Wasserelektrolyse ist Speicher-Baustein

Die Wasserelektrolyse zur Erzeugung von Wasserstoff auf Basis von regenerativ erzeugtem Strom entwickelt sich immer mehr zu einer Kerntechnologie der Energiewende. Der steigende Anteil volatilen Wind- und Solarstroms kann in Form von Wasserstoff saisonal gespeichert, rückverstromt oder zu Kraftstoffen und chemischen Grundstoffen weiterverarbeitet werden. Allein für Deutschland wird bis 2050 eine installierte Anlagenleistung im dreistelligen Gigawattbereich prognostiziert, unter der Maßgabe, dass die Klimaschutzziele der Bundesregierung erreicht werden. Im Auftrag des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) haben das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie und Automatisierung IPA und das Beratungsunternehmen E4tech einen Fahrplan für die Etablierung der Wasserelektrolyse in Deutschland entwickelt.

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In der Studie »Industrialisierung der Wasserelektrolyse in Deutschland: Chancen und Herausforderungen für nachhaltigen Wasserstoff für Verkehr, Strom und Wärme« zeigen die Partner auf, wie die notwendigen industriellen Fertigungskapazitäten für Elektrolyseure in den nächsten Jahren aufgebaut werden können.  Sie untersuchten hierfür die Herausforderungen beim Aufbau einer Gigawatt-Elektrolyse-Industrie in Deutschland, insbesondere mit Blick auf kritische Komponenten.  Unter Einbeziehung von Industrie und Anwendern wurden die technologischen, herstellungstechnischen und akteursspezifischen Handlungsbedarfe diskutiert und Handlungsempfehlungen abgeleitet.

Der künftige Elektrolysebedarf für die Sektoren Verkehr, Wärme und Strom wurde mit dem am Fraunhofer ISE entwickelten Tool REMod-D in einer Energiesystemsimulation für Deutschland ermittelt. Insgesamt wurden sechs Ausbauszenarien betrachtet, um unter anderem die Bandbreite der in der Industrieumfrage ermittelten Leistungsparameter zu berücksichtigen; in allen betrachteten Szenarien gilt dabei die Randbedingung, dass das deutsche Klimaziel einer Absenkung der energie-bedingten CO₂-Emissionen um 80 % ohne einen großskaligen Import von synthetischen Energieträgern erreicht wird. Zugleich wird davon ausgegangen, dass energieintensive Industrien auch weiterhin am Standort Deutschland betrieben werden. Im Ergebnis resultiert – abhängig von den jeweils zugrunde gelegten Randbedingungen – ein Ausbaukorridor von größer 100 bis weit über 200 Gigawatt an installierter Elektrolysekapazität im Jahr 2050. Bereits in der zweiten Hälfte des kommenden Jahrzehnts müsste die Zubaurate ein Gigawatt Neuinstallation pro Jahr deutlich übersteigen, und ab den 2030er Jahren gehen die Szenarien von mehreren Gigawatt Neuinstallation pro Jahr aus. »Bereits heute sind die beiden wichtigsten Technologien, die alkalische  und die PEM-Elektrolyse, in einem technisch ausgereiften Zustand. Einer großskaligen Nutzung der Elektrolyse steht aus technologischer Sicht nichts im Wege«, erklärt Dr. Tom Smolinka, Abteilungsleiter Chemische Energiespeicherung am Fraunhofer ISE. Einzelne Forschungsthemen müssen jedoch noch weiter verfolgt werden. So ist beispielsweise die Hochtemperatur-Elektrolyse noch nicht wettbewerbsfähig, sie hat aber wegen des geringeren Strombedarfs und der in Deutschland vorhandenen industriellen Abwärme durchaus Potenzial. Auch aus produktionstechnischer Sicht konnten nur wenige hinderliche Aspekte identifiziert werden. »Die zur Produktion der Komponenten nötigen Verfahren werden bereits in anderen Branchen großindustriell angewendet. Eine Skalierung der Produktion ist mit einem vergleichsweise geringen Maschinen- und Kapitaleinsatz möglich«, so Steffen Kiemel, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer IPA. Bei den als potenziell kritisch eingestuften Komponenten wurde aufgezeigt, dass weder kurz- noch langfristig mit Lieferengpässen zu rechnen ist.

