Energie sparen
Teil 2 Energieversorgung
Ohne Kohle geht es nicht
Blick in eine Brennkammer des Kraftwerks Ensdorf. Hier verbrennt Kohle bei einer Temperatur von 1600 Grad Celsius.
ENERGIE SPAREN
PFINGSTEN 2010
SEITE 3
Konventionelle Kraftwerke bilden das Rückgrat der Stromversorgung – Sie sind über ein Hochspannungsnetz, das den gesamten Kontinent überspannt, miteinander verbunden
S
trom muss ständig zur Verfügung stehen. Nur so können Industrie-Unternehmen ihre Produktion gewährleisten und damit Arbeitsplätze sichern. Von Ford bis zur Dillinger Hütte. Strom erhöht die Überlebenschance von Krankenhaus-Patienten auf einer Intensivstation, ermöglicht im gleichen Moment pfiffigen Köchen, ihr Können in der Gastronomie unter Beweis zu stellen. Und auch in Privathaushalten wird ein gewisser Lebensstandard sichergestellt, so lange elektrische Energie wie selbstverständlich fließt. Zum Computer wie zum Herd. Wirklich selbstverständlich? Alles andere als das. Denn Strom kommt längst nicht mehr nur von nebenan. Zahlreiche Länder erzeugen Strom, der durch ein riesiges Netz an Leitungen europaweit von Süd nach Nord fließt, von West nach Ost. Und umgekehrt. Der einzelne Verbrau-
cher kann auf Grund der physikalischen Gegebenheiten meist kaum noch erkennen, woher genau „sein“ Strom kommt, den sein Energieversorger direkt ins Haus liefert. Doch auch auf diesem Markt tummeln sich europaweit immer mehr solcher Versorger: große und kleine, internationale, nationale, regionale, ja sogar kommunale. Der jeweilige Energieversorger bezieht den Strom widerum aus Kraftwerken. Auch davon gibt es europaweit eine sehr große Anzahl. Die sich zudem auch noch in der Art ihrer Stromerzeugung unterscheiden: Gaskraftwerke, Kernkraftwerke, Kohlekraftwerke, Solarkraftwerke, Windkraftwerke und weitere. Trotz des europaweit riesigen Netzes an Stromerzeugern und Lieferanten hängt die Versorgungssicherheit einer Region immer noch sehr stark davon ab, wie viele Kraftwerke dort stehen. Fällt etwa irgendwo in der Republik
großflächig der Strom aus oder gar in Teilen Europas, sind es in der Regel vor allem die regional ansässigen Kraftwerke, die in kürzester Zeit zusätzlich benötigte Strom-Kapazitäten zur Verfügung stellen können, um die entstandene Lücke in der Versorgung zu schließen. Oder sie sind bemüht, schnellstmöglich die Stromversorgung in der eigenen Region wieder herzustellen. Zu den leistungsfähigsten regionalen Kraftwerken im Saarland gehört das VSE-Kraftwerk Ensdorf mit seinen 110 Mitarbeitern. Seit vierzig Jahren am Netz, erzeugt es rund 1,6 Milliarden Kilowattstunden (kWh) Strom in einem Jahr. Das reicht aus, um 460 000 Haushalte Tag und Nacht für alle Anwendungen zu versorgen. Kraftwerksleiter Hans-Hermann Michaelis sieht darin nach wie vor eine sehr große Herausforderung. Denn gerade im Kraftwerk Ensdorf haben sich in jüngster Zeit die Bedingungen >>
Bank 1 Saar EnergieSparKredit
* 2,95 % p. a. Damit Träume keine bleiben. Für Maßnahmen zur Energieeinsparung.
5 Jahre Zinsfestschreibung
Energie-Check Vor-Ort-Analyse und Erstellung einer Investitionsempfehlung durch Architekten der AKS, Architektenkammer des Saarlandes. Kostenübernahme durch die Bank 1 Saar im Rahmen einer Energiespar-Finanzierungsberatung. *effektiver Jahreszins
3,02 %
Infos und Beratung bei allen Kundenberatern. Telefon: 0681/3004-4003 | www.bank1saar.de/baufinanzierung Stand 05 / 2010
die persönlichere Note
Arbeiter bei Wartungsarbeiten an den Kohlemühlen im Block 1 des Kraftwerks Ensdorf.
