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Energiewende, Phase II: Überschussstrom umwandeln

Am 31. Januar stellten die Professoren Leiter, Schüth und Wagemann ein Diskussionspapier auf der Webseite der Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V. (DECHEMA) online, zu dessen Diskussion ich hiermit beitragen und auffordern will. Es heißt:

Diskussionspapier - Überschussstrom nutzbar machen: Optionen

Darin verweisen die Autoren darauf, dass der Ausbau für die Erzeugungssysteme von Strom aus erneuerbaren Energiequellen bis 2020 beim Doppelten des Bedarfs liegen dürfte. Sie schlagen daher vor, die Verbindung zwischen dem Strom-System und der Chemie intensiver ins Auge zu fassen und benennen 4, nach Exergie-Gesichtspunkten geordnete, Nutzungsstufen:

  1. Strom direkt als Strom nutzen
  2. Strom zu Wasserstoff und dessen direkte Nutzung
  3. Chemische Speicherung von Wasserstoff
  4. Rückverstromung

Da elektrischer Strom ein sehr "flüchtiges Element" ist, was im selben Moment genutzt werden muss in dem es verfügbar gemacht wird (Strom hat keine "Eigenspeicherfähigkeit"), stellt sich für ein auf erneubaren Energiequellen basierendes Energieversorgungssystem die Frage, wie mit Überschussstrom umgegangen wird (wenn also mehr Strom verfügbar ist als in dem Moment von sämtlichen Energieverbrauchern abgenommen wird) und wie sich die Energie vom Sommer in den Winter transferieren läßt. Abgesehen von allen (kurzsichtigen) Kosten-Diskussionen um die Energiewende liegt hier die zentrale Frage: Wie bekommen wir Energie aus energiereichen Zeiten in energiearme Zeiten transferiert? Die Autoren schlagen vor, den Strom zur Bereitstellung chemischer Substanzen einzusetzen und die Energie sozusagen in besonderen chemischen Verbindungen zu speichern.

Sie leiten daraus eine engere Verbindung zwischen chemieverabreitendem System und Energieversorgungssystem ab, fordern verstärkte Forschung in diesem Bereich und appellieren an die Politik, verläßliche Rahmenbedingungen zu schaffen. All diesen Forderungen schließe ich mich hiermit (als Nicht-Chemiker) ausdrücklich an.

Ich möchte die Diskussion um einen weiteren Aspekt anreichern. Im Herbst schrieb ich für die ENFO AG ein Papier zum Thema Methanisierung auf lokaler Ebene. Das Konzept der "Chemisierung" von Überschussstrom ließe sich prinzipiell in jeder Kommune anwenden, um eine lokale Struktur aufzubauen, die Sommerenergie in den Winter transferiert und Strom zur Anwendung im Wärme- und Transportbereich umzuwandeln. Dabei habe ich mich in folgendem Dokument von der Frage leiten lassen, wie ein lokales Energieversorgungs(sub)system gebaut sein sollte, wenn man "die Energiewende vom Ende her denkt". Das "Ende der Energiewende" wäre demnach jener Zeitpunkt, bei dem keinerlei (nuklear-)fossile Energieträger mehr genutzt werden. Die Methanisierung, die die o.g. Autoren ebenfalls vorschlagen und zu deren Umsetzung Kohlenstoff notwendig ist, müßte sich demnach mit lokal verfügbaren Kohlenstoffquellen zufrieden geben, um das natürliche System nicht zu übernutzen. Dazu bedarf es aus meiner Sicht eine Zwischenspeicherung von Kohlenstoff sowie eine auf Nachhaltigkeit ausgelegte Nutzung der lokalen nachwachsenden Biomasseerträge. Ich habe diesen Ansatz um ökonomische Möglichkeiten zur Nutzung erweitert und das Papier daher genannt:

Als Wirtschaftler interessiert mich dabei insbesondere die Verbindung zum Transportwesen und die Option, eine lokale Chemieindustrie aufzubauen.

