Am Wed, 02 Feb 2011 21:41:04 +0100 schrieb Joachim Pimiskern:
Das kann man so allgemein nicht sagen. So wie die Stromspeicherung aktuell läuft, ist das wohl korrekt, denn der in Braunkohle- und Atomkraftwerken zu Niedriglastzeiten produzierte Strom wird zu Preisen unter 1 Ct/kWh gehandelt. Wenn die Speicherung nur 40% Wirkungsgrad anstatt die 80% des Pumpspeicherkraftwerks hat, dann bedeutet des lediglich, dass sich die Kosten des Stromeinkaufs pro kWh z.B. von 0,8 Ct auf 1,6 Ct verdoppeln. Das ist bei Kosten der Speicherung von 3 bis 4 Ct/kWh im Pumpspeicherkraftwerk fast belanglos, wenn der Strom dann als Spitzenlaststrom zu 10 Ct/kWh verkauft wird.
Was ganz anderes ist es, wenn höherer Windstromanteil als ca 20% am Stromverbrauch angepeilt wird. Dann wird nämlich häufig mehr Windstrom produziert, als gleichzeitig im Netz abgenommen werden kann, aber auch dieser zu viel produzierte Windstrom kostet in der Erzeugung genau so viel wie der, der abgenommen werden kann. Man kriegt Windmühlenbauer nur dazu,. mehr Windmühlen als zur Deckung von 20% des Stromverbrauchs zu bauen, wenn man denen den überschüssigen Strom auch mindestens zu Gestehungskosten abkauft. Das sind derzeit ca 6 Ct/kWh für Strom aus binnengestützten Anlagen.
Wenn ein Pumpspeicherkraftwerk also 6 Cent/kWh für Stromankauf bezahlt, 1 Ct/kWh für Wirkungsgradverluste abschreibt, und 4 Ct/kWh für die Speicherung, dann sind die Stromgestehungskosten für den Speicherstrom schon bei 11 Ct/kWh.
Im Fall des norwegischen Pumspeicherstroms wird's noch deutlich teurer, denn dafür müssen Stromleitungen für gewaltige Übertragungskapazitäten gebaut werden, in denen dann nochmals Verluste anfallen. Da kostet die gespeicherte kWQh Windstrom schon über 14 Cent! Und mit diesen 14 Cent kann auch das Wärmekraftwerk mithalten, das wegen des niedrigen Wirkungsgrads zwar höhere Stromankaufkosten hat, dafür aber sehr viel niedrigere Speicherkosten.
Nett, dass Du mir erlaubst, mich nochmal dazu zu melden ;-)
Du hast in Deiner "Rechnung" die Speicherverluste überhaupt nicht betrachtet. Du hast lediglich die Verluste der Rückumwandlung der thermischen in elektrische Energie pauschal mit 55% angegeben.
Deine Angabe zu den spezifischen Kosten in Höhe von wenigen Zehntel Cent pro kWh ist völlig unbelegt. Woher stammen Deine Zahlenwerte zu den Kosten?
Wenn ich Deine Zahlenwerte - die Speicherung von
1 GWh (!) kostet 5 Mio. Euro - nehme, lande ich bei spezifischen auf die Energie bezogenen Investkosten von 5 Euro/kWh. Und wenn die Anlage die eine GWh wieder an ein Kraftwerk abgegeben hat, muss man dann die nächste Anlage bauen?
Vermutlich meinst Du eine Leistung von 1GW, für die der Speicher ausgelegt ist. Das würde tatsächlich bei 2000 Volllaststunden zu einem investbedingten Anteil der Energiegestehungskosten in Höhe von 0,25 ct/kWh führen. Hinzu kommen die gesamten Betriebskosten: Speicherverluste, Eigenbedarf, Abschreibungen, Personal, Flächennutzung, Wartung, Rendite, ... Und: an dem Punkt betrachten wir thermische Energie. Die muss noch von einem thermischen Kraftwerk in elektrische Energie gewandelt werden.
Bei der Annahme von 2000 Vollaststunden orientierst Du Dich möglicherweise an üblichen Zahlenangaben für WKAn. Das bedeutet, Du möchtest die gesamte von WKAn eingespeiste Energie erst einmal in Deinen Speicher und von dort in ein thermisches Kraftwerk schieben? Klar - nur so kannst Du Deinen Speicher auslasten und er wird relativ billig. Aber ob das eine so gute Idee ist? Vielleicht speist man besser doch hauptsächlich an Deinem Speicher vorbei ins Netz ein?
