{"id":4109,"date":"2019-12-27T07:07:00","date_gmt":"2019-12-27T06:07:00","guid":{"rendered":"https:\/\/gilbertbrands.de\/blog\/?p=4109"},"modified":"2019-12-17T13:57:45","modified_gmt":"2019-12-17T12:57:45","slug":"dresden-schilda","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/gilbertbrands.de\/blog\/2019\/12\/27\/dresden-schilda\/","title":{"rendered":"Dresden = Schilda"},"content":{"rendered":"\n

Sachsen will bekanntlich die Braunkohlef\u00f6rderung einstellen, was das AUS f\u00fcr die Kumpel und die Kraftwerke bedeutet. Die Leipziger Volkszeitung berichtet am 19.12.2019:<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n

Sachsen f\u00f6rdert die Ansiedlung wissenschaftlicher Zentren zur Energieforschung in der Lausitz. Um den Strukturwandel voranzubringen, beteiligt sich der Freistaat allein dieses und n\u00e4chstes Jahr mit rund elf Millionen Euro an der F\u00f6rderung neuer Institute des Deutschen Zentrums f\u00fcr Luft- und Raumfahrt (DLR) in Dresden und Zittau. F\u00fcr den Aufbau des DLR- Instituts f\u00fcr kohlendioxidarme Industrieprozesse sind j\u00e4hrlich 1,2 Millionen Euro pro Jahr vorgesehen, sagte Sachsens Wirtschaftsminister Martin Dulig (SPD) gestern nach der Kabi nettssitzung. Etwa ebenso viele Mittel steuert das Land Brandenburg bei, da in Cottbus gleichzeitig ein Kompetenzzentrum f\u00fcr kohlendioxidarme Industrieprozesse entstehen soll. Mit 18 Millionen Euro \u00fcbernimmt der Bund rund 90 Prozent der Finanzierungskosten.<\/p><\/blockquote>\n\n\n\n

Lassen wir mal beiseite, dass die Kumpel und Kraftwerksarbeiter f\u00fcr ein DLR-Institut etwa die Qualifikation aufweisen wie die Racketeschen Mittelmeerfacharbeiter die Arbeit in einem OP. Da sowohl Luft- als auch Raumfahrt ebenfalls zuk\u00fcnftig in D nicht mehr m\u00f6glich sind, m\u00fcssen die sich etwas anderes als T\u00e4tigkeitgebiet aussuchen. Zum Beispiel<\/p>\n\n\n\n

Das DLR-Institut f\u00fcr Softwaremethoden zur Produkt- Virtualisierung soll auf Hochleistungs-Rechnern virtuelle Labore aufbauen, in denen Ingenieure Flugzeuge, Autos und andere Hightech-Produkte schneller, umweltfreundlicher und billiger entwickeln k\u00f6nnen. Der Freistaat f\u00f6rdert dies mit 9,5 Millionen Euro.<\/p><\/blockquote>\n\n\n\n

Das „Institut f\u00fcr dekarbonisierte Industrieprozesse“ f\u00fchrt seinen Titel zu Recht: produziert wird nur noch virtuell. Und da die Konzerne wie Mercedes-Benz, VW oder Airbus seit Jahrzehnten Rechner f\u00fcr die Produktentwicklung nutzen und selbst \u00fcber diese Techniken verf\u00fcgen, d\u00fcrfen die DLR-Mitarbeiter sich auf Ego-Shooter-High-Scores spezialisieren.<\/p>\n\n\n\n

F\u00fcr die Kohle- und Kraftwerkskumpel soll nat\u00fcrlich auch etwas herausspringen:<\/p>\n\n\n\n

\u201eDurch neue H\u00f6chstleistungsw\u00e4rmepumpen aus Sachsen k\u00f6nnte \u00d6ko-Strom effizient in W\u00e4rme umgewandelt, tagelang in Dampferzeugerkreisl\u00e4ufen gespeichert und wieder als Strom ans Netz abgegeben werden.\u201c Das DLR-Institut soll dazu die Umr\u00fcstung eines bestehenden Kohlekraftwerks in ein CO 2 – emissionsarmes Speicherkraftwerk erproben. So k\u00f6nnten gro\u00dfe Teile der Kraftwerksinfrastruktur und der Arbeitspl\u00e4tze erhalten werden. Um welchen Kraftwerksstandort der Lausitz Energie AG es dabei geht, sei bislang offen. \u201eMit den Forschungen stehen wir noch am Anfang\u201c<\/p><\/blockquote>\n\n\n\n