Markthemmnisse beseitigen

»Handlungsbedarf besteht vor allem auf Seiten des Gesetzgebers: der Markthochlauf, der für die weitere Technologieentwicklung und Kostenreduktion der zentrale Hebel ist, muss durch Anpassungen des regulatorischen Rahmens, insbesondere beim Strombezug unterstützt werden, damit Elektrolyseanwendungen wirtschaftlich werden können«, bekräftigt Franz Lehner, Managing Consultant beim Beratungsunternehmen E4tech. Die Autoren der Studie schlagen daher ein »Marktaktivierungsprogramm Wasserelektrolyse« vor, das den Herstellern und Anwendern Planungssicherheit für Investitionen bietet. 

• Neue Studie: Wasserelektrolyse hat Potenzial zur Gigawatt-Industrie [ PDF  0,3 MB ]
• Grafik: Roadmap zur Industrialisierung der Wasserelektrolyse [ JPG  0,15 MB ]
   Quelle: Fraunhofer
  
  

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Wo stehen Kantone in ihrer Klimapolitik

Das Bundesamt für Energie veröffentlichte am Montag den Bericht «Stand der Energie- und Klimapolitik in den Kantonen 2018». Dieser stützt sich auf eine Umfrage des Bundesamtes für Energie und der Konferenz der kantonalen Energiefachstellen. 

 

Im Fragebogen erfasst sind der Vollzug der kantonalen Energiegesetzgebung, die Förderprogramme, die Vorbildfunktion sowie weitere Aktivitäten der Kantone und des Fürstentums Liechtenstein. Somit liefert der Bericht einen Überblick über die gesamte kantonale Energiepolitik sowie über die kantonale Klimapolitik im Gebäudebereich.

Das Gebäudeprogramm von Bund und Kantonen ist ein wirksames Instrument der Schweizer Energie- und Klimapolitik. Dem Jahresbericht 2017 ist zu entnehmen, dass das Gebäudeprogramm im Jahr 2017 energetische Gebäudesanierungen, mit erneuerbarer Energie betriebene Heizsysteme sowie energetisch hochwertige Neubauten mit rund 174 Millionen Franken unterstützt hat. Damit können - über die Lebensdauer der geförderten Massnahmen gerechnet - rund 5,8 Milliarden Kilowattstunden Energie und rund 1,4 Millionen Tonnen CO2 eingespart werden.

 

Broschüre Stand der Klimapolitik in den Kantonen

Fragen im Zusammenhang mit der Förderung der Energie- und Abwärmenutzung sowie Gesuche um Finanzhilfen sind direkt an die Energiefachstelle des betreffenden Kantons zu richten. Weitere Informationen dazu unter: www.dasgebaeudeprogramm.ch, www.endk.ch oder www.energieschweiz.ch/foerderung.

Herausgeber: Bundesamt für Energie Internet: http://www.bfe.admin.ch

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Ökonomen laufen amok

Jeder mag sich das Seine denken, warum in diesen Tagen gleich drei altgestandene, schon pensionierte und grauhaarige Ökonomen den Erneuerbaren Energien wieder mal in die Suppe spucken. Die ganze Ablehnung gipfelt in der Herausgabe eines Buches, das die These vertritt, die Schweiz mache sich durch die Energiestrategie 2050 vom Ausland abhängig.

                                                                          

Zwei Alt-Ökonomen sehen u.a. mehr Abhängigkeit
der Schweiz und bitten, vom schlechtesten Fall
auszugehen - was gern auch für die alten CH-AKW
gelten soll....

