Grenzen der Energiewende

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Re: Grenzen der Energiewende

Beitragvon PV-Berlin » 10.01.2017, 08:03

OT:

Seit dem der Keks wohl wieder voll im Stress steht, gibt es nicht allzu viele User deren Aussagen einer Nachbehandlung standhalten. Dazu gehört unbedingt User hafrik, den ich zwar nicht persönlich kenne, aber trotzdem schätze. Ich habe seine Aussagen mehrfach überprüfen lassen (Dr. Ing. der in Braunschweig für einen Netzbetreiber arbeitet und einem Sachverständigen für Elektroanlagen in Berlin und meinem persönlichen Spezi und einem Ex-GE Mann (KWK Berlin) )

In keinem Fall gab es Falschaussagen. Einige Dinge sind vielleicht im Fluß (Diskussion) , um das mal so zu umschreiben. Insgesamt wurden die Aussagen als Interne Fach Aussagen eingestuft.

Für den normalen User hier, sind bisher die Aussagen von Hennig PV am wertvollsten, denn die kann auch jeder Laie gut nachvollziehen, der sich noch keine XXX h in das Thema eingearbeitet hat.

Ich verstehe die Spannung in der Diskussion überhaupt nicht! Bis wir überhaupt mal in D. einen relevante Kapazität an PV Strom bekommen, wird es sich bis zum Jahr 2150 dauern, wenn wir dieses 'irre' Tempo halten. Bis dahin werden und müssen wir sicher ohnehin, die eine oder andere 'Strippe' austuschen und bis dahin haben wir garantiert 100% e-Mobilität (Nur eben keine Autos aus D. mehr)

Alles läuft prima,--- wenn man wie der D.& D. "denkt".
Wir werden einen Zubau in 2012 von >30 GWp sehen. Tendenz bis 2015 Richtung > 50 GWp. Ab 2020 Werden wir einen Zubau an PV von deutlich über 100 GWp sehen. Bis 2015 wird PV die 5 Cent Hürde knacken. *5% Zins bei nur 12 Jahren Amortisation.
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Re: Grenzen der Energiewende

Beitragvon Ralf Hofmann » 10.01.2017, 08:37

Hi,

hfrik hat geschrieben:Da Starkwind auch mal eine Woche bis 10 Tage läuft, Flaute auch müsste der Speicher schon 240h lang puffern. 240h mal die Nachtlast von 40-60 GW wären 10-15 TWh. Bei 25€ Materialkosten für Batterie - den Rest am Batteriesystem gebe es mal für Lau, wären das 250-375 Mrd € alle 10 Jahre. Netzausbau bis 2025 kostet ohne Seehofers Erdverkabelung wenn ich Werner8's Link recht im Kopf habe 24 Mrd € und hält 50-100 Jahre.


völlig richtig, auch wenn man PV als wesentliche Energiequelle oder gar als die Nr. 1 sieht.
Ohne dass Windkraft signifikant mehr Strom bereitstellt und alle Erzeugungseinheiten weit verteilt sind geht`s schlicht nicht, über die genauen Anteile kann man ja reden.

Aber steigen wir mal auf das Modell von Dornfelder ein, dass die Leitungen in Zukunft nicht oft im Teillastbetrieb laufen, sondern ganz überwiegend nahe dem Vollastbetrieb, um Speicher zu speisen, die hauptsächlich für die LASTglättung sorgen, nicht primär um Erzeugungsschwankungen auszugleichen.
Das bedeutet im Klartext, sobald der normale Verbrauch steigt, wird die Speicherladung wieder reduziert und umgekehrt.
Dann muss die notwendige nutzbare Speichermenge nicht mehr nach irgendwelchen Dunkelflauten berechnet werden, sondern ausschließlich nach den größten zu erwartenden Lastschwankungen.
Das wird mit Sicherheit viel weniger sein wie Deine angenommenen 10-15 TWh.
Kann das jemand abschätzen, wieviel Speichertiefe da für Deutschland notwendig wäre?
Da müssten doch um die 30-40 GWh (später vielleicht mehr) locker ausreichen, oder?
Hängt vermutlich ganz wesentlich von der aktuellen Auslastung einiger Höchstspannungsleitungen ab, denn die sind das Nadelöhr, wie Du schon ganz richtig geschrieben hast.
Auch klar, dass wir dann geschätzt 5-10% mehr Strom brauchen (Speicherverluste).

