.... und "Reserve" heißt immer noch "Reserve". Die sind nicht dazu da um Grundlast abzusichern, sondern ungeplante Ausfälle.
Das stimmt so nicht, Kälteperioden im Winter und sogar Wirtschaftswachstum (fuck yeah, Kapitalismus) oder Brennstoffkosten werden unter anderem als Gründe dafür genannt das diese Kraftwerke aktiviert werden können, die sind also für gewisse Zeiträume durchaus dafür gedacht Grundlast zu decken:
Gründe dafür, in Kaltreserve befindliche Kraftwerke zu reaktivieren, können u. a. sein:
-Wirtschaftswachstum,
-der Ausfall großer Kraftwerke durch Defekte, Störfälle...
-Änderung der Brennstoffkosten
-Kälteperioden im Winter
150 GW PV (aktuell 54GW) sollen bis 2030 montiert werden. Windkraft an Land soll 95GW (aktuell 55GW) erreichen. Auf dem Meer sollen bis 2030 20GW (aktuell 6,5) erreicht werden.
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Naja, alles was wir hier annehmen ist viel Spekulatius, dir ist das ja vermutlich selber klar, aber es gibt da verschiedene Prognosen für die Zukunft die davon abhängig sind welche Rahmenbedingungen bzw welches Szenario etc man dabei wählt, bei Fraunhofer bzw energy-charts unter dem Szenario "Referenz" werden etwa 200GW PV und etwa 144GW Wind für 2030 genannt...
...das würde bedeuten das wir hochgerechnet von dem aktuellen Anteil EE im Dezember 2021 (26% Wind, 7,6% Biomasse, 4,1% Wasser und 1,6%PV) etwa 58,5% Wind und 5,5%PV hätten, also immerhin 64% Wind + PV sowie zzgl. die 11,7% Biomasse + Wasser, wären also nach diesem Szenario etwas über 75% EE in Dezember 2030, würden also in der Theorie nur 25% Restenergie bleiben die wir (wenn wir zu dem Zeitpunkt keine anderen Kraftwerke hätten, die werden wir aber noch haben) über Speicher abdecken müssten.
Viel interessanter ist daher bei dieser Generatorleistung die Erzeugung im Sommerhalbjahr, da hätten wir von April bis Oktober fast durchgehend eine EE Leistung welche zwischen 110-130% der aktuellen Erzeugung liegen würde, wir müssten also bis dahin entweder anfangen den Verbrauch aus dem Winter in diesen Zeitraum zu legen oder alternativ diesen Überschuss an Energie langfristig als Gas zu speichern(oder von beidem etwas)...und auch dazu gibt es verschiedene Szenarien die sehr weit auseinandergehen, bei "Referenz" gehen die bei Fraunhofer davon aus das 2030 etwa 11,4GW Wasserstoff+Methan Elektrolyseure installiert sind, bei dem Szenario "Inakzeptanz" wären es sogar 57,8GW...und das wäre technisch anscheinend durchaus machbar, aber wie der Name schon sagt wäre die Akzeptanz für so ein Szenario in der Bevölkerung nicht sehr groß. Allerdings müssen wir mMn um den Klimawandel zu verhindern leider durchaus solche unbeliebten Maßnahmen treffen...mit 57GW Elektrolyseure hätte man rein technisch eine Generatorleistung die in der Größenordnung der Übertragungskapazität von Nord-Stream2 liegt (55GW), aber wegen den grob 50% Wirkungsgradverlust (über die du dir hier ja auch schon Gedanken gemacht hast) wären es gerade mal so knapp 29GW maximal möglicher Output, damit könnten wir uns zwar noch nicht selber versorgen, aber es würde unsere Abhängigkeit von Gas doch schon etwas verringern.
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Wie man leicht erkennt erhöht sich im Agora-Szenario 2030 zwar die Erzeugung, aber auch der Verbrauch. Man erkennt, dass 100GWh Akkuleistung schon am ersten Tag, auch bei voller Ladung innerhalb von 2 Stunden komplett werden werden würden.
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Naja, alles worüber wir hier spekulieren ist nur Theorie, aber unter dem Szenario "Referenz" werden bei Fraunhofer für 2030 neben den 100GWh stationären Speicher nochmal grob 140GWh mobiler Speicher (also E-Autos die am Netz hängen) sowie 50GWh Pumpspeicher genannt, damit kommt man auf fast 300GWh Speicher...
