KLIMA-MEDIA.de Pressespiegel & Infoblog

„Die Energiewende funktioniert über die Kunden“. Die Universität Passau forscht gemeinsam mit den Stadtwerken Passau und dem Stromgroßabnehmer und IT-Dienstleister :a:k:t: Informationssysteme AG an einem Modell, wie die Netzinfrastruktur die Herausforderungen der Energiewende verkraftet.

Kunden bilden Schlüsselfaktor zur sinnvollen Nutzung des Stromnetzes – Foto: Gabi Schoenemann / Pixelio

Ein intelligentes Steuerungssystem passt den Verbrauch automatisch dem schwankenden Angebot an.
Die Universität Passau forscht mit dem EU-Projekt „All4Green“, wie die Wende zu mehr Energie aus erneuerbaren Energien gelingt, ohne dass die Stabilität der Stromnetze verloren geht. Gemeinsam mit den Partnern Stadtwerke Passau, dem Softwarehaus und Rechenzentrumsbetreiber :a:k:t: und einer Projektfördersumme von knapp 3 Millionen Euro arbeiten Prof. Hermann de Meer und sein Team an einer IT-Steuerung der Stromverteilung, die den Verbrauch der Kunden abstimmt auf das Angebot im Netz. Schwankungen in der Stromproduktion führen so nicht zu einem Netzkollaps.
Eine neu entwickelte Software synchronisiert den Verbrauch des Abnehmers mit der Auslastung des Anbieters. Sinkt die Stromzufuhr ins Netz, weil an einem windstillen, trüben Tag mit Niedrigwasser weder Wasserkraft noch Wind- und Sonnenenergie in ausreichendem Maß zur Verfügung stehen, sollen die Server von :a:k:t: energieintensive Rechenoperationen auf einen günstigeren Zeitpunkt verschieben. Wird umgekehrt kurzfristig deutlich mehr Strom ins Netz eingespeist als abgenommen werden kann, soll der Großkunde etwa die Kühlung seiner Rechner verstärken. Damit verschafft er sich einen Puffer, um sie zu einem späteren Zeitpunkt kurzzeitig ganz ausschalten zu können. Im Schnitt bleibt so der Energieverbrauch gleich, die Schwankungen im Netz werden jedoch ausgeglichen.
Zur technischen Umsetzung einer solchen neuartigen Vertragsbeziehung zwischen Stromanbieter und
-abnehmer gewähren sowohl die Stadtwerke als auch :a:k:t: den Mitarbeitern der Universität Passau Zugang zu ihrer IT-Struktur. „Unser gemeinsames Ziel ist eine vollautomatisierte Steuerung: Das Netz meldet den Wunsch nach Energieeinsparung, die Schnittstelle in unserem Rechenzentrum berechnet automatisch – abhängig von der Auftragslage –, welche Systemkomponenten ihren Verbrauch herunterfahren können“, erklärt Stefan Dambeck, Leiter der Abteilung System Operations bei :a:k:t:. Die Firma arbeitet mit der Universität bereits in einem weiteren Projekt an Energieeinsparungen innerhalb von Rechenzentren.
Von der Teilnahme an „All4green“ erhofft sich Dambeck u. a. eine verbesserte Transparenz des Stromverbrauchs der Rechenzentrumskomponenten, die Erprobung innovativer Managementkonzepte sowie günstigere Stromkonditionen als Folge eines speziell angepassten Vertragswerks. Diese könnte der Rechenzentrumsbetreiber zukünftig an seine Kunden weitergeben – in Form von günstigeren Konditionen im Tausch für das Einverständnis, dass eine zugesicherte Systemleistung flexibel und angepasst an die Stromnetzauslastung bereitgestellt wird.
„Der Weg zum Erfolg der Energiewende führt über die Kunden“, sagt Prof. de Meer, Inhaber des Lehrstuhls für Informatik mit Schwerpunkt Rechnernetze und Rechnerkommunikation. „Wenn Lieferanten, Dienstleister und deren Kunden in eine Ökokette mit einbezogen werden, können wir Lastspitzen beim Stromverbrauch vermeiden. Denn diese sind nicht nur ökonomisch, sondern auch ökologisch teuer.“ Unternehme man nichts, würden durch den Umstieg auf erneuerbare Energien Schwankungen im Netz weiter zunehmen. „Wenn man die Entwicklung fortschreibt, läuft sie auf teure und flächenverbrauchende Speicherkraftwerke hinaus – nur um Extremwerten bei Verbrauch und Angebot Herr zu werden“, so de Meer.
Alfred Thral, Betriebsleiter Versorgung der Stadtwerke Passau, bestätigt diese Einschätzung: „Noch haben wir keine Probleme im Netz. Bisher ist es allerdings einseitig ausgelegt auf die optimale Belieferung von Verbrauchern. Durch Sonnenkollektoren gibt es aber nun viele kleine dezentrale Einspeiser mit wechselndem Angebot.“ Dadurch verändern sich die Rahmenbedingungen im Netz. Es sind Szenarien denkbar, bei denen die Netzbetreiber die Einspeisung durch Solar- und Windenergie abschalten müssen, weil sie eine Überkapazität nicht ausgleichen können. Die Kosten für die trotzdem anfallende Vergütung würden auf alle Verbraucher umgelegt. „Das wollen wir vermeiden und suchen daher mit All4Green nach Modellen einer flexiblen Versorgung, die sich in Lieferverträgen sauber regeln lässt“, so Gottfried Weindler, Geschäftsführer der Stadtwerke.
Prof. de Meer hofft, dass die Politik nach Ablauf der 30-monatigen Projektphase von dem Ansatz überzeugt ist und noch bestehende wettbewerbsrechtliche Hindernisse bei der Gestaltung von entsprechenden Versorgungsverträgen beseitigt. Das Interesse ist groß – an All4Green sind als Teil eines Konsortiums mehrere europäische Partner und Unternehmen beteiligt, darunter mit Wind Telecomunicazioni SpA auch einer der größten italienischen Mobilfunkanbieter. „Wir gehen unser Praxisprojekt in Passau so an, dass die Erkenntnisse sich auch auf größere Verbraucher in anderen Netzen übertragen lassen“, so de Meer. Von der Gesamtfördersumme von 3 Millionen Euro fließen daher auch 1 Millionen Euro an die Passauer Praxiserprobung.
De Meer arbeitet seit 2006 am Thema Energieeffizienz von IT. Sein Schlüsselerlebnis war ein Aufenthalt an der Universität von Berkeley und das Erlebnis der Serverhallen von Google – für die ein eigenes Kraftwerk in unmittelbarer Nachbarschaft gebaut wurde. Daraus entstanden zunächst Projekte wie „FIT4Green“ und „G-Lab_Ener-G“, die sich mit Energieeinsparungen innerhalb von Rechenzentren beschäftigten. Grüne IT sieht er seitdem als zentrale Zukunftsaufgabe. „Schließlich entspricht der CO2-Ausstoß von IT ungefähr der gleichen Menge, die der Flugverkehr verursacht.“