Prof. Bertau von der Uni Freiberg schlug kürzlich im Interview mit dem MDR Figaro in eine ähnliche Kerbe, in der er Methanol als idealen Speicher aber auch als Grundinput für die chemische Industrie ansprach - eine Substanz auf die auch die DECHEMA-Autoren eingehen. Über Methanisierung als "Perspektive für eine Vollversorgung mit Erneuerbaren Energien" denken auch Beckmal et.al. (TU Dresden) nach.

Da es in der öffentlichen Debatte um die nächste Phase der Energiewende Exergiewende gehen sollte und nicht nur die Strompreise im Vordergrund stehen sollten, ist diese Diskussion dringend notwendig. Sie eröffnet hoffentlich einen "Ausgang" aus dem Im-Kreise-Drehen zwischen Politik und Vertretern der fossilen Versorgungsvorstellungen, denn sie verbindet die Nutzung von EE-Erzeugungsanlagen mit dem bestehendem, vielfach auf (Erd-)Gas beruhenden Energiesystem. Hier liegt die Chance, die Energiewende von der Konzentration auf die Erzeugungs-Anlagen hin zu einer Aufwertung der Speicher- und Umwandlungsanlagen weiterzuentwickeln.

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Die andere Seite des Peaks: Italiens Kollaps des Öl- und Gasverbrauchs

 

Ölverbrauch Italien

Italiens Peak Oil ist angekommen: Aus dem Blickwinkel des Ölkonsums sind wir zurück in 1967. Alle Daten in diesem Artikel stammen aus dem BP statistical review bis 2012, sowie aus verschiedenen Quellen für die 2013er Zahlen

Manchmal sieht Peak Oil wie ein intellektuelles Spiel aus, das Menschen weiterspielen indem sie debattieren, ob er erreicht wurde oder nicht. Doch der Punkt mit dem Öl ist nicht, wieviel davon irgendwo gefördert wurde, sondern wieviel man sich leisten kann, um es zu benutzen. Zumindest für Italien ist das Maximum des Ölverbrauchs bereits eingetreten, wie man in obiger Darstellung sehen kann. Es ist eindrucksvoll: Der Verbrauch ging um mehr als 30% binnen 10 Jahren zurück. Heute sind wir wieder beim Niveau von 1967. In 1967 war die italienische Bevölkerung 50 Millionen Menschen groß, gut 10 Millionen weniger als heute. Wir haben die andere Seite des Peaks tatsächlich erreicht und wir sehen kein Ende des Abstiegs. (mehr …)

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Shell im Umbau: Schwimmende Gasfabrik geplant

Der Ölkonzern Shell macht derzeit mit verschiedenen Meldungen auf sich aufmerksam:

Sieht so der Umbau eines Ölkonzerns in Zeiten des globalen Ölfördermaximums aus? (mehr …)

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Die Lira-Krise der Türkei und Peak Oil

Von 4,5 auf 10% hat die türkische Zentralbank den Leitzins in einem einzigen Schritt angehoben. Sie stemmt sich damit gegen den Kapitalabfluss aus dem Land, der in den vergangenen Wochen den Wechselkurs zwischen türkischer Lira und US-Dollar stark verändert hat. Kostete 1 US$ den Lira-Besitzer bis September vergangenen Jahres weniger als 2 Lira, so verteuerte sich der US$ bis Januar 2014 auf fast 2,50 Lira.

Die plötzliche Medienberichterstattung erinnert an Indien: Im August 2013, also kurz bevor auch die türkische Lira an Wert verlor, waren die Medien voll von Berichten über den Kursverfall der indischen Rupie. Eine Analyse der Ölförderung-/Ölimport-Situation Indiens ergab: Die in den vergangenen Jahren stark gestiegenen Ölpreise führten dazu, dass die indische Wirtschaft ein Drittel seiner Exporterlöse direkt wieder für den Import von Öl ausgeben musste. Da Import-Export-Aktivitäten eines Landes immer dann mit Wechselkurs-Veränderungen einhergehen, wenn die Auslandsgeschäfte nicht mit der inländischen Währung abgewickelt werden können, liegt der Verdacht nahe: Auch die Türkei hat ein Ölproblem.

