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Dieses Dokument ist Teil der Anfrage „Informationsfreiheitsanfrage zur MONITOR-Pressemeldung

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29. MAR. ZU) 19:13 BUNDESKANZLERAMT Ina |
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RW E. Dr. Jürgen Großmann

Mm A u Tem Vorsitzender des Varstandes
Chief Executive Officer

    
     
   
     

  

Herm Staatsminister

Ronald Pofalla MdB

Chef des Bundeskanzleramtes
Bundeskanzleramt
Willy-Brandt-Str. 1

10557 Berlin

Büro Chef BK

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23. März 2000

  

Essen, 23. März 2010 Ab

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9, März 2010 psekes,

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die Frage einer möglichen Laufzeitverlängerung für die Kernkraftwerke wird PA. 5
auch in den kommenden Wochen die energiepolitische Diskussion in

Deutschland bestimmen. Die Emotionen schlagen bei diesem Thema

hierzulande traditionell hoch, Fakten spielen da leider eine eher 2 f A

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Sehr geehrter Herr Staatsminister, et

untergeordnete Rolle.

Deshalb möchte ich mich bei Ihnen ausdrücklich für die konstruktiven

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Gespräche in den letzten Monaten bedanken, bei denen wir die Tatsachen Fu An
zur Sprache bringen konnten. Selbstverständlich stehen wir Ihnen bei Bedarf

jederzeit für weitere Unterstützung in der Argumentation zur Verfügung. VA

Wir haben uns nochmals gezielt Gedanken gemacht, welche Fakten die
Diskussion zusätzlich befruchten können. Drei Thiemen erscheinen mir dabei
von besonderer Bedeutung: Die Speicherproblematik, die Netzstabilität und
die Rolle der Kernenergie im Klimaschutz.

Eine Komplettumstellung auf erneuerbare Energien, die im Wesentlichen
nicht durchweg zur Verfügung stehen, erfordert eine massive Ausweitung der
Stromspeicherkapazität. Derzeit werden jedoch die nötigen Speicher-
kapazitäten unter- und die Potenziale überschätzt.

422-63001-En-044/49/29010
Hauptregistratur Bundeskanzleramt RWE Aktiengesellschaft

Opernplatz 1
45128 Essen

T +49 201 12-15010

VORWEG GEHEN FR 449201 12-15013

E juergen.grossmann @rwe.com
29. MAR. ZU 10 15:13 BUNDESKANZLERAMT NK 2b02: 8279

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Die erwartbare Ausweitung der Stromerzeugungskapazitäten im Norden bei
gleichzeitiger Abschaltung der Kernkraft im Süden erhöht den Zeitdruck beim
Bau neuer Höchstspannungsleitungen. Kommen die Bauvorhaben aufgrund
administrativer Probleme nicht so schnell voran wie geplant, kann es zu
Problemen mit der Netzstabilität kommen. Ein Auseinanderfallen der
einheitlichen Strompreiszone in Deutschland ist dann nicht mehr
auszuschließen.

Schließlich wird die Bundesrepublik ihre selbst gesteckten Klimaschutzziele
verfehlen, gingen tatsächlich Kernkraftwerke vom Netz.

Zu diesen drei Themen finden Sie jeweils ein kurzes Argumentationspapier E
als Anlage zu diesern Brief. Sollten diese Papiere auf Ihr Interesse stoßen,
bin ich für weitere Streuung der Argumentation dankbar.

Mit freundlichen Grüßen

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Pe Gau

Anlage
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29, MAK, 2010 15:13 BUNDESKANZLERAMT NR 5 3

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Stromspeicher: Teuer und im Hinblick auf die

Potentiale überschätzt

 

