EIKE Kritik am Ringwallspeicher

 

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Auf der Internetplattform EIKE wurde unter dem Link
http://www.eike-klima-energie.eu/news-anzeige/erneuerbare-speicherprobleme-geloest-ist-der-ringwallspeicher-eine-neue-intelligente-form-der-stromspeicherung/
ein Beitrag eingestellt, der unzureichend recherchiert, mit teils falschen und maßlos überzogenen Behauptungen versucht, das Ringwallspeicherkonzept madig zu machen.
Rechnet man die vom Autor als Fakten dargestellten Angaben nach, dann erkennt man deren Unrichtigkeit und die mit dem Beitrag verfolgten demagogischen Absichten.
Trotzdem ist dieser Artikel mit der anschließenden Diskussion hier wiedergegeben. Daraus wird erkennbar, mit welcher einseitigen und engstirnigen Sicht von manchen Leuten versucht wird, energiepolitische Stimmungsmache zu betreiben.

---------------------------------------  Anfang des zitierten Beitrags ---------------------------------

"Erneuerbare" Speicherprobleme gelöst? Ist der Ringwallspeicher eine neue intelligente Form der Stromspeicherung?

„Endlich! So wird Strom aus SONNE und WIND intelligent gespeichert“ so titelte die Zeitschrift „Bild der Wissenschaft“ in seiner Ausgabe 10/2010 auf der ersten Seite. Als Ausweg verschiedener unzureichender Speichermöglichkeiten für überschüssigen Wind- und Solarstrom wurde etwas ganz neues vorgestellt, ein Ringwallspeicher – eine Idee von Matthias Popp – die er als Dissertation einreichte [1], die angenommen wurde, so dass er heute mit Dr.-Ing. unterzeichnet.

Was ist ein Ringwallspeicher?

Das ist nichts anderes, als es die heutigen Speicherkraftwerke mit Ober- und Unterbecken auch sind, wie sie im bergigen Gegenden zu finden sind. Das Neue daran ist, dass der Ringwallspeicher in der norddeutschen Tiefebene gebaut werden soll, das fehlende Bergland wird durch Menschenhand geschaffen, es wird ausgebaggert, und es wird der fehlende Berg durch einen künstlichen „Wall“ ersetzt. In der Mitte befindet sich ein rundes Oberbecken, umschlossen von dem „Wall“. Ein ringförmiges Unterbecken umgibt den „Wall“ des Oberbeckens. Der Bodenaushub des Unterbeckens dient zur Aufschüttung des Walles. Die Maße der Anlage sind:

Außendurchmesser der Gesamtanlage                                      11 km

Ring“wall“höhe                                                                                 215 m

Höhenunterschied zwischen Ober- und Unterbecken                200 m

Pegelschwankung im Oberbecken                                                 50 m

Pegelschwankung im Unterbecken                                                20 m

Die Rechnung ergibt: Damit lässt sich in der Tat für rund 11 Tage eine Versorgung durch 2000 MW elektrischer Leistung sicher stellen, also die Stromlieferung von 2 kleineren Kernkraftwerken für rund 11 Tage ersetzen. Es pendelt eine Wassermenge von 1 Kubikkilometer zwischen Ober- und Unterbecken. Das Oberbecken hat insgesamt einen Inhalt von 4 Kubikkilometer Wasser. 

Vergleiche

Um die Dimensionen des Projektes einordnen zu können, sind Vergleiche von Nutzen.

1) Der Ringwallspeicher kann eine elektrische Arbeit von 550 Mill. kWh speichern, das ist ca. das 14-fache der heutigen Speicherkapazität aller Pumpspeicheranlagen in Deutschland.

2) Der Flächenbedarf beträgt 110km², das ist mehr als der Chiemsee (82km²) und mehr als der Starnberger See (57km²). Es ist für das ringförmige Unterbecken ein Fläche etwa so groß wie der Starnberger See auszubaggern. Das Oberbecken hat enthält mit seinen 4 km³ Inhalt mehr Wasser als der Starnberger See (ca. 3km³ Wasser) oder Chiemsee (ca. 3,5km³ Wasser).

3) Wir machen einen Vergleich mit dem bisher weltgrößten Wasserbauprojekt, dem Drei-Schluchten-Projekt des Yangtse in China [2]:

 

Ringwallspeicher

Drei-Schluchten-Staudamm

Höher der Staumauer

215 m

185 m

Höhenunterschied der Wasserspiegel

215 m

ca. 100m

Länge der Mauer

7000 m

2335 m

Breite der Mauer am Fuß

???

115 m

Breite der Mauer oben

15 m

40 m

Bauzeit

50 Jahre *)

15 Jahre

Art des Dammes

geschütteter Aushub vom Unterbecken

Schwerkraftdamm aus Beton

Gründung des Dammes

? Es gibt keinen Fels in Norddeutschland

in Granit

Erdaushub

> 1 Milliarde m³

0,1 Milliarde m³

geflutete Fläche

110 km²

640 km²

Umsiedlungen

25 000 Personen **)

840 000 Personen

Gesamtkosten

100 Mrd. EURO ***)

90 Mrd. Yuan

*)     geschätzt aus dem Vergleich mit 3-Schluchten-Staudamm

**)    berechnet aus der Fläche und mittlerer Bevölkerungsdichte in Deutschland

***)  geschätzte Lohnkosten aus Vergleich mit 3-Schluchten-Staudamm (Bauzeit, Zahl der Arbeiter)

4) Zur Füllung der Anlage werden 4km³ Wasser benötigt, das ist die durchschnittliche Wasserführung des Rheines am Oberlauf von 4 Monaten. Der Rhein kann nicht umgeleitet werde, aber es könnte zur Füllung eine Pipeline von der Weser oder Elbe gebaut werden. Setzt man die Leistungsfähigkeit der neuen Erdöl-Pipeline von Baku nach Ceyhan am Mittelmeer (fertig gestellt in 2005) als Vergleichsmaßstab an, so könnte mit einer derartigen Pipeline (Röhre mit ca. einen Meter Durchmesser) der Ringwallspeicher in 80 Jahren mit Wasser gefüllt werden. 

Was folgt daraus?

Herr Matthias Popp hat seiner Phantasie freien Lauf gelassen und einen Vorschlag gemacht, der in ein Märchenbuch gehört. Die Berechnung der gespeicherten Energie ist richtig, dann aber fangen die Illusionen an:

Die erforderliche Staumauer wird verniedlichend als Wall bezeichnet.

Eine skizzenhafte Darstellung der Anlage ganz in grüner Natur gibt den passenden ökologischen Anstrich, kein grauer Beton ist zu sehen.

Weil wichtige technische Details wie Länge des „Walles“, aufzunehmender Wasserdruck und Menge des Erdaushubes nicht benannt werden, ist auch nicht erkenntlich, dass der Ringwallspeicher den Drei-Schluchten-Staudamm – das bisher größte Wasserbauprojekt der Erde – mehrfach übertreffen soll. Ein Wall aus Erdaushub kann niemals den Wasserdruck von 200 m Höhenunterschied aufnehmen, dazu ist keine Rechnung notwendig.

