Grenzen der Energiewende

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Grenzen der Energiewende

Beitragvon GWeberJ » 27.12.2016, 03:06

Hallo zusammen,

ich habe mir über die Feiertage einen Rechner gebastelt, um die Grenzen der Energiewende in Deutschland ausloten zu können. Als Grenze sehe ich dabei den Punkt, wo es ohne massiven Ausbau an Speichermöglichkeiten nicht wesentlich weiter geht.

Dazu habe ich mir für das Jahr 2015 die viertelstündlichen Erzeugungs- und Verbrauchsdaten (erstmal nur Stromsektor) beschafft und mal lustig drauflosgespielt.

Ein Beispiel:
- 100 GW PV
- 100 GW Windkraft Onshore
- 30 GW Windkraft Offshore
- 15 GW Exportkapazität (jederzeit)
- 5 GW Wasser und Biomasse (jederzeit)
- 7.5 GW Konventionelle Must-Run-Kraftwerke (jederzeit)
-> 66% Bedarfsdeckung durch EE
-> 13% Export der EE-Erzeugung
-> 11% EE-Abreglung (=Überschuss)

Pumpspeicher bisher unberücksichtig. Ebenso jahreszeitliche Veränderung der Wasserkraft und mögliche Flexibilisierung Biomasse.

Das ganze nochmal mit folgenden Änderungen:
- 20 GW Exportkapazität
- 5 GW Must-Run

-> 68% Bedarfsdeckung durch EE
-> 14% Export der EE-Erzeugung
-> 7% EE-Abreglung (=Überschuss)

Ich will keine Doktorarbeit draus machen, denn dazu fehlt mir das professionelle Know-How. Aber ich werde noch die Pumpspeicher einbinden und würde gern einen realistischen Ansatz zur zukünftigen Flexibilisierung der Biomasse reinbringen. Außerdem als Gedankenspiel das Einbinden des Wärmesektors.

Vorläufig meine ich jedenfalls sagen zu können, dass es in den nächsten Jahrzehnten einzig und allein am schleppenden Netzausbau liegt, wenn in Deutschland auch nur 1 kWh EE-Erzeugung abgeregelt werden muss.
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Re: Grenzen der Energiewende

Beitragvon Ralf Hofmann » 27.12.2016, 04:33

Hi,

GWeberJ hat geschrieben:ich habe mir über die Feiertage einen Rechner gebastelt, um die Grenzen der Energiewende in Deutschland ausloten zu können.

Ich will keine Doktorarbeit draus machen, denn dazu fehlt mir das professionelle Know-How. Aber ich werde noch die Pumpspeicher einbinden und würde gern einen realistischen Ansatz zur zukünftigen Flexibilisierung der Biomasse reinbringen. Außerdem als Gedankenspiel das Einbinden des Wärmesektors.


super Sache! Das ist`s wert, weiter verfolgt zu werden!

GWeberJ hat geschrieben:Ein Beispiel:
- 100 GW PV
- 100 GW Windkraft Onshore
- 30 GW Windkraft Offshore
- 15 GW Exportkapazität (jederzeit)
- 5 GW Wasser und Biomasse (jederzeit)
- 7.5 GW Konventionelle Must-Run-Kraftwerke (jederzeit)
-> 66% Bedarfsdeckung durch EE
-> 13% Export der EE-Erzeugung
-> 11% EE-Abreglung (=Überschuss)


Ab welchen Werten muss denn überhaupt über 1% abgeregelt werden?
Welche Exportkapa haben wir denn derzeit? Sind das schon die 15 GW?
MfG
Ralf Hofmann
___________

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Re: Grenzen der Energiewende

Beitragvon PV-Berlin » 27.12.2016, 11:32

Wenn ich die Energiewende von der Dimension DN 2.000 mm auf einen Flaschenhals (Strom-Markt) reduziere, muss ich 1.000 kluge Kids engagieren und komme trotzdem nie zum Ziel!