Die Umweltpolitiker der Bundesregierung verfolgen gegenwärtig vor dem
Hintergrund der Diskussion um das Energiekonzept das Ziel, parallel zum
Ausbau der Erneuerbaren Energien schrittweise aus der Kernenergie und den
fossilen Kraftwerken auszusteigen. Diese Rechnung kann nicht aufgehen:
Denn nach wie vor ist unklar, wie die für den Industriestandort Deutschland
unerlässliche Grundlastversorgung aussehen soll. Stromspeicher könnten
einen Teil der Erneuerbaren Energien grundlastfähig machen. Es gibt jedoch
bisher keine wissenschaftlich fundierte und von der Fachwelt mehrheitlich
anerkannte Studie über die technischen und wirtschaftlichen Potentiale von
Stromspeichern in Deutschland und Europa - bisher wird in den einschlägigen
Untersuchungen das Speicherpotential massiv überschätzt und die Kosten
werden unterschätzt. Ungeprüfte Visionen oder Hoffnungswerte dürfen jedoch
nicht Grundlage eines Energiekonzeptes sein, das die Leitlinie für die
Energiepolitik der nächsten Dekade sein soll.

 

Die Botschaften:

« Nur5 bis 10 Prozent der installierten Winderzeugung stehen verlässlich zur
Verfügung. Bei Photovoltaik sind es 1 Prozent. Die restlichen 90 Prozent
müssen durch andere Kraftwerke oder durch Speicherung gedeckt werden.

« Wann und in welchem Umfang die erforderlichen Stromspeicher wirtschaftlich
bzw. technisch verfügbar sein werden, ist offen. Bis dahin ist die
Erzeugungskapazität der Kernkraftwerke und fossilen Kraftwerke als
Reservekapazität für die Emeuerbaren zwingend notwendig, um eine sichere
Stromversorgung aufrecht zu erhalten.

® Von welchen Größenordnungen reden wir? 2030 werden 103.000 Megawatt
erneuerbare Erzeudungsleistung in Deutschland auf einen Maximalbedarf von
rund 80.000 Megawatt (Wintertag) und einen Minimalbedarf von 40.000
Megawatt (Nacht, Wochenende) treffen. Frage: Wohin mit dem Rest?

« Speichern? Die einzigen heute verfügbaren Speicher sind
Pumpspeicherkraftwerke. Davon hat Deutschland selbst 7.000 MW. Weitere
1.400 MVV werden in Deutschland für möglich gehalten. Um im Jahr 2030 eine
windfreie Woche durch Speicherung zu überbrücken, bräuchten wir das 70-
fache der heutigen Speicherkapazitäten.

e Druckluftspeicher stehen am Anfang ihrer Entwicklung. |

e Die Weiterentwicklung von Batterien kann helfen, aber nicht das Problem
lösen. Die Umwandlung von Strom in Wasserstoff oder in Erdgas ist in dem
notwendigen Umfang noch nicht möglich und wird in jedem Fall eine teure
Option. Der größte Teil der Energie geht dabei verloren.

e Europaweit ausgleichen? Wenn der entsprechende europaweite Netzausbau
gelänge, könnte man die verlässliche Verfügbarkeit von Strom aus
Windenergie möglicherweise verdoppeln. Aber das machte einen
transnationalen Ansatz in der Energiepolitik notwendig, der bis heute noch
nicht gelungen ist.

« Alles über das „Supergrid* nach Norwegen? Gute Idee, aber die Norweger
nutzen die bestehenden Stauseen für die eigene Energieversorgung und sind
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2: MAX. 2010 19:13 BUNDESKANZLERAMT NR 2592 28 4

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gegen den Bau weiterer Wasserkraftwerke. Ohnehin sind die
Wasserkraftwerke nicht für einen Pumpspeicherbetrieb ausgerüstet und
weitestgehend aus Naturschutzgründen nicht ausrüstbar.

 
    

Die Fakten im Einzelnen:

Erklärtes Ziel der Bundesregierung ist es, den Anteil der Erneuerbaren Energien an
der Stromerzeugung auf 30 Prozent im Jahr 2020 zu erhöhen. Über 2020 hinaus soll
der Anteil der Erneuerbaren weiter ausgebaut werden. Das BMU rechnet in seiner
Leitstudie für 2030 mit einem Anteil der Erneuerbaren am Strommix von 50 Prozent.
Langfristig soll der überwiegende Anteil der Stromversorgung auf Emeuerbaren
Energien basieren.

