Was kostet eine Kilowattstunde?

Mein geschätzter VWL-Prof. antwortete auf solche Fragen immer mit: „Das kommt darauf an!“ Richtig: Auf das wann und wo! Eine Kilowattstunde kostete 2014  für deutsche Haushaltskunden   29,13 ct … einheitlich für jede Stunde im ganzen Jahr. Darin waren gerade noch 25,1 % für die Stromerzeugung, aber auch 21,4 % für die EEG-Umlage zur Finanzierung der erneuerbaren Energien enthalten. Nur wird der Strom auch immer zu gleichen Kosten erzeugt? Die Zusammensetzung des Strompreises 2014
Nein!
Tatsächlich schwanken die Erzeugungs-kosten insbesondere in Zeiten der Energiewende sehr stark. Warum ist das so? Strom ist nicht speicherbar. Die Elektronen, die durch die Leitungen „strömen“, müssen genau in der Sekunde erzeugt werden, wenn der Stromkunde Energie benötigt. Genau so wie ich, als ich gerade meinen Laptop einschaltete, um diesen Artikel zu schreiben. Draußen scheint gerade die Mittagssonne, es ist leichter Wind, heute Abend sieht es dann ganz anders aus und damit das Angebot an Strom.  An der Strombörse EEX kostet der Strom für heute Mittag 12-13 Uhr 2,951 ct/kWh  zur  „Wind- & Sonnen-Primetime“ und um 19-20 Uhr 6,567 ct/kWh, wenn Wind und Sonne weg sind und die Fernsehgeräte an. Gleichzeitig wollen wir sicher sein, dass jederzeit Energie da ist. Also müssen ständig alle übrigen Kraftwerke die Schwankungen der Erneuerbaren und des Bedarfs ausgleichen. Und das zu  möglichst günstigen Kosten bei gleichzeitig schnellem Wachstum der grünen Energie. Merrit Order mit Nachfrage und Angebotsverschiebung NEU

In der Grafik sind beispielhaft variable Kosten der Kraftwerke (ähnlich Merrit Order) dargestellt, wobei jeder Balken genau 1 % der Energieerzeugung in Deutschland 2013 repräsentiert. (Kosten*; Anteile gem. BDEW). Ganz links sind die erneuerbaren Energien, weil sie keine variablen Kosten bei der Erzeugung (Wind, Sonne und Regen fallen kostenlos vom Himmel) wie die anderen Kraftwerke haben (insbesondere Kosten für Kohle bzw. Gas und CO2-Zertifikate). Aber nur die variablen Kosten bestimmen den kurzfristigen Börsenpreis an der EEX. Ganz rechts ist ein einziger schwarzer hoher Balken: Mineralöl! Wind- und Sonnenangebot schwanken sehr stark (blau gelbe Pfeile), ebenso wie der  Energiebedarf (schmale rote Linie mit Pfeilen) und schieben damit den Strom-Mix hin und her! Und dort wo die  Nachfrage und Angebot sich treffen entsteht der Preis. Ein einzelner Stromkunde fällt natürlich nicht ins Gewicht, wenn ich z. B. gleich meinen Laptop ausschalte und raus gehe, ist das für die Strompreise so wichtig, wie der Sack Reis der in China gerade umfällt. Wenn wir aber alle unsere Laptops und Fernsehgeräte abschalten und auch alle Produktionsanlagen stillstehen und gleichzeitig kräftige Winde wehen, dann passiert das, was Weihnachten 2012 los war:
Spotpreise Weihnachten 2012

Am ersten und zweiten Weihnachtstag jeweils zwischen 0 und 9 Uhr lagen wir natürlich alle mit Festtagsbraten im Bauch  im Bett und träumten schon davon, was wir alles mit unseren schönen Weihnachtsgeschenken anfangen. Von dieser weihnachtlichen Stille völlig unbeeindruckt, produzierten die deutschen Windkraftanlagen durch einen kräftigen Sturm 689 Millionen kWh, welche, weil nicht benötigt, über die Leipziger Strombörse EEX „verschenkt“ wurden und die Beschenkten bis zu 22,2 ct/kWh als „Geldgeschenk“ noch dazu erhielten. Dabei entstand ein Schaden von 144,88 Millionen € zu Lasten aller deutschen Stromverbraucher, den wir über die EEG-Umlage alle gezahlt haben. Schöne Bescherung!

Nur was hat das alles mit Schiffen zu tun?

Auf einem Schiff  wird ausschließlich d.h. zu 100 % durch Mineralöl Energie erzeugt. Statt einem stehen 100 schwarze Kostenbalken nebeneinander. Und ein Schiff braucht genau dann am meisten Energie, wenn es gegen einen Sturm ankämpfen muss. Wie wär es denn, genau dann erneuerbare Energie liefern zu können „wenn es darauf ankommt“?

(*aufgrund stark schwankender Öl-, Steinkohle- und Erdgaspreise können dargestellte 
Kostenbalken für die Kraftwerke nur eine sehr grobe Orientierung sein.)