Die Schwankungen auf Erzeugungsseite müssten dann anders abgefangen werden, nämlich durch eine Kombi aus Stromimport und Verbrennern, wenn wir von einer Dunkelflaute ausgehen.
Das bedeutet im Klartext, dass für kurzzeitige Dunkelflauten Stromimporte aus Wasserkraft nötig sind, hier müssten wir mal ausrechnen, was überhaupt machbar ist unter Berücksichtigung, dass andere Länder vielleicht die gleiche Idee haben.
Für längere Dunkelflauten (längere Zeit alles zugeschneit und kaum Wind) muss der Strom dann ausschliesslich aus Verbrennern kommen.

Hier stellt sich dann wieder die Frage, wie viel Leistung aus Biomasse möglich ist und wie lange und welche Leistung von der Kohlehalde genommen werden muss. Wenn letzteres nur wenige hundert Stunden im Jahr sind, ist das Wumpe, so lange wir noch leben, denn das wären deutlich unter 10% der gesamten benötigen Energie.

So unattraktiv ist Dornfelders Modell gar nicht, wenn wir das mal von dieser Seite aus (technisch) betrachten.
Ob es auch finanziell interessant ist, hängt nahezu ausschliesslich von der Entwicklung der Speicherkosten und der HGÜ-Technik ab, die wir heute nur raten können.

Da wir aber schon für 2022 eine tragfähige erste Lösung brauchen, habe ich Zweifel, ob die Speicherkosten bis dahin so weit `runter sind, dass diese Lösung für Bayern schon greifen kann.

Den Einsatz von privaten Speichern in ausreichendem Maße sehe ich bis 2022 nicht, dafür gibt`s noch zu viele Unklarheiten bei der Vernetzung und bei rechtlichen sowie wirtschaftlichen Fragen.
Einzig Verteilnetzbetreiber kämen da noch in Frage, aber ob die das innerhalb von 5-6 Jahren wuppen wage ich auch stark zu bezweifeln. Vielleicht nur einige wenige an den absoluten Brennpunkten, wie schon bisher bei den bekannten Feldversuchen mit regelbaren Ortsnetztrafos.

Alles im Allem denke ich, dass es den Entscheidungsträgern in Politik und Wirtschaft aber erstens zu heiß ist, bis 2022 in den am stärksten betroffenen Gebieten eine Lösung der Probleme mit der Spitzenlast über Speicher anzugehen.
Zweitens sind die Chancen für die üblichen Verdächtigen auf ein fettes Stück vom Kuchen beim Leitungsbau erheblich größer (Leitungsbau und Stromerzeugung) wie bei der Einführung eines völlig neuen Systems (Speicher und andere Stromflüsse) für die Netzstabilität.
MfG
Ralf Hofmann
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Re: Grenzen der Energiewende

Beitragvon dornfelder10 » 10.01.2017, 09:21

hfrik hat geschrieben:Da Starkwind auch mal eine Woche bis 10 Tage läuft, Flaute auch müsste der Speicher schon 240h lang puffern. 240h mal die Nachtlast von 40-60 GW wären 10-15 TWh. Bei 25€ Materialkosten für Batterie - den Rest am Batteriesystem gebe es mal für Lau, wären das 250-375 Mrd € alle 10 Jahre. Netzausbau bis 2025 kostet ohne Seehofers Erdverkabelung wenn ich Werner8's Link recht im Kopf habe 24 Mrd € und hält 50-100 Jahre.