Der größte Teil des Stroms wird dann aus den fluktuierenden Quellen Wind und
Sonne stammen, deren Angebot nicht mit dem Verlauf der Nachfrage korreliert.
Deshalb werden sich Zeiten regionalen Stromüberangebots mit Zeiten abwechseln,
zu denen witterungsbedingt nur ein geringer Teil der erneuerbaren Kapazitäten
Strom produziert.

Dies bedeutet, dass das Stromangebot aus erneuerbaren Energiequellen immer
häufiger die Nachfrage übersteigen wird, so dass insbesondere bei geringer Netzlast
die Anlagen zeitweise gedrosselt werden müssen, um die Stabilität der Netze zu
gewährleisten. Darüber hinaus drohen Versorgungsengpässe, wenn in einem
Stromversorgungssystem, das von Erneuerbaren Energien dominiert wird, keine
ausreichenden „Reservekapazitäten“ (fossile Kraftwerke und Kernkraftwerke) zum
Ausgleich von einspeiseschwachen Phasen bereitstehen, Der Grund dafür liegt im
Wesentlichen im Verhältnis der installierten Erzeugungsleistung zur praktisch
verfügbaren, gesicherten Leistung. Laut DENA-Studie von 2010 beträgt der Anteil
der gesicherten Leistung bei der Windkraft lediglich 5 -10 Prozent, bei der
Photovoltaik beträgt er nur 1 Prozent — zum Vergleich: Die gesicherte Leistung von
Kernkraftwerken beläuft sich auf 93 Prozent. "

Stromspeicher sind Teil der Lösung, aber kein Allheilmittel:
Augenmaß für die technische und wirtschaftlichen Potentiale notwendig

Speicher können den Ausgleich zwischen Erzeugung und Bedarf übernehmen, und
somit Stromüberschüsse in Zeiten nutzbar machen, zu denen witterungsbedingt
erneuerbare Energiequellen nicht oder nicht ausreichend zur Verfügung stehen, Das
vorhandene Potential der Erneuerbaren Energien lässt sich dann wesentlich
vollständiger nutzen, die Einspeisung verstetigt sich. In zahlreichen
Veröffentlichungen wird der Stromspeicherung eine entscheidende Rolle bei der
Lösung dieser Problemstellung zugeschrieben. Der WWF fordert z. B, in seinem
Gutachten "Modell Deutschland - Klimaschutz bis 2050" zum Thema Stromspeicher:

 

* DENA (2008): Kurzanalyse der Kraftwerks- und Netzplanung bis 2020
25. MAR. ZU10 1b: 14 BUNDESKANZLERAMT Na 2 5

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"Zum Ausgleich der massiv steigenden Beiträge fluktuierender Stromerzeugung
sollte die Kapazität der existierenden Speicher (bisher v. a. Pumpspeicherkraftwerke)
bis 2030 verdoppelt und bis zum Jahr 2050 um den Faktor 4 ausgeweitet werden."

Die heute einzig verfügbare marktfähige Technik der großtechnischen
Stromspeicherung sind Pumpspeicherkraftwerke. Aktuell gibt es in Deutschland
Pumpspeicherkraftwerke mit einer Leistung von etwa 7 GW. Darüber hinaus sind
weitere 4 GW im benachbarten Ausland für Deutschland nutzbar. Mit den avisierten
Ausbauplänen in Deutschland von rund 1,4 GW dürften die Pumpspeicherpotentiale
in Deutschland erschöpft sein.

Energetisch effiziente Druckluftspeicher können einen ähnlichen Leistungsbereich
abdecken, stehen aber erst am Anfang ihrer Entwicklung. Darüber hinaus bieten sich
längerfristig alternative Technologien an, z. B. stationäre Großbatterien, Batterien
von Fahrzeugen im Rahmen der Elektromobilität oder die Umwandlung von Strom in
Wasserstoff.

