Erneuerbare Energien Kosten

Kosten für erneuerbare Energien

Der Ausbau der Energie (EE) ist Gegenstand der öffentlichen Diskussion. Wie hoch sind die Kosten für erneuerbare Energien? - EIKE - Europäische Gesellschaft für Klimaschutz & Entwicklung

Ein Schlüsselthema: Reduzieren oder steigern erneuerbare Brennstoffe den fossilen Brennstoffverbrauch? Welche Kosten entstehen bei der Nutzung regenerativer Energien? Aber ist die Kraft von Sonnen- und Windenergie auch kostenlos? Biokraftstoffe benötigen für die Pflanzenzüchtung, die Produktion und Anwendung von Düngemitteln, die Gewinnung, Produktion und den Abtransport von Ethanol Strom.

Für die Erzeugung, den Transport und die Installation der Anlagen benötigen Sonnen- und Windenergie. Sämtliche erneuerbare Energien benötigen viel Fläche pro erzeugtem MW Strom. Die Kosten für erneuerbare Energien werden wir mit diesem Betrag nicht kalkulieren können, aber wir können die Bestandteile, die in dieser Kalkulation enthalten sind, besprechen und einige Kohärenzen feststellen.

Der Energieaufwand für die Produktion eines Kraftstoffs wie z. B. Biokraftstoff muss deutlich geringer sein als der Energieertrag des produzierten Kraftstoffs, damit dieser genutzt werden kann. Die gebräuchlichste Bezeichnung dafür ist "Energy Return of Investment" oder EROI. Er errechnet sich aus der Aufteilung der in einem Brennstoff enthaltenen Nutzenergie durch die zur Erzeugung des Brennstoffs verwendete Wärme.

Infolgedessen muss bei einem einzigen Energieeinsatz so viel Strom verbraucht werden, wie man danach aus diesem Kraftstoff entnehmen kann. Viel Kraftaufwand, um den Brennstoff für Wartungsarbeiten, Friktionsverluste etc. brauchbar zu machen, kann jedoch vernachlässigt werden. Abschließend wird der soziale ROI beschrieben, der den tatsächlichen Nutzen aus einem Brennstoff für die Allgemeinheit beinhaltet.

In keiner der Rechnungen sind die Kosten für fossile Ersatzbrennstoffe für die Erzeugung von Windenergie und Sonnenenergie enthalten (außer vielleicht der letztgenannte Faktor). Es ist besonders schwer, Techniken wie z.B. Gas mit Sonne oder Windkraft zu kombinieren. Die meisten Rechnungen belegen jedoch, dass Ethanol auf Maisbasis einen ROI von nur 1,25:1 hat (Kiefer, 2013).

Betrachtet man den Energieverbrauch beim Einsatz von Ethanol in einem Auto, so ist dies ein negativer Ertrag. Pkw und Lkw sind nicht sehr leistungsfähig, weshalb die von Hall u.a. (2009) veranschlagte Kostenersparnis ca. 3:1 beträgt Auch das alte Rom ist laut Kiefer mit Korn für Knechte, Rinder und Rosse besser gefahren.

Als das Kolosseum gebaut wurde, war es 1,8:1. Kiefer meint auch, wenn der gesamte Wert unter 6:1 fällt, schrumpfe die Ökonomie aufgrund des großen Energiebedarfs der heutigen Zeit. Viel später tauchten kohlebefeuerte Dampfloks mit einem ROI von 10:1 oder mehr auf.

Unser Kulturkreis ist sehr von EROI geprägt, da der Energiezuwachs unseren Reichtum bestimmt (Energiezuwachs: nicht für die Produktion und den Konsum von Brennstoffen verwendete Energie). Da wir derzeit einen enormen Energiezuwachs genießen, können wir unsere Zeit mit dem Anbau von Nutzpflanzen und dem Anbau von Brennholz für Notunterkünfte, Heizung oder Küche verbringen.

Stromverbrauch oder -effizienz? Stephen Chu und die IEA mögen zwar davon ausgehen, dass Energieeinsparungen im Allgemeinen möglich sind, doch die Geschichte sagt, dass dies nicht der Fall ist. Das Thema "Jevons Paradox" lautet, dass eine höhere Energieausbeute zu geringeren Kosten und damit zu einem erhöhten Energiebedarf führe. Das überwiegt die meisten Effizienzsteigerungen, steigert die Wirtschaftlichkeit, unseren Wohlstand und sorgt für einen noch besseren Energiebedarf.