“Die Zeichen für eine Fortsetzung internationaler Klimaschutzabkommen stehen unerwartet gut.

Die Uhr tickt – Foto: Konstantinos Dafalias / Pixelio

Ein erster Rettungsschirm für das Klima rückt in greifbare Nähe”, sagte der Vorsitzende des Bund für Umwelt und Naturschutz Deutschland (BUND), Hubert Weiger, am Tag vor Abschluss der Klimaverhandlungen in Durban. Nach anfänglich verhärteten Positionen sei in der zweiten Woche endlich Bewegung in die Verhandlungen gekommen. “Inzwischen gibt es von vielen Staaten positive Signale für international verbindliche Regeln und es liegen gute Vorschläge auf dem Tisch. Die angereisten Minister und Delegationsleiter aus allen Teilen der Welt müssen diese Chance jetzt nutzen und die Fortführung des Kyoto-Protokolls beschließen”, so Weiger.

Zugleich warnte er davor, dass ohne ein verstärktes politisches Engagement der Minister die bisher erzielten Fortschritte nicht zum gewünschten Ergebnis führen würden. Die guten Vorschläge müssten jetzt in einem Abschlussdokument zusammengeführt werden, das ambitionierte Reduktionsverpflichtungen für die Industriestaaten ab 2013 enthält.

