Tausende Kleinkraftwerke

Energie der Zukunft: Unzählige Kleinkraftwerke, die die Umwelt schonen, sollen Kohle und Kernkraft ersetzen.

  Kraftwerke  
Nach langem Streit freie Bahn für Kraft-Wärme-Kopplung  
Kraftwerk im Haus  
Das Stromnetz wird interaktiv  
 

Bauer Pentenrieder hatte die Nase voll. Selbst für den besten Weizen erlöste er gerade noch 130 Euro pro Tonne. Bei schlechteren Qualitäten gab es deftige Preisabschläge. Wenn er die Körner in seiner Heizung verbrennen würde, hätte er einen höheren Gewinn, rechnete er sich aus. 2,5 Kilogramm haben denselben Heizwert wie ein Liter Öl. Und das kostet derzeit genau so viel wie bester Weizen. Bei minderen Qualitäten macht er sogar Gewinn. Franz Pentenrieder aus dem Raum Starnberg präsentiert sein Konzept im Internet, aus Protest gegen die seiner Meinung nach zu niedrigen Erlöse für landwirtschaftliche Produkte.

Zwar wird der bauer hart attackiert – sogar in seinem eigenen Internetforum (www.getreideheizung.de) (E-Mail-üblicher Originalton: „in anderen Ländern müssen die leute hungern und sie haben nichts besseres zu tun als mit weizen zu heizen“). Doch der Bayer der eigentlich gegen die Preispolitik protestieren will, liegt auch unter Umwelt- und Klimagesichtspunkten richtig – zumal er Kritikern entgegenhalten kann, dass es genügend minderwertiges Getreide gibt, das nur noch zum Verbrennen taugt.

Wenn Bauer Pentenrieder seine Weizenheizung noch ein paar Jahre nutzt und um ein Stromerzeugungsmodul erweitert, hat er die Chance, zu einem winzigen Ritzel in einem gewaltigen Räderwerk zu werden. Tausende und abertausende kleiner Kraftwerke und Heizanlagen sollen, so die Visionen alternativer Energieerzeuger, zu virtuellen Kraftwerken zusammengefasst werden. Via Internet sind sie miteinander verknüpft, sodass sie sich wie ein großes Kohle- oder Kernkraftwerk verhalten. Je nach Bedarf werden sie aufgefordert, mehr oder weniger Strom zu erzeugen. Wenn beispielsweise die Windgeschwindigkeit auf der Sophienhöhe, einer gewaltigen Braunkohleabraumhalde bei Jülich, sinkt und die dort installierten Windgeneratoren abschlaffen, müssen Brennstoffzellenkraftwerke einspringen, die künftig tausendfach in den Kellern von Ein- und Mehrfamilienhäusern stehen sollen. Dort erzeugen sie in erster Linie Strom und Wärme für den Eigenbedarf.

Harry Lehmann vom Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie GmbH, glaubt, dass die Regelung derartiger virtueller Großkraftwerke höchste technische Intelligenz erfordert, die erst mit den modernen Kommunikationstechniken zur Verfügung steht. Um plötzliche Engpässe durch Flauten oder dichte Wolken zu vermeiden, die die Wind- beziehungsweise Solarstromernte massiv beeinträchtigen, müssten sogar lokale Wetterprognosen in die Regelung einfließen.

Die Probe aufs Exempel machen jetzt die EUS Gesellschaft für Innovative Energieumwandlung und -speicherung mbH in Gelsenkirchen und das Oberhausener Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik. Das virtuelle Kraftwerk besteht aus einer Brennstoffzelle, einem Blockheizkraftwerk sowie einer so genannten Mikrogasturbine. Diese Energieerzeuger versorgen das Institut mit Strom, Wärme und Kälte für die Klimatisierung im Sommer. Je nach Bedarf und aktueller Wirtschaftlichkeit werden die Anlagen ganz, teilweise oder gar nicht in Betrieb genommen.

Energieeinsparung bei 40 Prozent

Was in Oberhausen noch relativ einfach ist – alle Anlagen sind jederzeit betriebsfähig, weil sie mit Erdgas, später mit Grubengas versorgt werden –, sind virtuelle Kraftwerke, in die Solar- und Windanlagen integriert sind, weitaus schwieriger zu fahren. Das Angebot schwankt je nach Wetter, Uhr- und Jahreszeit. Lehmann vom Wuppertal Institut glaubt dennoch, dass Europa im Jahr 2050 zu 95 Prozent von Sonne und Wind, Biomasse und Wasser versorgt werden kann. Dabei stützt er sich auf eine Studie des internationalen LTI Research Teams, das vom Mannheimer Zentrum für Europäische Wirtschaftsforschung GmbH in Mannheim geleitet wurde. Es geht zusätzlich davon aus, dass der Pro-Kopf-Energieverbrauch innerhalb des nächsten halben Jahrhunderts durch massive Einsparungen auf 40 Prozent sinkt.

