Die Kostensenkungsmaßnahmen haben dazu geführt, dass die Leistungsspitzen von Produktion und Verbrauch etwa gleich groß sind. Die Verluste sind höher als bei Szenario D. Die zusätzlichen Verluste entstehen dadurch, dass Windkraftanlagen abgeregelt werden, wenn ihre Leistungs-spitze die der Konversionsanlagen überschreitet.
Diese Verluste werden durch zusätzliche Windmühlen ausgeglichen, die zu einem anderen Zeitpunkt in den Speicher einspeisen. Diesen Mehrkosten stehen Einsparungen bei den Fixkosten der Konversionsanlagen gegenüber. Per saldo ist die Einsparung jedoch reletiv gering
Im Rahmen der Energiewende müssen etwa fünfzehnmal so viele Windkraftanlagen wie der heutige Bestand neu errichtet werden. Diese Anlagen haben als sogenannte "Schwachwindanlagen" größere Rotordurchmesser. Das erschwert die Genehmigungsverfahren, insbesondere bei Fortbestehen der "10H-Regelung". Der Verlust an Jahres-Energieertrag muß durch zusätzliche Anlagen ausgeglichen werden. Diese Kosten sind in der Gesamtrechnung enthalten.
in den beiden Prozessen zur Konversion von Strom in Methan (Elektrolyseur und Mehaniseur) treten Verluste in Form von Wärme auf. Die kann man immer dann nutzen, wenn Wärme für Gebäudeheizung gebraucht wird.
im Rahmen der Energiewende müssen die regionalen oder lokalen Konversionsanlagen mit Nahwärmenetzen verbunden werden, die es heute noch nicht gibt. Diese Kosten sind in der Gesamtrechnung enthalten.
Wärmepumpen sind ein seit über hundert Jahren bekannter Prozeß, um einem kalten Medium (z.B.Luft) Wärme zu entziehen und unter Energieaufwand auf eine höhere Temperatur (z.B. Raumheizung) zu bringen. Grob gesagt: man kann mit 1 kWh Strom verlustfrei etwa 2 bis 3 kWh Wärme von Lufttemperatur auf Raumtemperatur anheben.
Im Rahmen der Energiewende sollen alle Heizungen in Deutschland modernisiert und von Öl auf Gas umgerüstet werden. Das reduziert die CO2-Emissionen beim Heizen nur auf die Emissionen von Öl auf die von Gas (etwa 30%). Einzige Möglichkeit, die CO2-Emissionen des Heizens auf Null zu bekommen, sind Wärmepumpen. Die Kosten für Wärmepumpen sind in der Gesamtrechnung enthalten.
Zu Szenario A:
Hier wurde der gesamte Energieverbrauch für Strom, Wärme und Verkehr des Jahres 2050 in Höhe von 2.312 TWh, der bis auf den Sektor Verkehr mit dem Verbrauch des Jahres 2015 übereinstimmt, durch die regenerativen Energieträger PV, Windkraft, Wasserkraft, Biogas, Biomasse und Geothermie gedeckt. Die Kosten wurden mit den heute gültigen Preisen in €/kWh oder €/kW(peak) angesetzt.
Zu Szenario E:
Auch Konversionsanlagen haben Dauerlinien wie in Bild 9 gezeigt. Begrenzt man die in der Höchstleistung, dann müssen die zuliefernden Windkraftanlagen entsprechend abgeregelt werden, weil Leistungsspitzen nicht mehr in synMeth umgewandelt werden können. Das ist ein echter Verlust, der durch zusätzlich zu errichtende Windkraftanlagen ausgeglichen werden muß.
