Erneuerbare Energien brauchen Speicher - keine Frage

Batteriebuffer im MWh bis GWh-Bereich werden als Strom-Langzeitspeicher ausgegeben, die aber im TWh-Bereich gebraucht würden: Das ist das 1.000 bis 1.000.000 fache! Im Vergleich zu PKW würde es in Deutschland nicht 40_Millionen Fahrzeuge geben, sondern nur noch 40 bis 40.000. Von LKWs ganz zu schweigen. Weder die wirtschaftlichen Grundkosten noch die Speichereffizienz von extrem großen Batteriespeichern werden immer_ausreichend und stets realistisch betrachtet.

Strom und Energieverbrauch werden meist verwechselt und für Eins gehalten. Während Kohle und Gas zur Stromerzeugung genutzt werden, ist Gas auch im Wärmemarkt noch sehr stark. Auch die Abwärme der Stromerzeugung aus Kohle ist gigantisch. Mineralöl wird im Verkehr als Benzin und Diesel in großen Mengen verbraucht. Nur ein kleiner Teil der Primärenergie stammt auch 2023 aus Erneuerbaren wie Wind, Sonne und Biomasse.

Dieser große Anteil ist das Einsatzgebiet für die Wasserstoff-Wirtschaft. Wasserstoff ist Ersatz für Kohle, Öl und Gas, hauptsächlich für Mobilität und Wärme. Aber auch stofflich als Ersatz für Methan und Kohlenwasserstoffen aus Erdöl. Die Synthese von Kohlenwasserstoffen aus H2 und CO2 nennt sich Power2Gas oder Power2Liquid.

Eine effiziente, verlustarme Sektorenkopplung von Wärme und Strom findet lokal in den Städten und den Gemeinden statt, in Zusammenarbeit mit Gewerbe und Indutrie. Die Abwärme bei der Rückverstromungen von Wasserstoff muß selbstverständlich energetisch und effektiv genutzt werden. Ob die von der Bundesregierung geforderten, geplanten neuen Gaskraftwerke diese Bedingung erfüllen müssen oder können?

Elektrische Wärmepumpen: Effizient oder teuer?

Wärmepumpen sind wie Thermische Solaranlagen eine wirklich interessante technische Lösung. Zur Warmwasserbereitung im Haushalt aber eigentlich schon überdimensioniert und zu teuer. Im Winter zu Heizzwecken im Hausbestand derzeit ebenfalls noch mit hohe Investitionskosten.

Für Warmwasser sind EEG-strombetriebene Durchlauferhitzer oder PV-elektrische Warmwasserkessel ausreichend leistungsfähig, praktisch verlustlos und preiswert. Für Heizungswärmepumpen und ihrem enormen Stromhunger gilt aber das gleiche wie für Wasserstoff-Autos: Der Weg über EEG-Stromerzeugung, Direktnutzung oder Speicherung per Batterie oder Wasserstoff-Elektrolyse und Rückverstromung muß bezahlbar sein und ausreichend dimensioniert. Die verfügbaren Überlegungen zu Wärmepumpen behandeln diesen Aspekt nur theoretisch und am Rande und ohne die Brisanz der notwendigen zuverlässigen Stromversorgung in ausreichendem Umfang wahrzunehmen.

Die immer wieder angestellten Überlegungen zu energieeffizienten Wärmepumpen in Direktnutzung verfügbaren Überschuss-EE-Stroms sind rein theoretisch und sehr nett, aber konkrete belastbare Zahlengrundlagen sind öffentlich noch lange nicht breit verfügbar und analytisch behandelt. 

Neue H2-ready genannte (Groß-)Kraftwerke sollen entstehen. Wie diese ihre Abwärme nutzen müssen oder sollen, das scheint noch nicht geklärt. Lokale BHKWs, vielleicht mit Einsatz von Brennstoffzellen, angesiedelt auch bei Biogas-Anlagen könnten eine Ergänzung oder Alternative sein. Die bestehende lokale Wärme-Strom-Infrastruktur wäre hier im Sinne der Sektorenkopplung weiter nutzbar und ggf. zu ergänzen.

Die direkte Wärmeerzeugung per Wasserstoff in bestehenden Heizungen und Durchlauferhitzern unter Transportnutzung im bestehenden Gasnetz ist pro kWh Wärme vorhersehbar effektiver und wirtschaftlicher als der teure Umweg über Rückverstromung und Wärmepumpe. Die Direktversorgung der Wärmepumpen sowohl abends und nachts im Sommer als vor allem in kalten Winternächten ist ein idealistischer, physikalischer Mythos - siehe Dunkel&Flaute.

Elektrische Wärmepumpen können häufig nachts und zu Winterzeiten unterm Strich nur wieder soviel Wärme liefern wie vorher ins Stromnetz eingespeist wurde, aber leider nur teurer, wegen der eigenen hohen Investitionskosten und dem Umweg über H2-Elektrolyse und Rückverstromung. 

Über diese gesamte Bereitstellungskette gerechnet dürfte eine Jahresarbeitszahl von 4 und mehr nur sehr schwer ereichbar sein. Leicht überspitzt formuliert: Die Alchemisten haben jahrhundertelang versucht aus einfachen Materialien wie Blei teures Gold zu zaubern. Die moderne Technik zaubert aus einfachen Dinge wie Wind und Sonne im Sommer nun mit ähnlicher Magie eine sehr teure Wärme im Winter - und auch noch gesetzlich vorgeschrieben?