Was wissenschaftlich und kompliziert daher kommt, erweist sich aus Sicht von Solarmedia als billiges Machwerk, weil es  wissenschaftliche Erkenntnisse überall dort vernachlässigt, wo sie nicht in die Aussagen des Machwerks passen. So vernachlässigen Silvio Borner (links im Bild, ehemals Universität Basel) und Bernd Schips (ehemals KOF-ETH) das Konzept der Opportunitätskosten, das nahelegt, dass auch ein Nichtanwenden der Erneuerbaren Energien (EE) Kosten verursacht, weil Kapazitäten neu geschaffen werden müssen. Wie hoch deren Kosten dann ausfallen, zeigt etwa Hinkley Point, das britische Atomprojekt, bei dem die Kilowattstundenpreise schon heute bei rund 13 Rappen Erzeugungskosten liegen - weit über den Kosten neuer grosser Solar- oder Windkraftwerke.

Sodann hält die Argumentation von Borner / Schips auch der Plausibilitätsprüfung nicht stand - gehen doch die allermeisten Länder der Welt Richtung EE und nicht etwa nur das auch hier wieder heftig gescholtene Deutschland. Das geschieht ganz einfach wegen der Kostendegression, der die EE besonders stark unterliegen. Sodann ist eine zentrale Aussage der Streitschrift: Marktfähig ist die Stromerzeugung mit Sonne oder Wind erst dann, wenn weder für die Produktionsanlagen noch für die produzierte Elektrizität Subventionen ausgerichtet werden. Nur für welche andere Energieform gilt denn diese Aussage? Auch die gängigen Energieformen unterliegen in der einen oder anderen Art der Subventionierung – nicht zuletzt wiederum die Atomenergie, deren ungedeckte Kosten aufzuzählen hier den Rahmen sprengt.

Und weiter behaupten die Alt-Professoren: Marktfähig ist die Stromerzeugung mit Sonne oder Wind erst dann, wenn weder für die Produktionsanlagen noch für die produzierte Elektrizität Subventionen ausgerichtet werden müssen und auf einen Einspeisevorrang verzichtet wird. Weder plan- noch steuerbar seien EE - das aber stimmt so nicht, Wetterprognosen lassen immer genauere Planung zu – und: Eben die Speicherfähigkeit kommt, wenn auch hier sicher noch Probleme zu lösen sind. Von denen die herkömmlichen Energieformen ja auch nicht zu wenige haben (Abfall- und Schadstoff-Beseitigung zum Beispiel).

Schliesslich werde es nach heutigem Erkenntnisstand ab 40% EE kritisch - nur dort sind wir ja noch lange nicht (Anteil in der Schweiz insgesamt unter 5%). Und wenn wir dann mal dort sind, gibt es wohl auch mehr Lösungen für das Problem, so es überhaupt eines war und ist. Denn gerade die Schweiz verfügt mit ihren Speicher- und Pumpkraftwerken bereits über vergleichsweise hervorragende Speicherkapazitäten. 

Fazit: Sowohl Borner und Schips wie auch der deutsche Hans-Werner Sinn, der die Speicherfrage zur Mutter aller Energieprobleme gemacht hat, gehen an den realen Gegebenheiten - und für gestandene Ökonomen besonders peinlich - auch an banalen Erkenntnissen der Ökonomie vorbei. Gekrönt wird dieser wissenschaftliche Irrweg dadurch, dass er die Folgen einer möglichen Sektorenkoppelung völlig vernachlässigt, will heissen: Solar- oder Windstrom können eben auch im Wärme- und Mobilitätsbereich eingesetzt werden. Wozu es zugegebenermassen noch heftiger politischer Anstrengungen bedarf, die die Solarwärmetagung von dieser Woche aufzeigt (siehe Solarmedia vom 13.9.18). Pikant an der ganzen bornerschen Schipe ist dann noch deren Aufforderung, man solle doch bei den Erneuerbaren Energien bitte mal vom schlechtesten Fall ausgehen und nicht vom besten – nun das machen wir gern auch mit der Atomkraft und sehen deren Meiler schon in Schutt und Asche liegen.

Buchbesprechung: Energiestrategie macht abhängig - BaZ 11.9.18

© Guntram Rehsche / Solarmedia

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Zum Stand der Dinge bei der Solarwärme

Am Dienstag hat an der Hochschule für Technik Rapperswil die 7. Nationale Solarwärme-Tagung stattgefunden. Der Fokus der Tagung lag auf den Zukunftsmöglichkeiten der Solarwärme im Bereich der intelligenten Verbindung zu anderen Technologien der Energieversorgung im Gebäude. 