Für alle die davon ausgehen dass hier eine "sachliche" und "ehrliche" Diskussion geführt wird:
In dem von hfrik beschriebenen Batterieszenarien wird eine Speicherkapazität angesetzt die für annähernd 100%EE ausreicht. Dieses System käme praktisch ohne Backup aus. Zumindest wäre die normale Sterbelinie des bestehenden Kraftwerkparkes bis 2050 ausreichend.

Das Netzszenario bezieht sich auf den Ausbauplan bis 2025 (oder großzügig bis 2030). Da sind wir bei < 50%EE. Dieses Szenario stellt praktisch 0 sicher verfügbare Leistung bereit. 100% Backup ist erforderlich. Nach der Sterbelinie des aktuellen Kraftwerkparks kann das aber ab spätestens 2022 nicht mehr sichergestellt werden => es werden neue Kraftwerkskapazitäten benötigt die gesicherte Leistung bereitstellen. Wind gehört im Rahmen des geplanten Netzausbaus nicht dazu. Batteriespeicher zumindest teilweise schon.

Im folgenden Bild ist die Stromproduktion der letzten Woche dargestellt. Schaut euch mal das Ende der Woche an. Da hilft auch eine Verdoppelung von Wind und zusätzlich Offshore und ganz dicke Nord-Süd-Leitungen nichts. Wo nichts ist kann man nichs transportieren.
Stromproduktion 1-2017.JPG


Das schwierige an der Energiewende sind nicht die ersten 80% sondern die letzten 20%. Und da bietet das Netzszenario gar nichts.

Gruß

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Re: Grenzen der Energiewende

Beitragvon hfrik » 10.01.2017, 10:16

@ Ralf Hoffmann - für die Spitzenlaskappung reichen kleinere Speicher, richtig, aber dann braucht es nach wie vor einen wesentlichen Leitungsausbau, der dann halt in den einzelnen Stufen um Monate oder auch vielleicht wenige Jahre nach hinten geschoben werden kann je nach Sinken von Speicherpreisen, Wenn man die Schwankungs "höhe" die man ausgleichen will, als konstant ansieht, dann kann man über den ganz dicken Daumen sagen dass Schwankunslänge und Batteriepreis sich umgekehrt proportional verhalten.
Wenn ich mir nun die zur Netzstützung vorgesehenen Speicher ansehe, dann rasieren die bei aktuellen PReisen im Bereich von Viertelstunden bis Stunden. Bei einem Zehntel des Speicherpreises wären das entsprechend 2,5-10h die rasiert werden da sind wir dann aber bei den Materialkosten ohne Fertigungskosten etc. angekommen.
Wer sich die Mühe macht den NEP und die Leitungsausbauten die hier so kritisiert werden anzusehen, findet in dem aktuellen Szenariorahmen übrigens schon einige GWh Batteriespeicher, sowie eine Erweiterung von Pumpspeichern für solche Anwendungen vor.
Aber wenn das Ergebins ist, dass man dann bei einem Upgrade von 220 auf 380kV in bestehender Trasse statt für 2,4/3,2 GW mit Temperaturüberwachung im Winter nur ohne Temperaturüberwachung mit 2,4 GW beseilen kann, oder auch mit 1,7 GW eine etwas dünnere Beseilung auflegt, dann wird da eine Wirtschaftlichkeit in ganz weiter ferne liegen, weil das dünnere Seil kaum Kosten spart.
Kann auch sein dass des dann dazu führt (hypotetisch ohne Rechnerischen Realitätsbezug) dass das 6. System der Nord-Süd Trasse statt 2027 erst in 2031 gebraucht wird. Was auch ein Effekt ist. Kann aber auch sein, dass der Einsatz der Batteriespeicher über die bereitgestellten Netzdienstleistungen dazu führt, dass man die Must-Run-Kapazitäten (Momentanreserve, Frequenzhaltung) früher als Erwartet auf 0 fallen lassen kann, und dann bei Sturm mit Strom aus Dänemark und Schwenden den fossilen Kraftwerkspark bei Starkwind ganz auf Null fahren kann- dann aber das 6. System der Nord-Süd-Trasse bereits schon in 2027 statt 2031 braucht.
Um das herauszufinden wird im NEP ja Rauf und Runter mit den verschiedensten Lastverteilungs und Ausfallszenarien verschiedener Netzelemente gerechnet, um festzustellen was für einen sicheren Betrieb notwendig ist.
(Allein wegen der Ausfälle liegen die Auslastungen meist im Bereich von 50% und darunter, damit die Reserven da sind wenn ein System oder auch ein ganzer Mast einer Trasse mal wegbricht. Weils onst ein Kaskadenversagen einsetzt, das so teuer ist (blackout über grössere Flächen) , dass man sich über die Kosten von etwas mehr Netzausbau nicht nachzudenken braucht.
Ich würde mein Geld auf die Sonne und die Solartechnik setzen. Was für eine Energiequelle! Ich hoffe, wir müssen nicht erst die Erschöpfung von Erdöl und Kohle abwarten, bevor wir das angehen.
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Re: Grenzen der Energiewende

