Sandspeicher für Wärme

inselino

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Die USA arbeiten ja grad intensiv daran. Ich hatte aber den Eindruck, die ziehen in eine ganz andere Richtung.
Soll hier nicht politisch werden, ich habe da nur aus dem Paper zitiert und fande es einfach sehr beeindruckend. Sollten USA und Europa einseitig dekarbonisieren hält das so viel Schaden von diesen Volkswirtschaften fern, dass man bis zu 305$/t zahlen sollte und schon ab 200$/t ist direct air capturing sinnvoll.
Der kritische Punkt in dem Paper ist eben die Berechnung der Schäden. Bisher hat man häufig berechnet, was ist der Schaden in Deutschland, wenn in Deutschland die Durchschnittstemperatur um 2°C steigt. Dann gibt es z.B. mehr Trockenheit und bestimmte Dinge wachsen weniger.
Aber man hat das nicht im globalen Zusammenhang gesehen. Denn ein globaler Temperaturanstieg sorgt ja dafür, dass z.B. Kakao und Kaffeepreise stark steigen etc. und damit von extern enorme Kosten für die Volkswirtschaft enstehen und dies ist in dem verlinkten Paper wohl berücksichtigt.
 

Seanathair

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Ja, das mit der Politik....
Die Berechnungen von Folgekosten sind ja hinlänglich bekannt. Aber Folgekosten sind fiktiv, die Kosten um diese zu verhindern sind real und müssen von der Generation aufgebracht werden, die keinen Nutzen davon hat und von den Folgen nicht mehr betroffen ist. Die Problematik der Solidarität unter der Generationen wird ja aktuell sichtbar.
 

kberg10

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Wir könnten doch die Windenergie besser nutzen, anstatt mit Steuergeldern deren Stillstand zu finanzieren.
Die Windräder drehen lassen und damit einen Pufferspeicher ca 2000 - 3000 Liter in den EFHs aufzuheizen. Es sollte sich aber auch im gemeinnützigen Wohnbau realisieren lassen. Das sollte doch mit etwas gesteuerter Intelligenz zu machen sein. Der Wind bläst ja auch in der Nacht, da wo eher weniger Strom verbraucht wird. Das ist natürlich nur ein vergleichsweise kleiner Beitrag zur Ökobilanz aber es sollte eine Win-Win Situation entstehen.
Der Haken an der Sache, es hat keine Lobby.
Ja, wir haben die Scheichs und alle die sich daran beteiligen reich gemacht, dafür überschütten sie uns als Dank dafür auch heute noch zusätzlich mit Plastik.
 
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Friederich

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Aber Folgekosten sind fiktiv
Ich glaub, das nennt man in der Wirtschaft "externe Kosten"....(?)
Mit Kosten kann die freie Marktwirtschaft ja wunderbar umgehen; und findet geniale Lösungen, diese zu minimieren.
Gilt aber nur für "Interne Kosten".
Es ist daher logisch und sinnvoll, dass man die externen Folgekosten versucht, zu "internalisieren"; z.B. durch CO2-Steuer. Dann kann man das ganze Problem der Wirtschaft "vor die Füße werfen", und und sich darauf verlassen, dass sie Lösungen findet.
 

kberg10

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Hier über die Rechenmaschine zu denken halte ich nicht für zielführend.
Denn, Kosten können sich über Nacht ändern und dann dann steht man plötzlich barfus da.
 

ChrisOL

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Global gesehen ist es ein Problem der Spieltheorie. Interessante These die ich da
Neulich gehört habe.

Klimawandel kostet Geld und erfordert den Umbau der Wirtschaft.
Je stärker und schneller ein Spieler anfängt desto mehr Verwerfungen hat er zu Anfang.

Die anderen ändern sich wenig und profitieren mit ihrem Wirtschaftsstandort.

Und wenn die anderen daran arbeiten das Problem zu reduzieren musst du selbst erst langsamer und später anfangen.

Stahl kaufen wir in China und KI mit dem großen Energiehunger entsteht in Amerika. Chemie wandert aufgrund der Energiekosten hier ab und das wird nur wo anders hergestellt.

Global gesehen sind wir damit ökonomisch kein Modell das man als Vorbild nimmt.

