> Vorbemerkungen Energieübertragung- und verteilung Begriffsbestimmungen zu Lastkennlinien

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1 10 Jahre Windenergie eine kritische Nachlese Vortragsreihe, als Folienvortrag gehalten vor: - CDU- Senioren-Kreisvorstand Borken - CDU- Senioren- Bezirksvorstand Münsterland - EAK- Bezirksvorstand Münsterland Einführung: Deutsche Politiker rot- grüner Couleur trumpfen auf, wenn wegen anhaltender Hitze Atomkraftwerke ihre Leistung drosseln müssen und übergehen mit deutlichem Schweigen, dass in derselben Wetterperiode die installierten Windräder wegen Flaute praktisch ganz ausfallen; Trotzdem glauben in Verkennung der Realitäten bis zu 70% der in Deutschland repräsentativ Befragten, dass wir in 10 Jahren unseren Strom fast ausschließlich aus erneuerbaren Energien (insbesondere aus Wind!) werden erzeugen können. Ich sage: In keinem anderen Land der Erde ist es gelungen, dies der Bevölkerung einzutrichtern. Dies soll Anlass genug sein, über Windenergie noch einmal nachzudenken und in einer kritischen Nachlese deren Möglichkeiten auszuloten. Inhalt: > Vorbemerkungen Energieübertragung- und verteilung Begriffsbestimmungen zu Lastkennlinien > Viel Wind um Wind? Gesamtleistungsentwicklung in Deutschland Wirkleistungscharakteristik der WKA Einflüsse auf den Ertrag Leistungsgang und dauerlinien der WKA Flächenbindung der WKA Nutzen durch Verdrängung konventioneller Energien? Monstermühlen > Wie viel Windenergie vertragen die Netze? Besonderheiten der el. Energieversorgung Pflichten der Netz und Anlagenbetreiber Netzprobleme durch extreme und schnell sich ändernde Leistungsflüsse bei Vollausbau der WKA- Leistung ( beispielhaft ) Wirkungskette Netz und WKA Betriebszustände von WKA Netzrückwirkungen von WKA Verträglichkeitsprüfung in den Netzen Netzeinbindung von WKA > Netzbetrieb im Übergang?

2 Zusammenfassung und Fazit: Heute: Deutschland ist Weltmeister bei der installierten Leistung der Windenergie > Anzahl Windräder: ca > Installierte Leistung: ca MW > Erzeugte Arbeit: ca. 24 Milliarden kwh ( Volllaststundenzahl: ca. 1500h/a ) > Ausgaben: ca. 24 Milliarden EURO (spez. Investitionen: ca. 1500,- EURO/kW, Netzeinbindungsaufwendungen nicht berücksichtigt) Merke: Nicht gerade viel angesichts des massiven Aufwandes Von der Bilanz der erzeugten el. Arbeit ersetzen die zahlreichen bislang errichteten Windräder damit nicht mehr als drei herkömmliche Kernkraftwerke. Vor- und Nachteile der Windenergie mit Blick auf eine nachhaltige Energieversorgung: (grob überschlagen: erzeugte Arbeit ca. 8 Milliarden kwh pro Kernkraftwerk bei installierten Leistungen bis zu 1200 MW und bis zu 7000 Volllaststunden / a) Windenergie substituiert zwar el. Arbeit, aber nicht el. Leistung! Wegen ihrer vom Wind abhängigen fluktuierenden Leistungsdarbietung bleibt die erforderliche installierte Leistung des vorhandenen Kraftwerksparks nahezu gleich. Vielmehr wird zum Ausgleich der Leistungsbilanz ( Regelleistung, Last-folge ) ein zusätzlicher Bedarf nach Regel -Kraft-werken notwendig. > CO2- freie Stromproduktion, aber: zeitlicher und mengenmäßiger Anfall kaum planbar (Regelenergie); keine gesicherte Leistung, geringe Verfügbarkeit, oftmals: gerade zu Zeiten des größten Strombedarfs ( kalte Wintertage, warme Sommertage ) leistet Windenergie mangels Wind keinen Beitrag; in der Regel keine Ersparnis von Kraftwerken (konventionell, Kernkraft); Mehrfachinvestitionen. > Sehr teuer, mangelnde Wirtschaftlichkeit wegen geringer Volllaststunden. Arbeit W: Grundlast W = P( t) dt = P max Tm = P max ( Tm / TB) TB = P max m TB Erzeugungskosten K: K = k I spez Pmax / W = k I spez Pmax / Pmax Tm = k I spez / Tm (ct / kwh) Mit Tm = Benutzungsdauer, Volllaststundenzahl, Volllaststunden ( h ) TB = Betriebsdauer bzw. Nennzeit eines Tages oder Jahres ( h ) m = Belastungsfaktor( Beispiele: Wind: ca % ; Kernenergie:ca. 80%

