Was ist Was? Energiegewinnung

[St0ckf15h]

Hast nen Rechenfehler @BlackStarZ, 3,2 GW liefern im Jahr 28,032 TWh, also alles folgende um den Faktor 10 kleiner.

Tatsache. Wie peinlich

Dann füge ich später mal noch die Kosten ein für Ersatzkraftwerke und Netzausbau, mal schauen.

Dass das auch Folgekosten mit sich bringt ist mir schon klar, aber ich glaube, wir stimmen insofern in dem Punkt überein, dass aktuell Kraftwerksneubauten bei Kernspaltungsanlagen nicht der Punkt sind, welcher langfristig billigen und klimaneutralen Strom liefern würde.

[BlackStarZ]

Danke nochmal @St0ckf15h für den Hinweis zum Rechenfehler!

Ich fange noch mal neu an und ergänze:

Fakt ist:
Im einen Fall muss ich nur die Investition in die Erzeugung machen, im Falle von erneuerbaren kostet mich jedes neue Prozent zusätzlich Geld um Netze entsprechend auszubauen und Regelreserven aufzubauen. Das heisst, ich muss für 3,2GW Windkraft noch mal 3,2GW an thermischen Kraftwerken vorhalten um das kompensieren zu können, wenn der Wind nicht weht. Dazu wie gesagt noch teurer Netzausbau um die Energie dann auch transportieren zu können von der WKA.

Und zu berücksichtigen ist:
Die Kosten für jedes neue Prozent erneuerbare sind nicht gleichbleibend, sondern steigen exponentiell.


3,2GW dauerhafte Leistung macht theoretisch 28.032GWh im Jahr, wenn es 100% durchlaufen würde.

Für Windkraft:
Als Quelle verwende ich dieses mal:
https://www.windguard.de/veroeffentlich ... 202020.pdf

Ich beziehe mich dabei auf Tabelle 8
Zubaupotenzial und Bestandsanlagen im Jahr 2030 - Zubaupotenzial innerhalb ausgewiesener Windflächen
59GW entsprechen da 153TWh/a
Daraus folgt, das wir etwa 10,81GW installierte Leistung benötigen um die entsprechende Jahresenergiemenge zu erreichen.
Demnach brauchen wir für den Ersatz eines Atomkraftwerkes 2162 WKA.
Wohlgemerkt, wir reden hier von JAHRESENERGIEMENGE.

Während das Atomkraftwerk immer 100% Grundlast liefert und somit kein Problem darstellt, kann solch ein Windpark zwar den durchschnittlichen Jahreswert an Ertrag bringen, aber zwischenzeitlich muss das Netz in der Lage sein 10,81GW aufzunehmen, wenn alle WKA mit voller Leistung laufen würde.
Was natürlich nicht passiert, denn die werden abgeregelt.

Wir schauen uns die Kosten an:

Inzwischen sind die Preise für den Bau einer Windenergieanlage noch weiter gesunken. Mittlerweile betragen die Kosten für die Errichtung, inklusive Montage und Abnahme, zwischen 600 und 870 Euro pro Kilowatt installierter Leistung. Dies gilt allerdings nur für Anlagen in einer Größenordnung von 100 bis 1000 Kilowatt. Bei größeren Anlagen liegen die Preise derzeit zwischen 770 und 1030 Euro pro Kilowatt Leistung.

Wir rechnen mit dem Mittelwert = 900€/KW Leistung
Eine Anlage kostet also 4,5 Millionen Euro
21.646 Windkraftanlagen kosten 9,3Mrd. €


Ein weiterer Kostenfaktor:
Atomkraftwerke können bis zu 50-Jahre und moderne vielleicht sogar noch länger laufen

Eine Windkraftanlage läuft maximal 20-Jahre und ist danach ausser Betrieb.
https://www.rnd.de/politik/frankreich-a ... gt%20wurde.
Wir müssen also fairerweise die Investitionskosten mit dem Faktor 50/20 bei WKA multiplizieren um das Atomkraftwerk ersetzen zu können.
Damit wären wir bei 23,25Mrd.€

Jetzt bleiben noch zwei wichtige Fragen offen:
Kosten für Betrieb und Instandhaltung, die werden bei WKA mit Sicherheit viel höher liegen.
Brennstoffkosten, hat nur das AKW

Ich zitiere für Wind:

Nach zwei Studien der Deutschen WindGuard von 2013 und 2015 steigen die Wartungs- und Instandhaltungskosten nach zehn Jahren Betriebsdauer um 40 %, von 10,5 auf 14,7 €/MWh, und machen demnach 44 % - 55 % der gesamten Betriebskosten aus.

https://www.wind-energie.de/themen/anla ... sten%20aus.