Nur wenn keiner anfängt wird es, wider besseren Wissens, schlimmer.
 

brubu

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Es geht nur wenn alle mitmachen und endlich alles was die Umwelt schädigt gleich besteuert wird. Hätten wir entsprechende, verursachergerechte Abgaben würde sich einiges selber regeln.
Aufzählen mag ich nicht aber nur 2 bekannte Beispiele: Paketpost aus China billiger als im Inland.
Flugtickets ohne Abgaben, sobald ich mich am Boden bewege bezahle ich MWST und viele andere Abgaben. Bei uns sogar den Klimarappen auf dem Benzin.
 

wirdelprumpft

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Da stellt man sich die Frage warum werden die Fundamente der Windräder nicht als Speicher genutzt.
lt. Google 1000m3 Beton und 200 T Stahl pro Fundament.
Die ganze Energiewende hätte funktionieren können wenn man von an fang an Speicher zur Pflicht gemacht hätte, aber dafür gab es wohl keine Lobby.
In Anbetracht dessen das in 9 Jahren noch mehr Kupfer in den Boden musste wie verfügbar ist und niemand in D in der Lage ist Großprojekte (Gaskraftwerke) halbwegs Termingerecht fertig zu bekommen kann man das Projekt Energiewende bzw. verbrenner aus als gescheitert betrachten. Die Vorhandene Stromnetze sind dafür nicht ausgelegt da 1980 niemand mit solchen Verbrauchsmengen gerechnet hat.
Wärmepumpe+Stromtankstelle. Da ist keine Trafostation auf dem Land dafür ausgelegt. Überlandzuleitungen auch nur bedingt.
Natürlich hätte man den Verkauf von Solarstrom an den Nachbarn erlauben können aber da war was mit Lobby….
usw. einfach schlecht gemacht wie so vieles siehe EPA usw. aber das ist jetzt Politik und somit Amen. :emoji_wink:
 

Seanathair

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Aus Überzeugung handeln die meisten Menschen. Häufig aber die Überzeugung, mehr Wohlstand haben zu wollen als andere.
 

Friederich

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Ich meinte damit etwas zu tun aus Überzeugung.
Auch wenn man etwas aus Überzeugung tut, lohnt sich das Rechnen. Schließlich will man ja trotzdem, dass der Aufwand, den zu leisten man bereit ist, die größtmögliche Wirkung erzielt.
Erst Recht, wenn man überlegt, was der Staat vorschreiben, verbieten oder fördern sollte, um einbestimmtes Ziel zu erreichen.

So hatte ich, z.B., kürzlich ausgerechnet, dass unser neuer Gefrierschrank (Effizienzklasse C) sich in allerkürzester Zeit sogar wirtschaftlich rentiert; wohingegen die Mehrkosten für Effizienzklasse A sich nicht lohnen. Dieses eingesparte Geld gebe ich dann lieber für etwas anderes, ebenfalls umweltschonendes aus, was einen größere Wirkung hat.
 

Timer

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@ChrisOL
Wenn das mit Batteriespeichern günstiger zu machen ist dann frage ich mich warum man das nicht in entsprechender Größenordnung macht.
Die paar existenten Batteriespeicher sind bisher wohl nur Pipifax.

Wasserstoffkraftwerke könnten im GW-Bereich gebaut werden.
Genau das wird doch gemacht? Nicht unbedingt in Deutschland, aber Stand Ende 2025 sind über vierzig Batteriespeicher im Gigawatt Bereich im Betrieb. Tendenz exponentiell steigend. Es ist auch kein Ende des Preisverfalls bei Batterien absehbar, zumal durch Techniken wie Natrium-Ionen.
Gern werden dafür die Gelände ehemaliger Kohlekraftwerke genutzt, weil die Netzanbindung schon vorhanden ist.

Insofern sehe ich auch den deutschen Fokus auf Wasserstoff sehr kritisch. Ich fürchte das wird ein enorm teurer Irrweg, weil nicht wirtschaftlich konkurrenzfähig mit simplen Batterien. Wasserstoff wird absehbar nur für spezielle Anwendungen wie Luftfahrt und Langstrecken-Schiffahrt relevant sein. Aber sicher nicht für Autos oder Heizungen.
 

inselino

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Lass den Kritikern ihr Spielzeug. Wasserstoff wird nie wirtschaftlich funktionieren.
Das ist leider eine völlig unzureichende Verkürzung. Was heißt denn wirtschaftlich? Und wovon reden wir? Von Autoantrieben, von Stahlherstellung oder thermischer Nutzung?
Wirtschaftlich unter den aktuellen Bedingungen oder unter fairen Bedingungen, in denen Folgekosten entsprechend eingepreist sind?

