Von Günter Keil

Dies ist eine um zahlreiche Fakten ergänzte und überarbeitete Fassung der „Dreizehn Energiewende-Märchen“, die am 28. Mai 2011 auf achgut.com erschienen sind. Unser Autor Dr. Ing. Günter Keil arbeitete bis zu seiner Pensionierung 2002 in leitender Funktion im Bundesforschungsministerium

Nr. 6: Das Märchen von den neuen Stromspeichern
Seit der Einführung des Erneuerbare Energien-Gesetzes EEG, mit dem der Wetter- und Tageszeit-abhängige, deshalb wild schwankende und unzuverlässige Wind- und Solarstrom massiv durch Zwangssubventionen über den Strompreis gefördert wird, sind 10 Jahre vergangen.
Daß dieses Stromangebot, das für die Stromnetzbetreiber der reine Alptraum ist, bei Erreichen einer bestimmten Größe mit seinen schnellen Schwankungen die Stabilität des Netzes ruiniert und damit durch Blackouts die Stromversorgung gefährdet ist, haben die seither drei Regierungen 10 Jahre lang nicht bemerkt.  Sie haben aber in dieser Zeit fleißig neue Windparks und Solarstrom-Farmen eingeweiht, was gute Pressefotos einbrachte.
Jetzt aber ist Groschen Nr.1 gefallen, nachdem die Warnungen immer unüberhörbarer wurden: Man sah tatsächlich ein Problem mit dem Ökostrom. Anschließend folgte die Erkenntnis: Wenn die zum Ausgleich dieser Schwankungen eingesetzten konventionellen Kraftwerke nicht mehr ausreichen, braucht man riesige Stromspeicher.
Dann fiel Groschen Nr.2: Diese Speicher hatte man gar nicht.  Es gibt zwar einige Pumpspeicherwerke, aber deren Speicherleistung von 6.020 MW deckt im Idealfalle – fast leere Speicher bei Beginn der Starkwindphase – nur 17% Prozent der bereits heute benötigten Kapazität ab (s.u.).
Die AG Energiebilanzen e.V. hat zu dieser Situation folgendes veröffentlicht (1.2.2011):
Ende 2010 hatte an Deutschlands ges. Stromerzeugung von 621 Mrd kWh
- die Windenergie einen Anteil von 5,9% (bei 25.800 MWp Leistung lt. VGB PowerTech);
- und die Photovoltaik nur 1,9% Anteil (bei 9.800 MWp lt. VGB PowerTech).
Die trotz hoher Maximalleistung geringen Anteile kommen von den geringen Vollaststunden pro Jahr:  Windstrom 18,3 -20%; Photovoltaik 9 -10%. Deshalb sind sie für die Grundlastversorgung nicht zu gebrauchen.

Angenommen, daß die von dieser großen Wind- und Solarstrom-Kapazität in einer Starkwindphase eingespeiste Leistung nur 10.000 MW beträgt, müßten bereits Speicher bereit stehen, die diese Leistung für 30 Stunden aufnehmen, also eine Speicherkapazität von 300.000 MWh (Megawatt-Stunden) besitzen.  Die deutschen Pumpspeicherwerke haben aber nur eine Gesamtleistung von 6.020 MW.
Selbst wenn man annimmt, daß zu Beginn dieser Starkwindphase alle deutschen Pumpspeicherkraftwerke fast leer sind – eine unrealistische Annahme – dann könnten diese Speicher nur eine Energiemenge von 50.000 MWh aufnehmen, also gerade einmal 17 % der erforderlichen Menge.  Es bliebe nur die Wahl zwischen sofortiger Abtrennung der Windräder vom Netz oder Netzzusammenbruch.
Auch bei einem gerade noch möglichen Ausbau der Pumpspeicherwerke könnte maximal eine Erhöhung der Speicherkapazität von 3 % erreicht werden.
(Prof. Dr. Helmut Alt, FH Aachen).

Was tun ?
Auf die unangenehmen Erkenntnisse folgte eine politische Lösung: Es begann entsprechend dem “Märchen vom Technologiesprung” mit völlig neuen Stromspeichern, die bald die Lösung bringen würden.  An einen riesigen Ausbau der Pumpspeicher, die leider die einzig verfügbare und auch nur mit geringen Verlusten von etwa 20 bis 25% arbeitende Speichertechnik ist, wagte man gar nicht erst zu denken. Mit Recht, denn die Bürgerproteste, die den Bau sowohl des vermutlich letzten großen Pumpspeicherwerks Atdorf/Schwarzwald, das eine Leistung von 1.400 MW haben soll,  sowie auch die Baupläne wesentlich kleinerer Anlagen begleiten, machen wenig Hoffnung (s.u.).
Eine Regierung, die eine ehrliche und rationale Energiepolitik betreibt, würde nun nach dieser Erkenntnis die Errichtung aller neuen Windkraftanlagen und auch Photovoltaikanlagen stoppen und vielleicht noch versuchen, den immer wahrscheinlicher werdenden Blackout durch raschen Zubau von teuren, schnellen Gasturbinen-Kraftwerken unwahrscheinlicher zu machen.