Wie untenstehendes Diagramm zeigt, verbraucht die Türkei wesentlich mehr Öl, als im Land gefördert wird. Der Selbstversorgungsgrad 2012 lag unter 10%: Über 600.000 Barrel werden seit 1996 täglich verkonsumiert (rote Kurve, linke Achse), während die Ölförderung ihr Maximum 1991 mit 81.000 Barrel Tagesförderung überschritt und 2012 bei niedrigen 56.000 Barrel lag (blaue Kurve, linke Achse):

Ölförderung, Ölverbrauch und Ölimportkosten Türkei

Die "Lücke" zwischen den beiden Kurven ist, was das Land importieren muss: Über 90% des Bedarfs.

Auch wenn die Kalkulation nicht korrekt ist, weil die Türkei auch größere Mengen raffinierte Treibstoffe (Benzin/Diesel/Kerosin) und nicht nur Rohöl importiert, zeigt die vereinfachte Rechnung dennoch das Problem: Die Importkosten für die Treib- und Heizstoffe explodierten mit dem Ölpreisanstieg von 2004 (gelbe Kurve, rechte Achse). 2011 und 2012 (und vermutlich auch 2013, die Zahlen liegen noch nicht vollständig vor) kostete der Ölimport jährlich über 25 Milliarden - zu zahlen in US-Dollar. Die Verfünffachung der Kosten binnen etwa 10 Jahren bei nahezu gleichbleibendem Ölverbrauch ist eine extreme Belastung.

Oberflächlich scheint das seit 3 Jahren relativ stabile globale Ölpreisniveau von 100 US$ pro Barrel keine Probleme zu machen. Das gilt aber offenbar nur für die Lebenswirklichkeit in Deutschland. Aus globalökonomischer Perspektive zeigt das Beispiel der Türkei (und Indiens) sehr anschaulich: Inzwischen müssen alle Ölimportländer seit 3 Jahren extrem hohe Kosten schultern, während eine Verringerung des Ölbedarfs offenbar nicht so einfach möglich ist.

Doch die systemische Reaktion ist bereits sichtbar, auch wenn sie mit Verzögerung einsetzt: Der Absturz des Lira-Wertes wird Öl für Lira-Besitzer noch teurer machen, als der in US$ gemessene Ölpreisanstieg. Zum Dollar-Anstieg seit 2004 multipliziert sich nun die Währungsabwertung hinzu. Dieser Wertverfall der Währung ist aus Ölgesichtspunkten nichts anderes, als die Einpreisung der Importabhängigkeit. Während der Petro-Dollar weiterhin den Vorzug genießt, Öl quasi "innerhalb des Währungsraumes handeln zu können" und damit keine Wechselkursrisiken "Öl zu Dollar" bestehen, hat jede andere Währung das Problem, ein Doppel-Risiko aushalten zu müssen: "Währung zu Dollar zu Öl". Die zweite Komponente des Risikos schlägt sich nun, nach dreijähriger Hochölpreis-Phase in den Wechselkursen nieder.

Öl wird für viele Türken teurer werden. Zwei mögliche Auswege gibt es daraus:

a) Die Ölnachfrage im Land sinkt, was die Transportleistung des Transportsektors schrumpft und damit auf Arbeitsteilung und Wirtschaftsdynamik rückwirkt - Ergebnis: Wirtschaftskrise.

b) Die türkische Wirtschaft schwingt sich zu einem Export-Schub auf, der die Ölimportkosten relativiert und den Wechselkurs dämpft.