Vielleicht sind da eher 200 Volllaststunden für Deinen Speicher realistisch. Incl. der Betriebskosten dürfte das dann leicht 10 ct/kWh ausmachen - wohlgemerkt: wir sind immer noch an der Frischdampfseite der Turbine. Bis zur Innenseite Kraftwerkszaun liegen wir allein wegen des Umwandlungswirkungsgrades bei 20 ct/kWh. Und das Kraftwerk möchte vielleicht auch noch rentabel arbeiten. Wer will das bezahlen?
Klar - dass sich Wärmeenergie gut speichern lässt, sehen wir jeden Monat an unserer Heizkostenrechnung.
Lesen hilft. Ich habe nicht von "elektrischer Energie", sondern von Elektronen gesprochen. Die lassen sich in Kondensatoren ganz gut einsperren. Den Beweis, dass thermische Speicher in Deinem Kontext kostengünstiger sind, bleibst Du schuldig.
Die Wiederholung macht einen Beleg nicht unnötig.
Nebenbei: auch bei regenerativen Primärenergieträgern wird die Prognose "too cheap to meter" sich vermutlich nicht bewahrheiten.
Eine kausale Beziehung herstellend.
Bla bla.
Wie gesagt - jeglicher Nachweis fehlt.
Klar. Das haben mir alle Erfinder des Perpetuum Mobile, die ich bisher getroffen habe, auch gesagt. Der Rest der Welt ist nicht zwangsläufig deutlich dümmer als Du.
Es gibt berechtigten Grund zur Annahme, dass relativ viele Menschen Deine Idee auch bereits gehabt haben. Und dass relativ viele davon die Idee verworfen haben - aus unterschiedlichen, aber vermutlich guten Gründen.
Nebenbei: es wird ja durchaus an thermischen Speichern gearbeitet, wobei AFAIR die meisten Anwendungen für die (sinnvolle) direkte thermische Nutzung gedacht sind. Das Thema aber ist (wie viele andere auch) komplex und der Teufel steckt in den Details.
Am Thu, 03 Feb 2011 12:05:57 +0100 schrieb Volker Staben:
Falsch! Eine nur 10 Zentimeter dicke Mineralwolldämmung um den 1300°C heissen Speicher sorgt schon dafür, dass der Wärmeverlust unter 1% pro Tag bleibt! Die Mehrkosten pro kWh Speicherstrom, wenn Du den Wärmeverlust auf
1 Promille pro Tag halten willst, würden erst an der zigsten Stelle nach dem Komma auftauchen.
Du gestattest, dass ich in einem NG-Artikel keine seitenlangen Detailrechnungen durchführe.
Wenn man Sintermagnesia als Speichermedium nutzt, dann kostet die Tonne dafür zwischen 200 und 400 ¤. Für die Speicherung von 1 GWh Wärme im Temperaturbereich von 550°C bis 1300°C benötigt man 5000 Tonnen. Das kostet also zwischen 1 und 2 Mio ¤. Das Gebäude drum herum mitsamt Dämmung ist bei der Größe (Zylinder mit 13 m Durchmesser und 13 Meter Höhe) fast vernachlässigbar, das werden kaum mehr als 200.000 ¤ sein, Grundstück inbegriffen. Der Rest von 3 bis 4 Millionen entfällt auf die Induktionsspule plus Elektrik zum Beheizen und auf den Wärmetauscher.
Sorry, aber ein Energiespeicher wird auf Energie ausgelegt, also z.B. 1 GWh Wärme. Mit welcher Leistung Du diese Energie dann entnehmen kannst, hängt von der Größe der Wärmetauscher ab und dem Stromerzeuger. Diese beiden wird man auf eine Größenordnung auslegen, die zur notwendigen Überbrückungszeit des Speichers passt.
Das kann man aus den Vollaststunden alleine nicht ermitteln, weil gar keine Leistung angegeben ist. Der Speicher könnte ja 2000 Stunden lang im Jahr mit 1 GW Leistung beladen und mit 1 GW Leistung entladen werden. Dann würde der Speicher 2 TWh abgeben, was bei 6% Zinssatz und 40 Jahren Amortisationsdauer (der Speicher wird mehr als 100 Jahre halten) zu 250.000 ¤ jährliche Kosten bzw zu 0,0125 Ct/kWh führt. Der Speicher kann aber auch nur mit z.B. 100 MW ge- und entladen werden, weil der größte Anteil der Speicherenergie für die wenigen Fälle vorgehalten wird, in denen in Deutschland mal 2 Wochen totale Windstille herrscht. Dann liegen die Kapitalkosten der Speicherung bei 1,25 Ct/kWh.