Joachim Nitsch und Michael Nast vom Institut für Technische Thermodynamik des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) halten für 2050 einen Anteil regenerativer Energie an der Stromerzeugung in Deutschland von 65 Prozent für machbar. Bei der Wärmeerzeugung für Heizzwecke prognostizieren sie eine Quote von rund 50 Prozent, Zahlen, die auch das vom Grünen Jürgen Trittin geführte Bundesumweltministerium als Ziel nennt.

Tatsächlich wird der Anteil erneuerbarer Energien in den nächsten Jahren massiv steigen, nach Ansicht der Industrie allerdings nicht im entferntesten so stark wie in der LTI-Studie oder der DLR-Prognose. Der Mineralölkonzern Esso, der regelmäßig den künftigen Energieverbrauch abschätzt, sagt beispielsweise für Deutschland einen Anteil von fünf Prozent bei erneuerbarer Energie im Jahr 2020 voraus. Das DLR-Team kommt auf gut 20 beziehungsweise 14 Prozent. Heute liegt er bei der Stromerzeugung bei sieben Prozent, bei der gesamten Energieversorgung bei knapp drei Prozent.

Während die LTI-Autoren glauben, dass praktisch keine konventionellen Kraftwerke mehr dazugebaut werden, spricht der Verband der Kraftwerksbetreiber VGB PowerTech, dem 430 Betreiber von Kohle- und Kernkraftwerken in der Europäischen Union angehören, von „Neubau in großem Stil“.

400 Gigawatt werden neu benötigt

Bis zum Jahr 2020 müssten Kraftwerke mit einer Leistung von 400 Gigawatt neu gebaut werden. Das entspricht 300 großen Kernkraftwerken oder 400 Braunkohlenblöcken der Größe Niederaußem. Dort entsteht derzeit der mit gut 1000 Megawatt weltweit leistungsfähigste Block. Das ist Musik in den Ohren der großen Kraftwerkshersteller, angeführt von dem französischen Multi Alstom, der den Braunkohleblock in Niederaußem bei Köln baut, und der deutschen Siemens AG.

Ob es so kommt ist fraglich, vor allem in Deutschland. Dort sollen bis zum Jahr 2020 Zug um Zug die 19 Kernkraftwerke stillgelegt werden, die derzeit rund ein Drittel des hier zu Lande verbrauchten Stroms erzeugen. Der Ausfall soll vor allem durch Sparmaßnahmen kompensiert werden, woran die Stromwirtschaft nicht so recht glaubt. „Wir fühlen uns darin bestätigt, dass ein nationales Kohlendioxid-Minderungsziel von 40 Prozent bis 2020 vor dem Hintergrund dieser energiepolitischen Entscheidung illusorisch ist“, mahnt Dietmar Kuhnt, Vorstandschef des Essener Stromkonzerns RWE.

Andere Staaten sind nicht so ängstlich. Sie bauen, weil sie wirtschaflich und klimaverträglich ist, die Kernenergie noch aus. In den USA hat Präsident George W. Bush angesichts zahlreicher Versorgungskrisen, vor allem in Kalifornien, die Parole ausgegeben: „Wir können auf keine Art der Energieversorgung verzichten.“ So entstehen dort neue Kohle- und Erdgaskraftwerke, und der erste Antrag auf Neubau eines Kernkraftwerks nach 20 Jahren Stillstand steht unmittelbar bevor. China, Russland, Taiwan und selbst Südafrika forcieren ebenfalls den Ausbau der Kernenergie. Wobei die Südafrikaner eine Reaktorlinie aufgreifen, die komplett in Deutschland, im Kernforschungszentrum (heute Forschungszentrum) Jülich entwickelt wurde: den Hochtemperaturreaktor. Gerade fiel der Beschluss, im nächsten Jahr mit dem Bau eines Moduls am Standort des bisher einzigen Kernkraftwerks am Kap, in Koeberg bei Kapstadt, zu beginnen. Der Reaktor mit einer Leistung von 110 Megawatt wurde in den Achtzigerjahren von Siemens entwickelt. Südafrikas Stromversorger Eskom erwarb eine Lizenz. Geplant ist der Bau einer ganzen Reihe derartiger Kraftwerke.

Jürgen Stadelhofer, Vorstandsvorsitzender der Essener RAG Coal International, ist überzeugt, dass „Steinkohle der Energieträger Nummer eins bei der Stromerzeugung“ bleibt – zumindest in Deutschland, wenn die Kernenergie ausläuft, die extrem ehrgeizigen Sparziele der LTI-Autoren nicht erreicht und der Zubau an Strom und Wärme erzeugenden Anlagen auf Basis erneuerbarer Energien nicht das von den gleichen Autoren erwartete gigantische Ausmaß erreicht.