Heutzutage werden aufgrund des Energiebedarfs weniger Menschen benötigt, um Lebensmittel anzupflanzen und unsere Wohnungen zu errichten. Es ist denkbar, dass in einem reichlich vorhandenen Staat wie den USA ein Absatzmarkt mit energieverbrauchenden Produkten wie Fahrzeugen, Klimaanlagen und Kühlgeräten übersättigt sein wird. Längerfristig ist dies nicht zu erwarten, da neue energieverbrauchende Erzeugnisse entwickelt, eingekauft und genutzt werden, wenn sie ansprechend sind.

Alle konsumieren Strom. Der EROI ist zwar für den Qualitätsvergleich von Brennstoffen und Energieträgern geeignet, aber die Berechnungen sind sehr aufwendig. Eine weitere Möglichkeit, die Energieträger zu betrachten, sind die Durchschnittskosten für Strom. In der UVP werden die Kosten für die USA und die IEA die Kosten für die ganze Erde errechnet.

Dies bedeutet bei ruhiger Witterung, bei Sonnenschein in der Nacht und an bewölkten Tagen, bei Steinkohle und Erdgastanks. Im Gegensatz zur regelmäßigen Instandhaltung können Sonnen- und Windstillstände jedoch nicht geplant oder korrigiert werden, und diese Werte spiegeln nicht die Kosten der geforderten (fast) 100%igen, sonst ungenutzten Sicherung der fossilen Brennstoffe in windlosen Nachtstunden wider.

Infolgedessen sind die Schätzwerte für Sonne und Windkraft geringer als in der Realität. In Anbetracht des Ausmaßes, in dem Windenergie und Solarenergie vom Klima abhängen, können wir uns den kommenden meteorologischen Aufschwung nur erahnen! Erneuerbare Technologien sind in allen Staaten weitgehend gleich.

In den Kostenunterschieden spiegeln sich die unterschiedlichen Kosten (z.B. für Steinkohle oder Erdgas), die Brennstoffqualität oder die Kosten verschiedener Regelungen wider. In den USA und Europa sind seit vielen Jahren alle modernen Steinkohlekraftwerke in Betrieb, die für 80 bis 100 USD pro Megawattstunde Elektrizität erwirtschaften.

Dadurch erhöhen sich die Kosten für kohlebefeuerten Strom in den USA auf 140 USD pro Mwst. Die erneuerbaren Energien haben zwar Vorzüge, haben aber tendenziell niedrige EROI-Werte, und ihr Stromverbrauch führt zu steigenden Strompreisen. Tab. 1 zeigt, dass erneuerbare Energien im Durchschnitt zweimal so kostspielig sind wie die günstigste Variante.

In diesen Schätzwerten sind die Kosten für die Sicherung der fossilen Brennstoffe für Windkraft und Solarenergie nicht inbegriffen. Kernenergie ist die günstigste Stromquelle in Europa und Gas die günstigste in den USA aufgrund der Schiefergasproduktion. Windkraft und Sonnenenergie sind nur vorübergehend verfügbar, da der Fahrtwind nicht immer mit der korrekten Windgeschwindigkeit bläst und die Sonneneinstrahlung nicht immer vorhanden ist.

Nach Hall et al. 2014 liegen derzeit keine guten EROI Berechnungen für Sonne und Windkraft vor. Ausschlaggebend dafür ist, dass Windenergie und Solarenergie stark von der Sicherung der fossilen Brennstoffe abhängen und grundsätzlich durch einen höheren EROI-Wert der fossilen Brennstoffe "subventioniert" werden. Alternative wie Fotovoltaik und Windkraftanlagen sind unter Berücksichtigung der Backupkosten nicht einmal annähernd so günstig in Bezug auf Energie und Wirtschaftlichkeit wie in der Vergangenheit. 2.