3 k = Annuitätsfaktor I spez = Investitionen einer Anlage pro kw (EURO/ kw) Einfache Rechnung: Vergleicht man Windkraftanlagen beispielsweise mit Kern-kraftwerken unter Berücksichtigung dieser unterschiedlichen Verfügbarkeiten miteinander ( wohlmeinende 20% für den Wind und geringschätzige 80% für die Kernenergie angenommen ), so ergibt die Rechnung, dass 1 MW an installierter Windkraftleistung tatsächlich nur 200 kw!!!! entspricht. Auf einer modernen WKA mag zwar 2 MW stehen, drin sind aber im Jahresdurchschnitt nur 0,4 MW! Die zahlreichen bislang errichteten Windräder ersetzen deshalb nicht mehr als drei herkömmliche Kernkraftwerke. Viele tausend WKA müssten daher in Deutschland noch hochgezogen werden, um die Lücke zu füllen, die der Atomausstieg reißen würde. Deutsches Windenergie-Institut GmbH, Wilhelmshaven, Studie zur aktuellen Kostensituation der Windenergienutzung in Deutschland Nr.SO-199, : Windkraftanlagen rechnen sich nur bei mindestens 2000 Volllaststunden bzw. einer mittleren Windgeschwindigkeit von 5,4 m/sec in 30 m Höhe bei der EEG-Vergütung von 9 ct /kwh, d.h. außer an den Gebieten an der Küste und einigen ausgewählten Gebirgslagen wie z.b. im Erzgebirge, Schwarzwald, Thüringer Wald sind alle anderen Gegenden unwirtschaftlich. Bei noch geringerer garantierter Vergütung werden auch diese Gebiete unwirtschaftlich. Der Wert des Windstromes ist praktisch gleich Null Der Windstrom verdrängt Strom aus Steinkohle, Braunkohle Kernenergie und Erdgas, der mit 2-3 Cts/kWh erzeugt werden kann und hat deshalb für die Stromerzeugerger nur einen Wert von 2-3 Cts/kWh. Eigenerzeugungskosten aus: - Braunkohle 2 ct/kwh - Kernenergie 2 ct/kwh - Erdgas 3 ct/kwh - Import-Steinkohle 3 ct/kwh - Deutsche Steinkohle 4,5 ct/kwh Wegen der nicht planbaren und unkalkulierbaren Windstromproduktion an verbraucherfernen Standorten bedeutet die Übernahmeverpflichtung des Windstromes eine zusätzliche Belastung von ca. 2,4 ct/kwh: - Regelenergie (Zukauf von teurem Strom, wenn Windstrom ausfällt): 0,7 ct/kwh - Verluste durch schlechteren Wirkungsgrad von Kohle-, Gas- oder Kernkraftwerken durch das Zurückfahren bei Windstromangebot: 1,5 ct/kwh - Neubau von Leitungstrassen für den Stromtransport, wenn der Windstrom überwiegend in Küstennähe erzeugt wird, der Verbrauch im Binnenland erfolgt: 0,2 ct/kwh

4 Der Wert des Windstroms ist deshalb praktisch gleich Null. Aus den gleichen Gründen ist die CO 2 -Einsparung durch Windkraftwerke zu vernachlässigen. Übrigens: Die Stromversorger müssen laut staatlicher Verordnung 9,0 ct/kwh für den wertlosen Windstrom bezahlen, Kosten, die sie voll an uns Verbraucher weitergeben. Volkswirtschaftlich ist die massive Subvention der Windkraft nicht zu verantworten. > Große Flächenbindung durch geringe Leistungsdichte. Heutige WKA s haben nichts mehr mit dem frühen Small is beautifull - Träumereien zu tun, sie sind Großtechnik, benötigen ein großtechnisches Übertragungsnetz und führen zu einer Beeinträchtigung der Landschaft mit weiträumiger Industrialisierung gewachsener Kulturlandschaften. Standortgebundene Erzeugung, eben, wo Wind weht! > Geringes Gefahrenpotenzial, aber: durch visuelle Aspekte, Lärm, Schattenwurf, Infraschall eine Belästigung und u.u. sogar eine Beeinträchtigung der Gesundheit. Forderung nach ausreichenden Mindestabständen ( vorsorglicher Immissionsschutz ). > Netzrückwirkungen bei großen Windparks; hohe Investitionen. Windenergienutzung hat wenig zur Lösung der Energiefragen beigetragen, aber eine Menge Probleme gebracht: Wie viel Windenergie verkraften die Netze? - Wachsender Bedarf an Regelleistung und Auswirkungen auf den vorhandenen Kraftwerkspark sind zusätzlich zu betrachten ( Vor-haltung von Ersatzleistung ( Schattenkraftwerke ), Wirk- u. Blindleistungsmanagement, Windprognosemethoden und deren Abweichung vom tatsächlichen Windverhalten ). - Massiver Netzausbau notwendig Start: heute; aber: der netzseitige Zusatzaufwand (zusätzliche Leitungen, höhere Netznutzungsentgelte?) ist Folge des politischen Willens zur massiven Förderung der Windenergie und muss dann auch von allen Seiten mitgetragen werden (Strompreiserhöhungen?). - Es bleiben noch Fragestellungen, beispielsweise: Wo liegen in den bestehenden Verteilnetzen die Grenzen für dezentrale Erzeugungsanlagen? Welche Anforderungen sind bei hohem Anteil dezentraler Erzeugungsanlagen seitens des Netzbetreibers bzgl. Beobachtbarkeit, Steuer- und Regelbarkeit sowie an Leittechnik und Netzen der Leittechnik zu stellen? Wie ist die Netzkurzschlussleistung in den Netzen anzupassen?

