Zusammenfassung
Die von der Politik geplante  Steigerung des Anteiles der Stromerzeugung aus erneuerbaren Quellen auf  zunächst 50% und später auf 80 %  bis zum Jahre 2050 würden mit heutiger Technik den Preis für Strom aus gespeicherten Stromüberschüssen auf um die 60  ct/kWh explodieren lassen, mit allen wirtschaftlichen Folgen für Wirtschaft und Stromverbraucher. Ohne einer bezahlbaren Speichertechnik ist es sinnlos die erneuerbaren Energien weiter aufzublasen. Die Abhilfe wäre ganz einfach: das Erneuerbare Energiegesetz und die damit verbundenen Pfründen für die subventionierten Fotovoltaik,- und Windanlagen-Begünstigten abzuschaffen, um  einen „Überausbau“ mit  katastrophalen Speicherungskosten  zu verhindern und die schamlose Umverteilung von unten ( den nichtbesitzenden) zu den privilegierten oberen ( Besitzer der Solar -, und Windanlagen mit den garantierten, 20 jährigen zu 8%-10% verzinsten Sparbüchern) zu beenden. Statt dessen sollten sehr viele Forschungsvorhaben zur Gewinnung von Wasserstoff, Ölen, Kohlenwasserstoffen ob katalytisch oder biologisch oder sonst wie massiv  gefördert werden.
Zum Nachdenken 
Mit der Einführung der Subventionsmaschine „EEG“ hat H. Trittin (ehemals Mitglied des Kommunistischen Hochschulbundes Deutschland wenn richtig gelesen) Lenins trefflichen Ausspruch: „Die Kapitalisten werden uns den Strick liefern an dem wir sie aufhängen werden“  elegant modernisiert in: „Die Kapitalisten werden zinsgierig so viel  in die Erneuerbaren Energien investieren, dass deren aufgeblähte Subventionskosten endlich die kapitalistische, erfolgreiche deutsche Wirtschaft abwürgen werden.    