Die Bundesregierung aber macht das Gegenteil: Noch stärkerer Ausbau von Offshore-Windstrom und unveränderte Förderung von Solarstrom stehen im BMU-Entwurf des Erfahrungsberichts 2011 zum EEG.  Im Gegenzug will man die Abschaltung der Kernkraftwerke, die – allgemein unbeachtet und in der deutschen Fundamental-Ablehnungsstimmung auch unangenehm – tatsächlich die heute schnellste Leistungsregelung (Lastfolgeregelung) aller Kraftwerksarten (außer Gasturbinen) bieten und ironischerweise die sicherste Stütze für den Windstrom darstellen.
Aber man hat versäumt, diesen Beitrag der Kernkraftwerke rechtzeitig herauszustellen. Jetzt noch damit zu kommen, traut sich niemand mehr.

Damit verschärft die Regierung das Problem – und verlagert es teilweise auf unsere Nachbarn, die seit der Abschaltung der ersten 7 Kernkraftwerke kräftig Importstrom liefern und einigermaßen besorgt sind (siehe: Das Märchen vom deutschen Vorbild, ebenfalls: Das Märchen von der Überflüssigkeit der 7 abgeschalteten Kernkraftwerke).

Das von ihr selbst verschuldete und jetzt nochmals verschlimmerte Problem der Versorgungs-Unsicherheit bekämpft die Regierung nunmehr rhetorisch durch das Beschwören von neuen Speichertechniken, die es allerdings erst einmal zu entwickeln gilt.
Am 21. April 2011 stellte dann die Regierung eine gemeinsame „Förderinitiative Energiespeicher“ vor, in deren Einleitung nach der Zitierung des Energiekonzeptes vom 28.9.2010 und dessen unglaublich hoch gesteckten Zielen der bemerkenswerte Satz steht: „Leider stehen den notwendigen Fortschritten auf dem Gebiet der Energiespeicher vielfältige und nach wie vor zum Teil grundlegende (!) technologische Hürden entgegen.“ Dieser Mut zur Wahrheit ist zu begrüßen. Es stellt sich dann aber die Frage, wie man angesichts dieses Fehlens der wichtigsten Schlüsseltechnik für die stärkere Nutzung von Wind- und Solarstrom überhaupt dieses Energiekonzept beschließen konnte.
Die großen und wirtschaftlichen Stromspeicher waren im September 2010 noch die Katze im Konzept-Sack; schon im April 2011 stellt sich nun regierungsamtlich heraus, daß in dem Sack gar keine Katze drin ist.
Daß die Förderinitiative Energiespeicher von drei Bundesministerien (BMBF, BMWi und BMU) präsentiert wird, zeigt zugleich die Zersplitterung der Zuständigkeiten.

Unter den im Förderkonzept genannten Speichertechnologien ist einzig die „Entwicklung von großen zentralen adiabatischen Druckluftspeichern“ eine für den genannten Zweck der Netzstabilisierung interessante und brauchbare Möglichkeit. Alle anderen dort genannten Techniken haben entweder andere Anwendungen – vor allem Elektroautos (siehe das entsprechende Märchen) – oder sind noch viel weiter von einer Realisierung entfernt, als es die adiabatischen Druckluftspeicher sind – so die „unterirdischen Pumpspeicherwerke“.

Die Hoffnungen der Regierung auf irgendwann verfügbare große und bezahlbare Stromspeicher ruhen auf folgenden Techniken:

1. Druckluftspeicher
Der zu speichernde Strom treibt Kompressoren an (Wärmeverlust), die Luft in unterirdische Kavernen pressen. Später treibt diese Druckluft Turbinen und diese wiederum Stromgeneratoren an, die den Strom ins Netz einspeisen. Bisher mußte die komprimierte Luft zusätzlich mit einer Gas-Zusatzheizung auf hohe Turbinen-Eintrittstemperatur gebracht werden; eine verlustreiche Technik.

Es existieren weltweit zwei Prototypanlagen, eine in Huntorf/Deutschland und eine in McIntosh/USA – letztere nutzt bereits einen Teil der beim Verdichten entstehenden Verlustwärme (Rekuperator-Technik).  Das Aushöhlen der Kavernen ist zudem ein Umweltproblem.
Deshalb ist gegenüber den nur 20 bis 25% Verlust bei den Pumpspeicherwerken der bislang erreichte technische Stand der Druckluftspeicher völlig unbefriedigend. Man will deshalb künftig versuchen, durch zusätzliche Wärmespeicher die bei der Kompression entstandene Verlustwärme aufzufangen und sie der zu verdichtenden Frischluft zuzuführen (adiabatische Kompression), was die Gas-Zusatzheizung im Idealfalle überflüssig macht und für einen höheren Speicherwirkungsgrad sorgen würde, den optimistische Fachleute mit 71% in der Nähe des Niveaus der Pumpspeicherwerke sehen,  den andere jedoch niedriger erwarten. 