Fest steht, dass wir langfristig von CO2 wegmüssen, da die Folgekosten komplett außer Kontrolle geraten. Wir werden aber nicht 100% aus der CO2 Emission aussteigen können zum Glück kompensiert der Planet ja auch etwas, wir haben also ein CO2 Budget. Ein Beispiel ist z.B. Krankenhausmüll der aufgrund der Infektionsgefahr verbrannt wird und nicht deponiert wird. Ebenso wie vieler anderer Müll. Dabei wird zwangsweise CO2 entstehen und wir werden auch nicht jeden Ausgangsstoff biobasiert aufbauen können um den Kreislauf des Kohlenstoffs zu schließen. Auch beim Abbinden von Baustoffen etc. entsteht eine Menge CO2 was nur bedingt verhindert werden kann.
Wir müssen also dort, wo es einfach ist auch wirklich auf 0 CO2 kommen um das Budget für die Bereiche frei zu haben, wo wir es nicht vermeiden können.
Sonnen- und Windernergie sind quasi unbegrenzt verfügbar, und wir sind auf viel weniger Unterstützung von außen angewiesen (kein Öl/Uran/Kohle aus autoraktischen Staaten).
Das größte Problem stellt die Speicherung dar. Der aktuelle Strombedarf in D liegt ungefähr bei 1300GWh am Tag. Ich war mal in einem Vortrag des Aachener Professors für Speichertechnik. Um die größten Flauten zu überbrücken (inklusive Sicherheitspuffer etc.) liegt ungefähr bei 30 Tagen.

Wir haben da zwei Möglichkeiten:
A.) Batterispeicher massiv ausbauen (ggf. Probleme mit seltenen Erden, etc.)
B.) Wasserstoff massiv ausbauen und diesen in Gasspeichern speichern (entweder als Wasserstoff oder über Umwandlung zu Methan)

Da jede Energieumwandlung einen Verlust bedeutet will man eigentlich so wenig wie möglich davon. Also dort wo Strom funktioniert (Wärmepumpe, Auto etc.) wird das das Mittel der Wahl sein.
Es gibt aber auch Anwendungen, wo wir nicht um Wasserstoff herumkommen. Eisen/Stahlherstellung (anstelle von Kohlenstoff) oder bei Hochtemperaturprozessen. So ein Glasofen z.B. wird derzeit mit Erdgas "befeuert" und lässt sich zwar auf Wasserstoff umbauen aber nicht wirklich gut auf Strom.

Wenn wir also ohnehin die Wasserstoffherstellung und Infrastruktur massiv ausbauen müssen wäre ich mir nicht sicher, wo welche Technologie "wirtschaftlich ist".
Nur für die aktuell medial diskutierten Punkte wie das Auto ist es derzeit komplett eindeutig. Und da wir in den nächsten 15 Jahren umsteigen müssen wird sich das zumindest in dieser Zeit auch nicht durch "Technologieoffenheit" plötzlich auf Wasserstoff umstellen. Ob wir dann in 30-40 Jahren mit einer großen Wasserstoffstruktur die Vorzüge von "schnellem Tanken" denen der höheren Kosten vorziehen (Energieumwandlung ist immer verlustbehaftet es wird also ohne Subvention Strom immer günstiger als der daraus gewonnene Wasserstoff) wird sich dann zeigen.
 

ChrisOL

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@uli2003 nie ist ein sehr langer Zeitraum :emoji_slight_smile:
Bin da ja bei dir. Die Umwandlungsverluste sind viel zu hoch.