14,7€/MWh bei 50-Jahren Betrieb machen nach meiner Rechnung am Ende 20,6Mrd.€
Lesen wir den Text aufmerksam, können wir feststellen das der gleiche Betrag noch mal irgendwo für weitere Betriebskosten drauf geht. Welche auch immer das sein mögen.
Also nochmal 20,6Mrd€.

Dann liegen die WKA Anlagen nach 50-Jahren bei 64,45Mrd.€

Jetzt kommt das Problem, dass wird die fehlende Leistung bei Flauten auch bereitstellen müssen!
Wir sind so fair und sagen wir müssen nur die 3,2GW aus dem Atomkraftwerk äquivalent ersetzen, wenn die WKA nicht läuft.
https://iea.blob.core.windows.net/asset ... y-2020.pdf
Seite 43 Overnight Costs
Da kommt es drauf an was wir bauen... Am wahrscheinlichsten wäre erstmal Gaskraftwerke ohne Fernwärme.
Die Mediankosten liegen da bei 955$/kWe - Wechselrate 0,85
Zusatzkosten liegen also bei 2,6Mrd.€
Dazu kommen dann auch Brennstoffkosten und Wartung/Instandhaltung...

Brennstoff liegt bei 8$/MBTU
Umrechnungsfaktor MBTU / MWh = 3,412 - 1MWh entspricht also 3,412 MBTU
Wir liegen also bei 1,99€/MWh

Die Frage ist: Was ersetzen wir eigentlich? Die Jahresmenge haben wir ja bei den WKA also fehlt uns bilanziell ja nichts.
Dennoch laufen die Anlagen selbstverständlich. Ist ein doofes Beispiel und schwer zu erfassen an der Stelle.
Ich schlage vor wir betrachten die theoretisch fehlenden Volllaststunden, wenn wir nur 3,2GW Windenergieanlagen hätten um ums dem zu nähern!.
Dann fehlt uns also Faktor 10,8GW-3,2GW/10,8GW = 0,703 der Jahresenergie die wir ersetzen müssten. Umgerechnet wären das also 2628 Volllaststunden - Passt.
Macht Brennstoffkosten von 1,96Mrd.€
Laut dem Bericht liegen die Kosten für O&M bei 6%, wobei der Invest bei 12% liegen soll. Wir sagen also Investkosten/2 = 1,3Mrd.€

Wir rechnen nochmal zusammen:
64,45Mrd.€ + 2,6Mrd.€ + 1,96Mrd.€ + 1,3Mrd.€ = 70,31Mrd.€


(Zu Atomkraft Brennstoffkosten auf Seite 39)
7$/MWh für Beschaffung und nochmal 2,33$/MWh
Wechselkurs im Dokument 0,85
5,95€/MWh + 1,981€/MWh = 7,931€/MWh
Macht 11,11Mrd.€ Brennstoffkosten auf 50-Jahre

Im Dokument von 2010 erfahren wir auf Seite 24
https://iea.blob.core.windows.net/asset ... _costs.pdf

Investment costs represent by far the largest share of total levelised costs, around 60% on average, while O&M costs represent around 24% and fuel cycle costs around 16%

Also kostet uns Wartung+Instandhaltung nochmals 11,11Mrd.€ * 24/16 = 16,66Mrd.€

Wir rechnen zusammen:
54Mrd.€ + 11,11Mrd.€ + 16,66Mrd.€ = 81,77Mrd.€ Atomkraft vs. 70,31Mrd.€ Windkraft

Was hier noch nicht enthalten ist:
Kosten für den Netzausbau

Das würde pro Jahr Kosten von 19,5 Milliarden Euro bis 2032 und ab dann noch 14,9 Milliarden Euro bis 2037 bedeuten. Doch jetzt hat die Bundesnetzagentur die eigenen Zahlen nach oben korrigiert. Als plausibel gelten nun Kosten von 300 Milliarden Euro für die Übertragungsnetze und Stromtrassen und 150 Milliarden Euro für die regionalen Verteilnetze. Allerdings sind diese Kosten nicht mehr bis 2032 oder 2037 kalkuliert, sondern bis 2045.

https://www.focus.de/finanzen/steuern/r ... 08878.html

Wir haben nach deinem eigenen Chart noch 40,3% offen zu 100% erneuerbar. Das sind also 176TWh/a
59GW entsprechen 153TWh/a ,also brauchen wir (nur auf Wind bezogen, nicht ganz fair) 67,8GW.