Noch vorhandene Schlupflöcher beim Klimaschutz für die Industriestaaten müssten geschlossen werden. So dürften die Staaten nicht die Möglichkeit haben, ihren Verpflichtungen zur Minderung der Treibhausgase durch den Kauf von Klimazertifikaten nach dem sogenannten Clean Development Mechanismus (CDM) auszuweichen. Auch die CCS-Technologie (Carbon Capture and Storage) zur Abscheidung und unterirdischen Speicherung von Kohlendioxid oder der Bau von Staudämmen dürften nicht als Klimaschutzmaßnahmen gelten.

Heftige Kritik übte Weiger an den USA, Kanada, Russland und Japan, die sich weiterhin strikt gegen jegliche internationale Regeln stellten. “Diese für die Wirksamkeit des globalen Klimaschutzes enorm wichtigen Staaten müssen ihre Verweigerungshaltung endlich aufgeben”, sagte der BUND-Vorsitzende.

Das in Durban diskutierte neue noch auszuhandelnde internationale Klimaschutzabkommen müsse nach Auffassung der BUND-Klimaschutzexpertin Ann-Kathrin Schneider vor allem schnell kommen und die Industriestaaten zu drastischen Minderungen ihrer CO2-Emissionen verpflichten. “Auch die Schwellenländer müssen Reduktionsverpflichtungen eingehen. Sie sollten dafür aber mehr Zeit bekommen. Und die Industriestaaten müssen die Entwicklungsländer beim Klimaschutz wesentlich stärker unterstützen als bisher geplant”, sagte Schneider.

Der NABU warnt Deutschland und die EU eindringlich davor, auf der UN-Klimakonferenz im südafrikanischen Durban einer Entscheidung zuzustimmen, die den Einsatz der CCS-Technologie zur unterirdischen Ablagerung von CO2 in Entwicklungsländern fördern würde.

Verpressung von CO2 birgt enorme Risiken – Foto: Jürgen Nießen/pixelio, Montage: BUND

„Es kann nicht sein, dass wir in Deutschland auf CCS verzichten, um es dann unter deutlich schlechteren Sicherheitsstandards in Afrika und Asien zu fördern“, erklärt NABU-Präsident Olaf Tschimpke. „Falls die völlig unausgereifte CCS-Technik jemals einen Beitrag zur Lösung der Klimaprobleme leisten kann, dann nur unter höchsten Sicherheitsanforderungen“, so Tschimpke.

Auf der Klimakonferenz in Durban wird derzeit verhandelt, ob CCS in den sogenannten Clean-Development-Mechanismus (CDM) aufgenommen werden soll. Wenn CCS-Projekte unter den CDM fallen, könnten westliche Industrieländer und Konzerne ihre Emissionsbilanz künftig aufbessern, indem sie in CCS-Projekte in Entwicklungsländern investieren. Der CO2-Ausstoß, der durch das CCS-Projekt in dem betreffenden Entwicklungsland vermeintlich vermieden wird, wird dem Investor gut geschrieben. „Der Profit geht in die Industrieländer, die Risiken bleiben in den Entwicklungsländern – auf diese zynische Art hat CCS im CDM nichts verloren“ kritisiert der NABU-Präsident. Damit CCS einen Beitrag zur Lösung der Klimaprobleme leisten kann, müssen zunächst Forschung und behutsame Erprobung vorangebracht werden – und zwar unter höchsten Sicherheitsanforderungen. „Die vorgeschlagenen Sicherheitsstandards für CCS-Projekte in armen Ländern sind absolut unzureichend. In Deutschland würden wir unter den Bedingungen niemals einer CO2-Ablagerung unter der Erde zustimmen“. Während die Industrieländer ihre Emissionsbilanz aufhübschen könnten, müssten die Entwicklungsländer über Jahrhunderte mit den noch völlig ungeklärten Haftungsrisiken durch das unter Hochdruck in den Untergrund gepresste Kohlendioxid leben.

Besonders beunruhigend ist, dass auf der Klimakonferenz in Durban vor allem die erdölfördernden Länder der OPEC für CCS im CDM kämpfen. Denn nach den vorgeschlagenen Regelungen soll das CO2 unter die Erde gepresst werden, um mehr Erdöl aus unterirdischen Lagerstätten fördern zu können. „Das CDM-Instrument soll eigentlich Klimaschutz und Entwicklungshilfe miteinander verbinden. Wenn dabei nun CCS eingesetzt wird, damit Saudi-Arabien und Dubai ihre Ölvorkommen besser ausbeuten können, ist das in jeder Hinsicht absurd“, kritisiert NABU-Energieexperte Elmar Große Ruse, der in Durban die UN-Klimaverhandlungen verfolgt.