Wasserstoff klappt nur wenn Strom fast nichts kostet und massiv mehr verfügbar ist als verbraucht wird. Nur braucht man dann auch keinen Speicher mehr.
 

uli2003

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Die Herstellungs- ne, eher Bereitstellungskosten für den Wasserstoff sind viel zu hoch.
Seit Jahrzehnten schon steht der Wasserstoff als der ultimative, alles lösende Energieträger im Raum.
Möge er - wenn vorhanden - auch effizient und sauber sein, ist der Weg dahin ein kostspieliger und sehr Energie aufwändiger. Gepaart mit der nie verlustlosen Speicherung (es ist nun mal das leichteste Element und diffundiert überall hindurch) ist er nur eingeschränkt nutzbar, da sehe ich die Akkutechnik in Verbindung mit Sonne, Wind und Wasser als sinnvoller und machbarer an.
 

Timer

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Das ist leider eine völlig unzureichende Verkürzung. Was heißt denn wirtschaftlich? Und wovon reden wir? Von Autoantrieben, von Stahlherstellung oder thermischer Nutzung?
Wirtschaftlich unter den aktuellen Bedingungen oder unter fairen Bedingungen, in denen Folgekosten entsprechend eingepreist sind?

Fest steht, dass wir langfristig von CO2 wegmüssen, da die Folgekosten komplett außer Kontrolle geraten. Wir werden aber nicht 100% aus der CO2 Emission aussteigen können zum Glück kompensiert der Planet ja auch etwas, wir haben also ein CO2 Budget. Ein Beispiel ist z.B. Krankenhausmüll der aufgrund der Infektionsgefahr verbrannt wird und nicht deponiert wird. Ebenso wie vieler anderer Müll. Dabei wird zwangsweise CO2 entstehen und wir werden auch nicht jeden Ausgangsstoff biobasiert aufbauen können um den Kreislauf des Kohlenstoffs zu schließen. Auch beim Abbinden von Baustoffen etc. entsteht eine Menge CO2 was nur bedingt verhindert werden kann.
Wir müssen also dort, wo es einfach ist auch wirklich auf 0 CO2 kommen um das Budget für die Bereiche frei zu haben, wo wir es nicht vermeiden können.
Sonnen- und Windernergie sind quasi unbegrenzt verfügbar, und wir sind auf viel weniger Unterstützung von außen angewiesen (kein Öl/Uran/Kohle aus autoraktischen Staaten).
Das größte Problem stellt die Speicherung dar. Der aktuelle Strombedarf in D liegt ungefähr bei 1300GWh am Tag. Ich war mal in einem Vortrag des Aachener Professors für Speichertechnik. Um die größten Flauten zu überbrücken (inklusive Sicherheitspuffer etc.) liegt ungefähr bei 30 Tagen.

Wir haben da zwei Möglichkeiten:
A.) Batterispeicher massiv ausbauen (ggf. Probleme mit seltenen Erden, etc.)
B.) Wasserstoff massiv ausbauen und diesen in Gasspeichern speichern (entweder als Wasserstoff oder über Umwandlung zu Methan)

Da jede Energieumwandlung einen Verlust bedeutet will man eigentlich so wenig wie möglich davon. Also dort wo Strom funktioniert (Wärmepumpe, Auto etc.) wird das das Mittel der Wahl sein.
Es gibt aber auch Anwendungen, wo wir nicht um Wasserstoff herumkommen. Eisen/Stahlherstellung (anstelle von Kohlenstoff) oder bei Hochtemperaturprozessen. So ein Glasofen z.B. wird derzeit mit Erdgas "befeuert" und lässt sich zwar auf Wasserstoff umbauen aber nicht wirklich gut auf Strom.

Wenn wir also ohnehin die Wasserstoffherstellung und Infrastruktur massiv ausbauen müssen wäre ich mir nicht sicher, wo welche Technologie "wirtschaftlich ist".
Nur für die aktuell medial diskutierten Punkte wie das Auto ist es derzeit komplett eindeutig. Und da wir in den nächsten 15 Jahren umsteigen müssen wird sich das zumindest in dieser Zeit auch nicht durch "Technologieoffenheit" plötzlich auf Wasserstoff umstellen. Ob wir dann in 30-40 Jahren mit einer großen Wasserstoffstruktur die Vorzüge von "schnellem Tanken" denen der höheren Kosten vorziehen (Energieumwandlung ist immer verlustbehaftet es wird also ohne Subvention Strom immer günstiger als der daraus gewonnene Wasserstoff) wird sich dann zeigen.
Eigentlich gibt es auch keine zwei Optionen. Lösung A ist heute marktreif, wirtschaftlich, großtechnisch wie privat im Einsatz und bewährt. Zudem steht schon fest dass diese Lösung in den nächsten Jahren noch deutlich günstiger und technisch besser werden wird.
Lösung B ist auf dem Stand von „physikalisch möglich“. Mehr als Prototypen für manche der Teilaspekte existiert dazu bisher nicht.
In meinen Augen ist das so, als würde man im 19. Jhd. auf die Personenbeförderung per Rohrpost setzen, während draußen die Eisenbahn fährt.