Weitere Punkte, die das Projekt als Phantasieprodukt entlarven:

  1. Die Gründung eines solchen Bauwerks bei Abwesenheit von Felsuntergrund ist nicht möglich.

  2. Die Terrorgefahr, dazu zur Erinnerung: Der Staudamm vom Edersee wurde im Krieg (16.5./17.5.1943) bei einem Fliegerangriff zerstört, über 2000 Menschen starben durch die Flutwelle. Diese Gefahr ist beim Ringwallspeicher mit 20-fach größerer Wassermenge natürlich ebenfalls als 20-fach größer einzuschätzen.

  3. Zeitdauer von ca. 1500 Jahren für den Bau der insgesamt 30 Anlagen dieser Art, damit die Vollversorgung Deutschlands mit „grünem“ Strom möglich wird.

  4. Woher soll das erforderliche Wasser kommen?

  5. Wie soll das alles bezahlt werden? Abschätzung zu den Kosten des Stroms: Bei 8% Zins und 20 Jahren Laufzeit folgt die Annuität von 10,2%, also 10 Mrd. EURO pro Jahr. Dieses verteilt auf 5 Mrd. kWh (10 Füllungen des Speichers im Jahr) ergibt Kapitalkosten von 2,- EURO pro gespeicherter kWh Strom, ohne Berücksichtigung von Betriebskosten.

Durch verschiedenste Seitenhiebe auf die Kernkraft wird der politische Hintergrund der Arbeit sichtbar, es fehlt auch nicht der Hinweis auf die „ungelöste Endlagerfrage“. Es wird die falsche Vermutung genährt, dass fossile und nukleare Quellen zur Stromversorgung entbehrlich sind. Es scheint unbekannt zu sein, dass in Deutschland alles rund um Radioaktivität und Strahlung aus politischen Gründen zu einem gefährlichen Moloch aufgeblasen wird [3].

Es ist bedauerlich, dass sich eine renommierte Zeitschrift wie „Bild der Wissenschaft“ dazu hergibt, einer Märchengeschichte solch breiten Raum einzuräumen.

Und es lässt zweifeln an der fachlichen Qualität deutscher Universitäten, wenn sie bereit sind, Fantasien mit der Verleihung der akademischen Würde eines Dr.-Ing. zu adeln.

Dr. Lutz Niemann für EIKE

Literaturhinweise

[1] www.poppware.de

[2] „Das grosse Drei-Schluchten-Projekt“, von Li jinlong, eine Dokumentation des Projektes in Buchform, 130 Seiten, 2005

[3] „Legenden vom bösen Atom“, DER SPIEGEL, 47/2007, S. 160 – 164

 

---------------------------------------  Ende des zitierten Beitrags ---------------------------------

Zahlreiche Kommentare wurden auf der Internetplattform zu diesem Beitrag abgegeben. Diese, darunter auch meine Kommentare, werden nachfolgend wiedergegeben:

 

#1: Dr. Wolfgang Zernial sagt:

am Montag, 29.11.2010, 18:57

Eine sehr gelungene Kritik! Bild der Wissenschaft habe ich schon vor einigen Jahren gekündigt, weil ca. 50% Werbung und 50% aus meiner Sicht zum Teil schlecht redigierte Artikel drin waren. Das scheint sich fort zu setzen.

 

#2: Frank Grabitz sagt:

am Montag, 29.11.2010, 19:07

Als Bauingenieur würde ich sagen : Toll, ein gigantisches Traumprojekt, mal 20/30 Jahre nichts anderes tun als Baggern. Die besten Aussichten für Baumenschen auf eine konstante Arbeit. Die können sogar am See wohnen ohne Angst zu haben wieder auf Montage zu müssen. Man stelle sich eine Planierraupe und den Chiemsee vor ! Dazu riesige Muldenkipper, alle natürlich Diesel betrieben.
Die Baumaschinenhersteller der Welt werden jetzt alle für Wind und Solarenergie sein. Allerdings müssten mehrere Seen gleichzeitig begonnen werden, sonst dauert es doch zu viele Jahrhunderte. So lange wird das Klima nicht durchhalten und immer nur warm werden wollen. In der steten Veränderung lebt das Universum. Möglicherweise werden im Laufe der Zeit Eisseen daraus.

Die Statik eines geschütteten Erddammes bei 200 m Wassersäule hätte ich aus dem Ärmel heraus auch schwer angezweifelt. Allein, dass bei diesem Druck das Wasser durch den Damm zumindest in den unteren Bereichen langsam aber sicher durchgespült wird – und dann ist´s eh aus. Sogar bei Dammeinfassungen unserer regulierten Flüsse wie der Donau, werden in den aufgeschütteten Erddamm noch Schmalwände eingebracht, die in den gewachsenen Untergrund einbinden. Ohne Beton, bewehrt und tiefe breite Fundamente wird da nichts gehen.
(das sind dann die Nachträge wie bei jedem Projekt, ähnlich den voraussehbaren bei Stuttgart 21)
Und die Kosten?... ach was, zu was gibt es Druckmaschinen, das kennen wir doch aus den Finanzkrisen.

Ein Bombenabwurf, oder zwei, auf den See dürften wesentlich leichter durchzuführen sein als auf ein Kernkraftwerk.
das erforderliche Wasser kommt vielleicht aus den erwarteten Unwetterkatastrophen. Deswegen macht der Bau Sinn in Ostdeutschland – hier hat man sowieso mehr Platz, da weniger Menschen – wegen Elbe und Oder. So kann das Hochwasser gleich umgeleitet werden. Ansonsten muss HAARP her um den Jetstream wieder abzulenken.
(oder in NRW, dann können die alle so richtig schön baden gehen)
Das Durchrechnen der Anlage und wenigstens der theoretische statische Nachweis müssten auf alle Fälle die Basis der Doktorarbeit sein. Ansonsten ist das ein aufwendiger Luftballon.
Die Statik des Drei Schluchtendammes wird, nach dem letzten Bericht im TV, mit einem skeptischen Auge betrachtet. Allein die schiere Größe ist problematisch. Den Hooverdamm – fest verankert im Fels - kann man als gelungenes Beispiel ansehen
Reine Erddämme macht man meines Wissens schon lange nicht mehr, oder höchstens bei kleinen Stauanlagen im 3. Weltland, wenn´s billig kommen soll.

Zinsen von 8% sind allerdings viel zu hoch angesetzt. Momentan liegt die 10 Jahreskredit bei ca. 3%. Und bei der Höhe kriegt man das auch auf 20 Jahre. Aber auch damit wäre der Strom zu teuer. Für Tilgung müssten bei 20 Jahre Laufzeit aber gut 3,5-4% angesetzt werden.

Allerdings : als Baumensch müsste ich mir schon mal in die Hände spucken.

Aber : warten wir mal ab.

 

#3: Michael Clemens sagt:

am Montag, 29.11.2010, 19:43

Neue Ideen braucht das Land!
Noch charmanter ist der hydraulische Energiespeicher in Form eines ausgesägten Granitzylinders (Hubkolbens) von bis zu 1.000 m Durchmesser und 1.000 m Höhe.
http://tinyurl.com/2dtl3no

In Norddeutschland kommt zum Beispiel das Brockengebiet als größeren Granitformationen in Frage. Diesen könnte man dann als Touristenattraktion bei Starkwind um 500 m anheben und ggf. auch die Wintersportmöglichkeiten verbessern.