Weil die Leitungen in Deutschland nicht genügend ausgebaut sind, passt ein zunehmender Teil von Ökostrom nicht mehr ins Stromnetz.

Windgas macht Windenergie effektiver – Foto: Dagmar Struß

Wie Greenpeace Energy jetzt bekannt gab, gingen nach neuesten Zahlen der Bundesnetzagentur im vergangenen Jahr rund 127 Gigawattstunden Strom verloren.

Bei dem verloren gegangenen Strom handelt es sich größtenteils um Windstrom. Laut Greenpeace Energy hätte der Strom im Wert von 30 Millionen Euro ausgereicht, um mehr als 30.000 Haushalte über ein Jahr hinweg zu versorgen.

Angesichts des überlasteten Stromnetzes setzt Greenpeace Energy auf Windgas. “Windgas ist entscheidend für das Gelingen der Energiewende in Deutschland”. erklärt Astrid Kleinkönig, Marketingleiterin bei Greenpeace Energy. “Die Technik ermöglicht, dass wir uns in Zukunft vollständig aus Erneuerbaren Energien versorgen.” Deswegen prüft Greenpeace Energy derzeit Standorte für die nötige Infrastruktur. Für den Aufbau der Windgas-Technologie ist in dem neuen Tarif proWindgas ein Aufschlag enthalten.

Nachfrage nach erneuerbaren Energien steigt
Für diesen Tarif haben sich bislang 3.000 Kunden angemeldet und den entsprechenden Vertrag unterschrieben. Die Nachfrage übertrifft auch bei Greenpeace Energy die Erwartungen. Wie die Energiegenossenschaft bekannt gab, laufe das erst im Juli gestartete Gasangebot besser als erwartet. Nun seien die Prognosen nach oben korrigiert worden: Bis zum Jahresende sollen 5.000 Kunden proWindgas beziehen.

Ab dem 1. Oktober werden die proWindgas-Kunden zunächst mit Erdgas beliefert. Zum neuen Jahr soll dann schrittweise ein wachsender Anteil Windgas beigemischt werden. Bei diesem Gas handelt es sich um ein erneuerbares Gas, das aus überschüssigem Windstrom gewonnen wird. Es entsteht durch die Umwandlung in Wasserstoff, der ins Erdgasnetz eingespeist wird. Das Gasnetz wird so zum Langzeitspeicher für erneuerbare Energien.

Im Südwesten Frankreichs (Dordogne) kamen zwei Landwirte auf die Idee, eine Produktionskette für Biokraftstoffe aus Fettabfällen zu entwickeln.

Gänsefett hilft Klima schützen – Foto: Bernd Boscolo / Pixelio

Jules Charmoy und Benoit Delage, Landwirte aus dieser Gegend, versuchten seit 2009 einen lokalen “Kohlenwasserstoff” aufzubereiten: das Entenfett. Jedes Jahr fallen rund 1.500 Tonnen Fettabfall an, die in diesem Departement verwertet werden könnten, um über 1 Million Liter Biodiesel zu produzieren. Jules Charmoy hat dafür sein eigenes Rezept: “Durch Veresterung wird das Fett auf 120°C erhitzt, um so das Wasser zu entfernen. Anschließend wird die Temperatur auf 65° reduziert und Alkohol und Kaliumhydroxid beigemischt. Alles eine Stunde lang vermischen und dann ruhen lassen: am Boden bildet sich Glyzerin und darüber der Biodiesel.”

