Ich war mit Sourcing beschäftigt, dem Finden von Einkaufsquellen für Stromspeicher und ordentlichen Wechselrichtern.

(WK-intern) – Ein ordentlicher Wechselrichter kann Akkus laden, hat einen getrennten Stromanschluss für Haus und Stromnetz und hat verschiedene Betriebsmodi, um eine vom SmartHome System errechnete Strategie von Netzeinspeisung und Strombezug optimal umzusetzen.

Für die Ausstattung der GEMINI next Generation Häuser wurden 8 Hersteller in die engere Auswahl genommen.

Die können alles, was erforderlich ist, bis auf die bedarfsgerechte Netzeinspeisung. Nun kann man nicht einfach an den Hersteller schreiben „Ich brauche bedarfsgerechte Netzeinspeisung“. Wozu soll das gut sein? Wie soll das funktionieren? Braucht das Irgendjemand? Um Aussicht auf Erfolg zu haben, muss dieser Wunsch verständlich erklärt werden.

Daher steht vor der Kontaktaufnahme mit den Herstellern erst die Entwicklung eines PDFs, wo die Wünsche erklärt und begründet werden. Alle 8 Hersteller haben On/Off Grid Wechselrichter. Der Zielmarkt ist klar definiert: Entwicklungsländer mit einem instabilen Stromnetz. Der Nutzwert eines Stromnetzes ist begrenzt, wenn es täglich 5 Stromausfälle gibt. Deswegen steht bei jedem in den technischen Daten, wie viele mSek er braucht um vom öffentlichen Netz auf Akku umzuschalten. Wenn da Eingangsspannungsbereich AC 170 bis 280 V steht, dann kann man sich vorstellen, wie die Stromnetze im Zielmarkt dieser Systeme schwanken. Dort kommt der Strom manchmal aus der Steckdose, manchmal mit viel Spannung, manchmal mit wenig Spannung, manchmal gar nicht.

Bei den Stromspeichern fand ich Einkaufspreise, bei denen 2.500 EUR für 10 kWh Speicher Endkundenpreis realistisch sind. 2008 machte ich eine Studie zu Stromspeichern, dass unter 300 EUR/kWh langlebiger Akkus mit Lade/Entladeelektronik der Neubau von Pumpspeicherkraftwerken unwirtschaftlich wird.

Platzbedarf und Gewicht sind bei Akkus in Autos ein entscheidender Faktor, haben bei Häusern aber kaum eine Bedeutung. Was tun, wenn nach einigen Jahren der Akku nur noch 80% der Kapazität hat? 320 statt 400 km Reichweite ist bei einem Elektroauto ein Grund zum Akkutausch. Beim Haus ist aber eine komplett andere Strategie möglich: Einfach neue Akkus dazu kaufen. Dann steht da der alte Akku mit 80% Kapazität parallel mit dem neuen mit 100% Kapazität. Einige weitere Jahre später sind dies vielleicht 60% und 80%. Einfach nochmals dazu kaufen. Dies kann man so lange machen, bis der Platz ausgeht.

Für diese Strategie benötigt man ein Akkusystem, welches auch 2050 sehr wahrscheinlich noch erhältlich ist. Deswegen ist alles auf 16 LiFePo4 (Lithium-Eisenphosphat) Zellen in Serie ausgelegt. Die Grundausstattung im GEMINI next Generation werden daher 4 Stück 48 V 200 Ah LiFePo4 sein, der verfügbare Platz ist aber auf 16 Stück 48 V 200 Ah LiFePo4 Akkus ausgelegt. Vielleicht haben 2050 die ersten 4 Akkus nur noch 40% Kapazität, tragen aber immer noch zu dem Speichersystem bei. Erst wenn der Platz ausgeht, kommen die ältesten Akkus ins Recycling.

Eine zukunftstaugliche Photovoltaikanlage hat mit heutigen Systemen nur noch die Photovolltaikmodule gemeinsam. Die heute hier verbauten Wechselrichter sind so zukunftssicher wie der Motor vom Ford-T. Bei der Entwicklung des Projektes GEMINI next Generation zeigte sich schnell: Der wichtigste Anruf ist der beim Netzbetreiber: „Da wäre ein Grundstück in, wie viele kW Anschlussleistung kann ich dort haben?“.

Deswegen war die Entwicklung von einem speicherorientierten Photovoltaik Anlagedesign ein wesentlicher Schritt, dieses für jedes Grundstück tauglich zu machen. 22 kW PV am Dach und 6 kW auf CarPort oder Garage können dank 40 kWh Speicher mit nur 15 kW Netzanschluss betrieben werden.

Nachdem ich mich jetzt monatelang ausführlichst mit allen Details dazu beschäftigt habe, erreichte mich diese zutiefst erschütternde Studie:

Am 5. Dezember 2019 erreichte mich eine Presseaussendung von theSmarterE – vormals Intersolar Messeveranstalter.