Punkt b) ist in einer Welt unwahrscheinlich, in der die Mehrzahl der Länder dieselben Probleme hat: Als Netto-Ölimporteure suchen sie nach Strategien, mehr zu exportieren. In einer globalen Binnenwirtschaft ruft jedoch der Export des einen Wirtschaftsraums immer einen Import in einen anderen Wirtschaftsraum hervor. Es können schlicht nicht alle Länder Exportüberschüsse erwirtschaften, ohne dass andere Länder zugleich Exportunterschüsse/Importüberschüsse "erleiden". Der Rückgang der Ölnachfrage in der Türkei ist damit wahrscheinlich. Dieser wird in der Türkei als Krise wahrgenommen und es bleibt zu hoffen, dass die Krise als Transformationsprozess hin zu einer ölunabhängigeren Wirtschaftsweise genutzt wird.

Als Fazit muss gezogen werden: In historischen Maßstäben gemessen befinden wir uns bereits am Gipfel der globalen Ölförderung. Das US-Fracking liefert Peanuts im Vergleich zum weltweiten Ölverbrauch von über 80 Millionen Fass Öl am Tag - und sein Peak ist ebenfalls absehbar. Noch geht zwar die globale Ölfördermenge nicht (in den Statistiken) sichtbar zurück, aber das Preisniveau sorgt dafür, dass die Nachfrage sich bereits an den künftigen Abschwung der Förderkurve anpasst. (Die ersten Peak-Demand-Diskussionen kommen bereits auf, auch wenn der Unterton dieses Begriffs bislang ist: Die Nachfrage nach Öl geht "freiwillig" zurück, nicht etwa wegen nachfragesenkenden Krisenerscheinungen.)

Zuerst betroffen sind jene Länder, die hohe Ölimportquoten bei schwacher Exportwirtschaft kombinieren. Das mag auf den ersten Blick gut für Bewohner des exportstarken Deutschlands klingen, doch das stimmt nicht. Die deutsche Wirtschaft ist nur deshalb so exportstark, weil andere Länder so exportschwach/importstark sind. Mit 9% Importanteil am türkischen Gesamtimport ist die deutsche Wirtschaft auf Platz 2 der türkischen Lieferanten. Da die Lira-Krise den Import für Türken verteuert, wird die türkische Währungskrise auch Rückwirkungen auf den Exportweltmeister Deutschland haben. Wenn die Türkei ihre Importe zurückschraubt, weil sie durch den Währungsabsturz zu teuer werden, schrumpfen mit einiger Wahrscheinlichkeit auch die Exporte Deutschlands in das Land. Es sei denn, die deutsche Wirtschaft liefert Produkte, die den Transformationsprozess hin zu einer postfossilen Wirtschaft ermöglichen.

Größter Importeur in die Türkei war laut CIA-Factbook übrigens Russland. Wir dürfen raten, was die Russen insbesondere liefern...

PS: Die bei der EIA abrufbaren Monats-Daten zur Ölförderung in der Türkei liefern seit Januar 2011 übrigens ein seltsames Bild: Alle Zahlen enden auf 896 und es ändert sich nur der Tausender-Bereich zwischen 54 und 59, also sowas wie: 54.896, 58.896, 55.896. Wie "echt" diese Daten wirklich sind, dürfte wohl erst in ein paar Jahren sichtbar werden, wenn die türkischen Behörden ordentliche Statistiken liefern oder die EIA Zahlen ordentlich einpflegt. Türkischsprachige Leser können gern versuchen, mal auf den offiziellen Seiten der türkischen Behörden Daten zu bekommen...

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BGR-Energiestudie 2013: Zwischen gigantischen fossilen Ressourcen und nahender Ölknappheit

Unsere Lebensweise stützt sich auf fossile Energierohstoffe. Für Deutschland beobachtet die "Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe" (BGR) mit Sitz in Hannover die Versorgungslage mit diesen Rohstoffen. Seit 1976 über 17 mal und seit 2004 jährlich erstellte die Behörde eine Energiestudie mit dem Untertitel "Reserven, Ressourcen und Verfügbarkeit von Energierohstoffen". Darin wird erläutert, wie sich die aktuelle Versorgungslage aus geologischer Sicht entwickelt. Die diesjährige Studie leitet mit dem Satz ein:

"Ein globales Maximum der Erdölproduktion, auch bekannt als „Peak Oil“, rückt näher."