...und könnten bereits größere Zeiträume abdecken, mal als Beispiel, wir hatten jetzt am Montag dem 20.12.2021 (also einer der Tage mit der kürzesten Sonnenscheindauer) gegen Mittag immer noch 14,4GW PV bei 58GW Generatorleistung, hochgerechnet auf 200GW Generatorleistung wären das gegen Mittag fast 50GW PV gewesen, zusätzlich mit Wind, Wasser und Biomasse wären es dann sogar 63GW gewesen, gegen Mittag also fast 100%EE.
Und in der Nacht waren es z.B. 14GW Wind, hochgerechnet auf die 144GW Generatorleistung wären das etwas über 30GW Wind zzgl Wasser und Biomasse gewesen, also etwa 37GW bei einem Verbrauch von etwa 45-50GW.
Geht man also bei 300GWh Speicher von einer Dauerleistung von 15-20GW aus kommt man auf eine Betriebsdauer von 15-20 Stunden. Für die kurzfristigen Tageszyklen wäre das schon mehr als ausreichend, dieser Speicher ist ja nicht für lange Zeiträume gedacht, für dieses Problem müssen wir wie gesagt die Überproduktion im Sommerhalbjahr nutzen, Gas erzeugen, im Gasnetz bzw den Gasspeichern einlagern und dann mit den Gaskraftwerken im Winter wieder zu Strom machen, dafür haben wir ja sogar schon 30GW Gaskraftwerke rumstehen.
Bleiben wir mal bei wöchentlichen 6.720 GWh Stromspeicherbedarf. Nach den Zahlen, die ich auf die Schnelle ermitteln konnte liegt der Wirkungsgrad des Prozesses Strom zu Wasserstoff zu Strom derzeit bei ungefähr 50%. Das heißt für 6.720GWh Strom im Winter benötige ich 13.440 GWh Strom im Sommer... bzw. 13.440GWh generellen Herstellung. Bei 1.000Vh/a PV und einer Kennzahl von 200KWh
pro m² und Jahr mal 0,7 (Modulabstand), bedeutet das für diese eine Woche einen Flächenverbrauch von 96.000.000m² oder 96 Quadratkilometer. Das ist in etwa die Flächengröße der Großstadt Kassel und gleichzeitig bereits ein Viertel (13,44 GW) der bislang installierten Generatorleistung.... für eine eher milde Woche Stromversorgung im Dezember 2030. Man könnte das wahrscheinlich innerhalb eines Jahres zubauen.... aber man ist auch jetzt im Sommer noch nicht klimaneutral. Bei 20GW bis 25GW käme man der Sache allerdings schon näher...
Basierend auf den Zahlen die ich da verwende könnte man im Sommerhalbjahr 2030 durchaus bereits einen Teil zum einspeichern im Gasnetz für den Winter verwenden. Hochgerechnet vom Mai 2021 lägen wir z.B. bei 133% EE, bei aktuell 39TWh Verbrauch/Erzeugung wären das also fast 52TWh EE, würde man den aktuellen Verbrauch abziehen hätte man etwa 13TWh EE Strom über, abzüglich den 50% Wirkungsgradverlust könnte man also in diesem Monat etwa 6,5TWh in das Gasnetz einspeichern.
Eigentlich kann man sogar schon im April anfangen, da hätten wir 115,5% EE und hätten abzüglich dem aktuellen Verbrauch 6,4TWh über, wir könnten also ab April ein paar TWh in das Gasnetz einspeichern. In 2030 könnte man damit dann (bei etwa 57GW Elektrolyseure) im Sommerhalbjahr bereits grob 25-30TWh Gas aus EE Strom erzeugen.
Bis 2035 würde die Leistung der EE und Elektrolyseure den genannten Szenarien nach dann nochmal deutlich ansteigen und würde zu einer deutlich größeren Menge an Überschussenergie führen die wir im Sommerhalbjahr einspeichern können, da würden wir dann grob abgeschätzt so Richtung 100TWh kommen, wenn ich mich richtig erinnere hat unser Gasnetz bzw Gasspeicher irgendwie so 220TWh Kapazität, damit könnte man die Hütte also dann fast halb voll machen.