Ein Umstieg auf Sonnenenergie würde enorme Summen in die fossilen Brennstoffe einbringen. Ungeachtet der zahlreichen gegenteiligen Aussagen - von Öl- und Gasförderern auf der einen Seite und Solarförderern auf der anderen Seite - halten wir die EROI für keine leichte Problemlösung. Deutliches Beispiel dafür ist Deutschland, wo der Anteil von Windkraft und Sonnenenergie an der gesamten Energieversorgung rund 32% beträgt.

Denn nur weil Windkraft und Sonne eingebaut sind und 32% des benötigten Stroms produzieren können, bedeutet das nicht, dass sie das Gleiche tun. 2016 kostet Elektrizität in Deutschland 39 Rappen pro Kilowattstunde im Gegensatz zu 27 Rappen im restlichen Europa und etwa 11 Rappen für Amis.

Da das Gesetz verlangt, dass alle erneuerbaren Energien eingekauft werden, gibt es Situationen, in denen die Preise für Elektrizität niedrig sind (d.h. die Menschen erhalten immer noch Gelder für den Kauf von Elektrizität). Da eine 100%ige Sicherung aus fossilem Brennstoff notwendig ist, müssen die deutschen und britischen Behörden für ungenutzte fossile Brennstoffkapazitäten aufkommen, da eine Sicherung für die Stabilität des Netzes im Ernstfall unerlässlich ist.

Die Vergütungen gehen über die normale Überschusskapazität hinaus, die in Ermangelung von Regeln für den Bezug von erneuerbaren Energien benötigt wird. Bei der Energiegewinnung durch Windkraft wird häufig der benötigte Flächenverbrauch ausgelassen. David Mackay rechnet in seinem E-Book "Sustainable Energy" damit, dass selbst bei einem Flächenverbrauch von 10% der gesamten Fläche Großbritanniens die Windkraftanlagen nicht genug Strom für das ganze Jahr produzieren können.

Doch Solar hat ein sehr gravierendes Auslastungsproblem. An anderen Orten der Erde ist die verwendbare Sonnenenergie zwar größer, aber nie größer als 30%[der gesamten Leistung]. Die unkontrollierbare und unvorhersehbare Unvorhersehbarkeit und Verschwendung von Energie führt zu den Kosten. Zudem sind die CO2-Emissionen in Deutschland angestiegen, obwohl das definierte Reduktionsziel der Verwendung erneuerbarer Energien darin besteht, diese zu reduzieren.

Ein Desaster waren die US-Vorschriften zur Verwendung von Biokraftstoffen, vor allem für die Verwendung von Zellulose-Ethanol. Mit dem Inkrafttreten des Renewable Fuel Standard (RFS) im Jahr 2005 wurde er als Fortschritt in der Energieunabhängigkeit gelobt. Ethanol hat eine niedrigere Dichte als Ottokraftstoff, und wenn es hinzugefügt wird, kann man mit einer Liter Ottokraftstoff weniger gefahren werden als mit purem Ottokraftstoff.

Darüber hinaus wird bei der Produktion von Ethanol, ob aus Getreide, Zuckerrohr oder Cellulose, so viel Strom benötigt, dass der EROI maximal erzielt oder sogar unterschritten wird, d.h. die Produktion von Ethanol benötigt mehr Strom als das Ethanol später bereitstellen kann. Doch all diese Auseinandersetzungen lösen sich bei genauerer Betrachtung auf.... unbegrenzter Biomassenanteil produziert Biokraftstoffmengen, die viel zu klein, zerstreut oder spärlich sind, um einen Teil des Primärenergiebedarfs der USA zu decken.

Der Anstieg der Bestände durch den Anbau benötigt mehr Zusatzenergie, als der Einsatz von Bioenergie. Darüber hinaus benötigt die gewonnene Biomasse große Energiemengen, um sie in die kompakten, hochenergetischen, flüssigen Kohlenwasserstoffe zu zementieren.

Der Vergleich des Energiegehalts des Endprodukts Biokraftstoff mit der Gesamtenergiemenge, die für seine Produktion verwendet wird, verheißt eine sehr schlechte Investition, insbesondere im Hinblick auf andere Möglichkeiten. Vielfach kommt es zu einem Gesamtenergieverlust. Ethanol ist korrosiv, sauerstoffhaltig, wasseranziehend und kann zerbrechen.