Warum ist dem so? Du folgst der kWh ich dem €! Bisher war es in der Geschichte immer so, dass die ökonomische Effizient den Einsatz und die Ausprägung der Technologien bestimmt hat! Das ist in Zeitalter der Internetriesen etwas verschwobelt worden, aber es ändert sich nix mehr dran. *Im Gegensatz zu den Gesetzen der Physik

In einem Markt, wo eine kWh Gas für einige Marktteilnehmer weniger als 1,5 Cent mit allen Abgaben kostet. kannst du rum rechnen, wie du möchtest und Technologie auffahren, wie du möchtest, dass kann nix werden.

Ich bitte zu erinnern, dass die Nachtspeicheröfen, die 24h Schichten in Energieintensiven Unternehmen und die PSW wann eingeführt wurden? Richtig, als die Welt vollgestellt wurde, mit dumm durchlaufenden Kraftwerken.


*gib mir ein Stück Papier, in dem steht, ich bekomme die Strommengen zum Marktpreis ohne EEG Umlage und Netzkosten, die der Strommarkt nicht aufnehmen kann und gleichzeitig zahlen Gas, Kohle und Öl nur 20% der EEG Umlage!
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 dornfelder10 » 27.12.2016, 13:00

Hallo GWeberJ,

GWeberJ hat geschrieben:Als Grenze sehe ich dabei den Punkt, wo es ohne massiven Ausbau an Speichermöglichkeiten nicht wesentlich weiter geht.


GWeberJ hat geschrieben:Vorläufig meine ich jedenfalls sagen zu können, dass es in den nächsten Jahrzehnten einzig und allein am schleppenden Netzausbau liegt, wenn in Deutschland auch nur 1 kWh EE-Erzeugung abgeregelt werden muss.


Ja Mei, was soll man dazu sagen? Wenn man als Eingangsgröße die eine Alternative (Speicher) einfach ausschließt dann wird es am Ende zwangsweise auf die andere Alternative (Netzausbau) rauslaufen. Das ist jetzt keine sooo große Überraschung, oder?
Man hat die Wahl linksrum oder rechtsrum zu fahren aber nach links ist per Definition verboten. Was kommt am Ende wohl raus?
Was wolltest Du mit Deiner Berechnung erreichen? Wirklich Erkenntnisse gewinnen oder eine feststehende Meinung bestätigen?

Gruß

Bernhard
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Re: Grenzen der Energiewende

Beitragvon GWeberJ » 27.12.2016, 13:29

Ralf Hofmann hat geschrieben:super Sache! Das ist`s wert, weiter verfolgt zu werden!


Tja, nun bräuchte ich jemanden, der mir sagen kann, wielange Biogasanlagen realistischerweise ihr Gas zuückhalten können und wie stark man den Generator überdimensionieren kann, ohne die Wirtschaftlichkeit völlig gegen die Wand zu fahren. Ohne solche Insiderinfos kann man nur raten. Bringt nix.

Ralf Hofmann hat geschrieben:Ab welchen Werten muss denn überhaupt über 1% abgeregelt werden?
Welche Exportkapa haben wir denn derzeit? Sind das schon die 15 GW?


Um die 15 GW Export tritt regelmäßig auf, wenn der Strompreis in unserer Presizone (Luxemburg-Deutschland-Österreich) sehr niedrig ist. Das scheint bei gegebener Infrastruktur das Limit zu sein.
Der Netzentwicklungsplan sieht für 2030 mehr als 40 GW Übertragungskapazität vor, meine ich. Aber bei weiter fallenden PV-Preisen bin ich sehr, sehr skeptisch, dass während des PV-Peaks noch irgendwas exportiert werden kann in der ferneren Zukunft. Ganz Europa hat ungefähr zur gleichen Zeit die Produktionsspitze. Nach Westen gibt es nix zu exportieren und im Osten müsste man bis hinter den Ural.
Bei der Windkraft kann man dagegen etwas optimistischer sein. Hier muss man "nur" gut 2000 km weit exportieren, um in ein Gebiet zu kommen, dessen Winderzeugung nicht positiv korreliert ist. Also ist hier ein wechselseitiger Ausgleich bereits innerhalb Europas möglich. Wenn unsere Nachbarn auch felißig die Netze ausbauen, dann geht da was. Mit 3 GW Übertragungskapazität zwischen zwei Schwergewichten wie Spanien und Frankreich wird das aber natürlich nix.