Die Anfänge sind viel versprechend. Hier zu Lande sind weitaus mehr Windmühlen installiert als in jedem anderen Staat. Nur in wenigen anderen Ländern wird mehr Solarstrom erzeugt. Und überall schießen Biomassekraftwerke aus dem Boden. Jetzt wird es dazu noch einen Boom bei kleinen Heizkraftwerken geben, die mit nicht umweltneutralen Brennstoffen wie Kohle, Öl und Gas betrieben werden. Das so genannte Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz belohnt auch den Bau dieser Anlagen, die einen extrem hohen Wirkungsgrad haben, mit einem Zuschuss von bis zu 2,6 Cent pro Kilowattstunde.

Rekord bei Windrädern

Wind- und Wassermüller bekommen nach dem Eerneuerbare-Energien-Gesetz mit knapp neun Cent erheblich mehr, und die Besitzer von Photovoltaikanlagen können sogar bis zu 50 Cents einstreichen.

Allein im vergangenen Jahr gingen in Deutschland 2079 Windmühlen mit einer Gesamtleistung von 2659 Megawatt ans Netz, so viel wie zwei große Kernkraftwerke. Dass sie jedoch erheblich weniger Strom produzieren liegt daran, dass es Flauten gibt und der Wind generell schwächer blies als in den Jahren davor. Die Ausbeute sank um bis zu 30 Prozent, was manche Investoren und Geldgeber in Schwierigkeiten brachte (WirtschaftsWoche 7/2002).

Eine stetigere Stromerzeugung erwartet die Branche von Windparks auf dem Meer. Dänen und Schweden nutzen bereits diese attraktiven Standorte, was Naturschützern allerdings in der Regel missfällt. Deutschland wird noch in diesem Jahr nachziehen. Nordwestlich der Insel Borkum beginnt die Installation von zunächst zwölf Anlagen einer neuen Generation mit einer Leistung von jeweils fünf Megawatt – die bisher größten kommen auf rund zwei Megawatt. Sie werden wegen der höheren Windgeschwindigkeiten auf See rund doppelt so viel Strom erzeugen wie gleich große Anlagen im Binnenland. Insgesamt will die Prokon Nord Energiesysteme GmbH im ostfriesischen Leer dort insgesamt 208 Anlagen mit einer Leistung von gut 1000 Megawatt errichten.

Borkum ist der erste Hochseewindpark in Deutschland, der eine Genehmigung erhalten hat. Weitere 23 sind in Nord- und Ostsee geplant. Insgesamt sollen sie eine Leistung von 50.000 Megawatt haben, das ist die Hälfte der heute in Deutschland installierten Leistung. Damit ließen sich, günstige Winde vorausgesetzt, pro Jahr 200 Milliarden Kilowattstunden Strom erzeugen, rund 40 Prozent des Bedarfs im vergangenen Jahr. Die Investitionssumme liegt bei 30 Milliarden Euro, schätzt Norbert Giese, Geschäftsführer der AN Windenergie GmbH in Bremen, der im Verband deutscher Maschinen- und Anlagenbau gleichzeitig für die Windenergie zuständig ist.

Kühne Pläne haben auch die Hersteller von Solarzellen. Bis zum Jahr 2005 wollen sie ihre Kapazität in Deutschland von 111 Megawatt peak im Jahr 2002 auf 287 Megawatt peak erhöhen. Siemens Solar, einer der Pioniere und bis vor einigen Jahren weltgrößter Hersteller, ist nicht mehr dabei. Die Münchner verkauften die Sparte Anfang des Jahres an Shell Solar.

Besonders gute Chancen rechnet sich ein Neuling aus: Die Antec Solar GmbH im thüringischen Arnstadt. Wenige Kilometer außerhalb der idyllischen Landeshauptstadt Erfurt hat man eine Produktionsstätte für Cadmium-Tellurid-Zellen aufgebaut. Sie kommen ohne den teuren und knapper werdenden Rohstoff Silizium aus. „Unsere Materialkosten sind um ein Viertel niedriger als bei der Herstellung von Siliziumzellen“, sagt Geschäftsführer Karl-Heinz Fischer. Die hauchdünnen aktiven Schichten, die Licht in Strom verwandeln, werden aufgedampft. Die regenerativen Energien kommen die Stromverbraucher teuer zu stehen – zumindest in den nächsten Jahren, weil Strom aus Kohle und Kernenergie derzeit erheblich billiger ist. Anders als der grüne nordrhein-westfälische Wohnungsbauminister Michael Vesper können sie die Zahlung der Mehrkosten durch die Zuschüsse auf umweltverträgliche Energieerzeuger nicht verweigern. Vesper hat einen Vertrag für alle Landesbehörden, nach dem er lediglich normale Preissteigerungen akzeptieren muss, nicht jedoch derartige Sonderkosten. Dadurch hat er schon fünf Millionen Euro eingespart.

Wolfgang Kempkens

17.04.2002 11:14:47

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