Die  Wurzeln der kommenden Kostenexplosion  

Ein Grundübel der angeblich „alternativlosen Erneuerbaren Energien“:-  Sonne und Wind die kostenlos  und unbeschränkt nutzbar seien - besteht in deren  Unfähigkeit die elektrische Leistung halbwegs jahresdurchgängig bzw. so gezielt bereit stellen zu können,  wie wir Private, Gewerbe und Industrie den Strom benötigen.  Vereinfacht dargestellt  ist die  Fotovoltaikleistung selbst  in Süddeutschland nur etwa für 1.100 Stunden  verfügbar, die Windanlagen schaffen deutschlandweit ca. 1.500 Stunden. Die besten Off-Shoreparks schaffen eine jährliche Verfügbarkeit bis zu ca. 3.800 Vollaststunden. In einem entwickelten Land mit florierender Wirtschaft muß  Strom  stabil und über 8.760 Stunden  im Jahr verfügbar sein. Im Stromnetz kann keine Energie gespeichert werden und deshalb muß immer genau die elektrische Leistung ins Netz eingespeist werden, die im Augenblick gebraucht  wird. Dazu wird Primäre, Sekundäre und Tertiäre Regelenergie von den Regelzonen eingesetzt. Von den 2012 insgesamt erneuerbar erzeugten 22% des Strombedarfes  stammt knapp die Hälfte (10%) aus Wasserkraftwerken und Biogasanlagen mit jährlichen Stromeinspeisungen über  5.000 bzw. über 6.000  Stunden.  Wasserkraft und Biogas, die wenig ausbaubar sind, verschönen damit die Gesamtbilanz der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien und verdecken den Blick auf die jämmerliche Stromerzeugung von Sonnen-, und Windkraftanlagen  (2012 in Summe ca. 12%) . Durch den mittlerweile weiteren  Ausbau von Sonne und Wind erreichen wir an immer mehr Tagen im Jahr einen EEG-Stromüberschuß im Netz an denen die teuren von uns Bürgern bezahlten EEG Strommengen mit zusätzlichen Kosten im europäischen Netz entsorgt werden müssen. Ausgehend von den jetzigen 38% Anteil von alternativen Stromquellen kann der durch direkte Einspeisung mögliche alternative Anteil vielleicht auf 50% erhöht  werden (bei deutlichem Ausbau von Off Shore Wind mit relativ vielen Einspeisestunden). Die von der Politik geträumten 50 % und 2050 gar 80%  alternativer Stromerzeugung können  nur  mittels  Umwandlung, Speicherung, und Wiedereinspeisung von - zunächst im Überschuß - erzeugten EEG-Strom produziert werden. Im Monitorbericht 2017 der Bundesnetzagentur werden als Eckdaten eine Stromerzeugung von  600 TWh/a und ein Durchschnittpreis für EEG Strom 2016 mit 15,1 ct/kWh angeführt. Der folgende Denkbeitrag kalkuliert die zusätzlichen Speicherkosten  heutiger Technik und vergleicht die heute schon abzusehenden Strompreise unter Berücksichtigung der saftigen Umwandlungsverluste.
Randbedingungen  für die Kostenschätzungen 
Zu den schon einleitend aus den folgenden Betrachtungen herausgenommenen Wasser-, Biomasse-, und sonstige Kraftwerken  sind wichtige, in den veröffentlichten Berichten unterdrückte Fakten festzuhalten. Das deutsche Wasserkraftpotential ist weitgehend ausgebaut bzw. scheint wegen der Proteste der Naturschützer wenig ausbaubar, siehe auch später die Argumente rund um die Pumpspeicher-kraftwerke. Biogasanlagen wären - zum Unterschied von Sonne und Wind – viel “ netzfreundlicher“ und  erreichen mit etwa 8,5  Monaten  Leistungsverfügbarkeit über das Jahr annähernd konventionellen Kraftwerksstatus. Jedoch wird der Einsatz von noch mehr Ackerflächen statt für Nahrung für  die subventionierte Energieerzeugung (Biogasanlagen) immer amoralischer.  Obendrein kann jeder interessierte Bürger bei Starkregen beobachten wie rasch  und heftig sich aus geneigten Maisfeldern Schwallwasserströme in die Gräben und Bäche ergießen. Der  stark beschleunigte Wasserablauf  aus den großflächigen Mais-Monokulturen wird damit zu einem Mitverursacher  immer extremerer Hochwasserwellen an den Flüssen. Auch das  beginnt sich langsam herumzusprechen. Soll - wie politisch gewollt - der Anteil der „Erneuerbaren Energien“ höher geschraubt werden dann  muß :
a)      zunächst mehr EEG-Strom erzeugt werden
b)      die zusätzlich erzeugte elektrische Arbeit (Überschuß)  aus dem Netz abgeleitet und über Speichersysteme zum Wiedereinsatz bei Ausfall der Erneuerbaren in das Netz eingespeist werden mit einem weiteren EEG-Kostenaufschlag
Aus den Ziel der 80% alternativer Versorgung tut sich bei gleichbleibender Stromerzeugung von 600 TWh/a die Differenz von 80-50=30% der Jahreserzeugung auf, also 600*30%=180 TWh jährlich. Die Wirklichkeit wird finanziell noch schwieriger werden, denn zukünftig sollen viele Millionen Autos elektrisch fahren und viele Millionen  Gebäude ohne Gas und Öl aber mit elektrisch angetriebenen Wärmepumpen  beheizt werden. Dafür wird der EE-Durchschnittspreis bis 2050 deutlich sinken. Berechnet wurden zunächst die reinen Energiekosten aller Varianten und danach mit einem Aufschlag von 33% für Investitions-, und Betriebskosten aller Varianten gerechnet, um den zu erwartenden Endpreis für uns Stromkunden abschätzen zu können. Ich halte diesen Anteil an den Stromkosten für konservativ und zu gering, wenn ich mir die notwendigen Investitionen und deren Betriebskosten vor Augen halte. Im ersten Schritt muß die zu speichernde elektrische Arbeit von netto 180 TWh/a regenerativ erzeugt Die stark unterschiedlichen Wirkungsgrade der 3 Varianten der Speichertechniken von EEG-Überschußstrom werden dann jeweils auf die brutto notwendige zu speichernde elektrische Arbeit der drei Varianten  und deren Kosten hochgerechnet. 

Kostenvergleich der 2/3 Speichervarianten
Variante 1.  Pumpspeicherwerk
Das Pumpspeicherwerk ist nur für kurzzeitige Abdeckung von EEG-Stromlücken im Stundenbereich  Der Wirkungsgrad liegt in Summe (Pump-, und Turbinenbetrieb) bei ca. 75% das verteuert zwar die EEG-Stromkosten von 15,1 ct/kWh auf 18,8 ct/kWh , das wäre im Vergleich zu den anderen beiden Varianten genial günstig; ist aber wie es aussieht leider aus mehreren  Gründen unrealistisch:  -         So viele Geländemöglichkeiten für den Bau größerer Wasserstaubecken auf  zwei deutlich unterschiedlichen Höhen und den geforderten Stromleistungen gibt es in Deutschland nicht. 
-         Die Speicherbecken können grundsätzlich  nicht beliebig groß werden und sind üblicherweise nach wenigen Stunden entleert
-         Das Pumpspeicherwerk ist ideal für die Abdeckung kurzer oder täglicher Lastspitzen aber kein Ersatz z.B. für  den Halbjahresausfall an Fotovoltaik in der Winterspitze. Im Winter liegt der Einspeisebedarf an  Netzleistung  um bis ca. 50% höher und  der Höchstlastbuckel  tritt zwischen ca. 16 h und 20-21 h auf, wenn die Fotovoltaik vollkommen ausfällt. -         Realistisch geschätzt können  Pumpspeicherwerke nur wenig zur Deckung der 180 TWh beigetragen, Pumpspeicherung  bleibt aber mit riesigem Abstand die billigste und bezahlbare Variante.