Für all diese neuen Technologien gilt: Die technologische Umsetzung ist
Neuland und die wirtschaftlichen Potentiale sind offen. Auch bei großen
technologischen Sprüngen werden nach heutiger Einschätzung die
Speichermöglichkeiten bei weiten nicht ausreichen, eine Grundlastversorgung
ausschließlich mit Erneuerbaren Energien zu gewährleisten, Das verdeutlichen
folgende Beispiele:

Beispiel 1: Speicherung von Lastspitzen der Erneuerbaren

Welches Potential an Speichern notwendig ist, um z. B. einen temporären
Leistungsüberschuss aus Anlagen mit Vorrangregelung (Emeuerbare Energien,
KWK) bei Niedriglast zu speichern, zeigt folgende Rechnung: Die Mindesilast in
Deutschland liegt bei ca. 40.000 MW. An einem sonnigen, windreichen und kalten
Tag könnten 2030 rund 35.000 MW KWK-Anlagen (laut Leitstudie BMU), fast
60.000 MW installierte Windleistung und 28.000 MW installierte Photovoltaik-
Leistung ins Netz einspeisen. Das macht im Minimum rund 83.000 MW
Speicherkapazität erforderlich, wollten wir den Überschussstrom national
speichern. Und das müssten wir, um die angestrebten EE- und KWK-Ziele zu
erreichen. Das ist mehr als das zehnfache, der aktuell verfügbaren
Pumpspeicherkapazitäten — und das setzt schon voraus, dass die Speicher alle
gleichzeitig verfügbar sind.

Beispiel 2: Überbrückung einer windarmen Woche

Um bei einem 30%-Anteil des Windes an der Stromerzeugung (Annahme BMU-
Leitstudie für 2030) eine nahezu windfreie Woche durch gespeicherte
erneuerbare Erzeugung zu überbrücken, bräuchte man eine Speicherkapazität
von 2.800 GWh, das ist das 70-fache der heute in Deutschland verfügbaren
Pumpspeicherkapazität.

Beispiel 3: Umwandlungsverluste bei der saisonalen Stromspeicherung
Als mögliche saisonal einsetzbare Speichertechnik wird häufig die Kette
Elektrische Energie — Elektrolyse — H>-Speicherung in Salzkavernen -
25. MAK. 2010 15:14 BUNDESKANZLERAMT NR. 2599 98,6

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Wiederverstromung in GuD oder Brennstoffzelle genannt. Sie weist aber einen
Gesamtumwandlungswirkungsgrad von 40 Prozent und weniger auf. Welche
Konsequenzen das für die installierte Leistung z. B, bei Windkraftanlagen hat,
zeigt folgende Überschlagsrechnung.

Um 1 MW der derzeit wirtschaftlichsten erneuerbaren Quelle "Windenergie"
unabhängig vom Zeitpunkt der Erzeugung nutzen zu können, wäre wegen des
Wandlungsverlustes eine 2,5-fache Überbauung, also 2,5 MW installierte
Leistung erforderlich. Große Anlagen erreichen heute On-Shore 2000
Volllaststunden, Off-Shore werden vielleicht 3.000 Volllaststunden erreicht
werden können. Das heißt, hier ist eine weitere Überbauung mindestens um den
Faktor 3 erforderlich, um die Leistung über die 8.760 Stunden eines Jahres
gesichert in das Versorgungsnetz einspeisen zu können.

1 MW aus Wind als gesicherte Leistung über die Wasserstoffzwischen-
speicherung erfordert folglich überschlägig mindestens 7,5 MW installierte
Windkraftanlagenleistung, 6,5 MW installierte Elektrolyseurleistung und 1 MW
GuD-Leistung, und dies alles bei einer sehr schlechten Auslastung der Anlagen.
Die Stromkosten über diesen Pfad betragen je nach Speicherauslastung leicht
das zehn- bis hundertfache der heutigen Erzeugungskosten — unbezahlbar!