Speicherverluste sind völlig irrelevant.
Abschreibungen sind in den Kapitalkosten enthalten: da fallen Zinsen an plus Tilgung über 40 Jahre. Wartung ist für 5000 Tonnen Sintermagnesia relativ bescheiden, Flächennutzung gibt's gegenüber Pumpspeicherkraftwerken praktsich keine, und außerdem sind die Kosten dafür im Kapitalbedarf enthalten. Rendite will der Pumpspeicherbetreiber auch sehen, weshalb wir hier ausschließlich die Stromgestehungskosten berechnen. Was der Markt aus diesen Stromgestehungskosten macht und welche Rendite für den Betreiber übrig bleibt, müssen wir dem Markt und seiner Regulierung überlassen. Da die Zinsen mit 6% angesetzt sind, ist damit ja auch gleichzeitig eine Rendite für das eingebrachte Kapital definiert. 6% Eigenkapitalrendite für ein risikofreies Unternehmen ist nicht schlecht.
Ja, richtig. Und deshalb werden die Speicherkosten unabhängig von den Kosten der Stromerzeugung kalkuliert. Da hängt ein Gaskraftwerk dran, das wahlweise direkt Dampf aus dem Wärmetauscher des Speichers kriegt oder aus der Heizanlage, in der Gas verbrannt wird.
Dieses Gaskraftwerk hat bei Betrieb aus dem Speicher dieselben Kosten wie jedes andere Gaskraftwerk, außer den Kosten des Brennstoffs und der Verbrennungs- und Dampferzeugungsanlage. Die Kapitalkosten dafür belaufen sich auf unter 2 Ct/kWh.
Nicht im Geringsten, das ist reiner Zufall. Der Wärmespeicher muss lediglich zusehen, dass die volatile Leistung der Windkraftanlagen auf deren Durchschnittsleistung gebracht wird. Wann immer mehr Windleistung anfällt als die Durchschnittsleistung, wird gespeichert, wann immer weniger Windleistung anfällt, wird aus dem Speicher zusätzliche Leistung erzeugt.
Die Hälfte der Zeit wird also gar keine Energie aus dem Speicher entzogen, und weil die Windenergie insgesamt nur 50% des gesamten Stromverbrauchs decken soll, ergeben sich die 2000 Volllaststunden.
Nein. Nur die Windenergie, die vom Netz nicht aufgenommen werden kann, muss gespeichert werden.
Nein, die Anzahl der Volllaststunden ergibt sich zwingend aus dem gewünschten Anteil an Windstrom im Netz, und aus dem Umstand, dass die Windleistung ungefähr zur Hälfte der Zeit ihren Durchschnittswert erreicht.
Nein, Deine Heizkostenrechnung sagt nur etwas über den energetischen Zustand Deines Hauses aus, aber nichts darüber, wie leicht sich Wärme speichern lässt. Dämmung ist aberwitzig billig und effizient. Wenn Du aber natürlich in Deinem Haus Luft zum Atmen haben willst und auch noch Licht reinfallen soll, dann wird's mit der Dämmung schwierig. Eine Thermoskanne braucht solchen Firlefantz aber nicht.
Deine "."-Taste liefert gelegentlich fälschlicherweise ein "!".
Was ja über eine Speicherreichweite von 30 Tagen betrachtet immerhin 30% Wärmeverlust ergäbe. Mit mehr Dämmung natürlich weniger.
Und Du hast nicht die reine Mineralwolle. Deine
5000 Tonnen wollen auf irgend etwas stehen. Du hast Wärmebrücken durch elektrische Leitungen und Rohrleitungen. So ganz simpel wird das vermutlich nicht werden.
Ein modernes Pumpspeicherkraftwerk speichert elektrisch rein zu elektrisch raus mit 15% Verlusten. An derselben Schnittstelle betrachtet hast Du mindestens die Umwandlungsverluste thermisch-elektrisch am Hals. Ich sehe nicht, wie Du da wirtschaftlich konkurrieren willst, ohne Äpfel mit Birnen zu vergleichen.