Speicherung in Dampferzeugerkreisl\u00e4ufen? Welches Insekt hat den denn gestochen? Nun, beim Nachhaken stellt sich allerdings heraus, dass entweder der Prof Unfug formuliert hat (was bei GR\u00dcNEN Profs ja inzwischen leider Standard ist) oder der Pressefritze etwas nicht mitbekommen hat. Da es sich um ein Zitat handelt, wird der Prof wohl der Dumpfbeutel sein. Eigentlich ist geplant, salzgest\u00fctzte W\u00e4rmespeicher einzusetzen, wie man bei Nachhaken im s\u00e4chsischen Ministerium und bei DLR herausfindet. Im Klartext: man stellt eine T\u00fcte Salz hin, w\u00e4rmt die auf und kann sich anschlie\u00dfend, wenn es wieder kalt wird, die Finger daran w\u00e4rmen. Schauen wir uns diesen Schildb\u00fcrgerstreich einmal genauer an:<\/p>\n\n\n\n

Eine kleine Milchm\u00e4dchen-Rechnung<\/h4>\n\n\n\n

Da die Kraftwerke Strom erzeugen sollen, bleiben die Kraftwerksteile mit den Generatoren und den K\u00fchlt\u00fcrmen erhalten und lediglich die Dampferzeuger werden ausgetauscht. Das bedeutet auch, dass die Kraftwerke komplett umger\u00fcstet und nicht auf einen Mischbetrieb als Kohle\/W\u00e4rmespeicherkraftwerk ausgelegt werden sollen. Also Kohle ist hinterher nicht mehr.<\/p>\n\n\n\n

Ein Kraftwerksblock eines Gro\u00dfkraftwerks hat eine Leistung von ca. 1 GW. Viele der s\u00e4chsischen Gro\u00dfkraftwerke sind mit mehreren Bl\u00f6cken dieser Gr\u00f6\u00dfe ausgestattet, so dass sich Gesamtleistungen bis zu 4 GW ergeben, andere sind aber auch kleiner. Bleiben wir daher bei einem 1 GW-Block f\u00fcr die Bilanzrechnungen. Den Rest kann jeder sp\u00e4ter selbst rauf- oder runterrechnen (Hinweise f\u00fcr Abiturienten: es werden Plutimikation und Diversifizierung ben\u00f6tigt; Hauptsch\u00fcler, Politiker und Journalisten k\u00f6nnen leider nicht mitrechnen und wenden sich bitte an einen Abiturienten).<\/p>\n\n\n\n

In den an sich windstarken Monaten Oktober und November 2019 sind jeweils mehrere Flautenlagen mit eine Dauer von 2 Tagen und L\u00e4nger eingetreten, in denen die ca. 30.000 Windkraftanlagen in Deutschland ca. 3% des ben\u00f6tigten Stroms liefern konnten. <\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

F\u00fcr die Auslegung eines Speicherkraftwerks muss man daher im Minimum davon ausgehen, dass \u00fcber eine Dauer von 2 Tagen die volle Leistung von 1 GW erbracht werden muss, d.h. die elektrisch zu erzeugende Energie liegt bei ca. 50 GWh = 1,8*10\u00b9\u2074 J. Wenn man sich die Grafik anschaut, ist das eher vorsichtig kalkuliert. 4-5 Tage w\u00e4ren realistischer, aber wir wollen mal nicht so sein.<\/p>\n\n\n\n

Bei einem angenommenen Wirkungsgrad von 50% bei der Energieumwandlung, die in einigen Jahren erreicht werden soll, m\u00fcsste eine W\u00e4rmemenge von 3,6*1014<\/sup> J gespeichert werden. Diese Bilanz w\u00fcrde aber thermodynamisch bereits eine Dampftemperatur von ca. 700\u00b0C voraussetzen. Bei der projektierten H\u00f6chsttemperatur von 550\u00b0C f\u00fcr den Salzspeicher liegt er aber realistischer bei ca. 40% mit einem Abfall auf ca. 18% bei 350\u00b0C als unterer Temperaturgrenze (wenn der Salzblock blo\u00df dahin abgek\u00fchlt ist, h\u00f6rt man besser auf). Die 3,6*10\u00b9\u2074 sind also auch etwas knapp, aber seien wir mal nicht so.<\/p>\n\n\n\n