Zu Szenario D:
Trägt man die Leistung einer Windkraftanlage (in MW) über der Dauer (in Stunden) auf, welche die Anlage mit dieser Leistung insgesamt im Jahr erbringt, dann erhält man die sogenannte Dauerlinie. Eine typische Dauerlinie zeigt Bild 8 für die Gesamtheit aller Windkraftanlagen in Deutschland. Die Anlagen laufen nur wenige Stunden im Jahr mit Höchstleistung und für den Rest des Jahrs mit geringerer Leistung. Die Fläche unter der Dauerlinie ist der Jahres-Energieertrag (in MWh) Die Kosten einer Windkraftanlage sind - vereinfacht! - proportional zur Höchstleistung. Die Dauerlinie sagt: wenn man die Höchstleisung, und damit die Kosten, halbiert, verliert man nur etwa 15% des Jahres-Energieertrags.
Die Gesamtkosten in Höhe von 587 Mrd €/Jahr sind eine Bestätigung für das immer wieder zu hörende Argument, eine regenerative Energieversorgung sei unbezahlbar. Deshalb die folgenden Maßnahmen zur Kostenreduktion
Wenn man die Kosten in die Nähe der heutigen Gesamkosten von 250 Mrd €/Jahr bringen will, bleibt nur die Reduktion der Kosten mit heute bekannten Methoden. Durchgerechnet wurden dafür das Basisszenario A (Bild 6) und vier Szenarien B bis D für die Kostensenkung
Szenario
A Ersatz aller fossilen Energieträger des Jahres 2015 durch regenerative bis 2050
Kosten: 564 Mrd €/Jahr
B flächendeckender Ersatz von Öl - und Kohleheizungen durch Luft-Wärmepumpen mit Unterstützung durch Gasbrenner.
Kosten: 467 Mrd €/Jahr:
C Nutzung der Verlustwärme aus der Konversion von Strom in synMeth für Heizzwecke
Kosten: 410 Mrd €/Jahr
D Entwicklung von Schwachwind-Anlagen
Kosten: 310 Mrd €/Jahr:
E Absenkung der Maximalleistung der Strom-Konversionsanlage
Kosten: 288 Mrd €/Jahr
Die Gesamtkosten der Energieversorgung in Deutschland betragen 2015 etwa 250 Mrd € pro Jahr. Einzelheiten dazu siehe Tabelle 3, Spalte 2015 (heute). Ersetzt man im Jahr 2050 entsprechend Bild 4 alle fossilen Energieträger durch regenerative und läßt den Verbrauch unverändert, dann kostet die gesamte Energieversorgung etwa 587 Mrd €, also mehr als das Doppelte. Das immer wieder zu hörende Argument, eine 100% regenerative Energieversorgung sei unbezahlbar, entbehrt also nicht einer gewissen Realität.
Es wird unterstellt, dass die produzierte und die verbrauchte Energiemenge 2050 praktisch dieselbe ist, wie 2015. Mit einer Ausnahme: beim Verkehr wird durch den besseren Wirkungsgrad von Elektromotoren, verglichen mit heutigen Verbrennern, weniger Antriebsenergie verbraucht. Die Kosten für PV - und Windkraftanlagen werden in derselben Höhe angesetzt, wie sie heute. Grund: die Anlagen sind industrialisiert und lassen deshalb keine wesentlichen Kostendegressionen mehr erwarten. Eine Unsicherheit sind diie noch nicht industrialisierten Anlagen für die Konversion von Strom in synthetisches Methan, Elektrolyseur und Mehtaniseur. Für beide Anlagen gibt es Prototypen. für beide Anlagen werden jeweils 1.000 €/kW(peak) am Ende der Degressionskurve angesetzt. Für den Netzausbau werden die die heutigen Investitionen von 500 €/kWpeak und 0,005 € für jede zusätzlich zu transportirende kWh angesetzt. Noch offen ist der Aufwand, der erforderlich ist, um das Stromnetz intelligenter zu machen.
Wenn der Ersatz fossiler Energieträger durch regenerative die Gesamtkosten mehr als verdoppelt, dann ist jede Hoffnung, dass der Verbrauch oder die Kosten regenerativer Energien halbiert werden können, eine Illusion: beim Verbrauch steht einer Halbierung der "rebound-effect" entgegen. Bei der Produktion sind Windkraft und PV, die Stützen der regenerativen Energien, industrialisierte Produkte, die heute die Untergrenze der Kostendegression erreicht haben.