Hm. Machst Du es Dir da nicht zu einfach? Ein thermischer Speicher dieser Größenordnung wird ein recht komplexes System, dessen Gesamtkosten deutlich über den reinen Materialkosten für einen Klotz Sintermagnesia, eine Induktionsspule plus Elektrik und Wärmetauscher sein werden.
Aber exakt für die 2 Wochen Windstille brauchen wir die Speicher doch?
Aus den reinen Kapitalkosten für die Speicherung von 1,25 ct/kWh resultiert dann welcher Preis für die kWh thermische Energie am Eingang der Turbine?
Und welche Gründe sollte ein Kraftwerksbetreiber haben, diese (vermutlich relativ teure) thermische Energie frischdampfseitig zu nutzen anstatt seinen Primärenergieträger zu verfeuern?
Am Thu, 03 Feb 2011 18:15:27 +0100 schrieb Volker Staben:
Dass Dir nur am Rande an einer sachlichen Diskussion gelegen ist, hast Du hier ja wiederholt gezeigt. Das ist natürlich Erziehungssache, und wenn die bei Dir im Kleinkindalter schon versäumt wurde, dann ist da jetzt schwer dagegen an zu kommen. Ich seh' zum wiederholten Male drüber weg, aber verlass Dich für die Zukunft nicht drauf ...
Ja, wenn man denn eingespeiste Energie 30 Tage lang speichern müsste.
Gähhhhn.
Das muss schon ein sehr gutes sein. Die meisten kommen auf gerad emal 80% Wirkungsgrad.
Tja, das habe ich nun explizit vorgerechnet. Wenn Du das trotzdem nicht sehen kannst, aber auch nicht mitteilen kannst, warum Du meine Rechnung für falsch hältst, kann ich Dir leider auch nicht helfen.
Am Thu, 03 Feb 2011 18:16:08 +0100 schrieb Volker Staben:
Dafür musst Du erst mal eine Begründung liefern. Von irgend einer besonderen Komplexität kann ich da nämlich nix sehen. Solche Induktionsanlagen sind Stand der Technik in Schmelzanlagen z.B. für Stahlschrott. Sintermagnesia wird normalerweise nicht im Block geliefert, sondern in Klumpen. Die kannst Du am besten einfach so lassen und steckst ordentlich Stahlplatten rein, die Du mittels Induktion zur Weissglut kurz vor der Schmelze bringst. Durch Strahlung, Wärmeleitung und Konvektion wird damit die Wärme an das Magnesia abgegeben. Dieselben Stahlplatten führen Dir die Wärme auch wieder ab.
Die Wärmeabfuhr könnte sogar noch einfacher gehen. Da Sintermagnesia wasserdampfbeständig ist und sehr hohe Temperaturspannungen verträgt, könnte man sogar mal ausprobieren, ob man den Speicher selbst nicht auch als Dampferzeuger nutzen kann, indem man einfach von unten mit etwa 100 bar Wasser rein drückt.
Am Thu, 03 Feb 2011 18:16:49 +0100 schrieb Volker Staben:
Naja, das ist die Frage. Wie oft kommen 2 Wochen Windstille am Stück vor? Lohnt es sich, dafür Speicherkapazität aufzubauen, oder betreibt man ab einer Woche das Kraftwerk mit Erdgas?
Das dürfte so ziemlich identisch sein.
Lass' mich raten: Der politische Wille, Strom aus EE zu erzeugen? Von ausländischen Energielieferanten unabhängig zu werden? Preissteigerungen der fossilen Energien dauerhaft aus dem Wege zu gehen? Dauerhaft sichere Stromversorgung zu garantieren? Der Wunsch, CO2-Emissionen zu vermeiden?
Am Thu, 03 Feb 2011 18:17:02 +0100 schrieb Volker Staben:
Für Kurzdenker präzisiere ich meinen obigen Satz: Speicherverluste sind völlig irrelevant gering, die Kosten für hinreichende Dämmung sind verschwindend gering.
Am Thu, 03 Feb 2011 18:18:00 +0100 schrieb Volker Staben:
Was hindert Dich daran, das nachzuvollziehen?
