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Nur mal so

Solar/Wind die Energiequelle der Zukunft?

Ich hole ein wenig aus … tl;dr Ich denke, ja

Exponentielles Wachstum wird von vielen nicht richtig verstanden, dabei passiert es überall um uns herum. Im Wesentlichen bedeutet das, eine Menge verdoppelt sich alle X Zeiteinheiten. Nimmt man z.B. Bakterien in einem Gefäß mit Nährboden, die sich jede Minute durch Zellteilung verdoppeln. Wenn sie einen kompletten Tag brauchen um das Gefäß randlos zu füllen, dann war es um 23:59 Uhr noch halb leer, um 23:58 Uhr nur zu einem Viertel befüllt und eine halbe Stunde vor Mitternacht noch kaum wahrnehmbar. Und selbst wenn plötzlich noch ein zweites Gefäß daneben gestellt wird, dann ist es eine Minute später voll (obwohl es 24 Stunden gedauert hat, das erste zu füllen). Das ist exponentielles Wachstum!

Computer verdoppeln ihre Rechenleistung alle 2 Jahre (Moore’s Law), eine Atombomben Explosion folgt dem gleichen Prinzip (fast die gesamte Energie in den letzten paar Verdopplungen produziert), die Bevölkerung der Erde verdoppelt sich alle X Jahre (Wikipedia hat dazu einen schönen Graphen rechts oben) und – deshalb der kleine Ausflug – auch die installierten Solarzellenpower verdoppelt sich. 60% der Solarzellen wurden erst in den letzten 2,5 Jahren aufgestellt. Man geht davon aus, dass es weltweit derzeit eben diese 2,5 Jahre dauert … pro Verdopplung.

Was bedeutet ein solches Wachstum? Nun, in 2012 hatte Solarstrom einen Anteil von 4,7% am Bruttostromverbrauch. Im Jahr zuvor 3,1%. Ihr merkt vielleicht worauf ich hinaus will … die Regierung möchte 80% der Energie aus regenerativen Energiequellen beziehen … bis 2050! Bei der momentanen Wachstumsrate benötigt es aber nur 4,3 Verdopplungen bzw. 11 Jahre um auf 100% durch Solarzellen zu kommen. Nun ist es möglich, dass irgendwann alle Dächer voll sind und es sich nicht mehr lohnt mehr Solarzellen aufzustellen als man für den Eigengebrauch benötigt. Aber Wind wächst auch exponentiell, allerdings langsamer als Solar mit ca. 3 Jahren für eine Verdopplung (international, in Deutschland derzeit etwas langsamer) der installierten Leistung.

Was bedeutet das? Nun, das Endspiel wird ein Gleichgewicht zwischen Wind und Solar sein (beides zu unterschiedlichen Jahreszeiten unterschiedlich ergiebig) und wie im Bakterienbeispiel oben, wird das erst kurz vor Schluss so richtig bemerkbar werden.

Das Fraunhofer Institut hat zu dem Szenario 100% regenerative Energie 2012 eine Studie veröffentlicht (Direktlink zum PDF, sehr lesenswert) und darin simuliert wie das überhaupt zu bewältigen wäre. Darin haben sie auch die Wärmekosten berücksichtigt. Bei 100% (ohne Im- und Exporte) braucht es gewaltige Mengen an Speichern. Sowohl Strom (Batterien) als auch Gas (Methan-Produktion) und Wärmespeicher. Bei einem Anteil von nur 70% wäre das noch fast gar nicht nötig. Hoffentlich verschlafen wir den Moment in dem wir solche Speicher bauen also nicht ;-)

In ihrer Kostenrechnung kam es übrigens nicht teurer als die jetzigen, jährlichen Ausgaben für Energie. Und die Kosten für regenerative Energie sind hauptsächlich Kapitalkosten (Aufbau und Ersetzen) und Wartung. Die Rohstoffkosten entfallen. Und natürlich gibt es auch exponentielles Wachstum … Solarzellen sinken im Preis kontinuierlich und nähern sich ihrem Rohstoffpreis an und so wird das über die Zeit eher günstiger als teurer werden, wie bei einer Energieproduktion aus fossilen Brennstoffen der Fall.