Bei Steinsalz als W\u00e4rmespeichermedium mit einer W\u00e4rmekapazit\u00e4t von 0,85 J\/g*K und einem Nutzbereich von 200 K ergibt sich die notwendige Steinsalzmenge zu ca. 2 Mio to. Bei einer Dichte von 2,16 g\/cm3<\/sup> entspricht dies etwa 1 Mio m\u00b3 oder einem W\u00fcrfel mit einer Kantenl\u00e4nge von 100 m, was etwa der H\u00f6he konventioneller K\u00fchlt\u00fcrme entspricht, wobei K\u00fchlt\u00fcrme allerdings im Vergleich zu W\u00fcrfeln recht schlank sind. In den Dimensionen sind allerdings weder die Zuschl\u00e4ge f\u00fcr das W\u00e4rmetauschersystem im Inneren noch f\u00fcr die Isolierung des Blocks inbegriffen. Man kann da sicher noch mehr als 10 m zulegen, alles in CO2-freundlich hergestellten Beton geh\u00fcllt.<\/p>\n\n\n\n

Dieses Volumen m\u00fcsste nun im Betrieb von 350\u00b0C (oder w\u00e4rmer, falls man nicht voll herunter gefahren hat) auf 550\u00b0C erw\u00e4rmt werden, wozu EE-Strom verwendet werden soll. Wie eine einfache Verh\u00e4ltnisrechnung zeigt, ist der EE-Strom aber fr\u00fchestens bei einer Vervierfachung der Anlagenzahl auf 120.000 Windkraftanlagen in der Lage, bei optimaler Speicherung den Bedarf zu decken. Bei Ber\u00fccksichtigung der Verluste allein bei der W\u00e4rmespeichertechnologie und dem abzusehenden steigenden Bedarf in anderen Bereichen gen\u00fcgt dies aber bei weitem nicht. <\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Aus dem Diagramm geht nebenbei auch hervor, dass erst bei einer Verdreifachung die installierte Leistung den Bedarf abdeckt, der durch andere Projekte verursacht wird. Allerdings ist das nur die installierte Leistung. Die maximale Leistung liegt bei etwa 50-60%, die Duchschnittsleistung bei ca. 20%. <\/p>\n\n\n\n

Also hat man nicht gen\u00fcgend Energie, um den Wahnsinnsklotz warm zu bekommen. Aus diesem Grund wird in dem Projekt der Einsatz von Hochleistungsw\u00e4rmepumpen erwogen. Der Wirkungsgrad ergibt sich nach der Thermodynamik durch W = T_warm \/ (T_warm – T_kalt) , wobei T in Kelvin gemessen wird, d.h. auf die \u00b0C sind 273 drauf zu rechnen. Bei einer Temperaturspanne von 350\u00b0C-550\u00b0C und einer unteren Temperatur von 20\u00b0C ergibt sich ein Wert von 1,5 \u2013 1,9 , d.h. durch Einsatz von 1kWh Pumpenleistung, die nat\u00fcrlich ebenfalls als W\u00e4rme in den Block wandert, lassen sich ca. 0,5 \u2013 0,9 kWh zus\u00e4tzliche W\u00e4rmeenergie aus der Umgebung erzielen. Durch W\u00e4rmepumpen lassen sich somit die sp\u00e4teren Verluste bei Umwandlung von W\u00e4rme in Strom teilweise kompensieren, aber nicht g\u00fcnstig gr\u00f6\u00dfere Energiemengen gewinnen. Zumindest nicht bei diesen Temperaturen. <\/p>\n\n\n\n

Wer Spa\u00df daran hat, kann bei Google mal nach „5 MW Motor“ suchen (Bilder leider besser nicht, sonst w\u00fcrde ich eines bringen). Das sind bereits Kl\u00f6tze von doppelter Mannh\u00f6he. F\u00fcr das Kraftwerk m\u00fcsste man aber schon eine W\u00e4rmepumpenleistung von mindestens 500 MW einsetzen, wie sich aus den Einspeisegrafiken ergibt. Mal zum Vergleich:<\/p>\n\n\n\n

\"https:\/\/upload.wikimedia.org\/wikipedia\/commons\/5\/53\/Emma_M%C3%A6rsk2.jpg\"\/
Creative Commons<\/a> Attribution-Share Alike 2.5 Generic<\/a> license. <\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Die Emma-Maersk mit ihren knapp 400 m L\u00e4nge bringt es auf knapp 80 MW bei einem Kurbelwellengewicht von 300 to (\u00fcber die restlichen Elemente schweigt die h\u00f6fliche Berichterstattung). Also \u00fcber den Daumen m\u00fcsste man zus\u00e4tzlich zu dem 150 m-W\u00fcrfel auch noch 5-10 Maschinenr\u00e4ume des Schiffsgiganten an weiterer Mechanik installieren. <\/p>\n\n\n\n