Zitat:
„Ökologische Probleme entstehen in geringem Umfang für die Vegetation auf dem Hubkolben, da dieser durch die Anhebung einer etwas geringeren Temperatur ausgesetzt ist. Dieser geringfügige Effekt, der im Bereich von zwei Grad liegt, kann praktisch vernachlässigt werden, er entspricht einfach einer entsprechenden Höhenlage.“

 

#4: Rudolf Kohler sagt:

am Montag, 29.11.2010, 20:24

Es gibt noch weitere Fragen, die nicht zu vernachlässigen sind:
Angefangen beim NIMBY (Not in my Backyard), wer will diese Riesenanlage denn vor seiner Haustür haben?
Dann - wie groß sind die Verdunstungsverluste eines solchen gigantischen Speicherbauwerks? Die müssen ja auch ergänzt werden. Und wie verändert sich die Wasserqualität durch die Verdunstung?
Fragen über Fragen...

 

#5: Harry Hain sagt:

am Dienstag, 30.11.2010, 12:27

Es sind die wissenschaftlichen /technischen Leichtgewichte unserer Zeit, die nach oben getrieben werden.
Aber das ist keine Neuerscheinung. Ein Blick zurück in das 19. und 20. Jahrhundert ist auch eine Fundgrube mit seltsamen, teilweise unterhaltsamen Behauptungen, Analysen und "Tatsachen" aus der hochgelobten Wissenschaft/Forschung die längst als Irrtum entlarvt worden sind. Nicht alle. Die "Klimalüge" ist eine, die bis heute überlebte. Und die nun als fragwürdige Grundlage für allerlei "ökoreligiösen Mumpitz" erhalten muß. Und das zu Kosten derer, denen die Politiker unter Eid geschworen haben Schaden vom Volke abzuwenden.
Leider wurde in den letzten 20-30 Jahren weniger die korrekte Basis für eine wissenschaftliche Denk-/Arbeitweise vermittelt und gefördert (dank entspr. polit. Vorgaben/ Es benötigt es schon reichlich "Gehirnschmalz"), sondern mehr ein politisch korrekter Opportunismus für den raschen Aufstieg als Politiker(berater), Demagoge und Weltreisender mit Nebenberuf Wissenschaftler. Diese wachsende Gruppe ist nur sich selbst (den eigenen Pfründen), aber nie der Wissenschaft verpflichtet und der Wahrheit schon gar nicht!

 

#6: Dr.-Ing. Matthias Popp sagt:

am Dienstag, 30.11.2010, 14:40

Schade, dass diese Plattform nicht bereit war, meinen Beitrag zum Speicherbedarf erneuerbarer Energien und den daraus entwickelten Vorschlag zum Ringwallspeicher zu veröffentlichen.
Offensichtlich würde dieser die bisher gepflegte Gewissheit, dass eine erneuerbare Stromversorgung aus Wind und Sonne nicht funktionieren kann, empfindlich durchkreuzen.
Mit völlig daneben liegenden Werten versucht der Autor des Artikels den Ringwallspeicher ins lächerliche zu ziehen.

Der Nurek Staudamm ist mit 300 Metern das derzeit höchste Stauwerk der Welt. Wegen der Erdbebengefährdung des Gebietes ist er als Erddamm mit einem Kern aus Lehm und Ton ausgeführt. Der Vergleich des Autors mit dem Drei-Schluchten-Damm ist wenig hilfreich.

Die beanspruchte Landfläche des Ringwallspeichers läge mit ca. 100 Quadratkilometern in der gleichen Größenordnung wie bei großen Braunkohletagebauen. Die zu bewegenden Erdmassen wären im Vergleich dazu jedoch bescheiden. Für den Braunkohletagebau Hambach werden während der Betriebszeit voraussichtlich mehr als zehn Kubikkilometer Deckschichten verlagert, um an die Kohleflöze in bis zu 400 Metern Tiefe zu gelangen. Damit ließen sich sieben der abgebildeten Ringwallspeicher errichten, die jeweils ein Erdbauvolumen von ca. 1,4 Kubikkilometern erfordern würden. Bei einer Speicherreichweite von 14 Tagen könnten damit Wind- und Solarenergieanlagen ausgeglichen werden und bedarfsgerechten Strom liefern mit einer Durchschnittsleistung von 14 und einer Spitzenleistung von 22 Gigawatt. Das wäre ein Vielfaches von der Leistung der Braunkohle-Grundlastkraftwerke, die dieser Tagebau versorgt.

Interessant wäre, was der deutsche Braunkohletagebau kosten würde, wenn dieser mit Methoden und der hochgerechneter Arbeitszeit chinesischer Bauarbeiter betrieben würde.
Würde das Abtragen der Deckschichten so langsam erfolgen, wie vom Autor des Beitrags angenommen, dann bräuchte man 350 Jahre, um die Kohle aus dem Tagebau Hambach zu fördern. Dieser wird aber bereits in weniger als 50 Jahren zur Neige gehen.
Mit den Kostenannahmen des Autors wäre Kohlestrom schon überhaupt nicht mehr bezahlbar.

Mit den Annahmen des Autors hätten in Deutschland bereits ganze Großstädte umgesiedelt werden müssen, wenn die Tagebaue, die bis heute weit über 1000 Quadratkilometer einnehmen, immer genau dort angesiedelt worden wären, wo die statistisch mittlere Bevölkerungsdichte angetroffen wird.
Ringwallspeicher müssen nicht kreisrund sein, wie in der Abbildung gezeigt. Im Gegensatz zu Tagebauen, die sich nach den Bodenschätzen richten müssen und in der Tat zur Umsiedlung ganzer Ortschaften führen, können Ringwallspeicher Siedlungsgebiete und sensible Bereiche aussparen.

 

#7: Armin Tamsarian sagt:

am Dienstag, 30.11.2010, 14:56

Wieso sollte man diese Anlage nicht in einen bereits bestehenden See hineinbauen können? Oder an ihn angrenzend?
Das erspart Arbeit, Zeit, Geld.

Ansonsten gibts immer noch "Alantropa", als ultimative Lösung des Energieproblems:
http://de.wikipedia.org/wiki/Atlantropa

 

#8: Hans Spaniol sagt:

am Dienstag, 30.11.2010, 16:39

Sehr geehrter Herr Dr.-Ing. Matthias Popp, Ihr Vorschlag ist so unnötig wie dem Pastor seine Eier. In Anbetracht der Tatsache, dass wir für die nächsten Jahrhunderte ausreichend Kohle zur Stromerzeugung haben, brauchen wir keine Speicher. Wir müssen nur endlich das Märchen von bösen CO2 beenden.
Und Sie könnten ihre Kreativität für was Nützliches verwenden.

 

#9: Frank Grabitz sagt:

am Dienstag, 30.11.2010, 18:05

#8 H. Spaniol

ich glaube der Vergleich hinkt, der Pastor kann seine Eier gebrauchen, der Pfarrer ist der, der auf sie verzichten könnte, wenn ihm die kath. Kirche nicht zwei Fehltritte, sprich Kinder, zugestanden hätte.

Fürwahr, der CO2 Unsinn treibt Kreativität an, die anderswo besser genutzt wäre.
Allerdings wie gesagt : Arbeit für Baumenschen ohne Ende.

 

#10: Attila Ladanyi sagt:

am Dienstag, 30.11.2010, 20:53

Hat jemand schon nachgedacht mit welchen Druck das Grundwasser ausserhalb der Anlage nach oben schiesst?
Bei gewöhnlichen Hochwasser von kaum 5 Meter sind auch nicht die Dämme problematisch sondern das was an der anderen Seite hochkommt. Häuser werden nach oben gedrückt und nicht nur Keller geflutet sondern ganze Landstriche. Wie sieht es aus bei 200 Meter Höhendifferenz hinterm Deich?

 

#11: Heinz Reeg sagt:

am Dienstag, 30.11.2010, 22:41

Sehr geehrter Herr Popp,
vielleicht stellen Sie Ihre Dissertation mal ins Netz. Das wäre hilfreich.

Sie schreiben:
-Der Nurek Staudamm ist mit 300 Metern das derzeit höchste Stauwerk der Welt. Wegen der Erdbebengefährdung des Gebietes ist er als Erddamm mit einem Kern aus Lehm und Ton ausgeführt.-

Sie wissen aber auch, dass im Vergleich zu Ihrer Vision der Nurek-Damm nur einen Bruchteil an Staumauer benötigt (704 m), während Sie 7.000 m (kreisrund) realisieren wollen, der unter Berücksichtigung von Ausweichungen auch noch viel länger sein könnte.
Haben Sie für den Ringwall einen Kontrollgang berücksichtigt?

Ihr Vergleich mit den Tagebauen:
-Die beanspruchte Landfläche des Ringwallspeichers läge mit ca. 100 Quadratkilometern in der gleichen Größenordnung wie bei großen Braunkohletagebauen. Die zu bewegenden Erdmassen wären im Vergleich dazu jedoch bescheiden.-

ist ein Vergleich Äpfel und Birnen und tut nichts zur Sache. Im Tagebau werden Erdmassen nur umgeschichtet. Sie müssen nur wenig konstruktive Eigenschaften aufweisen. Warum werden denn an den Küsten und Flüssen kaum Dämme mit Innendichtungen (Lehm/Ton) gebaut? Weil das Material nicht in naher Umgebung zu Verfügung steht. Es scheitert hier schon an den Transportkosten bei nur wenigen Höhenmetern Damm und Volumen.

Ihre Aussage:
„- interessant wäre, was der deutsche Braunkohletagebau kosten würde, wenn dieser mit Methoden und der hochgerechneter Arbeitszeit chinesischer Bauarbeiter betrieben würde. -

sollten Sie lassen. Das mag für (bestimmte) Politiker interessant sein, für einen Ingenieur aber unwürdig. Mit wie viel Toten rechnen Sie für Ihr Projekt?

Als Machbarkeitsstudie ist Ihr Projekt sicherlich interessant. Wo darf man Ihre Dissertation nachlesen?

Mfg

Heinz Reeg

 

#12: Hofmann M. sagt:

am Mittwoch, 01.12.2010, 11:59

So ein Konzept ist ja immer ganz schön in der Theorie bzw. auf dem Blatt.
Wenn es aber dann umgesetzt werden soll, dann scheitert es schon mal daran, dass es vom Markt nicht akzeptiert wird. Solange Kohle und Uran noch genügend vorhanden ist, solange werden diese Konzepte in den Schubläden verbleiben. Das gleiche sehen sie in der Automobilbranche. Hier werden auch immer wieder Anläufe unternommen, um das E-Auto gegen den Markt (Subventionen) zum Durchbruch zu verhelfen. Aber solange das Öl noch ausreichend und kostengünstig zu haben ist, solange wird sich der Markt der E-Autos nicht durchsetzen können.
Die erneuerbaren Energien werden jetzt auch langsam vom Markt verschwinden, wenn die Subventionen Jahr für Jahr zurückgefahren werden. Der Markt hat für erneuerbare Energieformen keine Platz. Kohle und Uran sind hier weiterhin dominant.
Für diese Speicherprojekt werden Sie also keine Investoren finden und der Rückhalt in der Bevölkerung für solche Großprojekte in Deutschland wird es auch unmöglich machen. Siehe alleine den Unsinnigen Streit um Stuttgart 21. Einige Weltenretter genügen heute schon um in Deutschland Großprojekte ins Schwanken bzw. die Kosten dafür in Höhe treiben zu lassen.

 

#13: Dr.-Ing. Matthias Popp sagt:

am Mittwoch, 01.12.2010, 12:01

zu #10:
Bezüglich des Grundwasserdrucks, den das Oberbecken des Ringwallspeichers auf die Umgebung ausübt, muss natürlich beachtet werden, dass dieses Oberbecken vollständig abgedichtet wird und keine Verbindung zum Grundwasser haben darf. Andernfalls wäre zu befürchten, was Herr Ladanyi schreibt. Das ist übrigens bei allen künstlich angelegten Oberbecken von Pumpspeicherkraftwerken der Fall. Allein der Energieverlust, der bei einer Undichtheit des Oberbeckens eintreten würde, legt es nahe, dass die Oberbecken mit einer dauerhaft dichten Auskleidung versehen werden.

zu #11:
Meine Dissertation wird von Springer-Verlag Berlin Heidelberg verlegt. Sie kann unter der ISBN: 978-3-642-01926-5 im Buchhandel erworben werden. Das Copyright liegt beim Verlag. Deshalb ist es mir nicht möglich, die Arbeit ins Netz zu stellen.

Sie setzt sich in erster Linie mit dem Ausgleichs- und Speicherbedarf bei einer Stromversorgung mit Wind und Sonne auseinander. Auch dann, wenn durch geschickten Einsatz von Wind und Sonne und Ausnutzung kontinentaler Ausgleichseffekte durch leistungsstarke Stromnetze der Ausgleichsbedarf minimiert würde, verbliebe dann, wenn der Ausgleich über Stromspeicher durchgeführt wird, ein Bedarf der ca. der 500-Fachen heute in Deutschland installierten Pumpspeicherkapazität entspricht. Die Speicherleistung müsste dagegen nur ca. Verzehnfacht werden. Bei nationaler Betrachtung, ohne kontinentale Ausgleichseffekte, müssten die Speicher auf die doppelte Kapazität ausgelegt werden, so dass damit der Verbrauch für ca. 14 Tage überbrückt werden könnte.
Im Zuge von Berechnungen, wie viele Kubikkilometer Wasser dazu bei welchen Höhenunterschieden erforderlich wären, wurde der Vorschlag des Ringwallspeichers entwickelt.

Der Vergleich mit existierenden Dammbauwerken und Stauseeprojekten ergab, dass die technischen Herausforderungen grundsätzlich lösbar erscheinen. Konkretere Aussagen können natürlich erst dann gemacht werden, wenn dies qualifiziert für tatsächliches Gebiet untersucht wird. So eine Untersuchung oder eine konkrete Planung hat aktuell noch nicht stattgefunden.

Wie der Autor des Artikels auf eine Dammlänge von 7000 Metern kommt, ist mir nicht klar. Durchmesser ca. 6 Kilometer des Ringwalls mal Pi ergibt knapp 19 Kilometer.
Es gibt deutlich längere Dämme: Chapetón in Argentinien 224 Kilometer, und höhere Dämme: Nurek 300 m.
Nur vom Dammvolumen her wäre der zur Diskussion gestellte Ringwallspeicher mit 1,4 Kubikkilometern ca. 2,6 mal so mächtig, wie der bisher voluminösestes Staudamm: Syncrude Tailings in Kanada mit 0,54 Kubikkilometern. Dieser erreicht übrigens eine Länge von 18 Kilometern (Quelle: http://en.wikipedia.org/wiki/Syncrude_Tailings_Dam#cite_note-page_58-0) und wird genau mit dem Abraum des Ölsand-Tagebaus errichtet, für den er als Stauraum für ein Absetzbecken dient. Ohne dass mir die Zahlen dieses Bauwerks bekannt sind, kann davon ausgegangen werden, dass dort die Schaffung von einem Kubikmeter Damm eher unter als über einen Euro kosten dürfte.

Überträgt man diese Verhältnisse auf den zur Diskussion gestellten Ringwallspeicher mit einer Speicherkapazität von ca. 0,7 Terawattstunden, dann ergibt sich beim Dammvolumen von 1,4 Kubikkilometern ein Erdbauvolumen von ca. zwei Kubikmetern pro Kilowattstunde Speicherkapazität.

Das Volumen des erforderlichen Dichtmaterials wird zwar erheblich sein, aber gering im Vergleich zum Erdbauvolumen zur Errichtung des Dammes. Bei einer vorgesehenen maximalen Pegeldifferenz von 50 Metern im Oberbecken und einer mittleren Höhendifferenz von 200 Metern zwischen Ober- und Unterbecken, entsteht durch die Abdichtung von einem Quadratmeter Beckenboden des Oberbeckens eine Speicherkapazität von ca. 25 Kilowattstunden. Sollte die erforderliche Dichtmasse in der gegebenen Größenordnung für 25 Euro pro Quadratmeter beschafft und eingebaut werden können, dann lägen die Abdichtungskosten zur Schaffung von einer Kilowattstunde Speicherkapazität bei einem Euro.

Allein die beiden hier angestellten Kostenbetrachtungen zeigen, dass eine begründete Aussicht darauf besteht, dass die einmaligen Investitionskosten zur Schaffung der Speicherkapazität eines Ringwallspeichers unter einer Größenordnung von fünf bis zehn Euro pro Kilowattstunde Speicherkapazität zu liegen kommen könnten.
Weitere, weniger ins Gewicht fallende Kosten zur Schaffung der Speicherkapazität betreffen den Grunderwerb und die Erstbefüllung mit Wasser.

Das Gesamtbauwerk käme damit auf 3,5 bis 7 Mrd. Euro im Gegensatz zu den 100 Milliarden, die der Autor des Artikels, Dr. Lutz Niemann, in den Raum stellt.

Dieser Autor setzt sich in seinem Beitrag http://www.buerger-fuer-technik.de/Niemann092005BfT.doc mit dem Thema "Kernenergie und Demagogie" auseinander und kritisiert darin die Methoden, mit denen Stimmung gegen Kernkraft gemacht wird. Leider greift er aber mit seiner Art der bewussten Fehlinformation in diesem Beitrag zu den gleichen demagogischen Mitteln, die er bei den Widersachern der Kernenergie kritisiert. Eigentlich schade, denn seine Analysen zur Demagogie finde ich gar nicht so schlecht.

Die konventionell einzubauende Pumpspeichertechnik ist von der installierten Leistung abhängig (nicht von der Speicherkapazität). Diese Kosten sind auf der Basis ausgeführter Wasserspeicherprojekte leicht zu kalkulieren und weit unterhalb der Kapazitätskosten.

Der Vergleich mit China meinerseits geschah als Reaktion auf die Bezugnahme des Artikelschreibers auf den Dreischluchtendamm in China und die dort eingesetzten Arbeitskräfte. Von mir aus würde ich solche Vergleiche nicht anstellen. Damit soll nur gezeigt werden, wie in dem suggestiven Artikel des Autors Äpfel mit Birnen verglichen werden. Wenn Herr Reeg meine Reaktion darauf kritisiert, dann hätte er auch den Verfasser des Artikels kritisieren dürfen.

Vollkommen korrekt bemerkt Herr Reeg, dass der Vorschlag für eine Machbarkeitsstudie interessant wäre. Genau dieses sollte der nächste Schritt sein um einen ganzheitlichen Blick dafür zu bekommen, wie mit dem überreichlich vorhandenem Energiedargebot aus Wind und Sonne eine bedarfsgerechte Stromversorgung ermöglicht werden kann und wie sich die Wirtschaftlichkeit dieser nachhaltigen Art der Stromversorgung gegenüber der fossilen und nuklearen Alternative darstellt.

Während Ringwallspeicher-Hybridkraftwerke dauerhaft regenerativen Strom liefern und nach ihrer Abschreibung nur noch Betriebskosten aufweisen würden, müssen sich Braunkohle- und Urantagebaue so wie Öl- und Gasförderung in immer tiefere Untertagezonen vorarbeiten, um den steigenden Energiehunger der Menschheit befriedigen zu können. Es dürfte, falls es nicht bereits heute so ist, nur eine Frage der Zeit sein, bis die regenerative Energiewirtschaft auch direkte Kostenvorteile bietet. Die Arbeit an diesem zukunftsfähigen System sollte nicht gebremst, sondern beschleunigt werden.

 

#14: H. Urbahn sagt:

am Mittwoch, 01.12.2010, 12:06

Hallo Herr Grabiz,
da würden sich in Deutschland die Firmen aber freuen, wenn diese ihre Kredite zu 2 % bekommen würden. Für eine mittelständische Firma liegen die Kreditzinsen, wenn sie Glück hat, bei 7 % bei 5 Jahren Laufzeit. Bei 2% Inflation macht dies eine Realverzinsung von 5 %.
Mit freundlichem Gruß
H. Urbahn

 

#15: Frank Grabitz sagt:

am Mittwoch, 01.12.2010, 12:39

@H. Landanyi
Das denke ich, dürfte beherrschbar sein. Es beträfe den oberen/inneren See. Dessen Grund muss mit Lehm/Ton abgedichtet sein, so dass kein Wasser in den Untergrund gelangen kann. In der Natur kann man das erkennen, wenn Grundwasserschichten durch Tonlagen, o.ä. getrennt sind und kein Wasser von einem Niveau in das andere gelangen kann. Bei Stuttgart 21 besteht ist diese Untergrundschichtung auch vorhanden, und bei Tiefenbohrungen muss aufgepasst werden, keine abdichtende Trennschicht zu durchbohren, ansonsten Grundwasseraustausch stattfinden würde, der die Anhydritschichten wässert.
Auch mittels Schmalwänden – werden auch bei Deichbauten entlang der Flüsse eingebaut – die in den Untergrund einbinden, kann die „Fuge“ abgedichtet werden.
Bei so einem Riesenbauwerk wie dem künstlichen Speichersee, wäre das natürlich eine Herausforderung und die 5% Fraktile, die Gaus´sche Normalverteilungskurve, würde sich hier zerstörerisch auswirken – also : Null Fehler.

@#11 H. Reeg
Eine Staudammmauer nutzt für den Druck gegen das Wasser die Gewölbewirkung der gebogenen Form. Der Nurekstaudamm, ist gerade, verbreitert sich aber stark nach unten hin, statisch können sie sich an den Felswänden abstützen. Als nach unten sich verbreiterndes Massenbauwerk kann auf die gebogene Form –jedenfalls sichtbar nach außen - verzichtet werden.
Bei dem vorgeschlagenen Ringdamm ist die Form jedoch eher kontraproduktiv. Die statisch wirksame Biegung geht in die andere Richtung, ist also negativ. Man benötigt mehr Masse als Gegenkraft gegen den Wasserdruck.

Ein Kontrollgang ist usos.

 

#16: Frank Grabitz sagt:

am Mittwoch, 01.12.2010, 14:57

Hallo Herr Urbahn

also hier werden alle Zahlen falsch vorgetragen. Von 2% war nicht die Rede, sondern von 3%. Aber, allerdings nicht wie ich schrieb auf 10 Jahre sondern nur auf 5. 10 jährige Hauskredite gibt´s so mit 3,5, 3,6%. (allerdings nicht bei der Deutschen Bank).
jedenfalls noch vor 3 Monaten (jetzt sind´s 3,35% auf 10 Jahre). Und je höher der Kredit desto niedriger der Zins.

Wer zahlt den heute 7% für einen Staatskredit ? Griechenland vielleicht.

 

#17: H. Urbahn sagt:

am Mittwoch, 01.12.2010, 17:23

Hallo Herr Grabitz,
nochmals zu den Zinsen: bei dem von Ihnen genannten Zinssatz hatte ich mich vertippt, Sie haben natürlich 3 % geschrieben. Ich bleibe aber bei meinen übrigen Aussagen. Nur als ein Beispiel: eine erstklassige Firma wie Haniel zahlt direkt am Markt also nicht über Banken einen Zins von 5,8 % bei einer Laufzeit von 7 Jahren. Ich glaube also nicht , daß für ein solches Projekt mit dem Finanzierungsbedarf und einer Bauzeit von 50 Jahren ein Zins von 3 % realisierbar ist oder sollte nach Ihrer Meinung die Bundesrepublik den 100 Milliardenkredit (wenn das mal langt) aufnehmen?
MfG
H. Urbahn

 

#18: Frank Grabitz sagt:

am Donnerstag, 02.12.2010, 09:44

Hallo Herr Urbahn

wir reden natürlich von Zinsen für verschiedene Klienten. Zinsen für den Häuslebaumarkt, also Immobilienkredite, liegen jetzt in dieser Größenordnung. Letztes Jahr im Juni musste ich noch 3,6% auf 5 Jahre zahlen. Jetzt es günstiger.
Was Firmen bezahlen entzieht sich meiner Kenntniss, habe ich auch nicht recherchiert
Die Kosten für den Speichersee sind m.E. mit 100 Mrd. zu hoch. Die von H. Popp genannten um einiges zu niedrig. Ich denke hier nur an die 5,5 Mrd. m³ Erdreich die ausgebaggert und bewegt werden müssen. Allerdings denke ich auch nicht, dass so große Projekte zur Energieversorgung des Landes so einfach von der Regierung aus der Hand gegeben werden. Und auch werden, falls privat finanziert, sich die Unternehmen bestimmt nicht den normalen Bedingungen zur Kreditbeschaffung abfinden lassen. Weiterhin denke ich, dass in solche Geschäfte, die bestimmt noch Staatsgarantien unterliegen werden, die Banken selbst mit einsteigen werden.
Dass die Zinsen aus Gründen der Kostenabwälzung höher angesetzt werden, bzw. vor der Öffentlichkeit höher angegeben werden als real vorhanden, kann ich mir aber auch denken. Das bringt dann versteckte Gewinne. (man muss dem Bürger ja nicht alles haarklein vorrechnen.).
Ein halbes Prozent hin oder her ist natürlich bei dieser Summe gewaltig, für die Darstellung der Fixkosten pro KWh, aber nicht mehr so relevant, sondern so oder so, maßlos ernüchternd.

 

#19: Michael Clemens sagt:

am Donnerstag, 02.12.2010, 20:48

Bei der Kostendiskussion darf man nicht vergessen, dass es sich um ein Hybridkraftwerk mit „Ringwallspeicher“ handelt. Die Stromerzeuger müssen noch dazugerechnet werden. Unter der Seite des Herrn Popp gibt es einige Infos und Darstellungen, aber wenig exakte Angaben (2.000 MW Dauerleistung, 2000 WEA, mindestens 10 km² PV Module auf dem Speicher, 0,7 TWh Speicherinhalt).

Ein Vergleich ist z.B. mit dem Itaipu-Wasserkraftwerk in Brasilien möglich.
Itaipu: bewegtes Volumen rund 90 Mio m³, Stein- Erdschüttdamm 196 m hoch, 14 GW, Kosten vor 20 Jahren rund 13 Mrd. EUR

Ringwallspeicher: Dammvolumen rund 1.400 Mio. m³ (das 15-fache), 210 m Dammhöhe, Pumpleistung geschätzt > 10 GW, Kosten heute?

Bei Pumpspeicherkraftwerken rechnet man (DENA-Studie) mit Investitionskosten von rund 50-100 EUR/kWh Speicherinhalt. Dabei werden geologische Formationen genutzt und ist noch niemand auf die kostenintensive Idee gekommen, Ober- und Unterbecken komplett zu baggern.

Andererseits sind diese meist anders skaliert (8 h zu vielleicht 70 h Speicherinhalt bezogen auf Pumpleistung).

Rechnet man den Ringwallspeicher inklusive Stromerzeugung optimistisch mit Kosten von 50 EUR/kWh (35 Mrd. EUR), ergeben sich in etwa folgende Kosten:

Windenergie: 2.000 Anlagen a 2,5 MW , Leistung 5 GW, Arbeit 10 TWh/a, Investition 7,5 Mrd. EUR, Jahreskosten bei 9 ct/kWh = 0,9 Mrd. EUR/a

Photovoltaik: Leistung 11 GW, Arbeit 10 TWh/a, Investition 22 Mrd. EUR, Jahreskosten von bei 20 ct/kWh = 2 Mrd. EUR/a

Ringwallspeicher: 35 Mrd. EUR Investition, 2,56 Mrd. EUR/a Kapitalkosten bei 20 Jahren Abschreibung und 4 % Zins, 1,5 % Betriebskosten, Versicherung etc. 0,56 Mrd. EUR/a, Summe Speicherkosten 3,1 Mrd. EUR/a

Energieverluste: Annahme 15 % von 20 TWh/a Stromerzeugung = Nettostromerzeugung 17 TWh/a

Gesamtinvestition mind. 64,5 Mrd. EUR
Jährliche Kosten Stromerzeugung 2,9 Mrd. EUR/a
Jährliche Kosten Speicher 3,1 Mrd. EUR/a
Jährliche Gesamtkosten 6 Mrd. EUR
Stromerzeugungskosten mind. 35 ct/kWh !?

Der ökologische Staatsbankrott wird das Zeitalter der erneuerbaren Energien sicher verhindern.

Ich hoffe immer noch, dass die Menschen in Deutschland vorher aufwachen.

 

#20: H. Urbahn sagt:

am Freitag, 03.12.2010, 08:49

Wenn es 80 Jahre oder vielleicht auch nur 40 Jahre dauert bis eine solche Anlage nach Fertigstellung mit Wasser gefüllt ist und in Betrieb gehen kann, wer bezahlt in der Zwischenzeit die Zinsen? Soll dies alles wieder der dumme Steuerzahler aufbringen. Im übrigen wage ich es vorherzusagen, daß bei solch langen Bauzeiten das ganze in einem Chaos enden wird und nach einigen Jahrzehnten Bauzeit eine Ruine in der Landschaft stehen bleiben wird.

 

#21: Dr.-Ing. Matthias Popp sagt:

am Freitag, 03.12.2010, 16:15

Einige Teilnehmer dieses Forums weigern sich hartnäckig zur Kenntnis nehmen zu wollen, dass die Erdbewegungen, welche die Errichtung eines Ringwallspeichers erfordern, keine unkalkulierbaren technischen oder logistischen Herausforderungen sind.

Ich empfehle dazu die Lektüre von: http://www.niederzier.de/wirtschaft/tagebau_hambach/index.php#a0.
Nach einer über 30-jährigen Vorbereitungsphase, die 1940 begann, benötigte man von 1978 bis 1984 - also vor 30 Jahren - sechs Jahre um 1,1 Kubikkilometer Deckschichten zu verfrachten und damit auf der "grünen Wiese" die über 200 Meter hohe Sophienhöhe aufzuschütten. Erst danach gelangte man an die ersten Kohleflöze des Tagebaus Hambach. Sicher kostete das damals nicht annähernd 100 Mrd. Euro, wie der Schreiber des Artikels und auch nicht 35 Mrd. Euro, wie Herr Clemens im Beitrag #19 zum Ringwallspeicher unterstellen. Beim Erdbau für einen Ringwallspeicher geht es aber genau um diese Größenordnung. Die zu bewältigenden Höhenunterschiede zwischen Aufnahme und Ablage des Materials wären beim Ringwallspeicher geringer, weil das Unterbecken viel weniger tief wäre als die Kohleschichten unter der Erde liegen. Dazu kämen aber höhere Anforderungen an den Einbau des Materials als Damm.
Immerhin ist bemerkenswert, dass sich die Kosten, die Herr Clemens gegenüber dem Artikelschreiber in den Raum stellt, schon gedrittelt haben.

Dass ähnlich umfangreiche Erdbewegungen über 30 Jahre nach der Erschließung des Braunkohletagebaus Hambach so viel länger dauern sollen (40, 50, ja sogar 80 Jahre werden genannt) und so exorbitant teuerer sein sollen, wie im Artikel und im Beitrag #19 unterstellt, bleibt mir ein Rätsel.

Auch dieser Beitrag #19 vergleicht Äpfel mit Birnen, indem er von den Kosten Itaipus auf diejenigen eines Ringwallspeichers schließt. Nie und nimmer käme es in Frage, dafür 40.000 Menschen umzusiedeln. Auch entstünde das Bauwerk nicht in Südamerika sondern im hoch industrialisierten Deutschland, wo die Firmen, die das bauen können, vor Ort sind.
Auch die Dena-Studie bezieht sich ganz sicher nicht auf Ringwallspeicher sondern auf Pumpspeichereinheiten, die über einen Bruchteil der Speicherkapazität verfügen. Goldisthal zum Beispiel verfügt bei einer Leistung von ca. einem Gigawatt über eine Speicherkapazität für acht Stunden. Der Ringwallspeicher im Gegensatz dazu bei einer Spitzenleistung von 3,2 Gigawatt über eine Reichweite von 210 Stunden, also, bezogen auf die Leistung auf eine über 26-fache Kapazität. Goldisthal ist in felsigem Gelände errichtet und verfügt über Dämme mit einem Volumen von ca. 6,3 Mio. Kubikmetern. Daraus errechnen sich ca. 0,79 Kubikmeter Felsbau pro Kilowattstunde Speicherkapazität. Der in der Abbildung gezeigte Ringwallspeicher käme auf ca. 2 Kubikmeter Erdbauvolumen pro Kilowattstunde Speicherkapazität. Zur Verbindung der beiden Becken mussten in Goldisthal zwei Stollen von zusammen über 2,2 Kilometer Länge und ca. 8 Metern Durchmesser in den Fels gebohrt werden. Beim Ringwallspeicher könnten diese Zuläufe vor der Aufschüttung der Dämme bequem zugänglich angelegt werden. Alles bei diesem Gebirgsspeicher ist ungleich aufwendiger, als das Aufschütten eines Dammes mit Schaufelradbaggern und Förderbändern in gut zugänglichem flächen Gelände. Der Aufwand für einen Ringwallspeicher kann ganz einfach nicht aus den völlig andersartigen Verhältnissen von kleinen Pumpspeicherprojekten in Gebirgen abgeleitet werden, sondern ähnelt viel mehr den Verhältnissen, die bei großen Tagebauprojekten angetroffen werden. Wären die Schreiber dieses Forums, welche sich dieser Fragen widmeten, bereit, das zur Kenntnis zu nehmen, dann kämen sie nicht auf die völlig daneben liegenden zigfach überhöhten Kosten und Bauzeiten, die für einen Ringwallspeicher zu erwarten wären.

Auch die Befüllung mit Wasser bemisst sich an geeigneten Standorten nicht nach Dekaden, sondern lässt sich in einigen Jahren realisieren und kann dabei auch noch Hochwasser in flussabwärts gelegen Gebieten vermeiden.

Teilweise Recht hat Herr Clemens in #19 bei seinen Analysen der Kosten. Diese setzen sich aus denjenigen der Erzeugungsanlagen und des Speichers zusammen. Das teuerste unter heutigen Kostengesichtspunkten wären die Solarenergieanlagen, die bei einer zu installierenden durchschnittlichen Erzeugungsleistung von 2,6 Gigawatt etwa 0,5 Gigawatt Durchschnittsleistung beitragen müssten. Die zu installierende Peak-Leistung käme damit auf etwas über vier Gigawatt, nicht wie von ihm angegeben auf elf Gigawatt. Die Durchschnittsleistung einer Windenergieanlage müsste bei etwas über einem Megawatt liegen. Aufgrund der Ergebnisse meiner Doktorarbeit schlage ich vor, diese auf einen Benutzungsgrad von 50% auszulegen. Damit erreichen die 2000 unterstellten Windenergieanlagen eine maximale Leistung von 4,2 Gigawatt. Also etwas weniger als die von ihm angegebenen 5 Gigawatt. Abzüglich der immer vorhandenen Stromnachfrage (Durchschnitt 2 GW) ist der Speicher mit seinen 3,2 Gigawatt Spitzenleistung praktisch immer in der Lage, Produktionsüberschüsse aufzunehmen, ohne dass er mit extra eingebauten Pumpen ausgerüstet werden müsste, um Leistungsspitzen bei Starkwind oder starker Solarstrahlung verarbeiten zu können. Andererseits ist er auch bei absoluten Windflauten und in der Nacht in der Lage, Nachfragespitzen zu befriedigen. Die Auslegung der Windenergieanlagen auf einen Benutzungsgrad von 50%, im Gegensatz zu den heute üblichen 20%, vermeidet zudem die Notwendigkeit, dass die Übertragungsnetze auf die 5-fache Leistung der Stromnachfrage hochgerüstet werden müssten, nur um selten auftretende Erzeugungsspitzen bei Starkwind abtransportieren zu können. Unter Beachtung all dieser Kosten mindernden Einflüsse würde die Berechnung der Kosten, die Herr Clemens in #19 anstellt, schon viel freundlicher aussehen. Die Kosten könnten unter heutigen Gegebenheiten weiter reduziert werden, indem die Speicherkapazität weiter erhöht wird und im Gegenzug auf die Verwendung von Solarenergieanlagen verzichtet wird. Der Speicherbedarf könnte weiter halbiert werden, wenn es zu einer kontinentalen leistungsstarken Vernetzung aller europäischen Länder käme, weil die dann eintretenden Ausgleichseffekte dazu führen würden, dass Stromüberschüsse und Defizite in hohem Maße durch Export und Import ausgeglichen werden könnten.