Knapp unter 1% muss man mit folgendem Szenario abregeln:
- 55 GW PV
- 65 GW Windkraft Onshore
- 15 GW Windkraft Offshore
- 15 GW Exportkapazität (jederzeit)
- 5 GW Wasser und Biomasse (jederzeit)
- 10 GW Konventionelle Must-Run-Kraftwerke (jederzeit)
-> 50,5% Bedarfsdeckung durch EE
-> 5% Export der EE-Erzeugung
-> 0,7% EE-Abreglung (=Überschuss)

Wobei solche subprozentgenauen Angaben bei meinem groben Modell Käse sind. Schon das Jahr 2016 würde deutlich andere Ergebnisse liefern.
Obiges Szenario entspricht ungefähr dem, was man sich von Seiten der Regierung tatsächlich für 2030 vorstellt (bzw. dies zumindest behauptet).
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Re: Grenzen der Energiewende

Beitragvon GWeberJ » 27.12.2016, 13:42

dornfelder10 hat geschrieben:Ja Mei, was soll man dazu sagen? Wenn man als Eingangsgröße die eine Alternative (Speicher) einfach ausschließt dann wird es am Ende zwangsweise auf die andere Alternative (Netzausbau) rauslaufen. Das ist jetzt keine sooo große Überraschung, oder?


Unter "Netzausbau" kann man zweierlei verstehen: Der deutschen Kupferplatte näherkommen oder sich mit dem näheren und fernen Ausland besser zu verbinden. Ersteres ist zumindest theoretisch unter der Kontrolle unserer Regierung. Bei der internationalen Vernetzung muss man dagegen hoffen, dass unsere Nachbarn und deren Nachbarn mitmachen.

dornfelder10 hat geschrieben:Was wolltest Du mit Deiner Berechnung erreichen? Wirklich Erkenntnisse gewinnen oder eine feststehende Meinung bestätigen?


Ich will ein Gefühl dafür bekommen, wie lange die deutsche Energiewende noch als solche fortgesetzt werden kann. Wielange trägt das jetzige Modell, bevor man entweder das HFRIKsche Weltnetz bauen muss oder massiv Energiespeicher braucht? Beides Entwicklungen, die momentan nicht absehbar sind. Bräuchte man solche disruptiven Lösungen schon in 15 Jahren, wäre es absehbar, dass man gegen die Wand fährt. Zumindest meiner Spielerei zufolge kann man aber mit dem jetzigen Schema (=EEs installieren und versuchen mit dem Netzausbau im Inland halbwegs Schritt zu halten) noch recht lange weitermachen. Jede Abreglung der EEs in den nächsten Jahrzehnten ließe sich durch ausreichenden Netzausbau im Inland vermeiden. Selbst wenn wir mehr Gas geben würden, als mit dem EEG2017 vorgegeben.
(Umso schlimmer, dass es nun an der Trivialität des Netzausbaus hakt!)

Spannend wird es sicherlich, wenn ich noch ein Modell für den Wärmesektor reinstecken könnte. Und dann mal schauen, was im Jahr 2050 für 80% EEs wirklich gebraucht wird.
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Re: Grenzen der Energiewende

Beitragvon hfrik » 27.12.2016, 14:39

Nun dass man sich international besser vernetzen sollte für die Energiewende hatte selbst die EU verstanden. Was bei Politikern eher weniger zu erwarten ist, da Physik. Allerdings steht der neue Energiekommisar aus SPanien nun wieder mit beiden Beinen fest auf der Bremse, da er im Gegensatz zu Öttinger ein wirkliche EE-Gegner ist.
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.
Thomas Alva Edison
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Re: Grenzen der Energiewende

Beitragvon katapult » 27.12.2016, 14:43

Finde ich sehr spannend, so eine Simulation.
Da die Kupferplatte ja noch lange keine Realität ist, wird es wohl bei den anvisierten Kapazitäten auch noch Probleme geben, diese unterzubringen, mit dem Netzausbau bis 2025 wird es sicher nicht reichen.