Für Ethanol müssen speziell für den Einsatz in Anlagen, Rohrleitungen und Lagertanks vorbereitet werden, was zu weiteren Kostenerhöhungen und einem niedrigeren ROI führen kann. Dies mag der Fall sein oder auch nicht, aber auf jeden Fall sind die Kosten für das Fällen der Hölzer und das Anpflanzen neuer Hölzer, die Vorbereitung und der Transport zu einem Elektrizitätswerk so hoch, dass der ROI der Holzfeuerung sehr gering wird - viel kleiner als der ROI der Kohleverbrennung, selbst wenn ein vollständiger Filter-Satz auf dem Steinkohlekraftwerk montiert ist.

Beispiel: Biokraftstoffe wie Ethanol in der Kraftstoffversorgung führen dazu, dass Autofahrer für weniger Kilometer pro Liter Kraftstoff mehr ausgeben. Nach Angaben des Instituts für Energieforschung hat die RFS den Verbrauchern seit 2007 zusätzliche 83 Mrd.$ auferlegt. Auf dem letzten Kongreß habe ich einen Gesetzentwurf vorgelegt, der den Zusatz von 15 % Ethanol zu Ottokraftstoff verbietet, der sich als sehr gefährlich für die Triebwerke erwiesen hat.

In diesem Jahr wurden bis Juni 2014 nur rund 17.000 Liter Zellulose-Ethanol produziert, obwohl das von der EPA angestrebte Volumen bei 17 Mio. lag. Nicolas Loris sagte: "Bis 2012 wurde kein Zellulose-Ethanol produziert, weil es nicht wirtschaftlich rentabel war. 2012 wurden nur rund 20000 Liter produziert - weit weniger als das angestrebte Volumen von 8,65 Mio. Liter.

Infolgedessen mussten die Raffinerien für die Erfüllung der Mindestanforderungen des WPA Verzichtskredite oder Abschöpfungen in Millionenhöhe auszahlen. Diese Kosten haben die Raffinerien an die Konsumenten weitergegeben. Die Produktion von Zellulose-Ethanol blieb nicht nur weit hinter den gesetzlichen Vorschriften zurück, sondern bot auch Nährboden für Abzocke und Profiteure allerlei.

Das Unternehmen ] KiOR sollte in Mississippi Zellulose-Ethanol produzieren und wurde mit Zuschüssen in Millionenhöhe ausgestattet, um das Unternehmen zum Laufen zu bringen. Sie hat im Nov. 2014 Konkurs angemeldet und ihre Pforten geschlossen, nachdem eine sehr kleine Ethanolmenge produziert worden war. Die Anlage soll jährlich 13 Mio. Liter Biokraftstoffe produzieren.

Allianz BioEnergy hat gerade ihr neuartiges CTS-Verfahren zur Umwandlung von Cellulose in Ethanol erprobt. Auch andere Firmen, die versuchten, Cellulose in Ethanol zu verwandeln, sind dem bankrotten Geier zum Opfer gefallen, darunter KL-Energy, Range Fuels und die Biokraftstoffe von Codeis. In der Fachzeitschrift Nature verfasste Peplow im MÃ??rz 2014 einen Beitrag Ã?ber Zellulose-Ethanol. Scientific American publizierte im April 2016 einen neueren Beitrag über Zellulose-Ethanol mit der Überschrift "Whatever happens to Advanced Biotreibstoffe?

Zellulose-Ethanol wurde 2013 nicht produziert, aber im vergangenen Jahr - nach dem Bau vieler vom Ministerium für Energie unterstützter Anlagen - produzierten alle fünf Raffinerien 8,3 Mio. l Zellulose-Ethanol. Diese Anlage brannte eine Kreditgarantie in der Größenordnung von 132 Mio. $ und einen Zuschuss des Energieministeriums in der Größenordnung von 97 Mio. $ ab, bevor sie geschlossen wurde.

Das EPA verlangt jetzt 1,2 Mrd. l Zellulose-Ethanol für 2017, was nie eintreffen wird. In 2015 wurden nur 8,3 Mio. l abgesetzt, im vergangenen Jahr waren es wahrscheinlich weniger als 10 Mio. l. Das Ethanolreglement ist nun 12 Jahre und noch immer ist nur eine kommerzielle Anlage für Zellulose-Ethanol nicht in der Produktion.