Beitragvon Ulenspiegel » 10.01.2017, 12:27

Dornfelder schrieb: "Das schwierige an der Energiewende sind nicht die ersten 80% sondern die letzten 20%. Und da bietet das Netzszenario gar nichts. "

Wir sind noch weit von den ersten 80% entfernt, die ohne Zweifel mit etwas mehr Leitungen deutlich preiswerter realisiert werden können als die letzten 20%. Durch Schwenk auf die restlichen 20% wird nur ein Pseudoargument erzeugt, kein sinnvoller Beitrag.

Und bei 40-50 GW nach Skandinavien mit der Möglichkeit, riesige Energiemengen (LANG- und kurzfristig) einztulagern bzw. abzufragen ist selbst das Argument mit den letzten 20% dürftig, bitte einfach mal die Fraunhoferpaper lesen und verstehen.
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Re: Grenzen der Energiewende

Beitragvon hfrik » 10.01.2017, 12:47

Und Netze können auch die letzten 20% erschlagen, zusammen mit ein wenig Biomasse und Wasserkraftspeicher. Ich habe ja schon in einem parallelen Thread eingestellt wie wenig Speicher und Biomasse man braucht, um die aktuelle, sehr auf D konzentrierte Erzeugung von Wind und Solar aus 20 Ländern (also nur ein Teil Europas) zu einer konstanten Leitund 24/7/365 umzuwandeln. Die benötigte Menge sinkt je GW konstanter Leistung je grösser man das Netz macht, und je gleichmässiger die Erzeugung verteilt ist. Mit ausreichend Motorleistung ausgestattt reicht die heute vorhandene Biogaserzeugung mehr als aus um die deutsche Energieversorgung abzusichern, wenn man die Netze ihre Arbeit machen lässt. Und 2% der bestehenden Wasserkraftspeicher in Europa mit ausrechend Turbinenleistung reichen auch für die deutsche Versorgung.
Speicher und Netze sind zu einander substitutiv. Es gab einmal eine Studie, an der Czisch als Student noch mitgearbeitet hat, die aber online wohl nicht mehr verfügbar ist (Die war mal verfügbar) mit einem globalen Netz und reiner Solarversorgung, mit leichter Überproduktion und ohne Speicher. Auch das funktioniert, und war sogar recht preiswert. Das andere Extrem, an jedem Verbraucher Saisonspeicher und eine lokale Erzeugung funtioniert technscih auch ist aber absehbar sehr teuer. Die kosteneffiziente Mischung aus beiden liegt bei einem Netz, dass deutlich Leistungsstärker ist als das heutige auf lokale zentrale Grosskraftwerke ausgelegte Netz. Was gebraucht wird ist ein NEtz das Überregional diedezentral verteilte EE-erzeugung verbindet und gegeneinander ausgleicht.
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Re: Grenzen der Energiewende