Die Energie ca. 2*10\u00b9\u2074 J bei W\u00e4rmepumpeneinsatz m\u00fcsste der Umwelt entnommen werden. Bei der Entnahme w\u00e4re darauf zu achten, dass weder die Umwelt noch die Gesteine bei geothermaler Entnahme zu stark gek\u00fchlt werden. Entlastend ist nat\u00fcrlich anzumerken, dass diese Energie zu einem gro\u00dfen Teil wieder in Form der Abw\u00e4rme bei der Stromerzeugung wieder freigesetzt wird. Die geht bei den Kraftwerken derzeit zum gro\u00dfen Teil in Fernw\u00e4rme oder in die Athmosph\u00e4re. Da die geothermale Leistung nur bei nur 40-50 kW\/km\u00b2 liegt, m\u00fcsste man also entweder Sachsen unterkellern oder die Abw\u00e4rme gezielt wieder dort hinbringen, wo man sie weggenommen hat.<\/p>\n\n\n\n

Bei diesen Werten ist zu ber\u00fccksichtigen, dass \u00e4u\u00dferst optimistisch gerechnet wurde. Die realen Verluste sind oft erheblich h\u00f6her, wenn man stichwortartig bei Google nachschaut, was die Thermodynamik sagt und was in der Realit\u00e4t erreichbar ist. Nicht in diese Betrachtung eingeflossen ist der Aufwand zur Umr\u00fcstung der Anlagen, der angesichts der puren Dimensionen alleine des Salzblockes \u2013 es muss ja eine Isolierung installiert werden, die W\u00e4rmeverluste weitgehend verhindert und die W\u00e4rmetauscher im Inneren des Blockes sind ja auch noch nicht ber\u00fccksichtig, mal ganz abgesehen von den W\u00e4rmepumpeneinheiten \u2013 erheblicher sein d\u00fcrfte als der Bau des kompletten konventionellen s\u00e4chsischen Kraftwerkparks. Funktionieren k\u00f6nnte das Ganze erst ab \u2013 vorsichtig gerechnet \u2013 einer Vervierfachung der derzeitigen installierten EE-Leistung. <\/p>\n\n\n\n

Fazit<\/h4>\n\n\n\n

Das sind also die Projekte, die die Politik durchf\u00fchren will. Immerhin wird zugegeben „Mit den Forschungen stehen wir noch ganz am Anfang“, was bedeutet, dass weder s\u00e4mtliche Techniken exitistieren noch irgendwelche Pilotversuche stattgefunden haben – was jedoch im Weiteren die B\u00fcrokraten anscheinend nicht daran hindert, schon mal die Kraftwerke abzuschalten in der Hoffnung, dass es irgendwie weiter geht. Um zu prognostizieren, dass dann nichts kommt, muss man nicht lange forschen; da gen\u00fcgen so Milchm\u00e4dchenrechnungen wie diese hier, die man in knapp einer Stunde, eintippen des Quarks, hinbekommt.<\/p>\n\n\n\n

Zur Beruhigung nun vielleicht besorgter Naturen: die EU-Kommission in Gestalt von Flinten-Uschi und Frans Timmermans h\u00e4lt weitere grandiose Techniken f\u00fcr die Energiewende bereit, beispielsweise die Stahlherstellung mit nicht existierendem Wasserstoff anstelle von Kohle als Reduktionstr\u00e4ger, ebenfalls die CO2-neutrale Herstellung von Zement mit Wasserstofftechnologie, was mehr oder weniger auf den „Stein der Weisen“ hinausl\u00e4uft, mit dem zumindest C in CO2 in irgendwelche anderen Elemente des Periodensystems \u00fcberf\u00fchrt werden k\u00f6nnte, die Versorgung mit „digitalem Strom“, wenn der andere ausf\u00e4llt, sowie das Heizen mit „erneuerbarem Gas“. Doch dazu sp\u00e4ter.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Sachsen will bekanntlich die Braunkohlef\u00f6rderung einstellen, was das AUS f\u00fcr die Kumpel und die Kraftwerke bedeutet. Die Leipziger Volkszeitung berichtet am 19.12.2019: Download Artikel als PDF<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[9],"tags":[],"class_list":["post-4109","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-energie"],"post_mailing_queue_ids":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/gilbertbrands.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4109","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/gilbertbrands.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/gilbertbrands.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/gilbertbrands.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/gilbertbrands.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=4109"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/gilbertbrands.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4109\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":4115,"href":"https:\/\/gilbertbrands.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4109\/revisions\/4115"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/gilbertbrands.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=4109"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/gilbertbrands.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=4109"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/gilbertbrands.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=4109"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}