Für alle, die bereit sind zu schauen und zu überlegen, ist die technische Realisierbarkeit von Cellulose-Ethanol leicht nachvollziehbar. Dabei hat das Flüssigendprodukt (Ethanol) einen niedrigeren Verkehrswert als das solide Produkt (Papier). Wenn der EROI von Maisethanol kleiner als 2:1 ist.... und es ist 5 mal schwerer, Cellulose zu flüssig zu machen als Cornflakes, dann kann es gut sein, dass der EROI für Cellulose-Ethanol auf seinem Haupt steht.

Abschließend müssen wir die Resultate von zahlreichen Untersuchungen in Betracht ziehen, die belegen, dass über 70% der weltweiten Nahrungsmittelpreissteigerungen auf die Produktion von Biokraftstoffen zurückzuführen sind, wie die Kiefer-Studie zeigt. Die fossilen Brennstoffe und die Atomenergie sind zwar deutlich günstiger, flexibel und zuverlässig als die erneuerbaren Energien, aber es ist nicht so klar, wie viel günstiger sie sind.

Seit 2007 hat das Bundesheer 68 Mio. USD für 1,35 Mio. USD Biokraftstoff aufgewendet, das sind über 50 USD pro Liter. Nicht inbegriffen sind die Kosten der von den Bundesstaaten und der US-Regierung erhobenen Zuschüsse. Herkömmlicher Kraftstoff hätte das militärische Personal nur 8 Mio. USD kosten können. Hall, et al. (2014) kamen zu dem Schluss, dass Sonne und Windkraft nicht ohne fossilen Brennstoff oder Kernenergie mit geringerem ROI als Reserve konsumiert werden können; sie sind nicht die "Grundlast"-Technologien.

Maisethanol benötigt eine große Portion fossile Energien, um den Getreideanbau, den Transport und die Umwandlung in Ethanol zu ermöglichen. Cellulose-Ethanol ist und bleibt derzeit nicht wirtschaftlich. Erneuerbare Energien verdrängen, wie in der Kiefer-Studie und anderen Untersuchungen erörtert, nicht fossile Brennstoffe, sondern erhöhen deren Ausnutzung.

Nur wenn erneuerbare Energien mit einem hohen Anteil an erneuerbaren Energien als fossiler oder nuklearer Strom erzeugt werden, können diese ersetzt werden. Das kann passieren, wenn entweder der ROI der Fossilien absinkt oder der ROI der erneuerbaren Energien aufsteigt. Andernfalls sind erneuerbare Energien lediglich ein Parasit der konventionellen Energien, und wenn der Konsum der erneuerbaren Energien ansteigt, dann werden es auch die Fossilien und die Atomenergie sein, wie es derzeit in Deutschland und Dänemark so ist.

Derzeit sind die tatsächlichen Kosten und der EROI der regenerativen Energien nicht bekannt. Diese Kosten können nur dann besser berechnet werden, wenn ein erneuerbarer Brennstoff gefunden wird, dessen alleinige Energieversorgung als Energieträger ausreicht. Das würde beispielsweise heißen, dass eine Solaranlage für Zellen und Module, für Fahrzeuge und Anlagen für Verkehr und Bauwesen, diese ausschliesslich mit Strom aus einem Sonnenkraftwerk produzieren würde.

Wie sieht es mit den Analoggeräten für Ethanol und Blähungen aus? Erst wenn die Abhängigkeiten der erneuerbaren Energien von fossilem Brennstoff und Kernenergie voll ausgeschöpft sind, ist eine Kalkulation möglich. Für die Ermittlung des realen ROI von Solar-, Biokraftstoffen und Windenergie inklusive Back-up ist es notwendig zu bestimmen, wo die Grenze zwischen den Kosten, die in die ROI-Kalkulation der fossilien Brennstoffe einzubeziehen sind, und den Kosten, die in die EROI-Kalkulation der erneuerbaren Energien einzubeziehen sind, gezogen wird.

Nach der Berechnung wird der endgültige ROI für erneuerbare Energien voraussichtlich unter 3:1 liegen, was in der Realität die untere Grenze und deutlich im Rahmen einer rezessiven Entwicklung ist.

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