Ein erstes Entwicklungsprojekt für adiabatische Druckluftspeicherung namens ADELE stellte am 22.11.2010 die RWE Power zusammen mit ihren Partnern General Electric,  Züblin und der DLR in Staßfurt/Sachsen-Anhalt vor. Dort betreibt RWE bereits einen großen Erdgasspeicher in den Salzformationen des Staßfurter Sattels. Zuerst sollen lt. RWE-Vorstand Prof. Gerd Jäger folgende Voraussetzungen geschaffen werden: „Erfolgreiches Abschließen der technischen Untersuchungen und Planungen; Finanzierung einschließlich der erforderlichen (!) Förderung; Geologie des Standortes.“
Zu den technischen Entwicklungsaufgaben derartiger Speicher gehören:
? Die Kompressionswärme bei sehr hohen Drücke (bis 150 bar) und Temperaturen
  (bis 650 Grad) zu speichern. D.h. die Entwicklung von Hochtemperatur-
  Wärmespeichern (keramische oder Flüssigsalz-Speicher) mit einer Kapazität von bis
  zu 1200 MWtherm : DLR Stuttgart;
? Neuentwicklungen der Hochdruckverdichter, um hohe Austrittstemperaturen zu
    erreichen; hoher Wirkungsgrad, variabler Durchsatz, schnelle Verfügbarkeit in
    wenigen Minuten;
? Luftturbinen, die durch Expansion der verdichteten Heißluft auf Atmosphärenniveau
    Leistungen von 300 MW erreichen. Das bedeutet hohe Leistungsdichte, hohe
    Eintrittstemperatur, große Volumen-Ströme und –Änderungen, hoher Wirkungsgrad
  über den gesamten Lastbereich bei niedrigen spezifischen Kosten;

Ein derartiges Speicherkraftwerk arbeitet wirtschaftlich, wenn die Druckluft maximal eine Woche gespeichert werden kann.

Mit dem Bau der ersten Demonstrationsanlage soll ab 2013 begonnen werden.
Es soll eine Speicherkapazität von max. 360 MWh und eine elektrische Leistung von 90 MW haben, womit nach RWE-Angaben über etwa 4 Stunden rund 50 Windräder ersetzt werden könnten.
Ende 2010 standen in Deutschland bereits 21.607 Windräder mit einer installierten Maximalleistung von 25.800 MWp .

Diese Technik ist vielversprechend und vermutlich realisierbar. Aber sie befindet sich gerade am Anfang und die Erfahrungen mit vergleichbaren Entwicklungen lassen einen Zeitbedarf bis zu einem umfangreichen und damit wirksamen Ausbau von fertig entwickelten und erprobten Speichern im Netz von 25 bis 30 Jahren erwarten.
Sinnvoll, aber viel zu spät, um die akuten Probleme im deutschen Stromnetz zu lösen und ebenfalls viel zu spät, um einen Beitrag zur Verwirklichung des Energiekonzepts der Bundesregierung zu leisten.

2.  Die Seekabel-Verbindung zu den norwegischen Wasserkraftwerken.
Ein solches Kabel soll es bis Anfang 2017 geben: Das 530 km lange Nord Link. Es soll 1.400 MW übertragen. Das entspricht der Leistung eines Kernkraftwerks und gerade einmal 4 Prozent der schon jetzt in Deutschland installierten Windstromleistung. Fünf bis zehn dieser Seekabel wären wohl nötig, geplant sind sie nicht, und es gibt noch andere Probleme: Die meisten norwegischen Wasserkraftwerke sind keine in beiden Richtungen (bergauf und bergab) arbeitenden Pumpspeicherwerke. Sie müßten teuer und langwierig umgebaut werden – wenn es die Norweger überhaupt wollen.
Außerdem wollen alle Nordseeanrainer, die ebenfalls Windkraftanlagen gebaut haben, ebenfalls mit Seekabeln an die norwegische Wasserkraft heran. Holland hat es schon getan. Damit fällt für jeden weniger Speicherkapazität ab. Und schließlich: Schon jetzt kämpfen Bürgerinitiativen in Norddeutschland gegen die Umspannstation an Land und die neuen Hochspannungsleitungen.

3. Elektroautos – siehe “Das Märchen vom Elektroauto als Stromspeicher”.

4. Pumpspeicher-Kraftwerke
Obwohl klar ist, daß die Leistung der deutschen Pumpspeicherwerke bei weitem nicht ausreicht, werden hier die letzten Planungen für Neubauten und Erweiterungen vorgestellt:
- Atorf/Südschwarzwald.  Bauherr: Schluchseewerke. Geplante Leistung 1.400 MW.
  Zwei weitere Staubecken und ein Kavernenkraftwerk. Inbetriebnahme 2020 und 2030.
  Speichervermögen 3,7 Mrd. kWh.
  Die dena (Deutsche Energieagentur) stellte dazu fest, daß auch dieses neue Werk nur
  8%  der Strommenge puffern könne, die die Wind- und Solaranlagen bereits im Jahre
  2009 erzeugt hätten.
  Der Schwarzwaldverein als Interessenvertreter der Bevölkerung hatte in den
  Anhörungen kritisiert, die “Region dürfe nicht bloß das Objekt für energiewirtschaftliche
  Ausbeutung werden.” Die Vertreter des EVU räumten ein, daß sich die Landschaft
  deutlich verändern werde, “da werde man sich sicher erst dran gewöhnen müssen.”
  Der Kreisverband der B90/Die Grünen / Waldshut sprach sich gegen das Projekt aus.
- Riedl/Bayern.  Geplante Leistung 300 MW. Bauzeit bis 2018. Das Projekt ist politisch
  umstritten; eine Bürgerinitiative hat sich dagegen gebildet.
- Schweich/Mosel.  Bauherr: Stadtwerke Trier. Geplante Leistung 300 MW.
  Inbetriebnahme 2017 – 2021. Neues Projekt; noch keine Reaktionen aus der
  Bevölkerung.
- Blautal / Birkhau. Bauherr: Stadtwerke Ulm/Neu-Ulm. Geplante Leistung 60 MW. Die
  Planung begann Mitte 2005; massive Bürgerproteste in Arnegg und Markbronn führten
  zu erheblichen Planungsänderungen – auch bezüglich des Ortes der Anlage. Zur Zeit
  werden Sicherheitsbedenken geltend gemacht; der Widerstand hält auch nach 6
  Jahren an; ein Baubeginn ist nicht absehbar.