zur Stromerzeugung stark verändert. Einmal durch den am Widerstand vieler Bürger gescheiterten Neubau eines 1600 Megawatt starken Kohle-Kraftwerks am Ort, das die RWE für zwei Milliarden Euro errichten wollte. Noch stärker aber durch das Grubenbeben vom 23. Februar 2008 im Großraum Saarwellingen, das in der Folge zum Beschluss der Landesregierung führte, den Saar-Bergbau Mitte 2012 komplett einzustellen. Letzteres konfrontiert die Betreiber des Kraftwerks Ensdorf bis heute mit einer besonders schwierigen Bewährungsprobe. Denn die riesigen Mengen saarländischer Steinkohle zur Stromerzeugung müssen durch Importkohle aus dem Ausland ersetzt werden. Doch aus welchen Ländern sollen diese großen Kohle-Mengen kommen, die von ihrer Qualität her zur Produktion in Ensdorf passen müssen? Auf welchen Wegen kann die Importkohle an die Saar transportiert werden? Per Schiff, Bahn oder Straße? Zu welchen Preisen bekommt man die Kohle weltweit, die so günstig sein muss, dass auch das Kraftwerk weiter wirtschaftlich arbeiten und den Kunden vertretbare Preise bieten kann? Auf viele dieser Fragen sind inzwischen Antworten gefunden. So beträgt der Anteil saarländischer Steinkohle zur Stromerzeugung im Kraftwerk Ensdorf nur noch zwischen zehn und zwanzig Prozent. Die Importkohle wird aus den Häfen Amsterdam, Rotterdam, Antwerpen sowie Gent (Belgien) jeweils zur Hälfte per Schiff und Bahn an die Saar gebracht, um sich gegen mögliche Störungen auf dem Transportweg zu schützen. Jeweils zwischen 2000 und 4000 Ton-
nen macht alleine eine Schiffsladung Importkohle aus, die über den Rhein und die Mosel zur kraftwerkseigenen Schiffsanlegestelle in Ensdorf gelangt. Die störungsfreie Versorgung mit Importkohle ist auch eine Herausforderung für die Transport-Logistik, denn „die Kohle für zwei Monate Produktion sollte immer auf Lager liegen“, betont Michaelis. Derzeit kommt ein Großteil der Importkohle aus Kolumbien. Auch polnische Kohle wird getestet. Auf den Strompreis, den der einzelne Verbraucher nach der Kohle-Verstromung im Kraftwerk für „seinen“ Strom zahlen muss, hat das Kraft-
Blick auf die Außenanlagen des Kraftwerks Ensdorf mit dem Kühlturm von Block 3.
werk selbst keinen Einfluss. Es beliefert nicht den Endkunden, sondern dessen Stromversorger. „Wir haben keine direkten Verträge mit Endkunden“, betont Michaelis. Das Kraftwerk verkauft seinen erzeugten Strom an der Strombörse Leipzig. Dort werden Preise gehandelt, erwerben die Netzbetreiber den Strom und verkaufen ihn an ihre Endkunden, die Verbraucher, weiter. Eine Prognose, wie sich die Strompreise generell entwickeln werden, ist extrem schwierig. Das hängt auch davon ab, wie lange die deutschen Kernkraftwerke noch laufen werden, und wann erneuerbare Energien, Wind- und Solarkraft, ähnlich wirtschaftlich arbeiten wie die heute gängigen Kraftwerke, die noch fossile Energieträgern nutzen, etwa Braunkohle oder Steinkohle. Fakt ist, dass die Stromrechnung niedriger sein könnte, wenn der Staat nicht Steuern und Abgaben, etwa für die Förderung regenerativer Energien erheben würde, die der Stromlieferant mit seiner Rechnung weitergeben muss, mit steigender Tendenz. Diese Abgaben machen laut Michaelis 40 Prozent des Endverbraucherpreises aus. Zudem kommen auch auf die Kraftwerke mit fossilen Energieträgern wie Kohle ab 2013 noch einmal zusätzliche Kosten zu. Dann werden sie für den Schadstoff-Ausstoß von C02 deutlich stärker zur Kasse gebeten, weil die Kraftwerke C02-Zertifikate zu 100 Prozent erwerben müssen. Eine weitere Herausforderung für das Kraftwerk Ensdorf, das auch deshalb um seine weitere Existenz kämpfen muss. Text: Thomas Sponticcia, Fotos: Thomas Wieck
ENERGIE SPAREN
PFINGSTEN 2010
SEITE 5