Vor ein paar Monaten erhielten die beiden Landwirte die Genehmigung, ihr Projekt fortzusetzen. 2010 produzierten sie insgesamt 20.000 Liter. Die Maschinen der Genossenschaft für die gemeinsame Nutzung von Landmaschinen (Cuma), der sie angehören, fahren zum Teil mit ihrem Biodiesel. Nur zum Teil, denn obwohl die Zollbehörden ihre Zustimmung erteilt haben, darf die fertige Tankmischung nicht mehr als 30% “hausgemachten” Kraftstoff enthalten (gegenüber 70% des klassischen Erdölprodukts). Unterstützt vom Technologischen Hochschulinstitut für Chemietechnik in Périgueux, vom Europäischen Institut für die prädiktive Überwachung von Maschinen (IESPM) in Lyon und vom Verband für Abfallwirtschaft der Dordogne  wollen diese Landwirte nun ihre Erfindung weiter optimieren. Ihr Ziel ist die Produktion von reinem Biodiesel, das für alle Motoren tauglich ist, auch für die jüngsten Modelle.

Ein neues Konzept zur Speicherung und zum Transport regenerativer Energie für mobile Anwendungen steht im Fokus der aktuellen Forschung der Universität Erlangen-Nürnberg.

Wie kommt die Energie an ihren Bestimmungsort? – Foto: Rebel – Fotolia.com

Das Konzept geht davon aus, dass die an einem „energiereichen“ Ort (Windanlage, Photovoltaik-Feld) zu einer „energiereichen“ Zeit bereitgestellte Energie genutzt wird, um eine energiearme Flüssigkeit in einer chemischen Reaktion mit elektrolytisch hergestelltem Wasserstoff zu beladen.
Diese nun mit Energie angereicherte Flüssigkeit kann verlustfrei über große Zeiträume gelagert, mit hoher Energiedichte transportiert und unter Nutzung der heutigen Infrastruktur (Pipeline, Tankschiff, Tanklager, Tankstelle) verteilt werden. Am Ort und zur Zeit des Energiebedarfs wird die energiereiche Flüssigkeit unter Freisetzung von Wasserstoff wieder energetisch entladen und zum Ort der Energieerzeugung zurückgebracht. Über den Stand der Forschung haben die beiden Wissenschaftler Prof. Dr. Wolfgang Arlt und Prof. Dr. Peter Wasserscheid jüngst in Energy and Environmental Science, DOI:10.1039/C1EE01454D, berichtet.

Die neuartige Technologie baut auf einem Patent der Firma Air Products von 2004 auf und nutzt sogenannte „Liquid Organic Hydrogen Carriers“ (LOHC). Diese Energie Tragenden Stoffe existieren in einer energiearmen Form und in einer energiereichen, Wasserstoff beladenen Form. Kern der Forschung ist aktuell die Chemikalie N-Ethylcarbazol als energiearme Form, kurz: Carbazol.

Die heute diskutierten Szenarien zur Energiebereitstellung aus regenerativen Quellen im großen Maßstab (Windparks in der Nordsee, Desertec etc.) erfordern als wesentliche technische Voraussetzung geeignete Wege, um große Energiemengen möglichst verlustfrei speichern und transportieren zu können. Nur so lassen sich saisonale Schwankungen in der Erzeugung ausgleichen, nur so kann ein effizienter nicht-elektrischer Transport der Nutzenergie zum Ort des Verbrauchs realisiert werden. Die Nutzung der beforschten LOHC-Systeme wird vielfältig betrachtet und erstreckt sich von mobilen Anwendungen (etwa zum Antrieb von Automobilen mit Verbrennungsmotoren oder Brennstoffzellen) über die Stabilisierung von elektrischen Netzen bis zu Themen des globalen Energietransports.

Der Bundestag hat nun – entgegen heftigem Protest von Bürgerinitiativen und Umweltverbänden – den Weg für die unterirdische Speicherung von Kohlendioxid freigemacht.

Verpressung von CO2 birgt enorme Risiken – Kraftwerk Weisweiler, Foto: Jürgen Nießen/pixelio, Montage: BUND

306 Bundestagsabgeordnete stimmten dafür, 266 dagegen, eine Enthaltung gab es. Während die Opposition die zu erprobende Technologie als zu gefährlich und mit unberechenbaren Folgen für Mensch und Umwelt ablehnte, behaupteten Regierungsmitglieder, dass ohne CCS die Erderwärmung nicht auf zwei Grad begrenzt werden könnte.

Die umstrittene CCS-Technik soll nun zunächst bis 2017 erprobt und zu diesem Zweck CO2 in unterirdische Speichern einlagert werden.