Die Deutschen haben in den vergangenen 20 Jahren gelernt, daß sie mit Bürgerinitiativen recht erfolgreich gegen Bauprojekte aller Art vorgehen können. Besonders die GRÜNEN haben das vorgeführt. Inzwischen hat sich das Spektrum der zu verhindernden Vorhaben auf nahezu alles ausgedehnt und es sind jetzt besonders die angeblich dem Umwelt- oder Klimaschutz dienenden Projekte, die den stärksten Widerstand hervorrufen.  Windräder,  Hochspannungsleitungen für die Energiewende, Erdspeicher für CO2, Transformatorstationen für das Seekabel, großflächige Photovoltaikanlagen, Biogasanlagen – und besonders Pumpspeicherwerke, die extreme Eingriffe in die Landschaft verursachen. So werden selbst die wenigen theoretisch noch möglichen neuen Speicherwerke faktisch unrealisierbar.

Es gibt außerhalb des Energiekonzepts weitere Vorschläge für große Stromspeicher, die sich aber alle durch immense Kosten und meist auch größte Verluste im Bereich von 70 bis 80 Prozent auszeichnen. So gehören alle Vorschläge, die mit einer elektrolytischen Spaltung von Wasser durch Windstrom beginnen und danach den entstandenen Wasserstoff, der ja nur noch ein Brenngas ist, wieder in Strom zurück verwandeln wollen (mit Gasmotoren oder gar teuren Brennstoffzellen), zu der Gruppe kostspieligster Energievernichtungsanlagen. Trotzdem werden solche Vorschläge selbst
in bislang seriösen Zeitschriften kritiklos als Zukunftstechnologien vorgestellt. Ein typisches Merkmal aller dieser Technikvorschläge ist das absichtliche Weglassen aller Angaben zum Gestehungspreis einer Kilowattstunde und zu den Kapitalkosten, die jedes von der Anlage erzeugtes Kilowatt Leistung verursacht. Am Fehlen dieser Angaben kann man gut die fehlende Seriosität sowohl der Erfinder und Anbieter als auch der Journalisten erkennen.

Es gibt noch eine weitere schlechte Nachricht – und sie ist von grundsätzlicher Natur:
Stromspeicher können nicht den kompletten Bedarf an Reservekraftwerken für den Ausgleich der Einspeise-Schwankungen ersetzen: Sie reduzieren nur den notwendigen Netzausbau und teilen sich die Spitzenlastversorgung mit schnell regelbaren Gaskraftwerken.

Fazit
Die einzigen genügend großen Stromspeicher, mit denen man überhaupt rechnen kann, sind die noch zu entwickelnden adiabatischen Druckluftspeicher – und sie kommen viel zu spät, während der Ausbau von Windstrom und Solarstrom immer weiter geht.  Das europäische Verbundnetz kann deren Schwankungen bald nicht mehr auffangen und ausgleichen. Im Gegenteil: Um nicht in das absehbare Chaos im deutschen Verbundnetz hineingezogen zu werden, müßten sich unsere Nachbarn abkoppeln. Diese Entwicklung ist wohl zwangsläufig. Aber die Regierung hat anscheinend die Hoffnung, daß sie die Medien beruhigen und bis zur nächsten Bundestagswahl Zeit gewinnen kann, bevor die Probleme übermächtig werden.
Dann wird man weiter sehen.

Nr. 7: Das Märchen vom Elektroauto als Stromspeicher
“Millionen von Elektroautos können mit ihren Batterien das Speicherproblem des Wind- und Solarstroms lösen”. So oder so ähnlich liest man es häufig.
Eine doppelte Illusion: In den nächsten 10 –15 Jahren wird es keine nennenswerte Anzahl von Elektroautos geben, da es trotz des technischen Wunderglaubens von Politikern, die selbst allen technischen Fächern ziemlich fern stehen, noch sehr lange keine bezahlbaren, für den Winterbetrieb geeigneten und mit ausreichender Energiekapazität ausgestatteten Batterien geben wird. Die sehr deutlichen Warnungen der Fachleute der physikalischen Chemie werden geflissentlich überhört. So betonte Christoph Huß von der VDI-Gesellschaft Fahrzeug- und Verkehrstechnik “daß wir nicht vergessen dürfen, daß die technisch-physikalischen Grenzen elektrochemischer Energiespeicher nicht durch politische Sonntagsreden außer Kraft gesetzt werden können.“

Illusion Nr.2: Selbst wenn es einmal eine größere Anzahl von Elektroautos gibt, wird kaum einer der Besitzer bereit sein, es per Netzanschluß und Datenleitung dem Stromversorger zum Ausgleich von dessen Einspeisungs-Schwankungen zu überlassen – also die Autobatterie je nach Bedarf des EVU zu laden oder zu entladen. Denn dem E-Auto-Besitzer wird vom Hersteller sehr deutlich klar gemacht, daß die Lebensdauer seiner teuren Batterie nicht etwa durch ihr Alter, sondern vor allem durch die Anzahl der Lade-Entlade-Vorgänge bestimmt wird.
Wer sich auf die Benutzung seiner Antriebsbatterie als beliebig auf- und entladbarer Speicher für seinen Stromversorger einläßt, verkürzt die Batterielebensdauer erheblich. Das müßte zu ganz erheblichen Nutzungszahlungen der Stromversorger führen, zu denen sie wohl kaum bereit wären.