Um Dir ein wenig zu helfen: diese Annahme kommt halbwegs hin. Zwar kann die Leistung der Windkraftanlagen nicht kleiner werden als Null, aber sehr wohlmehr als doppelt so hoch wie der Durchschnitt, so dass das keine Normalverteilung ergibt, aber dafür liefern selbst Windkraftanlagen gesicherte Leistung (derzeit um die 6% der Nennleistung, bei deutschlandweiter Einspeiseregelung ca 8%, bei europaweiter Regelung 10 bis
12%, alles laut DENA), und zudem können einige Teile des Windstroms, die nicht zeitgleich lokal abgenommen werden, durchaus exportiert werden und umgekehrt werden Unterdeckungen nicht nur aus den Speichern, sondernauch durch Stromimporte gedeckt werden können. Es muss also noch nicht mal aller überschüssiger Windstrom gespeichert werden.
In der Summe dürfte die Annahme, dass die Hälfte des Durchschnittsenergieertrags durch die Speicher gepuffert werden muss, sogar etwas zu hoch gegriffen sein. Aber hier geht's ja erst mal nur um eine grobe Abschätzung des Kostenrahmens, in dem wir uns bewegen.
Am Thu, 03 Feb 2011 18:15:27 +0100 schrieb Volker Staben:
zur Detaillierung: ein Pumpspeicherkraftwerk in Deutschland hat Kapitalkosten in Höhe von 4 Ct/kWh. Da kann ich mit meinen 1,25 Ct/kWh nicht schlecht konkurrieren. Da kann ich sogar noch die 2 Ct/kWh Kapitalkosten für's Gaskraftwerk drauf legen und bin immer noch billiger.
Die Umwandlungsverluste schlagen um so stärker zu, je höher der Einkaufspreis des zu speichernden Stroms ist. Beim derzeitigen Betrieb der Pumpspeicherkraftwerke wäre IMO das Wärmespeicherkraftwerk billiger und zudem sehr vielseitiger und sicherer einsetzbar. Beim Betrieb mit Windstromüberschüssen sieht das aus den schon erwähnten Gründen (ersten Beitrag nochmals lesen) anders aus.
Aber in dem Fall gibt's auch gar keinen Wettbewerb mit deutschen Pumpspeichern, denn deren Potential ist jetzt schon ausgeschöpft. Und für die Speicherung in norwegischen Pumpspeichern muss erst noch jede Menge teure Infrastruktur gebaut werden, und dann kommen da wegen der langen Hin- und Rückwege auch beträchtliche Leitungsverluste dazu. Das Wärmespeicherkraftwerk könnte etwa im selben Kostenrahmen liegen, wie das norwegische Pumpspeicherkraftwerk.
Hier hat die die Entwicklung einer Speichermöglichkeit von Windstromüberschüssen in Methan sogar einen Preis gewonnen:
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Die kommen auf bestenfalls 36% Speicherwirkungsgrad. Dagegen sieht das Wärmespeicherkraftwerk doch recht gut aus.
Vorsicht, das heißt nicht und hieß noch nie "zu billig zum Bezahlen". Too cheap to meter gilt derzeit objektiv für die Heizung in Mehrfamilienhäusern. Die reine Messung ist ein *erheblicher* Teil der Gesamtkosten und die Spanne zwischen dem höchsten und dem sparsamsten Verbraucher begrenzt. Mäße man nicht und legte man rein nach Fläche um, dann sänken die Gesamtkosten so, daß es auch für den Sparsamsten nicht teurer würde, für alle anderen dagegen deutlich billiger. Man gibt also landesweit sehr viel Geld nur dafür aus, bestimmte Gruppen zu gängeln und zu schikanieren, ohne daß auch nur ein einziger (mit Ausnahme überflüssiger künstlich geschaffener Subventionsbranchen) einen Vorteil davon hätte. Das ist genau wie der orange aufgemalte Pranger, auf den sich auf offenen Bahnsteigen unter freiem Himmel die Raucher zustellen haben. Tische mit faulen Wurftomaten sind bislang optional. (Ich war fast vierzig Jahre lang militanter Nichtraucher, aber Faschismus ist schlimmer als Gestank.)
"Axel Berger" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@b.maus.de...
Hi, dann stell Dich bitte zukünftig in die Abwindzone der Raucherfaschisten. Stirbst Du dann an Lungenkrebs vom Passivrauchen, hast Du wenigstens die Genugtuung, daß Du als wandelnder Luftfilter nützlich warst.
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