Wie sollen nur 162 GW Photovoltaik mit 15 GWh Stromspeichern zusammen passen? Wie kann man nur schreiben „Dieser PV-Zubau müsse von einem starken Anstieg an Speicherkapazitäten flankiert werden.“, um im nächsten Satz den „162 GW PV, 15 GWh Speicher “ Witz zu schreiben?

Hier zur Zusammenfassung der Studie hinter der Pressemeldung. Hier die wichtigsten Eckdaten aus der Studie:

Sehr merkwürdig dabei: die absolut unzureichende Speicherausstattung. In 2030 können 14,7 GWh Stromspeicher über 12 Stunden Nacht nur 1,225 GW abgeben. 2040 können 59,8 GWh Stromspeicher über 12 Stunden Nacht nur 4,983 GW abgeben. Der Speicherausbau steht in einem grotesken Missverhältnis zum Ausbau von Photovoltaik und Windenergie.

Der bisherige Rekord negativ Strompreis am EEX war MINUS 20 Cent/kWh an einem sonnigen windigen Sonntagnachmittag. Welche neuen negativ Preisrekorde würde diese Konfiguration am Strommarkt hervorrufen? Im Jahr 2030 könnten an einem sonnigen windigen Sonntag 60% von 162 GW PV, 60% von 90 GW On Shore Wind, 70% von 15 GW Off Shore Wind, zusammen 162 GW Stromerzeugung nur 80 GW Bedarf gegenüberstehen. Mit 80 GW ist schon ein deutlich höherer Strombedarf für einen Sonntagnachmittag eingerechnet, als derzeit üblich ist.

Wir werden in den nächsten Jahren einen Zusammenbruch der Speicherpreise sehen, der ähnlich dem Verfall der Photovoltaikpreise von 2007 bis 2013 sein wird. 800 EUR pro kWh Stromspeicher werden ebenso schnell Horrorpreise aus längst vergangenen Zeiten sein, wie 4.000 EUR pro kW Peak Photovoltaik. Allein wenn nur 1/3 der prognostizierten 22,5 Millionen Besitzer von Elektroautos in 2040 sich 40 kWh Stromspeicher anschafft, um sein Elektroauto in der Nacht mit eigenem Solarstrom zu laden, sind dies 7,5 Millionen mal 40 kWh macht 300 GWh, 5 mal mehr als in dieser lächerlichen Studie.

Es gibt aber weit mehr Motivationen für Kauf und Dimensionierung von Stromspeichern, als sein Elektroauto in der Nacht zu laden. Aus all diesen Motivationen ergeben sich leicht die empfohlenen 3 kWh Akku pro kW Peak, 756 GWh Akku für 252 GW Peak. Unverständlich auch, warum der PV-Ausbau von 2030 bis 2040 von 12 GW (2025 bis 2030) auf 9 GW zurückgehen sollte.

Wie ist es in Deutschland nur möglich Studien an die große Glocke zu hängen, die jeder Fachhochschullehrer seinen Studenten wütend mit hochroten Kopf um die Ohren schlagen würde?

Seit Jahrzehnten hören wir „Sparen Einschränken Verzichten“ Predigten für den Klimaschutz. Dies ist ein durch und durch gescheitertes Experiment. Echter Klimaschutz kann und wird nur über eine Erhöhung des Lebensstandards funktionieren.

Eine funktionsfähige Energiewende mit Klimaschutzüberlegenheitshäuser begreifbar machen.

In den nächsten 20 Jahren eine ver-3-fachung der Weltwirtschaft bei einer gleichzeitigen Reduzierung fossiler Energie auf fast Null herunter.

Auch wenn durch die aktuelle Preisentwicklung die Kosten für eine CO2 Reduzierung mittels filtern und spalten deutlich gesunken sind, 9.000 Milliarden pro Jahr sind für die heutige Menschheit nicht leistbar. Aber bei einer ver-3-fachung der Weltwirtschaft und weiterer Kostenreduktion ist es leistbar. Warum sollte es leistbar sein? Auftauende Permafrostböden und ausgasendes Methanhydrat stellen ein enormes Gefahrenpotential für die Klimaentwicklung dar. Ein bißchen Reduzieren könnte zu wenig sein. Auch 100% weniger CO2 Emission könnte immer noch zuwenig sein. 200% weniger, also keine weitere menschliche CO2 Emission plus aktive Reduzierung durch Filtern und Spalten, sollten ausreichen.

Dafür müssen die wirtschaftlichen Voraussetzungen geschaffen werden, dass dies nur mit der Schaffung von weltweiten Wohlstand funktionieren kann ist doch ein netter Nebeneffekt.