Der Glaube an das Elektroauto als umweltfreundliches Verkehrsmittel könnte sich sehr leicht in sein Gegenteil verkehren, wenn die abgeschalteten Kernkraftwerke – wie abzusehen ist – in erster Linie durch neue Kohlekraftwerke und ergänzend durch Gaskraftwerke ersetzt werden. Ohne regenerative Energien aber wäre der grüne Plan ein Eigentor: Wenn aus der Steckdose neben Import-Atomstrom viel mehr Kohlestrom kommt, dann “ist jeder gefahrene Kilometer mit einem E-Auto deutlich CO2-intensiver als sein konventionell betriebenes Gegenstück”, erklärt Lino Guzzella, Professor für Thermotronik der ETH Zürich. Ein Großeinsatz von E-Autos würde den Klimawandel beschleunigen, statt ihn zu bremsen – falls die Theorie vom CO2 als das Klima beeinflussendes Spurengas überhaupt stimmt. Aber das ist ein anderes Gefechtsfeld.
(Jan-Philipp Hein, FOCUS 18 / 2011).

Das Elektroauto-Euphorie bietet im Übrigen nicht etwa eine Chance, sondern stellt vielmehr eine Gefahr für den Standort Deutschland dar, was die Regierung wie üblich nicht erkennt. Ein Elektroauto ist bis auf die teure Batterie, die möglicherweise nicht in Deutschland hergestellt wird, ein vergleichsweise einfaches Produkt. Zahlreiche Komponenten wie Otto- bzw. Dieselmotoren, Getriebe, Kompressoren, Einspritzsysteme, Abgaseinigungssysteme, Anlasser oder Kühler entfallen. Wer die Batterien zukauft, kann auf recht einfache Weise E-Autos bauen, deren Kosten dann hauptsächlich in deren Montage liegen. Dies wird sowohl Auswirkungen auf
einen Großteil der Metallindustrie und den Maschinenbau, aber natürlich vor allem auf die Automobilindustrie in Deutschland haben. (IW Köln, 3.5.2010).
Im Kapitel “Das Märchen von der Sonne, die keine Rechnung schickt” ist eingehend beschrieben worden, weshalb die angebliche deutsche Zukunftstechnologie Photovoltaik-Produktion – ein ehemaliger Hoffnungsträger deutscher Politiker – von China übernommen wurde. Wenn man nur noch eine Fahrzeugbatterie zukaufen muß – es sei denn, man produziert auch die selbst – und der Rest der Fertigungskosten eines E-Autos dann überwiegend Montagekosten sind, dann blüht der deutschen Autoindustrie das gleiche Schicksal. Fast jedes Land kann dann seine Autos selbst bauen; China vorneweg.
Abgesehen vom Platzen der Seifenblase vom umweltfreundlichen E-Mobil (s.o.) erscheint die Elektroauto-Euphorie auch im Lichte dieser Fakten naiv und kurzsichtig.

Die Politiker-Vision vom elektrisch angetriebenen Autoverkehr gab es übrigens schon einmal: Die Regierung von Bundeskanzler Kohl hatte bereits im Jahre 1992 die neue Elektroauto-Epoche angekündigt.  Zwischen 1992 und 1995 führte die Regierung – begeistert befürwortet durch Forschungsminister Heinz Riesenhuber und eine gewisse Angela Merkel, Umweltministerin, - einen großen Feldtest für Elektroautos auf Rügen durch. Und der damalige Innenminister Manfred Kanther gab das Ziel aus, daß mindestens 10 Prozent aller neu zugelassenen KFZ im Jahre 2000 Elektroautos sein sollten.
Das erleben wir nun zum zweiten Mal.

Nr. 8: Das Märchen von der Sonne, die keine Rechnung schickt
Der Werbespruch “Die Sonne schickt keine Rechnung” ist gewiß der Anwärter für den Hauptgewinn im Volksverdummungs-Wettbewerb. Spötter haben dazu festgestellt, daß auch die geologischen Epochen Carbon und Perm keine Rechnung für die damals erzeugte Kohle schicken und daß die kosmische Katastrophe, die das Sonnensystem mit seinen Uranvorräten hervorbrachte, ebenfalls netterweise auf die Versendung von Rechnungen verzichtet hat.
Was mit diesem Verdummungsspruch verschleiert werden soll: Die Sonne scheint in Deutschland – wenn sie scheint - mit einer Leistungsdichte von nur ca. 1000 Watt (thermisch) pro Quadratmeter, woraus eine Silizium-Photovoltaikzelle etwa 110 Watt (elektrisch) erzeugt. Hoffnungen, daß sich das in Zukunft wesentlich verbessert, sind unbegründet und gehören zum technologiepolitischen Wunderglauben (siehe das Märchen vom Technologiesprung). Diese sehr alte Technik ist in den vielen Jahrzehnten bis dicht an ihre physikalische Grenze herangebracht worden; wundersame Verbesserungen, “Technologiesprünge”,  wird es nicht geben.