Nachtrag: Seltene Erden sind aller Voraussicht nach mittelfristig kein Problem mehr. Natrium-Ionen ist schon auf dem Markt und Natrium ist überall leicht und günstig verfügbar.
 
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inselino

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Ok sorry wollte da nicht den Eindruck von false balance erzeugen. Zum jetzigen Zeitpunkt gibt es z.B. fürs Auto nur eine sinnvolle Option und das ist Strom. Und wenn ich raten müsste würde ich mal vermuten, das trifft auf auf >50% unseres Primärenergiebedarfs zu.
Mir ging es nur darum, dass Wasserstoff nicht überall wirtschaftlich unrentabel ist. Ein Beispiel wäre eben Stahlherstellung, wo es nahezu alternativlos ist als Reduktionsmittel aber auch im Bereich Prozesswärme wo es wirtschaftlicher sein kann Wasserstoff zu verwenden als Anlagen auf ein Heizsystem mit Strom umzurüsten, da die Anlagen enorm lange Laufzeiten haben.
Hinzu kommt, dass wir ohnehin massiv Energiegewinnung ausbauen müssen, um die Stromversorgung stabil mit erneuerbarer Energie zu decken. Das heißt aber auch in Spitzenzeiten werden wir massive Stromüberschüsse habe und die Verluste bei der Umwandlung in Wasserstoff werden nicht ins Gewicht fallen.
Man kriegt den Strom ja an der Börse jetzt schon manchmal zu negativen Preisen und Elektrolyseure sind mehr als physikalisch möglich. Das würde ich zu Fusionsenergie sagen :emoji_slight_smile:
Aber ich denke im Grundsatz sind wir uns da sehr einig. Mein Blick fällt halt (berufsbedingt) auch viel auf die chemische Industrie und das ist eben ein ganz andere Art von Energiebedarf die da von nöten ist als im privaten Bereich oder auch im klassischen Gewerbe oder Dienstleistungsbereich. Und ich meine nicht, dass die Industrie da deutlich höheren Energiebedarf hat oder so, sondern dass die Art eben eine andere ist, die 600°C im Reaktor erzeugt man nicht mit ner Wärmepumpe und so eine Anlage fahre ich auch nicht mal eben runter oder hoch.
 

Dale_B_Cooper

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Wasserstoff ist für 90% der Probleme leider keine Lösung, sondern ein reines Feigenblatt der Gas-Lobby. Daher sind viele - mich eingeschlossen - skeptisch in Bezug auf alle Themen.

Bei den Hochtemperatur-Anwendungen magst du Recht haben @inselino - aber ob das alleine den Aufbau einer wenig trivialen Infrastruktur rechtfertigt, da habe ich Zweifel.
 

inselino

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Ich habe auch nie davon gesprochen, dass das nicht geht.
Aber wenn eine Anlage bei der BASF oder ein Glasofen bei Schott o.ä. mit Gas beheizt wird, dann wird da nicht mal ebenso eine elektrische Heizung eingebaut. Solche Sachen werden auf 20-50 Jahre kalkuliert, das reißt man nicht mal eben ab.
Abgesehen davon vermute ich auch, dass der Netzausbau an vielen Stellen auch gar nicht reichen würde, derartige Prozesse auf Strom umzustellen. Womit eben die Wirtschaftlichkeit von Gas-Alternativen wirtschaftlich interessanter wird als die Verwendung von Strom.
Denn auch da gilt ja im Sinne der Thermodynamik:
Bevor ich das Gas im Kraftwerk verbrenne um es über Wärme in Strom umzuwandeln sollte ich die Wärme lieber direkt nutzen.
 
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