Eine Ausnahme der diesjährigen Solarwärme-Tagung war die parallele Durchführung mit der 12. Eurosun Konferenz, die dieses Jahr in der Schweiz stattfinden konnte. Diese internationale Konferenz für Gebäude und Industrie bietet Wissenschaftlern, Ingenieuren, Architekten und Vertretern aus Industrie und Wirtschaft ein Forum, um ihre neuesten Erkenntnisse, Entwicklungen und Perspektiven vorzustellen und zu diskutieren. 

Während am Vormittag die hochkarätigen internationalen Referenten der EuroSun zum Thema Solarenergie für Gebäude und Industrie vortrugen, stand am Nachmittag die Schweiz im Vordergrund: Wie entwickelt sich der Schweizer Markt hin zu Stabilität und was sind die Wachstumschancen durch Anpassung der politischen Rahmenbedingungen und das Aufzeigen guter Praxisbeispiele? Bei den Vorträgen stachen aus Sicht des Autors vor allem folgende hervor:

Stefan Batzli, Geschäftsführer der AEE Suisse (siehe Bild) stellte die neu in Leben gerufenen «Wärmeinitiative Schweiz» vor, die sich den Umbau der Schweizer Wärmeversorgung hin zu mehr erneuerbaren Energien als Ziel gesetzt hat. Im Vergleich zum Strom, der in der Schweiz bereits zu 60% erneuerbar ist , sind es bei der Wärme nur etwa 20%. Bis 2050 sollen gemäss der Vision der Initiative «bis 2050 die Energie für die Bereitstellung von Wärme und Kälte in Haushalten, Betrieben, öffentlichen Gebäuden und der Industrie zu 100 Prozent aus erneuerbaren Energien [stammen]». 

David Stickelberger, Geschäftsführer Swissolar, zeigte in seiner Marktanalyse auf, dass sich der Markt 2017 gegenüber dem Vorjahr stabilisiert hat und insbesondere im Bereich der Warmwassererzeugung in Mehrfamilienhäusern ein Wachstum zu verzeichnen war. Seitens der politischen Rahmenbedingungen ist positiv zu vermerken, dass seit 2018 zwei weitere Kantone von nun insgesamt 23 Kantonen die Solarwärme fördern (Ausnahme AG, ZG und ZH). Grosse Hoffnung setzt die Branche auf die Umsetzung der genannten «Mustervorschriften der Kantone im Energiebereich 2014» in den Energiegesetzen, die nun langsam Fahrt aufnimmt. 

Der Vortrag des Geschäftsführers des österreichischen Solarwärmeverbands «Austria Solar», Roger Hackstock, zeigte die Entwicklungsmöglichkeiten der Solarwärme auf. In Österreich ist ein Trend zu Grossanlagen bei Betrieben und Wärmenetzen sowie zur schlauen Kombination von Wärmepumpen, Photovoltaik und Solarwärme zu beobachten. Ebenfalls attraktiv sind Beispiele von Gebäuden mit einer grossen bis zu hundertprozentigen Deckung des Wärmebedarfs durch Solarenergie.

Die Folien der Vorträge können hier heruntergeladen werden.

Quelle:  Wieland Hintz, Fachspezialist Erneuerbare Energien, BFE

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Mehr Rücklagen für Atommüll zwingend

Das Bundesverwaltungsgericht hat eine Beschwerde der AKW-Betreiber zum Sicherheitszuschlag von 30 Prozent auf ihre Beiträge an die Fonds für Stilllegung und Entsorgung abgewiesen. Die Schweizerische Energie-Stiftung (SES) sieht sich gemäss einer Medienmitteilung in ihrer Haltung bestätigt und fordert, dass der Sicherheitszuschlag in der anstehenden Revision der Stilllegungs- und Entsorgungsfondsverordnung gestärkt und keinesfalls geschwächt wird.