In erster Linie dienen die jährlichen Analysen der Beratung des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWi), kurz: Dem Wirtschaftsministerium. Seit dem Mitgliederentscheid der SPD ist klar, dass dieses Ministerium in der kommenden Regierungsperiode vom SPD-Chef Sigmar Gabriel geleitet wird und dass die Energiepolitik des Landes ebenfalls in diesem Ministerium konzentriert wird. Die neue BGR-Studie enthält also Fundamental-Informationen für dieses Ressort und wird dort hoffentlich intensiv diskutiert. (mehr …)

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80% der deutschen Wohnungen heizen direkt mit Öl oder Gas

Obwohl Ölheizungen kaum noch in neu gebauten Wohnungen verbaut werden, heizt fast jede dritte Wohnung in Deutschland weiterhin mit Heizöl. Wie untenstehende Abbildung aus dem jüngsten Quartalsbericht der AG Energiebilanzen zeigt, waren 2012 immer noch 29% aller deutschen Wohnungen mit einer Ölheizung ausgestattet. Fast jede zweite Wohnung heizt mit Gas:

Beheizungsstruktur des Wohnungsbestandes 2013

Während der Anteil der Ölheizungen im Wohnungsbestand seit 1995 langsam aber stetig abnimmt, nahm der der Gasheizungen immer weiter zu, auch wenn sich langsam ein Maximum herauskristallisiert. Direkt mit fossilen Energien werden 80% der deutschen Wohnungen beheizt. Der Anteil von Fernwärme blieb bei leicht steigender Tendenz nahezu unverändert, Festbrennstoffe nahmen stark ab (Vermutung: Kohle raus). Dder Anteil der Wärmepumpen am Gesamtbestand ist so gering, dass die Zahlen neben das Diagramm gesetzt wurden. Immerhin hat dieser Bereich den größten Zuwachs, auch wenn bislang weniger als 1% des Wohnungsbestandes hauptsächlich Umgebungswärme zum Heizen nutzt. Hinzu kommen zehntausende kleinere Solarthermie-Anlagen, die jedoch meist als Heizunterstützer dienen und selten Haupt-Wärmequelle sind.

Zwischen 1995 und 2012 kamen trotz stagnierender Einwohnerzahl in Deutschland 3,1 Millionen Wohnungen dazu. Die Vereinzelung nimmt zu, die Wohnfläche pro Kopf ebenfalls. Europas Überschreiten des Peak Oil und Peak Gas hat sich in der Heiztechnik im Wohnungsbestand bislang nicht wirklich niedergeschlagen.

Anderes:

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2013: Kaum noch Ölheizungen in Neubauten

Die AG Energiebilanzen hat ihren Quartalsbericht 4/2013 veröffentlicht. Darin läßt sich ablesen, dass nur noch in 0,7% aller im Jahr 2013 gebauten Wohnungen Ölheizungen eingebaut werden. Vor 2004 waren es noch über 10%:

Beheizungssysteme in neuen Wohnungen 2013

Auch Gasheizungen sind in Neubauten massiv rückläufig. Bis 2005 waren 3 von 4 Heizungen gasbetrieben, seit 2009 ist nur noch jede zweite neue Wohnung mit einer Gasheizung ausgerüstet. Die Lücke, die die fossilen Energierträger lassen, wird insbesondere von Wärmepumpen (von unter 10% bis 2005 auf fast ein Viertel ab 2009), Fernwärme (unter 10% bis 2006, ein Fünftel ab 2013) sowie Holz (Null bis 2003, über 5% ab 2009) gefüllt. Auffällig ist: Das Hochpreisjahr 2008, als der Ölpreis zwischenzeitlich über 140 US$ stieg, hat im Heizungsmarkt für eine grundlegende Verschiebung gesorgt. "Peak Ölheizung" wurde überschritten. Der bestehende Heizöl-Markt bedient also nur noch Altanlagen und Gewerbe.

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Studienvorstellung: Peak Oil und Thüringen

Im Auftrag der Fraktion Bündnis90/Die Grünen im Thüringer Landtag habe ich in einer Studie die Frage bearbeitet, wie gut Thüringen auf steigende Ölpreise oder Ölverknappung vorbereitet ist.

