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26. Januar 2018

Grundlast

Die sogenannte Grundlast bezeichnet die Strommenge, die “durchschnittlich mindestens” zur Verfügung stehen muss, damit das Stromnetz nicht zusammenbricht.    

Wie wird Strom gepuffert, zum Auffüllen, falls mal ein wenig Strom fehlt?
Wenn für einen Moment kleine Mengen Strom fehlen, kann über Pumpspeicherkraftwerke -und notfalls sogar über Akkus - die fehelde Menge ergänzt werden. Es gibt aber keine bezahlbare Speichertechnik, die über mehrere Stunden Strom im großen Maßstab speichern könnte.
Strom muss also dann erzeugt werden, wenn er gebraucht wird. Eines Tages mag das anders sein, heute ist es aber nicht anders - und daher ist es wichtig, immer genug Strom für die Grundlast bereitzustellen.


Welche Kraftwerke eigenen sich besonders zur Erzeugung von Grundlaststrom?
Kraftwerke, die nicht schnell hoch- und heruntergefahren werden können und billig Strom produzieren.
Atomkraftwerke, Kohlekraftwerke. Etwas flexibler sind schon Gaskraftwerke und Biogaskraftwerke
Vorteil ist die ständige Verfügbarkeit des Stroms und die wirtschalftlich günstige Herstellung.
Nachteile sind bekannt: Atommüll und Restrisiken der Atomkraft, Umweltbelastung durch Kohleverstromung, Abhängigkeit von Importen beim Gas, Umweltbilanz beim Biogas.


Welche Kraftwerke können keinen Grundlaststrom liefern?
Windkraftanlagen und Solaranlagen. Da Wind und Sonne mit (oft sogar kaum vorhersehbaren) Unterbechungen bzw. Schwankungen Strom liefern, ist deren Strom nicht für die Grundlast brauchbar. Hinter jedem Wind- und Solarkraftwerk muss also ein Kohle- oder Gaskraftwerk aufgebaut werden, falls Teile der  Nennleistung eines Wind- oder Solarparks tatsächlich benötigt werden.
Vorteile sind eine günstige Umweltbilanz, besonders bei der Windenergie (denn Solarzellen haben leider heute noch einen häßlichen “Fußabdruck” wegen des sehr hohen Energieaufwandes bei der Herstellung).
Nachteile sind die Schwankungen bei der Stromerzeugung. Der Strom ist kaum bis gar nicht speicherbar. Oft wird er über die Grenzen ins Ausland verkauft - und zwar gegen einen “negativen Kaufpreis”, ein “Abnahmeentgelt”. Wir müssen also öfters dafür bezahlen, dass andere Länder unseren volatil vorhandenen Stromüberschuss aus Wind und Sonne überhaupt abnehmen.


Was geschieht, wenn die letzten Atomkraftwerke vom Netz gehen?
Zunächst fehlen uns dann gut 13% Strom, “guter Grundlaststrom”. Dreizehn Prozent ist nicht viel, aber der Ersatz dafür kann in Anbetracht der Abhängigkeit von viel ständig verfügbarem Strom kaum mehr durch regenerative Energien dargestellt werden. In Bayern werden nach dem Abschalten des letzten Atomkraftwerkes sogar 40% Strom “fehlen” - das ist regional sehr unterschiedlich. Da die Stromnetze nicht über den aktuellen Bedarf hinaus ausgebaut sind, müssen ausfallende Lieferanten in der Nähe des “Ausfalls” ersetzt werden.  In der Nähe heruntergefahrener AKWs wird man also bald Gas- und Kohlekraftwerke finden.
Braun- und Steinkohle machen heute 40% der erzeugten Strommenge aus, Erdgas liegt mit 12% knapp auf dem Niveau von Atomkraft.
Je nach Liefersicherheit (Stw.: “Nord Stream 2”) werden die abgeschalteten Atommeiler durch einen Mix aus Gaskraftwerken und Kohlekraftwerken ersetzt werden müssen - Gas ist die umweltfreundlichere, dafür aber politisch heiklere Variante.