Windpark Deutschland Im Jahr 2020 sollen 30 Prozent unseres Energieverbrauchs aus erneuerbaren Quellen stammen
N
ach den jüngsten Berechnungen des Bundesumweltministeriums lag 2009 der Anteil der erneuerbaren Energien am gesamten Energieverbrauch Deutschlands bei über zehn Prozent. Der Zuwachs gegenüber dem Vorjahr war mit 13,5 Prozent im Bereich von Heizung und Warmwasser am größten. Den größten Anteil an dieser positiven Öko-Bilanz hatten solarthermische Anlagen und Biomasse-Heizkessel. 8,4 Prozent des gesamten Wärmeenergieverbrauchs stammten 2009 aus regenerativen Energien. Bei der Stromversorgung wurden mehr als 16 Prozent des Energieverbrauchs mit erneuerbaren Energien gedeckt. Das entsprach einem Zuwachs von knapp sechs Prozent gegenüber 2008. Am stärksten hat sich der Bereich der Photovoltaik, also der Stromerzeugung mit Solar-Anlagen entwickelt. Hier wurde vom Bundesumweltministerium ein Wachstum von über 40 Prozent ermittelt. Mindestens 30 Prozent der elektrischen Energie sollen nach den Plänen der Bundesregierung bis zum Jahr 2020 aus erneuerbaren Quellen gewonnen werden. Im Jahr 2009 entfiel bei der Stromversorgung mit 40 Prozent der größte Anteil der erneuerbaren Energien auf Windkraft. Nach Angaben des Bundesverbands Windenergie betrug 2009 die installierte Leistung der Windkraftanlagen in Deutschland 25,7 Gigawatt. Bei einer Gesamtzahl von 21 164 Anlagen lag die durchschnittliche Leistung einer einzelnen Anlage bei ungefähr 1,2 Megawatt. Die durchschnittliche Leistung der im vergangenen Jahr installierten Anlagen lag hingegen schon im Bereich von zwei
Megawatt. Heutige Anlagen sind im Vergleich zum Stand des Jahres 1993 etwa achtmal leistungsfähiger. Die größte Windkraftanlage steht zur Zeit in Brunsbüttel. Konstruiert hat diese Anlage mit einer Leistung von fünf Megawatt das Hamburger Unternehmen Repower Systems. Nach dessen Angaben dreht sich der Rotor mit einem Durchmesser von 126 Metern bis zu zwölfmal pro Minute. Die Nabenhöhe der Anlage, also die Entfernung vom Boden bis zur Mitte des Rotors, liegt je nach Einsatzgebiet zwischen 90 und 120 Metern. Somit erreicht ein solches Windrad eine Gesamthöhe von über 180 Metern.
„Sie können nicht unbegrenzt Wasserkraftwerke an deutsche Flüsse bauen.“ Peter Mang, VSE
Nach der Windkraft gingen bei der Stromerzeugung die Plätze zwei und drei an Biomasse und Wasserkraft. Gerade im Bereich der Wasserkraft ist in Deutschland das Potenzial allerdings nahezu erschöpft. „Sie können nicht unbegrenzt Wasserkraftwerke an deutsche Flüsse bauen“, gibt Diplomingenieur Peter Mang, Leiter der Personalentwicklung bei der VSE, zu bedenken. Der größte Teil des Stroms aus erneuerbaren Energien werde wohl auch in der näheren Zukunft von Windkraft-Anlagen auf See kommen. Soll der im Norden Deutschlands in stetig wachsenden Windparks erzeugte Strom im Süden genutzt werden, muss er dorthin transportiert werden. „Bis 2015 werden ungefähr 850 Ki-
lometer neue Höchstspannungs-Leitungen benötigt“, erklärt Mang. Da für einen reibungslosen Betrieb zu jeder Zeit exakt so viel Strom ins Netz gespeist werden muss, wie auch verbraucht wird, machen die erneuerbaren Energien es notwendig, dass das gesamte Stromverteilungs-System flexibler gemacht wird. Zur Deckung des Grundenergiebedarfs, der sogenannten Grundlast, ist es auf längere Sicht laut Mang aber noch notwendig, mit konventionellen Kraftwerken zu arbeiten. Eine weitere Möglichkeit besteht zum Beispiel darin, in Kooperation mit anderen Ländern ein Puffersystem zu entwickeln. So plant das Unternehmen NorGerKs, ein Verbund von schweizerischen und norwegischen Energieversorgern mit Sitz in Norwegen, ein Starkstromkabel zwischen Deutschland und Norwegen durch die Nordsee zu verlegen. Das Kabel soll etwa 600 Kilometer lang