Befürwortern der umstrittenen Technologie ging das Verabschiedete nicht weit genug. Sie kritisieren die eingezogene Ausstiegsklausel im Gesetz, durch die CCS mit Länder wie Schleswig-Holstein und Niedersachsen gebremst werden könnte. Gerade hier gibt es viele mögliche Speicherstätten, aber auch besonders großen Widerstand in der Bevölkerung.

Nach Meinung vieler Umweltorganisationen und Bürgerinitiativen wird mit dem CCS-Gesetz ohne Not die Sicherheit der Bevölkerung aufs Spiel gesetzt, denn trotz massiver Sicherheitsbedenken wird somit einer unerprobten und gefährlichen Technologie Tür und Tor geöffnet, wie BUND-Energieexpertin Tina Löffelsend kritisierte.

Risiken durch CCS drohen insbesondere durch die Verdrängung von Salzwasser im Untergrund. Schlimmstenfalls könne es dadurch zu einer Versalzung des Grundwassers kommen. Außerdem könne niemand die Garantie dafür übernehmen, dass die Lagerstätten dauerhaft dicht seien. Hinzu komme, dass trotz der enormen Kosten für CCS der Nutzen für den Klimaschutz zweifelhaft sei. Aufgrund von Effizienzverlusten durch das CCS-Verfahren werde mindestens ein Drittel mehr Brennstoff benötigt und zugleich mehr Kohlendioxid produziert.

Im Herbst wird das CCS-Gesetz im Bundesrat verhandelt. Dann besteht noch die Chance, dass die Bundesländer der Technologie ihre Zustimmung verweigern.

• Mögliche Standorte für CO2-Speicherung in Deutschland
• Historie CCS-Gesetz
• CO2-Speicherung – die Gegenargumente

Siemens setzt bei alternativen Energien auch auf die Gezeiten, wie die Zeitschrift “Pictures of the Future” in ihrer aktuellen Aus­gabe berichtet.

Gezeitenkraftwerk: Unterwasserturbine liefert Strom aus Ebbe und Flut – Foto: Siemens

Das Unternehmen hat sich am weltweit ersten kommerziellen Kraftwerk beteiligt, das Strom aus Gezeitenströmungen gewinnt. Die Anlage SeaGen in der irischen See liefert eine Leistung von 1,2 Megawatt und kann damit etwa 1500 Haushalte mit Strom versorgen. Dabei treiben die Meeresströmungen, die durch Ebbe und Flut entstehen, seit 2008 zwei große Unterwasser-Rotoren an. Siemens hält seit 2010 zehn Prozent der Anteile an der Betreiberfirma Marine Current Turbines. 2014 soll vor Schottland eine größere Anlage mit acht Megawatt Leistung installiert werden, die dann rund 8000 Haushalte mit Gezeitenstrom versorgen wird.

Nach Angaben der Internationalen Energie Agentur ließen sich pro Jahr aus den Meeresströmungen weltweit 800 Milliarden Kilowattstunden Strom erzeugen. Das ist etwa ein Drittel mehr als die jährliche Stromproduktion in Deutschland und genug, um 250 Millionen Haushalte zu versorgen.

SeaGen steht vor dem nordirischen Städtchen Strangford in einer Meerenge, wo besonders starke Gezeitenströme auftreten. Die Anlage besteht aus einem drei Meter dicken Turm, der in 30 Meter Tiefe am Meeresboden verankert ist und – je nach Wasserpegel –weit aus dem Meer herausragt. Unter Wasser drehen sich an jeder Seite zwei Rotoren mit 16 Metern Durchmesser in der Strömung. Zusammen überdecken sie eine Fläche von rund 400 Quadratmetern. Um beide Strömungsrichtungen – also zu- und ablaufendes Wasser – zu nutzen, kippen die Rotorblätter um 180 Grad, sobald sich die Fließrichtung umkehrt.

Meeresströmungsanlagen sind etwa doppelt so teuer wie vergleichbare Offshore-Windparks, haben aber ihre Vorteile: Um die 6.000 Megawattstunden pro Jahr, die Seagen erzeugt, aus einer Offshore-Windanlage zu gewinnen, müsste man knapp die doppelte Leistung installieren. Die Meeresenergie ist auch besser kalkulierbar als Wind- oder Sonnenenergie, weil Gezeiten- und andere Meeresströmungen sich gut vorhersagen lassen.