5 Welche Vorgaben sind hinsichtlich der Spannungsqualität beim Netzanschluss zu erwartender großflächiger Integration dezentraler Erzeugungsanlagen zu stellen? Wie ändert sich der Lastgang in den Verteilernetzen? Müssen Filter in den Verteil- und Hochspannungsnetzen zur Oberschwingungskompensation eingesetzt werden? Sind dynamische Wirk- und Blindleistungskompensation zur Flickerbeseitigung an geeigneten Netzknoten notwendig? > Das bisherige EEG hat zwar der Windkraft einen Schub gebracht, ist aber insgesamt nicht überzeugend. Zu einseitige Förderung von Techniken der Energieerzeugung. Bei einem fairen Wettbewerb hätten wir beispielsweise Windräder nicht im ganzen Land, sondern nur dort, wo sich die Anlagen unter Marktgesichtspunkten rentieren, weil eben dort nur der Wind wehen würde. Eine Änderung geht nur über eine dringend notwendige Novellierung des EEG und eine Anpassung und Überprüfung der derzeit geltenden Vergütungsregelungen im Sinn einer nachhaltigen marktwirtschaftlichen Erschließung der Energiewirtschaft. Wünschenswert wäre es, wenn Politik sich dazu durchringt, da dringender Handlungsbedarf besteht. Eine abschließende Bemerkung: Die gute Nachricht ist, dass die Öffentlichkeit aufwacht und die Politik und da hoffe ich auf unsere Partei beginnt, sich des Problems der Windenergie ernsthaft anzunehmen und erkennt, dass Windenergie bisher überschätzt worden ist. Bundeskanzlerin A. Merkel hat zu den Energiegesprächen eingeladen, in denen Arbeitsgruppen ein Energiegesamtkonzept für die Bundesrepublik entwickeln werden. Das sind sehr positive Signale. Dabei gehe ich davon aus, dass man die Windenergie richtig und vernünftig einschätzt. Wir können aufgrund der bekannten Situation keine weitere Zeit mehr verlieren. Auf dem Energiesektor könnte sich einiges tun!, beispielsweise: Vision für ein Versorgungssystem mit Windenergieeinspeisung: - steuerbare Energieerzeugung mit echter Verdrängung von Arbeit und Leistung, kein Reserveleistungsbedarf - Vermeidung systemkritischer Erzeuger - Entkopplung von Dargebot und Einspeisung der Windenergie durch Einsatz der Wasserstofftechnologie, d.h. Wasserstoffgewinnung in Windparks und Verstromung des Wasserstoffs in konventionellen Kraftwerken - Sinnvoll wäre es aber vielleicht auch- wohl wissend, dass die heutigen Anlagen Großtechnik ( Monstermühlen ( Nennleistung 5 bis 7 MW, Rotordurchmesser von über 100 Meter ))sind, ein großtechnisches, ausgedehntes Übertragungsnetz benötigen -, zwecks praktischer Erfahrung mit den Netzanschlussbedingungen gezielt einmal einen offshore- Windpark zu fördern. Mehr wäre aber von Übel, da diese Windparks mit ihren großen installierten Erzeugungsleistungen und der damit verbundenen Vielzahl von Anlagen zu einer weiträumigen Industrialisierung gewachsener Kulturlandschaften führen werden.