sein und bis zu 1400 Megawatt transportieren können, das ist so viel, wie ein großes Kraftwerk erzeugen kann. In Zeiten einer Überproduktion in deutschen Windanlagen soll Strom durch die Nordsee an norwegische Pumpspeicher-Kraftwerke geliefert werden, die im Falle eines erhöhten Strombedarfs in Deutschland dann wieder Strom über das Kabel zur Verfügung stellen könnten, informiert das Unternehmen. Ab 2015 soll das Kabel für etwa 40 Jahre die deutschen und norwegischen Strommärkte miteinander verbinden. Die Kosten für das Projekt schätzt das Unternehmen auf 1,4 Milliarden Euro. Text: Oliver Spettel, Grafik: Illunaut.de
ENERGIEVERBRAUCH
Energie für Deutschland
Angaben in PetaJoule
Trotz des Zuwachses der erneuerbaren Energien bleibt unser Land auf lange Sicht auf Importe aus dem Ausland angewiesen - Die Grafik zeigt die wichtigsten Lieferanten
I
n Deutschland ist der Anteil der erneuerbaren Energien an der gesamten Energieversorgung nach der jüngsten Statistik des Bundesumweltministeriums zum ersten Mal zweistellig. Er betrug 2009 gut zehn Prozent des gesamten Verbrauchs an Wärme, Strom und Kraftstoffen. Möglich
wurde dies durch einen Sondereffekt der Statistik. Wegen der Wirtschaftskrise schrumpfte die Energieerzeugung aus konventionellen Quellen, die Erneuerbaren blieben dagegen stabil, ihr Anteil am Stromverbrauch stieg sogar auf über 16 Prozent. An der grundsätzlichen Situation ändert dies jedoch
ENERGIELIEFERANTEN
97%
wenig. Deutschland bleibt auf viele Jahre hinaus auf Energie-Importe im großen Stil angewiesen. Im internationalen Vergleich liegt Deutschland mit knapp drei Prozent des weltweiten Energieverbrauchs an siebter Stelle. Größter Verbraucher sind die USA mit über 20 Prozent.
GROSSBRITANNIEN
KANADA
Importanteile des jeweiligen Energieträgers in Prozent
NIEDERLANDE
19,1
3,9
46,9
KONVENTIONELLE ENERGIETRÄGER:
=
25,6 ** 12,9
Erdöl FRANKREICH Nach Angaben der Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen (AGEB) verminderte sich der Verbrauch an Mineralöl 2009 um fünf Prozent. Mit einem Anteil von 35 Prozent bleibt es aber der wichtigste Energieträger. Der Gipfel der Ölförderung in Deutschland ist längst überschritten. Die letzten Quellen in Norddeutschland decken nur noch drei Prozent des Jahresbedarfs.
8,2 ** SPANIEN
USA
DEUTSCH
1,6
6,1
ALGERIEN
Erdgas Der Erdgasverbrauch sank im vergangenen Jahr in Deutschland wie der Ölverbrauch um fünf Prozent. Dabei verminderte sich sowohl die Nachfrage der Industrie als auch der Einsatz in Kraftwerken. Der Anteil des Erdgases am gesamten Primärenergieverbrauch nahm geringfügig auf rund 22 Prozent zu.
LIBY
2,3
**Bei den Uranimporten aus Großbritannien und Frankreich handelt es sich um Brennelemente aus Anlagen zur Wiederaufbereitung, nicht um frisch abgebautes Erz.
NIGERIA
VENEZUELA
1,9
2,1
KOLUMBIEN
14,6
Steinkohle
SONSTIGE LÄNDER
4,7
Der Verbrauch an Steinkohle sank 2009 im Vergleich zum Vorjahr um 18 Prozent. Der Einsatz von Steinkohle in Kraftwerken verringerte sich um knapp 13 Prozent, in der Eisen- und Stahlindustrie sogar um über 30 Prozent. Steinkohle deckt rund elf Prozent des Energieverbrauchs in Deutschland.
Uran Die Stromerzeugung aus Kernkraft macht nach Angaben der Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen (AGEB) rund elf Prozent des gesamten Primärenergieverbrauchs in Deutschland aus. Die Stromerzeugung aus Kernkraft sank im vergangenen Jahr nach Angaben der AGEB um gut neun Prozent.
17,8
Braunkohle Braunkohle ist in Deutschland die wichtigste, aber leider gleichzeitig auch die schmutzigste Quelle heimischer Energie. Im vergangenen Jahr sank ihr Anteil nur geringfügig um rund drei Prozent. Der Anteil am Gesamtenergieverbrauch stieg sogar leicht auf einen Wert knapp über elf Prozent.