Was bedeutet das für Elektroautos?
Anders als z. B. in Frankreich und England, wo für eine größere Menge zukünftiger Elektroautos zusätzliche Atomkraftwerke gebaut werden, wird Deutschland die letzten abgeschalteten Atomkraftwerke durch fossile Energien ersetzen müssen.
Unanhänig davon, wie man zur Atomkraft steht, muss man einräumen, dass jedenfalls die CO2-Bilanz von Atomkraftwerken günstig ist. Ein Gas- bzw- Kohlekraftwerk verursacht den zwanzig- bzw. vierzigfachen CO2- Ausstoß, umgerechtet auf die Kilowattstunde.
Deutschland wird also aller Voraussicht nach jedes zusätzliche Elektroauto mit einer Mischung aus ein wenig Gas und einem Haufen verstromter Kohle aufladen müssen - Gas müssen wir importieren, zumindest Braunkohle jedoch lagert in großen Mengen als Boidenschatz im eigenen Land.
Der CO2-Fußabdruck von Braunkohle ist gewaltig. Aus einem Kilogramm Braunkohe ist etwa eine Kilowattstunde Strom zu gewinnen - das verursacht wiederum gut ein Kilogramm CO2 bei der Verbrennung.
Steinkohle ist ein Quentchen günstiger in dieser Bilanz, dafür jedoch weniger verfügbar.


Braunkohle zum Aufladen von Elektroautos?
Ja. Darauf läuft es in Deutschland hinaus. 40 Kilowattstunden Strom aus dem Kraftwerk bringen etwa 25 Kilowattstunden in den “Elektroautotank”. Die Differenz sind Leitungs-, Ladungs-, Umspannungs- und Selbstentladeverluste. Damit werden auf 100 Kilometer Elektroautofahrt gut 40 Kilogramm CO2 frei - und schon wieder sind wir (ohne den CO2-Fußabdruck durch die Akkuherstellung) bei 400 Gramm pro Kilometer.

130 Gramm sind heute erlaubt, bald sollen es nur noch 95 Gramm sein. Allein die Tatsache, dass Strom zum Aufladen von Elektroautos nicht in deren CO2-Bilanz gerechnet wird, ermöglicht diesen “Sauber-Effekt” des Elektroautos. Zur Berechnungsmethode siehe
EU-Logik.

Nur Elektroautos mit ganz besonderen Nutzungsprofilen (etwa Tür-zu-Tür-Paketauslieferung) oder mit ganz besonderem Ladestrom (eigene Windräder auf dem Grundstück) machen heute bei unserem Strommix ein Elektroauto salonfähig.

In allen anderen Fällen ist es nicht sinnvoll, ein Elektroauto zu nutzen - zumindest nicht vor dem Hintergrund der verheerenden CO2-Bilanz.

An anderer Stelle will ich aber auch die Luftschadstoffe betrachten. CO2 zählt nicht dazu - es ist völlig unschädlich.

Man muss jedenfalls festhalten: Wer glaubt, dass CO2 schädlich sei, der kann unmöglich mit dieser Begründung in Deutschland ein Elektroauto kaufen und es dann mit unserem normalen Strommix aufladen.
Selbst ein ausgewachenes Fahrzeug der Oberklasse mit einem großen Benzinmotor ist “CO2-günstiger”.

Das Äquivalent von 400 Gramm Ladestrom-CO2 pro Kilometer entspricht einem Benzinverbrauch von 17,2 Litern auf 100 Kilometer. Der Energieaufwand für die Akkuherstellung des Elektroautos ist nicht einmal mitgerechnet. Rechnet man dafür -vorsichtig- 100 Gramm* hinzu, entspräche das insgesamt einem Benzinverbrauch von 21,5 Litern auf 100 Kilometer. Dafür kann man dann wirklich einen älteren amerikanischen Straßenkreuzer bewegen, ohne mit dem Gasfuß vorsichtig umgehen zu müssen.
 

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*Der CO2-Fußabdruck bei der Akkuproduktion wird gern relativiert, so z. B. hier.
“Wenn eines Tages Akkus mit Sonnenstrom gebaut werden” .... usw. - dabei wird wieder einmal das Auto mit durstigem Verbrennungsmotor als Maßstab herangezogen - und der CO2-Abdruck des Stroms, den ein  Elekttroauto über seine Lebensdauer zum Fahren benötigt, schlicht und ergreifend nicht mitgerechnet..Rechnete man ihn mit und legte den deutschen Strommix zugrunde, würde man noch so viel Elektroauto fahren können - niemals wird die CO2-Bilanz auch nur annährernd so gut wie bei einem Benziner. Wie soll das auch funktionieren, wenn pro Kilometer allein der “Fahrstrom” einen größeren CO2-Fußabdruck hinterläßt als bei einem Benziner? Mit oder ohne den Energieaufwand für die Akkuproduktion - so wird das nichts. Ebenfalls nicht mitgerechnet ist - falls denn eines Tages Akkus mit Sonenstrom produziert werden - der Aufwand für die Herstellung der Photovoltaikanlage. Auch hier gehen Schätzungen von 100 Gramm CO2 pro erzeugter Solarstrom-Kilowattstunde aus, da die Panels selbst sehr energieaufwändig hergestellt werden.