Dieser bei voller und möglichst senkrecht einfallender Sonne seine 90 Watt abgebende Quadratmeter kostet echtes Geld. Die Anschaffungskosten für eine schlüsselfertige Kleinanlage der Spitzenleistung von 2,5 KWp belaufen sich auf 5000 - 6200 Euro (Quelle: Wiki) bzw. 6900 – 7600 Euro (Quelle: FhG-ISE). Das Geld für die Solarzellen fließt zu gut zwei Dritteln nach China, denn die chinesischen Hersteller haben die deutsche Konkurrenz längst in Grund und Boden konkurriert: Deutschland konnte 2010 gerade einmal Solarzellen für 138 Millionen Euro nach China exportieren – während von dort Konkurrenzware für 5,9 Milliarden Euro kam.

Daß China jetzt den Photovoltaik-Markt derart dominiert und die deutschen Hersteller beiseite gedrängt hat, haben unsere Medien kaum berichtet. Es ist zu peinlich. Das deutliche Sinken der Modulpreise hat man aber bemerkt.
Die Gründe waren:
- Die Wirtschaftskrise
- der Zusammenbruch des spanischen Photovoltaik-Marktes,
- und der gleichzeitige Anstieg der Produktionskapazitäten – insbesondere in China.
Teilweise wird dazu die Behauptung verbreitet,  dies läge an großen Fortschritten der Produktionstechnologie.
Die Wahrheit sieht jedoch anders aus: Die Technik der Herstellung von kristallinen Silizium-Solarzellen, die gegenüber den Dünnschichtzellen einen deutlich höheren Umwandlungs-Wirkungsgrad besitzen und trotz höherer Preise den Markt dominieren, ist durch eine lange Kette von schwierigen Bearbeitungsschritten gekennzeichnet, die sich sämtlich einer Automatisierung entziehen. Es beginnt mit dem langwierigen Ziehen der großen Siliziumkristalle aus der Schmelze, gefolgt vom Sägen dünner Scheiben, dem Schleifen, Läppen und Polieren, dann dem Ätzen und Reinigen. Es folgen die Prozesse der Silizium-Halbleitertechnik: Dotieren der Si-Scheiben entweder im Diffusionsofen oder durch den Beschuß mit elektrisch beschleunigten Atomen (Implantieren), wieder Reinigungsarbeiten, dann Kontaktieren durch Aufdampfprozesse im Vakuum, anschließend Zuschneiden der Zellen. Die meisten dieser Arbeiten müssen unter Reinraumbedingungen erfolgen. Sie erfordern an allen Stationen Handarbeit durch geschultes Laborpersonal – und der begleitende Energieverbrauch ist dermaßen hoch, daß die Solarzellen zwei bis drei Jahre arbeiten müssen, bevor sie die für ihre Herstellung aufgewendete Energie wieder “verdient” haben. Eine Kostenreduktion durch Erhöhung des Produktionsvolumens, wie es bei allen Verfahrenstechniken möglich ist,  wird durch die technologiebedingt kleinen Anlagen (Ausnahme: die Implantationsaggregate) und deren Bedienung verhindert: Für die zehnfache Produktion braucht man auch zehn mal mehr Anlagen und zehn mal mehr Personal.
Es sind diese beiden prinzipiellen Handicaps, die deutsche Hersteller von Anfang an in eine fast aussichtslose Position gegenüber chinesischen Herstellern gebracht haben: Der sehr hohe Lohnanteil und der hohe Energieverbrauch.  Hier konnte China seine großen Vorteile ausspielen, die mit Technologie nichts zu tun haben.  Sowohl die deutschen Löhne als auch die Strompreise sind hierzulande viel höher. So kam es rasch zu deutlichen Preissenkungen und einer Eroberung des Photovoltaik-Marktes durch chinesische Hersteller.
Zwar gab es auch technologische Fortschritte bei der Effizienz der Zellen, aber das trug nur in geringem Maße zum Preisrückgang bei.

Wäre in der rot-grünen Regierung, die das Milliarden verschlingende Erneuerbare Energien-Gesetz EEG verabschiedete,  etwas Sachverstand über die sehr speziellen Fertigungsbedingungen der Photovoltaik vorhanden gewesen, man hätte den unvermeidlichen Verlust dieser lohnintensiven Technologie vorausgesehen und hätte sich wohl auch die großspurigen Reden über die viele tausend Arbeitsplätze schaffende Solarstromindustrie verkniffen. So fördern die deutschen vom EEG gerupften Verbraucher am Ende nur noch die chinesische Industrie.

