wer­ter­weise ist das über­haupt nicht der Fall. Liest man statt­dessen über die Pläne und Vor­schläge, die in ver­schie­denen Kreisen für „Netto-Null“ in einem kurzen Zeitraum von einigen Jahren gemacht werden, wird schnell klar, dass die Leute, die diese Agenda vor­an­treiben, keine Ahnung haben. Über­haupt keine Ahnung.

Heute werde ich mich mit den Dis­kus­sionen über die Spei­cher­si­tuation in drei Gerichts­bar­keiten befassen, die ehr­geizige „Netto-Null“-Pläne haben: Kali­fornien, Aus­tralien und New York. Zunächst eine ganz kurze Zusam­men­fassung des Pro­blems. Es ist offen­sichtlich (oder sollte es zumindest sein), dass Wind- und Solar­ge­ne­ra­toren immer wieder lange Zeit nichts erzeugen (z. B. in wind­stillen Nächten), und dass sie in andere Zeiten weit weniger erzeugen, als die Nutzer nach­fragen. Nehmen Sie eine Tabel­len­kal­ku­lation zur Hand und führen Sie einige Berech­nungen auf der Grundlage tat­säch­licher his­to­ri­scher Ver­brauchs- und Erzeu­gungs­muster von Wind- und Solar­strom­quellen durch. Sie werden fest­stellen, dass Sie für ein System mit voll­stän­diger Wind-/So­lar­strom­erzeugung, das ein Jahr ohne einen kata­stro­phalen Ausfall über­steht, ungefähr eine drei­fache Über­ka­pa­zität (auf der Grundlage der Nenn­ka­pa­zität) des Wind-/So­lar­systems benö­tigen, plus Speicher für etwa 24 bis 30 Tage durch­schnitt­licher Nutzung. Für diese Zwecke wird der „Ver­brauch“ zu einem bestimmten Zeit­punkt in Gigawatt gemessen, aber der Ver­brauch über einen bestimmten Zeitraum wird in Giga­watt­stunden und nicht in Gigawatt gemessen. Der durch­schnitt­liche Strom­ver­brauch in Kali­fornien lag im Jahr 2020 bei etwa 31 GW, in Aus­tralien bei etwa 26 GW und in New York bei etwa 18 GW.

Um zu berechnen, wie viel Spei­cher­platz Sie in Giga­watt­stunden benö­tigen, mul­ti­pli­zieren Sie den durch­schnitt­lichen Ver­brauch in GW mit 30 Tagen und 24 Stunden pro Tag. Kali­fornien benötigt also etwa 22.302 GWH an Spei­cher­ka­pa­zität, Aus­tralien etwa 18.720 GWH und New York etwa 12.960 GWH. Dies gilt für die Deckung der der­zei­tigen Nach­frage. Für den Fall, dass „alles elek­tri­fi­ziert“ wird, ver­drei­fachen Sie alle diese Zahlen: 66.906 GWH für Kali­fornien, 56.160 GWH für Aus­tralien und 38.880 GWH für New York. Rechnet man dies mit den der­zei­tigen Kosten für Lithium-Ionen-Akkus des Tesla-Typs (~150 $/KWH) aus, so erhält man etwa 10 Bil­lionen $ für Kali­fornien, 8,4 Bil­lionen $ für Aus­tralien und 5,8 Bil­lionen $ für New York. Diese Zahlen liegen in der Grö­ßen­ordnung des drei­fachen jähr­lichen Brut­to­in­lands­pro­dukts für jedes dieser Länder, bevor man über­haupt die Kosten für die drei­fache Über­bauung des Gene­ra­tor­systems berück­sichtigt, um die Bat­terien bei Son­nen­schein und Wind auf­zu­laden. Auch können die Tesla-Bat­terien die Ladung nicht mona­telang halten, wie es für dieses System not­wendig wäre, aber das scheint an dieser Stelle nur eine kleine Spitz­fin­digkeit zu sein.

Betrachten wir nun einige aktuelle Dis­kus­sionen über den Weg zum „Netto-Null­punkt“ in jedem dieser Länder:

Kali­fornien: Am 14. März ver­öf­fent­lichte das PV Magazine (ich glaube, das steht für „Photo Voltaic“) einen Artikel von Christian Roselund mit dem Titel „California’s solar market is now a battery market“. Die Quint­essenz ist, dass die kali­for­ni­schen Solar­ent­wickler nun die Not­wen­digkeit erkannt haben, Bat­terien mit ihren Pro­jekten zu ver­binden, und dass daher neue Pro­jekte, die in die Zukunft gehen, ebenso sehr Bat­te­rie­pro­jekte wie Solar­pa­nel­pro­jekte sind. Hier ein Bei­spiel für die Lobeshymnen:

Kein US-Bun­des­staat hat die Ener­gie­wende so ange­führt wie Kali­fornien. … Deshalb ist Kali­fornien ein Vor­reiter für eine Reihe von sau­beren Ener­gie­tech­no­logien gewesen. … Kali­fornien steht an der Schwelle, nicht länger ein Solar­markt zu sein, zu dem Bat­terien hin­zu­kommen – statt­dessen wird es zu einem Bat­te­rie­markt, der (manchmal) auch Solar­an­lagen umfasst.