Die SES begrüsst demnach das am Donnerstag durch die NZZ publik gemachte Urteil zum Sicherheitszuschlag (BVG A-5647/2016). Gemäss Bundesverwaltungsgericht ist der Sicherheitszuschlag nicht nur ein geeignetes und zweckmässiges sondern gar erforderliches Mittel, um das Haftungsrisiko für Bund und Steuerzahlende zu mindern, dereinst grosse Kosten übernehmen zu müssen. Die Risikofähigkeit der Betreiber sei zu berücksichtigen. Diese Argumentation stützt weitgehend die Analyse der SES.

Die für den Sicherheitszuschlag massgebende Stilllegungs- und Entsorgungsfondsverordnung (SEFV) wird derzeit durch das UVEK revidiert. Im Gespräch ist dabei auch die Streichung des bisherigen Sicherheitszuschlags, was unter anderem von der Verwaltungskommission der Fonds (STENFO) gefordert wird. Begründet wird die Streichung mit einer neuen Methodik in der jüngsten Kostenschätzung, die Prognoseunsicherheiten besser abbilde, als die frühere Methodik der Kostenstudie von 2011. Dazu Nils Epprecht, SES-Projektleiter Strom&Atom: «Der derzeitige Angriff auf den Sicherheitszuschlag ist politischer Natur. Es geht nur darum, die zur Zeit klammen Kassen der AKW-Betreiber zu schonen. Das Urteil bestätigt nun, dass dies nicht im Interesse von Bund und Steuerzahlenden ist.» 

Die SES ortet weiterhin grosse unberücksichtigte Risiken - unter anderem im Bereich der Finanzierung der Fonds. Sie hat dazu verschiedene Analysen publiziert, auch spezifisch zum Sicherheitszuschlag. Aus Sicht der SES ist dieser bis auf weiteres zu stärken und nicht zu schwächen. Eine Schwächung hätte zur Folge, dass die jährlichen Fonds-Beiträge der Betreiber um mehrere hundert Millionen Franken sinken, ohne dass bisher ein Ende der grossen Kostensteigerungen absehbar wäre.

Quelle: energiestiftung.ch

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Stromverbrauch Licht bis 2025 halbieren

Am 23. September ist astronomischer Herbstanfang – die Tage werden kürzer, die Lampen in Häusern und Wohnungen leuchten wieder häufiger und länger. Über das ganze Jahr 2017 gesehen, wurde in der Schweiz 58,5 TWh elektrische Energie verbraucht, davon rund 7 TWh (zirka 12 Prozent) für die Beleuchtung. 

Die Lichtbranche ist überzeugt: «Dieser Wert ist zu hoch und kann markant gesenkt werden». Ausdruck dieser Überzeugung ist eine Vereinbarung mit dem BFE, welche die beiden Seiten gestern in Davos unterzeichnet haben. Im Rahmen der Licht 18, der grössten europäischen Lichttagung, haben sich Organisationen aus den Bereichen Hersteller (Fachverband der Beleuchtungsindustrie), Lichtplaner (Schweizerische Lichtgesellschaft, Relux), Grosshandel (Otto Fischer, Elektro-Material), Installateure (VSEI), Elektroplaner (ABTIE), Sensorik (sensNORM), Retail (IKEA) sowie Effizienz in der Beleuchtung (Minergie, S.A.F.E.) verpflichtet, den Anteil der Beleuchtung am Gesamtstromverbrauch in der Schweiz per 2025 auf 6 Prozent zu halbieren. 

Allein durch die Umstellung auf effiziente Leuchtmittel kann die Branche ihr hochgestecktes Ziel allerdings nicht erreichen. Weitere Massnahmen sind dazu nötig: die Reduktion der installierten Leistung durch eine Verbesserung der Leuchteneffizienz, der vermehrte Einsatz von bedarfsgerechten Steuerungen (z.B. Anwesenheits- und Tageslichtsensoren), die Sensibilisierung und Ausbildung von Mitarbeitenden sowie allenfalls Förderprogramme. Nur so kann die Lichtbranche ihren Ambitionen gerecht werden. 

Quelle: energeiaplus.com - Markus Bleuer, BFE-Fachspezialist Geräte und Wettbewerbliche Ausschreibungen / Bild: Guntram Rehsche

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