An dieser Stelle muß auch mit dem Glauben an die Photovoltaik als Hochtechnologie aufgeräumt werden. Sie gehört zwar fachlich zur Halbleiter-Technik, ist aber hinsichtlich ihrer nicht vorhandenen Komplexität und ihrer geringeren Ansprüche an die Fertigungseinrichtungen, das Reinraum-Niveau und die Mitarbeiter-Qualifikation in keiner Weise mit der Mikroelektronik (“Chip-Technologie”) zu vergleichen.  Letztere befindet sich permanent an den Grenzen des gerade technologisch Machbaren, verbunden mit extremem apparativem Aufwand und ausgeklügelter Design-Software, stets auf dem Wege weiterer Verkleinerung und   Verdichtung der Schaltkreise bei Erhöhung ihrer Arbeitsgeschwindigkeit nebst Verringerung des Energieverbrauchs. Zwischen der ins Sub-Mikroskopische und Hyper-Komplexe gehenden Chip-Technologie und der Photovoltaik im Postkartenformat liegen technologische Lichtjahre.  Auch wenn es manchen Ideologen weh tut: Die Photovoltaik war immer “Low-Tec” – und deshalb konnte sie Deutschland nicht halten und verteidigen.

Die Deutschen sind jetzt die Hauptabnehmer der chinesischen Solarzellenfabriken. China selbst jedoch nicht.  Obschon etwas größer als Deutschland und auch von der Sonne bestrahlt, hat China für seine Stromerzeugung andere Pläne: Das Riesenreich installierte 2010 nur den achtzehnten Teil der 7.300 Megawatt Solaranlagen, die Deutschland ans Netz brachte.
Jürgen Heraeus, der China-Beauftragte der deutschen Wirtschaft, stellte dazu fest: “Das haben wir uns selbst eingebrockt.” Erst das Erneuerbare-Energien-Gesetz habe die chinesischen Solarunternehmen zu einer derartigen Konkurrenz gemacht. (FOCUS 15/2011).

Zu den happigen Preisen für den Kollektor selbst kommen noch der Wechselrichter (deutsches Produkt), die Montage, die Wartung, die Versicherung hinzu. 
So wurde vor 10 Jahren die alte bewährte Nischentechnik Photovoltaik, die für die Versorgung entlegener Plätze ohne Stromversorgung wie Bojen, Jagdhütten, Segelyachten, Telefonmasten in dünnbesiedelten Regionen etc. schon immer ihren Sinn hatte, durch den krampfhaften grün-roten Versuch, Kernkraftwerke durch irgend etwas ökologisch irgendwie Strom Erzeugendes zu ersetzen – möglichst mit Hilfe der symbolhaften Sonne, die keine Rechnungen schickt – zu einer extrem teuren, Milliarden verschlingenden Großtechnik aufgebaut. Die trotz einer Ende 2010 bereits installierten Spitzenleistung von ca. 16.900 MW wegen ihres sehr geringen Nutzungsgrades auch nur einen geringfügigen Anteil von 1,9 Prozent an der Gesamt-Stromerzeugung von Deutschland ( 621 Mrd kWh) hatte. 

Dieser klägliche Beitrag kostet die deutschen Verbraucher, die das mit ihren Stromrechnungen bezahlen müssen, insgesamt unglaubliche 85,4 Milliarden Euro – diese Summe ist den Betreibern teils schon ausgezahlt worden, teils fällt sie noch an, da diese Einnahmen per EEG für 20 Jahre garantiert sind.
(Prof. Manuel Frondel, Prof. Christoph M. Schmidt, Nils aus dem Moore, Brennstoff-Wärme-Kraft Bd. 63 (2011) Nr.3)
Der größte Teil dieser Milliarden dient der Anschaffung der Anlagen und den verdient jemand. Den Löwenanteil chinesische Hersteller, der Rest Zellen-Zusammenbauer und Handwerker. 
Es ist aber nicht die Sonne, so viel ist richtig.

Nr. 9: Das Windstrom-Märchen: “Der Windpark XY kann Z-tausend Haushalte versorgen.”
Eine derartige Behauptung ist ein fester Bestandteil jeder Pressemitteilung über die Einweihung eines Windparks.
Tatsächlich kann auch der größte Windpark keinen einzigen Haushalt sicher und zuverlässig mit Strom versorgen. Das liegt am bekanntlich unvorhersehbaren und extrem schwankenden Windangebot, was regelmäßig dazu führt, daß bei den sowohl im Sommer als auch im Winter beliebten windstillen Hochdrucklagen alle Windmühlen viele Stunden und oft Tage still stehen. Das würde Stromsperren bedeuten und wäre für die Industrie tödlich.

Wenn man eine grafische Darstellung der Windstrom-Erzeugung über den Zeitraum eines Jahres , zum Beispiel von 2010 , betrachtet, kann man bereits an diesen zerrissenen, wüst schwankenden Stromerzeugungs-“Schüben” kennen, wie ungeeignet eine solche Art der Energiegewinnung für die Versorgung eines Industrielandes ist. (Siehe hierzu das Informationsmaterial von Prof. H. Alt, FH Aachen).
Diese extremen Schwankungen sind physikalisch begründet und damit politisch nicht beeinflußbar: Die Leistung einer Windkraftanlage steigt und fällt mit der dritten Potenz der Windgeschwindigkeit.  Sinkt die Windgeschwindigkeit also z.B. auf die Hälfte des maximal zulässigen Wertes, bei dem die Anlage ihre stets betonte Auslegungs- bzw. Maximalleistung abgibt, dann sinkt ihre Leistung bereits auf ein Achtel, also auf 12,5%.  Bei noch weniger Wind, den man immer noch für kräftig halten mag, wird praktisch kein Strom mehr erzeugt. Deshalb arbeiten diese Anlagen nur bei höheren Windgeschwindigkeiten mit nennenswerter Leistung – und schalten aus Sicherheitsgründen schlagartig ab, wenn ihre maximal zulässige Windstärke überschritten wird. Das ist dann der Alptraum der Netzbetreiber, da plötzlicher Starkwind Hunderte von Windmühlen, die eben noch volle Leistung abgaben,  zum Stillstand bringen kann. So schnell kann kein Reservekraftwerk hochgefahren werden.