Wie viel Bat­te­rie­ka­pa­zität wird also durch die neuen Pro­jekte hinzugefügt?

Nach Angaben der Ame­rican Clean Power Asso­ciation ver­fügte Kali­fornien vor 2020 nur über 256 MW an Bat­terien im Ver­sor­gungs­maßstab, hatte aber bis Ende 2021 2,1 GW erreicht – eine Ver­acht­fa­chung. … Die 256 Solar-plus-Speicher-Pro­jekte, die 72 GW an Solar­energie und 64 GW an Bat­terien reprä­sen­tieren, machen die über­wie­gende Mehrheit der Hybrid­pro­jekte in der War­te­schlange der CAISO aus. … Kali­fornien wird alle Ener­gie­speicher benö­tigen, die es in die Finger bekommt. Eine aktuelle Analyse legt nahe, dass der Staat in den nächsten 20 Jahren 37 GW an Bat­terien sowie 53,2 GW an Solar­an­lagen benötigt.

Es geht nur um GW, GW, GW. Aber Leute, wie sieht es mit der Menge an GWH aus, die Kali­fornien benö­tigen wird? Diese Einheit wird in diesem Artikel mit keinem Wort erwähnt. Tut mir leid, aber wenn die 64 GW Bat­terien, die Sie kaufen wollen, nur Energie für eine Stunde spei­chern, dann müssen Sie Ihren Kauf mit dem Faktor tausend mul­ti­pli­zieren. Wenn sie Energie für etwa vier Stunden spei­chern (typisch für das, was Sie heute kaufen können), dann müssen Sie Ihren Kauf mit dem Faktor 250 multiplizieren.

Können sie wirklich so weit vom eigent­lichen Problem ent­fernt sein? Ich fürchte, die Antwort lautet: Ja.

Aus­tralien: In Aus­tralien scheint es Leute zu geben, die her­aus­ge­funden haben, dass sie den Spei­cher­bedarf für die Wind-/So­lar­spei­cherung in GWH und nicht in GW messen müssen. Hier ein Artikel vom 25. März aus Energy Storage News mit der Schlag­zeile [über­setzt] „Aus­tralien hat 2021 die Marke von 1 GWh an jähr­lichem Bat­te­rie­spei­cher­einsatz über­schritten“. Das ist ein großer Fort­schritt. Aber ein GWH?

Liest man den Artikel, so wird wieder einmal der große Fort­schritt bejubelt:

Für Vic­toria war es ein rekord­ver­däch­tiges Jahr, während NSW bereits ein hohes Instal­la­ti­ons­vo­lumen ver­zeichnete und mit 7.377 Instal­la­tionen den Zahlen der letzten Jahre ent­sprach. … Vic­toria beher­bergt heute einen Anteil von 48 % an der kom­mer­zi­ellen und netz­ge­bun­denen Betriebs­ka­pa­zität, während Süd­aus­tralien mit 24 %, Queensland mit 14 % und NSW mit 9 % an zweiter Stelle liegen. Letztes Jahr wurde die vik­to­ria­nische Big Battery in Betrieb genommen, die mit 300MW/450MWh einen großen Beitrag zur Gesamt­ka­pa­zität des Bun­des­staates leistete.

Und wie viel ist in der Pipeline?

Derzeit befinden sich rund 1.000 MWh an netz­ge­kop­pelten Ener­gie­spei­chern im Bau, aber die Ent­wick­lungs­pipeline an Pro­jekten beläuft sich auf gewaltige 57 GWh.

„Gewaltige“ 57 GWH. Tat­sächlich? Hat ihnen jemand gesagt, dass sie eher 56.160 GWH benö­tigen, um ihre „Netto-Null“-Phantasien zu erfüllen? Wie Kali­fornien liegen sie etwa um den Faktor 1000 daneben. Hier ist ein Bild aus dem Artikel, das zeigt, wie eine Tesla-ähn­liche Bat­te­rie­anlage für nur 150 MWH aus­sieht. Das ist weit weniger als 1/6 von einem GWH: