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Die vorliegende AG widmet sich einem Szenario, in dem die Stromversorgung in der Bundesrepublik Deutschland ausschließlich „erneuerbar“ – und dennoch ohne die umweltzerstörerische Windkraft, also im wesentlichen nur durch die Sonne – gewährleistet wird. Die Vermutung des Verfassers, ohne dem Resultat vorgreifen zu wollen, lautet: die graue Energie steigt in einem solchen Szenario überproportional an, so dass die PV-Paneele nur noch „für sich selbst“ da sind. Erst wenn man die wahrlich erneuerbare Kernenergie hierfür einsetzt, ist ein „100 % Solar“ denkbar; ob es dann noch sinnvoll ist, ist nicht Gegenstand dieser AG.

TE LE GR AM

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Unmittelbar nach Ankündigung der vorliegenden AG erreichten mich einige E-Mails, mit der Fragestellung, ob es denn nicht eine Zeitverschwendung sei, ein weiteres „100% EE“ Szenario zu diskutieren. Denn schließlich sei in allen möglichen AG’s bewiesen worden, dass dies nun mal nicht geht. Außerdem fragt Ihr, ob das Szenario „100% DFR“ aus dem Blogbeitrag » „Warum pro Kernenergie“ – eine etwas andere Fragestellung « auf einmal nicht mehr das non-plus-ultra sei.

Nun, um mit Letzterem zu beginnen: doch! „100% DFR“ ist und bleibt das denkbar beste Szenario unter allen rationalen Gesichtspunkten. Allerdings wissen wir nicht zuletzt aus der Kognitionsforschung, dass der Mensch nicht immer der Ratio folgt. Das System 1 lt. Daniel Kahneman ist nun einmal langsam und anstrengend, während das System 2 stets zu Stelle ist und quasi sofort anspricht. Beispiel Impact: ein Blick auf die Abbildung ➡⋅➡ reicht, um Windkraftanlagen – verglichen mit Solarpanelen – einen verheerenden Impact zuzuschreiben, während das Studium des „Energy Return of Invested Impact“ doch eher mühselig sein dürfte. Heute muss ich gar konstatieren, dass der von mir postulierte EROÏ nicht alle Bereiche des menschlich empfundenen Impact zu erfassen vermag.

Wie dem auch sei. Jedenfalls unterscheidet sich der Gemini-Ansatz – und hierauf geht die vorliegende AG zurück – von all den „100%EE“-Traumtänzen spätestens an diesem Punkt ! Windkraft (wie im Übrigen auch Wasserkraft !) wird nicht als die notwendige Ergänzung, Pufferung und ähnlicher Unfug mehr ➡ angesehen. Nein, sie gilt vielmehr als das, was wir längst wissen, nämlich Vernichter der Lebensqualität 👿 ! Dass gerade die Lebensqualität des Menschen im Mittelpunkt steht, hat Gemini in meinen Augen sehr sympathisch gemacht. Dies war wohl der entscheidende Grund, die vorliegende AG zu initiieren.

➡ in den meisten „100%EE“ Szenarien werden alle möglichen EE in Feld geführt, mit der Begründung, diese würden sich gegenseitig ergänzen, also puffern 🙄. Dass dies nicht der Fall ist, zeigt nicht zuletzt die Gleichung von Bienaymé. Sie besagt, dass die Volatilität zweier oder mehrerer EE stets größer ist, als deren Einzelvolatilitäten. Nur die im Gemini vorgesehene (intermittierende) Kernkraft kann die Volatilität der Photovoltaik senken bis ganz beseitigen.

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Die AG

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In der vorliegenden AG, an die wir wie immer unvoreingenommen und ergebnisoffen herangehen wollen, rechnen wir folgendes Szenario durch:

Es seien hinreichende Photovoltaik-Kapazitäten installiert und in Betrieb befindlich, um den Energiebedarf der Bundesrepublik Deutschland decken zu können. Darüber hinaus setzen wir voraus, dass die Tag- und Nacht-Schwankungen durch Batterien (stationäre oder mobile, in den Elektroautos) „geglättet“ werden, während andere (Wochenend-, Schlechtwetter- bzw. saisonale Schwankungen) durch andere Speicher sowie Backup-Kraftwerke (vorzugsweise Kernkraftwerke der 4. Generation, etwa DFR) gepuffert werden. Diese Backup-Kraftwerke werden darüber hinaus noch zum kontinuierlichen Refreshment, d.h. Recycling und Neu-Bereitstellung, sowohl von Speichern als auch von den PV-Anlagen selbst, herangezogen.

Die Zielsetzung der AG lautet, jene Energie zu berechnen, die die Backup-Kraftwerke im obigen Szenario bereitzustellen hätten.

„“ steht für „Speicherung“, „“ fürs Refreshment.

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Pflichtübung wäre es nun gewesen, das   zu evaluieren. Bezogen auf das hieße es zu ermitteln, wieviel Energie es braucht, um Jahr für Jahr 5 % ➡ des gesamten PV-Bestandes zu „refreshen“ – sprich abzubauen, zu recyclen, neu herzustellen und zu installieren. Was darüber hinaus nicht gerade vereinfachend hinzu käme, wäre die Bestimmung von , also jener Energie, die für die Pufferung benötigt wird, inklusive aller Verluste, die hierbei entstehen.

Für eine derartige Studie fehlen unserer AG schlicht die Ressourcen. Allerdings verfügen wir über einen beachtlichen Erkenntnisschatz, der uns durchaus dazu befähigt, fundierte Aussagen hierzu machen zu können – auch ohne derartige Studie. Denn bei näherem Hinsehen sind / genau jene Energien, die im Nenner des gepufferten bzw. ungepufferten EROI stehen! Wir können also aus dem Vollen schöpfen.

Sei unser weak-buffered EROI (mit full-buffered brauchen wir gar nicht erst anzufangen, denn dann amortisiert sich eine PV-Angange energetisch gesehen nie), so gilt:

  wo für die Energieernte in einem gegebenen Zeitraum steht.

➡ Man kann die Betriebszeit einer PV-Anlage mit 20 Jahren veranschlagen. Für Paneele werden normalerweise 25 Jahre, für Wechselrichter, Smartmeter, Batterien etc. eher 15 Jahre veranschlagt. Diese Festsetzung ist jedoch ohne Bedeutung für die nachfolgenden Überlegungen.

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Allerdings kommt bereits an dieser Stelle jenes Problem zum Vorschein, das wir Eingangs vermutet haben. Denn der gepufferte EROI für Solarkraft wurde bereits zur Jahrtausendwende deutlich unter 2 verortet. Zudem haben Schweizer Wissenschaftler im Jahre 2016 unter strengerer Berücksichtigung des Recycling einen EROI gar unter 1 errechnet 🙁➡. Aber auch wenn wir diese Studie nicht gelten lassen, so erinnern wir uns doch an die beiden AG’s über die »Sättigung bei den „Erneuerbaren Energien“«. Insbesondere der dort entdeckte κ-(Kappa)-Effekt dürfte in dem hier vorausgesetzten Szenario von einer außerordentlich hohen Ausbaudichte an PV doch brutal durchschlagen und den EROI nah an die 1 – wenn nicht gar darunter – drücken.

➡ Es handelt sich um die Studie „Energy Return on Energy Invested (ERoEI) for photovoltaic solar systems in regions of moderate insolation.“ von Ferruccio Ferroni und Robert J. Hopkirk, die im Anschluss an die AG angeführt ist.

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Und selbst wenn. Würden wir etwa den EROI auf 2 oder gar darüber hinaus hieven (nur gedanklich, da leider vollkommen unrealistisch), so müssten unsere Backup-Kraftwerke immer noch die gesamte derzeitige Jahresstrommenge in Deutschland produzieren, um alleine die graue Energie des PV-Systems aufzubringen. So führt sich das „100% Solar“ selber ad absurdum und der Eingangs geäußerte Verdacht wird so vollends bestätigt.

Allerdings gibt es der Erfahrungsschatz der „AG Energetik“ durchaus her, einen anderen Vorschlag machen zu können, sozusagen einen Modus Vivendi, der da schlicht lautet, wir „vierteln“ die Solarkraft gegenüber den 1400 TWh/a aus unserem Szenario, frei nach dem Motto, weniger ist mehr. Letzteres entspringt mehr der Lebenserfahrung denn dem Erfahrungsschatz der AG, aber: können wirklich 350 mehr als 1400 TWh/a sein?

Nun, zunächst sind 350 TWh/a in der Tat weit weg von der angestrebten Vollversorgung und somit ist „100% Solar“ nicht mal mehr als optische Täuschung zu haben. Allerdings bedeutet gleichzeitig, dass die betr. Wohneinheiten mit PV-Anlagen von 10 anstatt 40 kWp ausgestattet werden. Hier wissen wir nicht zuletzt aus den bereits zitierten AG’s »Sättigung bei den „Erneuerbaren Energien“«, dass die Bewohner und Inhaber solcher  PV-Anlagen u.U. durchraus in der Lage sind, ein gutes Demand-Management betreiben und sich so dem ungepufferten EROI nähern zu können. Dieser beträgt zwar realistisch gesehen nicht mehr als 5 ➡, aber die graue Energie der Solarkraft beträgt dann lediglich 70 kWh/a und das sind nur 6-7% der Backup-Last 😮 Mit anderen Worten, anstatt „100% Solar“ zu 500 TWh/a energetisch zu „finanzieren“, setzen wir unsere Backup-Kraftwerke zur Grundlast-Sicherung ein und ziehen sie zur Sicherstellung von 25% der anvisierten Solarkraft zu lediglich 6-7% heran. Das ist das Mehr gegenüber dem Weniger !

➡ Um dem absehbaren Einwand seitens der EE-Apologeten vorzubeugen: Nein, der EROI von PV liegt nicht bei 20, auch nicht bei 10 oder 8. Das zeigt sich beim Studium von z.B. Energieaufwand zur Herstellung von Photovoltaikanlagen (volker-quaschning.de). Des Atomlobbyismus unverdächtiger Volker Quaschning tut sich sichtbar schwer damit, den bescheidenen EROI von PV aufzupolieren. Am Ende hilft es ohnehin nichts, für die Jahre 2017/2019 die jeweils günstigsten Studien zu zitieren und alle anderen schlicht wegzulassen. Denn der (Verschleierungs-) Trick fällt sofort auf: anstatt den EROI nennt Quaschning den sog. „Kumulativen Energieaufwand“, also jene „Energie, die für die Herstellung, Nutzung und Beseitigung (nicht Recycling – Anm.d.Verf.) einer Anlage anfällt“. In den „günstigsten“ Studien 😉 der letzten Jahre beträgt diese lediglich 5430 kWh/kWp. Allerdings produziert 1 kWp PV in 25 Jahren bestenfalls 22’000 kWh Energie, ergibt also einen EROI von 4 und nicht mehr. Und das obwohl diese Studien „Beseitigung“ mit „Recycling“ gleichsetzen und auch sonst stark nach der Hinbiege-Methode Arbeiten .

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Mit anderen Worten, vergesst es! Mit der 5 seid Ihr noch sehr sehr gut bedient !

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Die AG hat abermals belegt, dass Erneuerbare Energien im Allgemeinen – bzw. Solarkraft vorliegend – nicht in der Lage sind, sich selbst „zu tragen“ und gleichzeitig eine brauchbare Energieernte abzuwerfen. „100% EE“ oder „100% Solar“ sind und bleiben illusorisch. Erst durch die Intermittierung mittels grundlastfähiger Kraftwerke werden solche Szenarien physikalisch denkbar, wobei dann das Prädikat „100%“ seine Berechtigung definitorisch verliert. Folglich wird auch der Grundgedanke der „grünen“ Ökologie ad absurdum geführt.

FA ZI T

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