Spontan stellt sich mir die Frage: bei deutlich mehr als Verdoppelung (Wind (on+off) +300%, PV +250%)
der EE-Kapazäten springt "nur" eine Verdopplung des EE-Anteils heraus, obwohl die Strommenge sich rein um den Faktor 2,6 höher liegt?

Und Frage: Wie bekommt man die 15-min-Daten, gibt es die irgendwo?
Danke & Gruß
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Re: Grenzen der Energiewende

Beitragvon PV-Berlin » 27.12.2016, 16:55

Mit Biogas würde ich überhaupt nicht mehr rechnen wollen. Ich sehe nicht, dass man die Anlagen auch nur einen Tag länger laufen lässt, als die Vergütung läuft. Unsere Anlage kann kaum Gas vorhalten, ich sage mal Null (Kleine Anlage mit max 1 MW als Kombianlage) Ich sehe da auch kaum Bereitschaft, in entsprechende Technik zu investieren. Wie hoch soll dann am Ende die Grundvergütung für Biogaststrom sein?

ca. 20 Cent bei 75% Dauerlast (Neuer Motor) ?
und 35 Cent dann, wenn der Reserve Motor (Alter Motor) anspringt? *

+und das bis zum jüngste Tag?

Dann doch lieber in allen MFH und Gewerbeeinheiten ab 1 MW Max. Heizleistung (Heizöl) fette Wärmepumpen und große Puffer einbauen. Und nebenan kleine (Anzahl variiert) VW Dieselgeneratoren stellen (Chinazeug tut es auch bei den wenigen Bh p.A.) . Alleine Hamburg + Bremen (incl. Gewerbe) sollte mehr GW Strom aufnehmen können, als wir zur Zeit in Gänze exportieren können (Leitungsnetz) Zumindest für einige h und um mehr geht es ja meist auch nicht.

Die Tendez der Diskussion geht mal wieder bei PV in die Richtung Gas! Wetten das? Ich würde alle bitten wollen, einfach mal 10% ihres Jahreseinkommens auf das Pferd zu setzen, welches sie hier propagieren. Ob dann immer noch so viel Mist geschrieen wird? Wahrscheinlich, Deutschland ist weltweit der Nabel der Welt, wenn es um das Verkaufen von Investmentschrott geht. *In Frankreich ja verboten, Privatanleger Müll anzubieten. Wenn selbst einem Dr. der Physik simpelste Ökonomie fremd ist, auch kein Wunder, Hauptsache es klingt kompliziert und spannend.
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 GWeberJ » 27.12.2016, 17:13

katapult hat geschrieben:Spontan stellt sich mir die Frage: bei deutlich mehr als Verdoppelung (Wind (on+off) +300%, PV +250%)
der EE-Kapazäten springt "nur" eine Verdopplung des EE-Anteils heraus, obwohl die Strommenge sich rein um den Faktor 2,6 höher liegt?


Schau mal hier: https://www.energy-charts.de/energy_pie_de.htm
Wasserkraft und Biomasse sind ausgereizt. Hochdrehen kann man somit nur noch PV und Windkraft.

Und Frage: Wie bekommt man die 15-min-Daten, gibt es die irgendwo?
[/quote]

Nach Anmeldung kann man sich hier einge Daten runterladen: https://transparency.entsoe.eu/
Leider fehlt beim Verbrauch (Load) fast 20% (und das nicht einfach als Faktor, sondern mal mehr, mal weinger). Auch gibt es immer mal wieder Lücken.

Als Ergänzung habe ich noch diese Daten verwendet: http://data.open-power-system-data.org/time_series/
GWeberJ
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