Wir verursachen also Kosten von 300+150 Mrd.€ = 450Mrd.€ für den Netzausbau zur Integrierung zusätzlicher erneuerbarer von 67,8GW
Runter gerechnet auf unseren 10,8GW Windpark um das Atomkraftwerk abzudecken macht das zusätzliche 71,68Mrd.€ für den Netzausbau


Am Ende stünde dann:
81,77Mrd.€ Atomkraft vs. 70,31Mrd.€ Windkraft + 71,68Mrd.€ Netzausbau = 141,99Mrd.€

Das ist keine wissenschaftliche Berechnung und dient nur dazu, um überhaupt Größenordnungen zu bekommen

Sieht irgendwie gar nicht so günstig aus für Erneuerbare.

[Certa]

Wow, Dankeschön!

Aber müsste man für diese Rechnung die indirekten Kosten wie StaatsHaftung/Versicherung, kosten Rückbau, Entsorgung/Endlager, Subventionen /Steuervergünstigungen, Förderwert Rückstellungen usw usw auch mit berücksichtigen?

[St0ckf15h]

Atomkraft alleine ist aber auch nicht spitzenlastfähig, heißt eine entsprechende Kapazität wirst du auch da vorhalten müssen.

Was die Erschließungskosten angeht, diese werden wohl bei Neubauten von Windparks stärker ins Gewicht fallen als bei nachfolgenden Umrüstungen. Aber können wir ja mal vereinfacht so stehen lassen wie von dir berechnet, da auch der Euro in 20 Jahren nicht mehr dieselbe Kaufkraft haben wird.


Netzausbau ist natürlich ein Thema, dass auch berücksichtigt werden muss. Auch inwiefern da Wartungs- und Instandhaltungskosten mit der steigenden Kapazität mit zusammenhängen.

Bin da echt gespannt, wie sich das Ganze in paar Jahren darstellen wird, Deutschland kratzte ja schon 2023 an den 60% Strom aus erneuerbaren und wenn sich der Trend so fortsetzt, dann wird es bis zu den 70-80%, wo es dann ja kritisch werden soll, nicht mehr lange dauern. Und auch, ob der europäische Verbund unterschiedlicher Strategien dabei helfen wird, dass am Ende alle profitieren, oder ob es klare Gewinner und Verlierer geben wird.

[BlackStarZ]

Wow, Dankeschön!

Aber müsste man für diese Rechnung die indirekten Kosten wie StaatsHaftung/Versicherung, kosten Rückbau, Entsorgung/Endlager, Subventionen /Steuervergünstigungen, Förderwert Rückstellungen usw usw auch mit berücksichtigen?

Das sind alles Themen, die ebenfalls beleuchtet werden müssten, völlig klar.
Das sprengt dann aber einen LiLo Beitrag.
Ich bin auch nicht 100% zufrieden mit meinem Beitrag, ich musste ja auch viele Annahmen treffen die auch nicht 100% die Realität abdecken.

Ich war aber selber etwas überrascht wie sich das alles so zusammen setzt und gegenüber gestellt ausschaut in echten Kosten
Oftmals kenne ich auch nur spezifische Kosten, weil das für uns Ingenieure interessanter ist.

Atomkraft alleine ist aber auch nicht spitzenlastfähig, heißt eine entsprechende Kapazität wirst du auch da vorhalten müssen.

Das ist korrekt, aber in dem von mir beschriebenen Szenario geht es ja nicht um Spitzenlastdeckung, sondern um Ausgleich fehlender Leistung von Windkraft.
Die Annahme war ja, wir würden von Grundlast 100% ausgehen. Sonst wird alles noch komplizierter

Noch realitätsnäher wäre der Vergleich wahrscheinlich, wenn wir 3,2GW Windpark installieren + 3,2GW Gaskraftwerk. Dann setzen wir 30% Volllaststunden Windpark an und die restlichen 70% kommen aus Gas.

Dann könnten wir sogar einen Teil der Rechnung behalten und den Windpark einfach kleiner machen. Aber: Wir würden dann das Ausbauziel 100% Erneuerbare nicht erreichen. Wenn ich nur 30% Volllaststunden habe, können daraus keine 100% werden

Ich müsste eigentlich in diese Rechnung noch Energiespeicher integrieren für 100% erneuerbare, was ja auch Power to Gas + Gaskraftwerke sein soll (Wasserstoff)

Das macht das ganze aber noch teurer.

[GastXY]

Ich sehe noch keine wirkliche Lösung für die wind- und sonnenarmen Tage. Da kommt nur Kernkraft in Frage, wenn man von Kohle und Gas weg will. Oder man sitzt einfach mehrmals im Jahr im Dunkeln.

Schrumpfen ist die Devise, siehe Aussagen der linksextremen grünen Vordenkerin Ulrike Herrmann

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