14 Mio. £ für schottische Wellenenergie

renewsWie heute während der „Wave & Tidal“ Konferenz bekannt gegeben wurde, investiert die schottische Regierung 14 Mio. Pfund in eine neue Initiative für die Wellenenergie. Damit können die zwölf verbliebenen ehemaligen Pelamis Mitarbeiter unter der Führung von Richard Yemm in der Gesellschaft: „Wave Energy Scotland“ die Entwicklung unter staatlicher Förderung weiterführen. Details hier.

 

Tiefe Wasser sind nicht still

Die höchsten und stärksten Wellen gibt’s auf Hawaii, genau gesagt auf Maui, am Strand von Jaws um ganz genau zu sein. Warum?

Surfer Hawaii (CC0 1.0)

Surfer Hawaii (CC0 1.0)

Tiefwasserwellen des Nord-Pazifiks treffen ungebremst auf die steil abfallende Küste, denn so wie die Vulkankrater der Insel aufragen, geht es unter Wasser weiter. 4 km vom Strand entfernt, erreicht die Wassertiefe über 4 km. So geht keine Wellenenergie durch Reibung am Meeresgrund verloren und die Welle baut sich an den Riff- und Felsformationen vor dem Strand auf und bricht genau an der Stelle, wo die Surfer darauf warten. Die Winterstürme im Nordpazifik produzieren fleißig Wellennachschub und die lange Dünung läuft über den Ozean bis nach Hawaii. Still steht der Ozean trotz seines Namens selten. Doch auch der Nordatlantik hat es in sich. In Biarritz wissen Frankreichs Surfer die Wellen zu nutzen, doch auch 10 % der europäischen Energieversorgung könnte so bestritten werden. Das Zentrum für maritime Energien EMEC ist auf den wellenumtosten Orkney`s in Nordschottland. Im Unterschied zu den Stränden von Hawaii und Biarritz steigt der Meeresgrund vor Schottland durch den europäischen Kontinentalschelf bereits hunderte Kilometer vor der Küste an. So sind die Wellen zwar nicht so attraktiv für Surfer und der größte Teil der Energie geht bereits weit vor der Küste verloren, doch die noch in den Kinderschuhen steckenden Wellenkraftwerke sind auch mit mittelgroßen Wellen ausreichend gefordert. Vielfach zerstörten Stürme die Bojen, Platten, Klappen, Seeschlangen oder Pontons der Prototypen.  Seeklima, Salzwasser und Bewuchs taten das Übrige. So wurden die ambitionierten Wellenenergieprojekte (Pelamis und Aquamarine) Ende letzten Jahres eingestellt. 70 Jobs gingen bei den Unternehmen verloren. Weder der öffentliche noch der private Sektor waren bereit, Investitionen von 200 Millionen Pfund zu tätigen, um die Technologie in die Wirtschaftlichkeit zu führen. Pelamis häufte  Verbindlichkeiten von 15 Mio. Pfund an. Trotz einer intensiven Debatte über die Zukunft der Industrie letzten Donnerstag im schottischen Parlament, bleibt das Hauptproblem der Wellenenergie erhalten: um die Maximalbelastung im Sturm beherrschbar zu machen, müssten riesige Anlagen zu hohen Kosten gebaut werden, was durch den niedrigen durchschnittlichen Stromertrag am liberalisierten Markt schwer refinanzierbar ist. Die 70er und 80er, als Wind- und Solarenergie auf dem Entwicklungsstand waren, wie jetzt die  Wellenenergie und Staat und Profit strotzende Energiekonzerne die Entwicklungskosten der Erneuerbaren aus der Portokasse finanzierten, sind vorbei.

Aber nehmen wir einmal an, ein Wellenenergiekollektor könnte so groß und sicher wie ein Schiff sein. Ein Schiff, was entsprechend seiner Größe für lange und starke Tiefwasserwellen auf den Ozeanen oder für die Küstenmeere ausgelegt ist. Und natürlich braucht man ein Schiff nicht ohne weiteren Zweck dorthin bringen. Wichtige Fahrtrouten führen über den Nordpazifik und den Nordatlantik, um das Kap Horn und das der Guten Hoffnung vorbei an den Sturmgebieten. Und natürlich hat ein Schiff erheblichen Energiebedarf und ganz andere Energiekosten als im liberalisierten Strommarkt von Deutschland oder Britannien – aber das ist eine andere Geschichte…

Schiffskreisel: 3 Erfinder, 1 Streit und Einstein als Gutachter

Der Kreisel: Spielzeug für große und kleine Kinder, Trainingsgerät aber vor allem vielfältiges technisches Bauteil. Kreiselelektronik steckt in jedem Auto-Navi, jedem Flugzeug, jeder Rakete, und sogar in jedem modernen Smartphone.

Drei Erfinder arbeiteten an Kreiseln für Schiffe: Ernst Otto Schlick erfand vor 111 Jahren den dampfgetriebenen Schiffskreisel, Hermann Anschütz-Kämpfe den elektrisch betriebenen Kreiselkompass und Elmer Ambrose Sperry den Schiffskreisel zur Seegangs-Stabilisierung mit elektrischem Antrieb. Zwischen Anschütz und Sperry entbrannte ein Patentstreit zum Kreiselkompass, bei dem als Gutachter der junge Albert Einstein zu Rate gezogen wurde. Hier die Details.