Warum schreibe ich darüber einen Artikel? Es gibt eine Facebookseite „I fucking love science“, die ab und zu etwas über Solarenergie schreiben. Heute dieses Bild:

Solar Radiation

Die Kommentare dazu sind der typische Mix. Ein paar Leute, die es toll finden, ein paar Atombefürworter, die exponentielles Wachstum nicht verstehen und natürlich welche, die meinen eine Solarzelle würde die für die Herstellung verbrauchte Energie nie zurückgewinnen und es lohnt sich nicht und würde zu Stromausfällen führen, blabla. In der Realität produziert eine Solarzelle diese Energie in 1,5 bis 5 Jahren und ist also Energiebilanz positiv.

Ob sich das lohnt ist für jeden Standort unterschiedlich. Die EU hat mit China für Solarimporte einen Mindestpreis von 57 Cent pro Watt ausgemacht. In (Süd-)Deutschland hat man pro installiertem Kilowatt 950 kWh pro Jahr an Stromerzeugung (siehe z.B. in meinem Wohnort Möhrendorf das Dach der Turnhalle). Die Rechnung ist recht einfach … 570 € für ein Kilowatt Solarpanel bei einem derzeitigen Strompreis von 28 Cent pro kWh bedeutet, dieses Panel hat sich nach 2036 kWh gelohnt. Das sind etwas über zwei Jahre und selbst wenn man noch pessimistisch 1000 € pro Kilowatt an Installationskosten drauf schlägt lohnt es sich nach 6 Jahren. Und „lohnen“ heißt hier, nach dem Zeitraum kostet die kWh Strom nicht mehr 28 Cent, nicht 20 Cent, nicht 10 Cent, sondern 0 Cent. Über 20 Jahre gerechnet wäre des kWh Preis im Mittel dann bei 3-8 Cent je nach Installationskosten. Wer sich dann eine solche Anlage nicht auf sein Dach schraubt zahlt scheinbar gerne den mind. 3-fachen Strompreis ;-)

Das funktioniert natürlich in dieser vereinfachten Rechnung nur so lange man keine zusätzliche Infrastruktur (Speicher) braucht und momentan ist der Preis auch noch etwa doppelt so hoch wie dieser festgelegte Mindestpreis. Aber ist keinesfalls so, dass es sich nicht lohnen würde. Und das führt mich zurück zu dem Bild, da Deutschland nun nicht gerade für seine sonnigen Tage bekannt ist, lohnt es sich in den USA gleich doppelt und ich kann über die Kommentare nur meinen Kopf schütteln.

Was meint ihr? Solar und Wind unaufhaltsam? Wird es Anfangsubventionen für Speichertechniken geben, die solche Einrichtungen lukrativ machen oder wird das von selbst passieren (z.B. Batterien in jedem Keller oder über das Elektroauto in der Garage)? Kann es wirklich schon in 20 Jahren so weit sein, dass man kaum noch fossile Rohstoffe benötigt?

Grüße

P.S.: Auch der fossile Energieverbrauch unterliegt einem exponentiellen Wachstum (bevor er hoffentlich durch andere Energieformen unterbrochen wird) und dem Bakterienbeispiel folgend sind die Vorräte nur zwei Verdopplungen vor dem Ende noch 3/4 voll …

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Meckerecke Reisen

Ein Tag Handynutzung im Ausland kostet …

Lasst euch das eine Lehre sein, wenn ich das nächste Mal ins nicht-europäische Ausland fahrt/fliegt. Am 1. Februar war ich nämlich noch bis Nachmittag in den USA und nur für diesen einen Tag mit einmal kurz im Web was nachschlagen und zwei kurzen Gesprächen nimmt T-Mobile – obwohl über ihre amerikanische Schwester verbunden – ganze 20 Euro ohne Mehrwertsteuer.

Holy FUCK! Zum Glück waren die anderen Gespräche an dem Tag über Wifi/Skype …

Immerhin gibt es in der EU jemanden, der den Telekommunikationsfirmen auf die Finger klopft, aber die sonstigen internationalen Roamingkosten sind abartig und da wird ordentlich abgezockt. Denen können doch nicht ernsthaft solche Kosten entstehen, oder? Da wird darauf gehofft, dass bei kurzen Auslandsaufenthalten durch diese Tarife mehr reinkommt, als wenn sie durch attraktivere Preise mehr Nutzung bekommen würden.