Da von Verteidigern der “Erneuerbaren” gerne das Argument gebracht wird, wie viele Kernkraftwerke (es sind immer nur Kernkraftwerke) von den Windkraftanlagen ersetzt werden können,  kann man durch einfaches Ausmessen der Windstrom-Jahresgrafik feststellen, wieviel Tage im Jahr die vereinigten deutschen Windmühlen – Ende 2010 waren es 21.607 Stück – wenigstens eine Strommenge erzeugt hatten, die täglich von einem einzigen Kernkraftwerk geliefert wird.
Bereits Mitte 2010 betrug ja die “installierter Leistung” (die Leistung, die die Windmühlen maximal erzeugen würden, wenn sie alle ihre maximal verkraftbare Windstärke erhalten würden) enorme 26.387 MW. Da sollte es doch kein Problem sein, eine große Anzahl konventioneller Kraftwerke vollkommen – d.h. kontinuierlich und zuverlässig das ganze Jahr über – durch diese mächtige Windkraft zu ersetzen.

Das ist nur ein Öko-Märchen. Denn die Realität ist deprimierend:
Im Jahre 2010 erreichte die eingespeiste Leistung aller Windkraftanlagen an 13 % aller Tage nicht einmal die Leistung eines einzelnen Kernkraftwerks von 1.400 MW.
Noch trauriger sah es aus, wenn die Windmühlen zwei dieser 1.400-Megawatt-Kernkraftwerke “ersetzen” sollten: An 34 % aller Tage des Jahres 2010 blieben sie darunter.
Und an 46 % aller Tage des Jahres 2010 reichte der gesamtdeutsche Windmühlenstrom nicht aus, um drei dieser Grundlastkraftwerke zu ersetzen.

Aus diesem Grunde konnte bisher trotz des enormen und durch Milliarden an von Stromkunden bezahlten Zwangsabgaben (EEG-Gesetz) subventionierten Ausbaus der Windkraft kein einziges konventionelles Kraftwerk ersetzt, also abgeschaltet werden.
Im Gegenteil: Es müssen zusätzliche Gaskraftwerke gebaut werden, die die extremen Schwankungen des Windstroms durch schnelles Herauf- und Herunterfahren ausgleichen müssen, damit das Stromnetz nicht zusammen bricht.
Der einzige verbleibende Vorteil der Windkraft ist eine Brennstoffeinsparung der vorübergehend herunter gefahrenen Kraftwerke. Ihr enormer Nachteil ist die nun doppelt vorhandene teure Stromerzeugungs-Kapazität , die den Strompreis nach oben treibt.
Zusätzliche Stromspeicher, die das Netz stabilisieren könnten, gibt es nicht und wird es auch in 20 Jahren nicht geben (siehe das Märchen von den neuen Stromspeichern und das Elektroauto-Märchen).

Nr. 10: Das Geothermie-Märchen
Mit heißem Wasser aus der Tiefe Strom in Deutschland erzeugen zu wollen, erfüllt im Grunde den Straftatbestand des groben Unfugs – in Verbindung mit der Verschwendung von Steuergeldern, sofern die zur Zeit laufenden Projekte öffentlich gefördert werden.
Es ist der hoffnungslose Versuch, die Gesetze der Physik zu betrügen: Bei einer Temperaturdifferenz von etwa 80 Grad zwischen dem etwa 100 Grad heißen Wasser aus dem Bohrloch und der Kühlseite des daran angeschlossenen Niederdruck-Dampfkraftwerks ist der Umwandlungs-Wirkungsgrad von Wärmeenergie in elektrische Energie dermaßen klein, daß die allenfalls optisch eindrucksvollen Versuchskraftwerke – die tatsächlich gebaut worden sind – nur minimal Strom erzeugen können. Aus diesem Grund wird in den Beschreibungen dieser Projekte stets jegliche Angabe des elektrischen Wirkungsgrades sowie der anteiligen Anlagenkosten pro erreichtem Kilowatt an erzeugter elektrischer Leistung peinlichst vermieden.

Die Leistungsbilanz sowohl der 4 errichteten und der 5 geplanten Geothermiekraftwerke ist insgesamt: 7,4 Megawatt.
Ein einziges Kohlekraftwerk erzeugt jedoch 900 bis 1.400 MW; ein Kernkraftwerk 1200 bis 1.400 MW.

Sinnvoll wäre allein die Nutzung der Geothermiewärme zu Heizzwecken über Fernwärme – sofern sich ein Neubaugebiet in der Nähe der Anlage befindet.

Aus dem soeben bekannt gewordenen EEG-Erfahrungsbericht des BMU, der zugleich die künftige Planung bekannt gibt, geht hervor, daß “die Förderung der Geothermie stark ausgebaut werden soll”. Damit sind höchstwahrscheinlich wieder “Kraftwerke” wie die oben genannten gemeint. Das Motto scheint zu sein: Je hoffnungsloser und sinnloser die Vorhaben, desto stärker die Förderung.

Siehe auch Teil 1 und Teil 3