Ausgleich durch Ausbau des Stromtransportnetzes — Potentiale sind begrenzt

Durch den Ausbau des europäischen Stromtransportinetzes können verschiedene
Wetterzonen und Regionen mit unterschiedlicher Bedarfscharakteristik verbunden
werden. Somit wird der Ausgleich von Angebot und Nachfrage bei fluktuierender
Einspeisung erleichtert. Doch auch hier sind die Potentiale begrenzt. Die Studie
TradeWind kommt zum Ergebnis, dass bis 2020 mit ausreichend nationalen und
transnationalen Transportkapazitäten die gesicherte Leistung der Windenergie auf 14
Prozent verdoppelt werden könnte. Das bedeutet aber, dass selbst in diesem sehr
optimistischen Fall bei einer Windleistung von 42 GW, lediglich 6 GW konventionelle
Leistung ersetzt werden können. DENA kommt daher zum Schluss: „Langfristig ist
daher die Speicherung des Stroms auf der europäischen Ebene die einzige
Möglichkeit, eine zeitliche Entkoppelung von Verbrauch und Erzeugung zu
ermöglichen“ ?

Fazit:

 

Der Zubau von Speicher ist notwendig, um die Integration zukünftiger Erneuerbaren
Energien in die Energieversorgung zu erleichtern. Ihre technischen und
wirtschaftlichen Potentiale müssen jedoch realistisch eingeschätzt werden.

Technologien wie Pumpspeicher, Druckluftspeicher sowie stationäre bzw. mobile
Batterien bieten im Prinzip gute Möglichkeiten, wikterungsabhängige Einspeise-
schwankungen kurzzeitig zu puffern und Spitzenlasten abzufangen. Damit dämpfen

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* DENA (2010): Analyse der Notwendigkeit des Ausbaus von Pumpspeicherwerken und anderen
Stromspeichern zur Integration der erneuerbaren Energien
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25. MAR. ZU10 15:14 BUNDESKANZLERAMT NINO

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sie auch Strompreisspitzen. Auf Grund ihrer begrenzten Kapazität und relativ hohen
Kosten eignen sie sich aber nicht zur Speicherung der großen Mengen an Energie,
die in einem Stromversorgungssystem mit sehr hohen Anteilen regenerativer
Erzeugung benötigt werden, um mehrtägige saisonale und wetterbedingte
Einspeiseextreme von Wind und Sonne auszugleichen. Dafür sind andere Konzepte
wie Saisonspeicher, Back-up Kapazitäten oder auch chemische Speicher
(Wasserstoff, Methan) erforderlich. Da die Kosten der Stromspeicherung sehr hoch
sind, stellt sich auch die Frage nach wirtschaftlich möglichst günstigeren Alternativen.
Hierzu gehören der Ausbau des Netzes und die Optimierung des Last- und
Erzeugungsmanagements (auch für Renewables), die Nutzung von thermischen
Speichern (um KWK verstärkt stromgeführt einsetzen zu können) und die gezielte
Mitnutzung von Speichern in Anwendungen, die ohnehin Speicher benötigen, wie
Elektrofahrzeuge.

Diese Aussagen gelten prinzipiell auch für Stromspeicher außerhalb von
Deutschland, z. B. in Skandinavien. Selbst wenn hier noch Standorte denkbar sein
sollten, ist ungeklärt, ob die skandinavischen Staaten - und erst Recht die lokalen
Behörden und Gruppierungen — einen Ausbau von Pumpspeicherkapazitäten, der
zudem für die eigene, nationale Stromversorgung nicht erforderlich ist, akzeptieren
würden. Die Diskussion über die ökologischen Auswirkungen eines
Pumpspeicherausbaus - Salz- oder Brackwasser aus den Fjordbasin müsste dafür
in das süsswassergeprägte Landesinnere gepumpt werden — hat z.B. in Norwegen
gerade erst begonnen. Hinzu kommt die Frage des notwendigen Netzausbaus, um
die anfallenden Strommengen quer durch Europa und über die Nord- und Ostsee
transportieren zu können.

Wie gesagt: Die Potentiale für Speicher werden ganz offensichtlich in
Deutschland und Europa überschätzt! Es ist fahrlässig, wenn ein
Energiekonzept erarbeitet würde, bei dem ein wesentlicher Pfeiler nicht
belastbar ist. Solange nicht klar ist, wie die Speicherkapazitäten tatsächlich
aussehen, braucht der Standort Deutschland eine verlässliche
Grundlastversorgung: Und die kann gegenwärtig nur von den Kernkraftwerken
und den fossilen Kraftwerken kommen!