Nächstes mal also Prepaidkarte nutzen oder Handy ausschalten … egal wie kurz ihr in Amerika oder sonstwo seid ;-)

P.S.: Gibt es irgendwo Berichte wie hoch die jeweiligen Roamingeinnahmen der Firmen im einzelnen sind? Macht das wirklich so viel aus, dass T-Mobile oder Vodafone nicht einfach sagen können „ach, du bist mein Kunde, telefonier doch mit deinem Vertrag bei uns egal in welchem Land du gerade bist und zahl nur extra, wenn du einen anderen Anbieter nimmst“?

P.P.S.: Die Rechnung T-Mobile statt Simyo um iPhone subventioniert zu bekommen, ist bisher in noch keinem Monat aufgegangen. Im Verhältnis zu Unlocked iPhone plus Prepaid zahle ich jeden Monat ein paar Euro drauf … nicht viel, aber trotzdem meh. Liegt alles daran, dass ich mein 2 Stunden Laberbudget nicht mal zur Hälfte aufbrauche ;-)

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Dies und das

Lohnt sich Hybrid?

Nicht wenn der Preisunterschied zur normalen Version 7000 Euro beträgt. SpOn stellt einen Lexus RX 450h SUV vor, das unglaublicherweise im Praxistest 7,7 Liter Benzin pro 100 km braucht. Die Variante ohne Hybridtechnik braucht 10,6 Liter und kostet besagte 7000 Euro weniger. Nun entsprechen 7000 Euro derzeit 5600 Litern Benzin (1,25 Euro pro Liter angenommen).

Nach Adam Riese muss man also 193103 Kilometer fahren damit sich die Hybridinvestition lohnt. So wird das nix mit den sparsamen Autos für jedermann (mal abgesehen davon, dass jedermann keine SUVs für 50 Mille kauft) …

@Spiegel: was soll das eigentlich immer mit den Fahrgeräuschen in euren Artikeln über Autos?

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Autos Geeky

Die Steckdose von Morgen

Elektroautos und Plugin-Hybride sind im Kommen, keine Frage. Doch wenn man den Golem-Artikel über ein schwedisches Auto namens Quant durchliest kommen einem arge Zweifel, ob heutige Steckdosen bzw. Stromnetze überhaupt dafür geeignet sind.

Die Eckdaten des Elektroflitzers:

  • 381 kW (520 PS)
  • 714 Newtonmeter Drehmoment
  • 0 auf 100 km/h in 5,2 Sekunden
  • Höchstgeschwindigkeit 275 km/h
  • Reichweite 500 km
  • Spezialakku der in 20 Minuten aufgeladen sein soll und 450 kg wiegt

Da die Reichweite außergewöhnlich hoch ist (wohl nicht bei Vollgas) nehmen wir mal eine sehr hohe Energiedichte von 150 Wh/kg Batterie an. In einer vollen Batterie befinden sich also 67,5 kWh Energie. Bei 230 Volt müsste man da doch knapp 880 Ampere durchs Ladekabel jagen. Bei 400 Volt immer noch 506 Ampere. Welche Steckdose bzw. Stromzähler raucht da noch nicht ab?

Wie stellen die sich das vor? Mit einer 16 Ampere Sicherung kommen in 20 Minuten 1,2 kWh aus der Leitung. Damit kann das Auto 11,3 Sekunden Vollgas fahren. O-K!

Überhaupt recht seltsam. Mit dem Energiespeicher 500 km weit zu kommen … wie soll das gehen? Bei 100 km/h und strahlendem Sonnenschein (das Auto hat Solarzellen) wären das 13,5 kW durchschnittliche Dauerleistung. Und damit soll ein 1,7 Tonne Auto 100 km/h halten können? Hmm …

Vielleicht ist deren Energiedichte ja doch noch höher. Aber dann müsste die Steckdose von Morgen noch ein wenig größer ausfallen.

Oder … ich hab die Lösung! Schwungräder im Keller! Den ganzen Tag über werden riesige Schwungräder beschleunigt (könnte auch mit Solar funktionieren), die dann die Energie von einem Tag in 20 Minuten auf die Batterie des Autos übertragen, wenn man „tanken“ will. So müssen sie es wohl gemacht haben, denn das könnte ein normales Hausnetz immerhin schaffen. Alternative: gleich die 300 kV Leitung, die ich aus meinem Fenster sehen kann, anzapfen. Die sollte das auch schneller hinkriegen ;-)