Einige Ergebnisse in Stichworten:

  • 63% der Thüringer Beschäftigen pendeln zur Arbeit in eine andere Kommune
  • 98,5% der PKW-Flotte sind mineralölbetrieben
  • 99,1% der Nutzfahrzeugflotte sind mineralölgetrieben
  • 200.000 Wohnungen (insbesondere 25% der 1- und 2-Familienhäuser) werden mit Heizöl geheizt
  • von den 100 größten Thüringer Unternehmen antwortete kein einziges auf unseren Fragebogen

Die Studie wird am 5. Februar 2014 in Erfurt vorgestellt:

  • 16 bis 19 Uhr, Thüringer Landtag, Raum F004
  • Begrüßung durch die Fraktion
  • Vorstellung der Studienergebnisse
  • Impulsreferate: „Wie gut sind Unternehmen und Kommunen in Thüringen auf steigende Ölpreise vorbereitet?“
    • Kathrin Hoyer (Beigeordnete der Stadt Erfurt, Dezernat Wirtschaft und Umwelt)
    • Nikolaus Huhn (Energie gewinnt!)
    • Cecilia Michel (IHK Erfurt, Abteilungsleiterin International – Innovation und Umwelt)
  • Abschlussdiskussion bis etwa 19 Uhr

Die Veranstaltung ist öffentlich und kostenfrei. Ich lade hiermit insbesondere Thüringer Interessierte dazu ein, hinzukommen, mitzudiskutieren und diese Einladung zu verteilen.

Um Anmeldung wird gebeten: 0361 - 377 26 90 oder per Mail, mehr Infos auf der Webseite.

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Dresden: Bei Stromausfall treibstofflos

Resilienz ist die Fähigkeit eines Systems, Störungen zu tolerieren.

Wir alle sind auf funktionsfähige Systeme angewiesen, an denen wir angedockt oder in die wir eingebettet sind. Das Dorf oder die Stadt, in der jede(r) von uns lebt, ist solch ein System. Ich will inzwischen wissen: Wie resilient ist meine Stadt?

Daher habe ich im Dezember eine Anfrage formuliert und über die Stadtratsfraktion Bündnis Freie Bürger an die Stadtverwaltung Dresden gestellt:

  • Wie lange können die Notstromaggregate der Dresdner Krankenhäuser diese im Fall eines längeren Stromausfalls versorgen?
  • Welche Einschränkungen sind im Notstrombetrieb hinzunehmen?
  • Wie viele der Dresdner Tankstellen können im Fall eines Stromausfalls dennoch Treibstoffe an Kunden ausgeben? Wie viele nicht?
  • Welche Treibstoffkapazitäten (in Liter und Streckenkilometer) halten die Dresdner Feuerwehren und die Dresdner Polizeistationen bereit, um ihre Grundfunktionen zu erfüllen?
  • Wie sichern Polizei und Feuerwehren ihre Funktionstüchtigkeit bei Stromausfall ab? Welcher Stromausfallzeitraum kann mit den vorhandenen Mitteln überbrückt werden?

Die Antworten sind jetzt öffentlich, insbesondere jene auf Frage 3 ist aus Sicht der Treibstoffversorgung interessant:

Keine der öffentlichen Tankstellen im Stadtgebiet ist in der Lage, bei Stromausfall Treibstoffe zu verkaufen.

Bleibt zu hoffen, dass die steigende Zahl an Eingriffen ins Stromnetz nicht dazu führt, dass wir einmal einen längeren Blackout ertragen müssen. Dafür ist nicht vorgesorgt.

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Das Peak-Oil-Problem lösen

Ich habe sehr viel Spaß, bei Vorträgen über Ölförderraten und Förderkurven, über Förderrückgänge in ausgewählten Ländern und geopolitische Risiken die anschließende Frage in den Raum zu stellen:

in-welcher-stadt-dieses-planeten

(mehr …)

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