Variante 2.  Power to Gas mit GUD-KW
Die heute am meisten propagierte Technik zur Stromspeicherung in der elektrolytisch erzeugter Wasserstoff mit CO2 zu Methan ( Erdgas) umgebaut wird und das Methan nach Speicherung bei Bedarf in GUD-Kraftwerken wieder verstromt wird.  Die zu erwartenden Kosten ergeben sich aus den nachstehend beschriebenen notwenigen Prozessen: - Wasserstoff  wird mittels Elektrolyse und  EEG Strom erzeugt,
- es folgt die chemische Umwandlung des Wasserstoffes zu Methan (dem  Erdgashauptbestandteil, folgend „EEG-Erdgas“ genannt) - die Speicherung dieses „EEG-Erdgases“ über das Erdgasnetz und Speicherung in  mächtigen, zusätzlichen Erdgasspeichern.- die Stromerzeugung im GUD-Kraftwerk durch Entnahme von  EEG-Erdgas aus den   unterirdischen Großgasspeichern.

In der Elektrolyse  sind nach heutiger Technik 20 kWh  EEG Strom einzusetzen um daraus die 4 nötigen m3 Wasserstoff zur Herstellung von 1 m3 „EEG-Erdgas“ zu erzeugen.  Prozeßverluste und die Wärmetönung der Reaktion Wasserstoff zu EEG-Erdgas von 2 kWh/m3 „EEG Erdgas“ werden vernachlässigt, im Augenblick sind beide eher kleine Einflußgrößen nicht zu überblicken.
Der erzeugte m3 EEG-Erdgas hat einen Heizwert von rund 10 kWh/m3, im GUD Kraftwerk werden daraus bei 60% Wirkungsgrad 6 kWh elektrischer Strom.
Es wurden also 20 kWh Überschußstrom eingesetzt, um 6 kWh  zu erhalten, der Wirkungsgrad beträgt jämmerliche 30%, oder anders gesagt: es werden 3,3 kWh Überschußstrom eingesetzt um 1 kWh ausspeichern zu können.
Mit den EEG-Stromkosten von 15,1 ct/kWh belaufen sich die reinen Energieeinsatzkosten der „gespeicherten kWh“ auf 15,1*3,3= 49,8 ct/kWh.
An Investitionen sind nötig:
-         Elektrolyse
-         Methanisierung
-         Gasspeicher für 180/03=600 TWh = 60 Mrd. m3 EEG-Erdgas davon 2/3 für den Winter = 40 Mrd. m3  Winter etwa das 2 fache des jetzigen Erdgasspeichervolumens. Die propagierte  Speicherung im „Erdgasnetz“ ist Volksverdummung, denn im Februar 2012 mußte Deutschlands modernstes GUD-Kraftwerk Irsching vom Netz weil sonst das Erdgasnetz zusammengebrochen wäre und im März 2013 schrammten wir wieder knapp an einem Erdgasnetzkollaps vorbei. Bei großer Kälte brauchen leider die Erdgasverbraucher zu viel Erdgas. Die Speicher nützen auch nix im Norden sondern müßten im Süden des Landes dort platziert werden, wo die GUD-Kraftwerke die Kernkraftwerke ersetzen müssen.
-         Aber vielleicht meinen auch einige große Geister dann  müssen eben auch die Gasleitungen – ähnlich wie die Stromleitungen -  von Nord nach Süd aufgeblasen werden, wir haben ja genügend Geld für die „Energiewende“.   Ich setze einen Aufschlag von 33% für alle diese Investitions-, Betriebskosten, Steuern, Versicherungen etc. an, damit kostet der ausgespeicherte Strom insgesamt 66,2 ct/kWh

Variante 3.  Brennstoffzelle
Medial und  öffentlich werden auf diese Technik große Hoffnungen gesetzt. Die eingesetzten 5 kWh Strom für einen m3 Wasserstoff ergeben bei dessen Heizwert von rund 3 kWh/m3  und  den 60%  Wirkungsgrad der Brennstoffzelle letztlich 1,8 kWh gespeicherten Strom. Der Wirkungsgrad dieses Stromspeichersystems somit  bezogen auf den eingesetzten Strom liegt leider bei traurigen ca. 36 %. 
Mit den heutigen EEG-Stromkosten von 15,1 ct/kWh belaufen sich die reinen Energieeinsatzkosten der „gespeicherten kWh“ somit auf 41,9 ct/kWh.
Ich setze wieder einen Aufschlag von 33% für alle diese Investitions-, Betriebskosten (hier drücken die fragliche Lebensdauer der Brennstoffzellen und deren Kosten und riesige Wasserstoffspeicher), Steuern, Versicherungen etc. an, damit kostet der ausgespeicherte Strom insgesamt 55,8 ct/kWh Was diese anrollende Stromverteuerung für unsere Brieftaschen und noch wichtiger für unsere Wirtschaft, Arbeitsplätze, Sozialsysteme, Staatshaushalt bedeuten werden, kann sich jeder mit Hausverstand ausrechnen. Deutschland früher im unteren Viertel der europäischen Strompreise gelegen hat heute bereits durch die politisch  gesetzten Verteuerungen den höchsten Strompreis in Europa.(siehe Eustat)

Peter Reitsamer Prozeß-, und Energieberatung 11/2018