Beitragvon dornfelder10 » 10.01.2017, 19:07

Ulenspiegel hat geschrieben:Wir sind noch weit von den ersten 80% entfernt, die ohne Zweifel mit etwas mehr Leitungen deutlich preiswerter realisiert werden können als die letzten 20%. Durch Schwenk auf die restlichen 20% wird nur ein Pseudoargument erzeugt, kein sinnvoller Beitrag.


hfrik hat 2 Systeme miteinander verglichen. Beim Batterieszenario hat er nahezu 100% EE-Erreichungsgrad angesetzt und beim Netzszenario max. 50%. Da ist es dann sehr überraschend dass das Netzszenario billiger ist, oder?
Der Hinweis auf die 20% war kein "Schwenk" sondern nur der Hinweis dass von hfrik 2 völlig unterschiedliche Entwicklungsstufen der Energiewende kostenmäßig verglichen werden. Äpfel und Birnen halt.

Ulenspiegel hat geschrieben: ......bitte einfach mal die Fraunhoferpaper lesen und verstehen.

Nicht immer nur allgemein sagen "...die Fraunhoferpaper". Werd doch mal konkret. Bring einen Link und dann gehen wir die Zahlen durch. Ich kenne keine Studie mit korrekten Eingangszahlen.

Gruß

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Re: Grenzen der Energiewende

Beitragvon hfrik » 10.01.2017, 23:25

Dornfelder ich habe nicht verglichen, sondern Zahlen nebeneinandergestellt, dass man das Gefühl für Grössenordnungen bekommt.
Die Preise für Batterien sind stark nauch unten verzerrt, weil nur ein Bruchteil eines heutigen PReises angesetzt ist, der so nach aktuellem Wissensstand nie erreicht werden wird, auch 2050 nicht. mit heutigen Preisen käme ein Vielfaches heraus. Beim NEtzausbau ist nicht der Endausbau enthalten, bei dem noch gut der doppelte Zubau dazu kommen wird. Aber Du kannst Dir mal die Mühe machen und die ganzen Ausbauten in Nord-Süd-Richtung im 400 kV-Netz (Rheinschiene, Nord-Süd Leitung, Wahle Meckar+ Fortsetzungen, Strombrücke, etc.... ist noch eine längere Liste, sowie im DC-VBereich (Ultranet, Südlink, Südostlink) in ihrer Übertragungsleistung zusammenzuzählen, mal 240 zu nehmen und mit den aktuellen Batteriepreisen für Netzsdienliche Speicher zu multiplizieren. Die Zahl sieht nicht wirklich anders aus, aber solche einfache Abschätzungen werden schon gescheut wenn man sich so nett anhörende Vorschläge als Alternativen anbringt.
Die erste Abschätzung ist immer erst einmal, ob die Idee zur richtigen Anzahl von Nullen hinter der Zahl steht. Stimmt die nicht, braucht man in der Regel eine andere Idee.
Mit Battrien, in der Tendenz allgemein mit Speichern kann man leichter viel Leistung, (unbegrenzte Leistung) bereitstelen aber nur begrenzte Energiemengen. Bei Leitungen ist die Leistung begrenzt, dafü kann im Laufe der Zeit eine sehr Hohe (unbegrenzete)Energiemenge in einer Richtung laufen.
Schade ist, wenn jemand keine funktionierde Lösung hat. Dennoch aber funktionierde Lösungen aderer, die ihm aus ideologischen Gründen nicht passen, blockiert. Und dann von anderen Erwartet dass sie gefälliogst geneme Lösungen zu finden haben, die er selbst nicht finden kann.
Die Daten sind bekannt, die Kosten für die Umsetzung des NEP2025 im wesentlichen auch- wohlan ich warte auf ein Konzept, das ohne Netzausbau auskommt, den gleichen EE-Anteil mit den gleichen Erzeugungskosten oder besser erbringt und weniger kostet. Mit heute verfügbarer Technik. Es rechnet heute auch keiner mit bei Umgebungstemperatur supraleitenden, spottbilligen Leiterseilen für die HGÜ-Trassen.
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Re: Grenzen der Energiewende