Alles zusammen gerechnet wird es nur noch eine Frage der Zeit sein, bis die regenerative Stromerzeugung und Bereitstellung auch betriebswirtschaftlich den konventionellen Techniken überlegen ist.
Die tiefen Tagebaue erschließt man ja nicht, weil es leichter zugängliche auch gäbe, sondern, weil es immer schwieriger und aufwendiger wird, an die Kohle zu kommen.

 

#22: Klaus-M. Mager sagt:

am Freitag, 03.12.2010, 21:00

#21 Herr Dr. Popp, Respekt vor Ihrer Vision, aber wie kommen Sie auf 50% statt 20% bei Winkkraftanlagen ? bei Starkwind müssen die abdrehen um nicht umzukippen, da glühen nicht nur die Leitungen... wollen Sie die Konstruktions- und Gründungskosten noch mal verdoppeln für den wenigen superspitzenwind oder den Gott des Windes überreden, gnädig zu sein und angemessen zu pusten? Und wie sieht es mit der verbleibenden Gefahr der weichen Riesendämme aus beim Ringwall? Siehe Dammbrüche in den Überschwemmungsgebieten an den Flüssen, gerade wenn's auch von oben regnet paar Wochen...
gruss Klaus-M.

 

#23: Dr.-Ing. Matthias Popp sagt:

am Samstag, 04.12.2010, 10:49

zu #22:
Dass Dämme so ausgelegt werden müssen, dass sie auch bei Regen halten, dürfte ja eine Selbstverständlichkeit sein. Das allerdings ist Stand der Technik.

Mit seinem Einwand bei den Windenergieanlagen befürchtet Herr Mager in #22 genau das Gegenteil von dem, was bei einer Erhöhung des Benutzungsgrads von Windenergieanlagen eintritt.

Die totale Windleistung der bewegten Luftmassen, die den Rotor einer Windenergieanlage durchströmt, nimmt mit der Dritten Potenz der Windgeschwindigkeit zu. In kurzfristig vorkommenden Böen mit Spitzenwindgeschwindigkeiten erreichen die totalen Windleistungen, die einen Rotorquerschnitt durchströmen pro Quadratmeter Leistungen von mehreren Kilowatt. Darauf müssen die Anlagen mit ihrer Bruchfestigkeit ausgelegt werden.
Der Betrieb der Anlagen findet aber unterhalb dieser Extrembelastungen statt.

Indem eine Windenergieanlage diese Luftströmung technisch geschickt verlangsamt, kann sie einen Teil dieser Leistung entnehmen. Das physikalische Maximum dieser Leistungsentnahme ergibt sich zu knapp 60% der totalen Windleistung, wenn die Abströmgeschwindigkeit auf 1/3 der Anströmgeschwindigkeit ohne Umwandlungsverluste reduziert werden kann. Mit realen Anlagen gelingt es in einem Windgeschwindigkeitsbereich, auf den sie besonders ausgelegt sind, bis zu ca. 50% der totalen Windleistung zu entnehmen. Dieser Faktor wird als Leistungsbeiwert bezeichnet. Allerdings sind Windenergieanlagen nicht darauf ausgelegt, von Windstille bis zur stärksten Orkanböe, immer die optimal erreichbare Leistung aus den vorbeiströmenden Luftmassen abzugreifen. Die Auslegung geschieht vielmehr so, dass sie bei häufig auftretenden Windgeschwindigkeiten, bei denen den Luftmassen schon merkliche Leistung innewohnt, einen guten Leistungsbeiwert aufweisen. Bei höheren, seltener auftretenden Windgeschwindigkeiten werden die Rotoren zunehmend in den Wind gedreht und die Abbremsung der Luftmassen verringert, ohne dass dabei die aus dem Wind abgegriffene Leistung verringert wird. Gegenüber der totalen Windleistung reduziert sich damit der Leistungsbeiwert, mit dem die Energie umgewandelt wird. Die von der Windenergieanlage ins Netz eingespeiste Leistung bleibt dabei aber in der Höhe der installierten Nennleistung.

Je höher nun die Windgeschwindigkeit gewählt wird, ab der dieser Abregelungsprozess einsetzt, desto höhere Spitzenleistungen kann die Windenergieanlage liefern und desto höhere Kräfte muss die Windenergieanlage dabei aufnehmen können.
Das Anlagenkollektiv der in Deutschland verbauten Windenergieanlagen ist im Jahr 2010 so ausgelegt, dass die Abregelung bei Windgeschwindigkeiten einsetzt, die dazu führen, dass die erreichten Spitzenleistungen ca. fünf Mal höher liegen als die Windenergieanlagen im Langzeitdurchschnitt ins Stromnetz einspeisen. Würde man die Anlagen so auslegen, dass die Abregelung schon bei etwas niedrigeren Windgeschwindigkeiten einsetzt, dann könnten die relativ selten und meist nur über kurze Zeiträume auftretenden Leistungsspitzen der totalen Windleistung nur noch zu einem geringeren Anteil in Elektrizität gewandelt werden. Der eintretende Verlust an umwandelbarer Energie hielte sich dabei aber in Grenzen. Der Vorteil dieses Verzichts auf die Einspeisung seltener Leistungsspitzen ist eine deutlich gleichmäßigere Windstromeinspeisung mit dem Nebeneffekt, dass Windgeneratoren mit niedrigerer Leistung eingesetzt werden können und die auftretenden Kräfte reduziert würden. Windenergieanlagen mit beispielsweise 50% Benutzungsgrad hätten deshalb nach Möglichkeit größere Rotoren bei niedrigerer Generatorleistung. Die Leistungsspitzen würden dabei nur noch ca. die doppelte Höhe der durchschnittlich abgegebenen Leistung erreichen.

Die damit einhergehende gleichmäßigere Windstromeinspeisung führt zu einer erheblichen Reduzierung des Ausgleichs- und damit Speichebedarfs. Sie erfordert deutlich weniger Netzausbau und auch die Speicher müssten nicht darauf ausgelegt werden, sehr hohe Leistungsspitzen verarbeiten zu können.

Der Grund warum Windenergieanlagen nicht heute schon so ausgelegt werden, dass ein ganzheitlich vorteilhaftes Versorgungssystem entsteht, liegt meines Erachtens an den Anreizen, den das Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) bietet. Die betriebswirtschaftliche Optimierung orientiert sich an der Förderkulisse. Diese unterscheidet nicht, zwischen Windstrom der in Erzeugungsleistungsspitzen eingespeist wird, bei denen die verfügbare Leistung gar nicht abtransportiert werden kann oder in Phasen schwachen Windes, wo es darauf ankäme, das maximal Mögliche heraus zu holen.

Durch Veränderung der gesetzlichen Rahmenbedingungen und der Förderkulisse dergestalt, dass Anreize zur Errichtung eines kostenoptimierten Gesamtsystems für eine bedarfsgerechte regenerative Stromversorgung geschaffen werden, ließen sich viele Fördermilliarden in erneuerbare Energien zielgerichteter einsetzen.

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Die Diskussion auf dem EIKE-Forum enthält bis zum 16.04.2011 zweihundert Beiträge,
sie kann dort weiter verfolgt werden.                                                                                        
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