Beitragvon werner8 » 10.01.2017, 23:39

hfrik schreibt am 10.01.2017, 23:25
Schade ist, wenn jemand keine funktionierde Lösung hat. Dennoch aber funktionierde Lösungen aderer, die ihm aus ideologischen Gründen nicht passen, blockiert.

Hallo hfrik,

du bringst ja auch keine funktionierte Lösung, da die Norweger ja auch nicht die benötigten Strommengen weder aufnehmen, noch bereitstellen können zum heutigen Zeitpunkt.
Ob die Norweger in Zukunft das in einer Größenortung von 30 bis 50GW für Deutschland das machen ist auch fraglich.

In Norwegen ist das kWh im Winter auch teuer und ob da noch große Luft nach oben ist bei den Strommengen ist auch fraglich im Winter.

Gruß
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Re: Grenzen der Energiewende

Beitragvon Ralf Hofmann » 11.01.2017, 09:21

Hi,

hfrik hat geschrieben:Aber Du kannst Dir mal die Mühe machen und die ganzen Ausbauten in Nord-Süd-Richtung im 400 kV-Netz (Rheinschiene, Nord-Süd Leitung, Wahle Meckar+ Fortsetzungen, Strombrücke, etc.... ist noch eine längere Liste, sowie im DC-VBereich (Ultranet, Südlink, Südostlink) in ihrer Übertragungsleistung zusammenzuzählen . . .


genau an dieser Stelle wird entschieden, ob wir den Netzausbau signifikant durch Speicher ersetzen können (aus technischer Sicht) oder nicht. Wir haben in dieser Diskussion bisher nur festgestellt, dass die Übertragungsnetze i.d.R. nicht mal annähernd an der Grenze ihrer Leistungsfähigkeit betrieben werden, sondern dass dies nur an wenigen Stunden im Jahr der Fall ist.

Das bedeutet im Umkehrschluss, dass die Leistungsfähigkeit der Übertragungsleistungen bei weitem noch nicht ausgereizt ist und dass dieses Problem durch Speicher theoretisch sehr wohl gelöst werden kann.

Dazu müsste aber bekannt sein, wann und wie stark die Übertragungsleitungen belegt sind.
Das ist imho im NEP untersucht und beschrieben worden, ich erinnere mich sogar an eine interaktive Grafik im Netz, aus der ersichtlich wurde, wann welche Höchsspannungsleitung an ihre Grenze kommt.

Wenn wir diese Daten hätten, könnten wir auch bewerten, ob da noch was geht und wenn ja, wieviel.
Ohne diese Daten ist das alles nur Spekulation.

Wenn dann klar ist, welche Leitungen man mittels Speicher pimpen kann und welche man zwingend ausbauen muss, dann kann als Nächstes beantwortet werden, wie groß die Speicher sein müssen und was die bis dahin kosten könnten.
Vorher können wir eigentlich gar nix Brauchbares dazu sagen, weder in die eine noch in die andere Richtung.

Der NEP sitzt mit Sicherheit auf einem guten Rechenmodell, wenn das mit aktuelleren Zahlen gefüttert wird (geringere Speicherpreise und geringere HGÜ-Preise z.B.), dann würden wir der Sache näher kommen.
Ich könnte mir gut vorstellen, dass die Ersteller der Studie nicht nur keine Probleme damit haben, ohne viel Aufwand mit aktuellen Zahlen nochmal neu zu rechnen, ich bin mir auch ziemlich sicher, dass sie das laufen tun.

Ist nur die Frage, ob sie möchten, dass die so neugewonnenen Erkenntnisse in die Öffentlichkeit gelangen sollen. :roll:
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