4,3
TRANSPORTWEGE Erdöl PIPELINE
Steinkohle ÜBERSEE Erdgas PIPELINE
75 Seehäfen in Belgien, Niederlande
Deutsche S
54% ÜBERSEE
H IN DEUTSCHLAND
= 100 PetaJoule
IMPORTE
EIGENE RESSOURCEN
3% 83% 67% 100%
GESAMT
4631 17%
2907
33%
1474
0%
1472 1508
NORWEGEN
RUSSLAND
32,7
707
19,2 15,6
4,0
136
43,9 31,7
POLEN
13,4
18,1
68 22
TSCHECHIEN 1,3
17
HLAND
CHINA
SYRIEN 2,9
1,9
IRAN
ERNEUERBARE ENERGIETRÄGER:
0,4
YEN
SAUDI ARABIEN
10,2
2,2
Biomasse In Deutschland wird immer mehr Strom aus Biomasse gewonnen. Ihr Anteil an den erneuerbaren Energien hat mittlerweile die 60-Prozent-Marke erreicht und ist auch im vergangenen Jahr deutlich gestiegen. Sie ist nach der Photovoltaik der zweite Energieträger mit deutlichen Zuwächsen.
INDONESIEN 2,5
QUELLEN: DIE ZEIT, AG ENERGIE-BILANZEN, BUNDESMINISTERIUM FÜR WIRTSCHAFT UND TECHNOLOGIE, BUNDESMINISTERIUM FÜR UMWELT, NATURSCHUTZ UND REAKTORSICHERHEIT, ÖKO-INSTITUT FREIBURG GRAFIK: ILLUNAUT.DE
SÜDAFRIKA
Windkraft
AUSTRALIEN
14,2
13,7 Sonnenenergie
5% SCHIFF
Seehäfen
25%
Polen, Tschechien, Frankreich
35% 11% ZUG, BINNENSCHIFF 100%
Die Stromerzeugung aus Photovoltaik ist der Energieträger, der im vergangenen Jahr nach Angaben der AGEB einen besonders kräftigen Zuwachs verzeichnen konnte. In absoluten Zahlen ist sein Beitrag mit einem Anteil von rund einem Prozent an der Bruttostromerzeugung aber gering.
Geothermie Die Erdwärme anzuzapfen, ist im Prinzip eine gute Idee, die in Deutschland bisher aber kaum verwirklicht wird. Der Anteil der Geothermie-Projekte an den erneuerbaren Energien beträgt bisher weniger als zwei Prozent und hat sich im Vergleich zum Vorjahr nicht verändert.
Im Jahr 2030 soll ein Sechstel unseres Stroms in Offshore-Windparks auf offener See erzeugt werden. Aktuell schwächelt die Windkraft jedoch nach Angaben der AGEB. Die Energieerzeugung der mittlerweile über 21000 Windräder in Deutschland ging im vergangenen Jahr um etwa sieben Prozent zurück.
Wasserkraft Einen Rückgang weist die Statistik der AGEB 2009 für die Stromerzeugung aus Wasserkraft aus. Das Minus von sieben Prozent ist aber in erster Linie auf natürliche Umstände wie das geringere Wasserangebot zurückzuführen. Die Wasserkaft hat einen Anteil von knapp sechs Prozent an den erneuerbaren Energien.
SEITE 8
ENERGIE SPAREN
PFINGSTEN 2010
So kommt der Strom zur Steckdose
Das deutsche Stromnetz reicht mehr als zweimal von der Erde zum Mond und wieder zurück
D
eutschland hat einen JahresstromBedarf von etwa 600 Milliarden Kilowattstunden“, erklärt Diplomingenieur Peter Mang, Leiter der Personalentwicklung beim Energieversorger VSE und Lehrbeauftragter für elektrische Energieerzeugung an der Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes. Im Jahr 2009 wurden in der Jahresbilanz 14,3 Milliarden Kilowattstunden Strom mehr erzeugt als benötigt wurde. Gerade um in Spitzenzeiten, zum Beispiel am Vormittag, wenn Industrie, Handel und Gewerbe auf Hochtouren laufen, genug elektrische Energie zur Verfügung zu haben, muss aber trotzdem zeitweise Strom aus anderen Ländern zugekauft werden. Die größten Lieferanten sind Frankreich und Tschechien, die günstigen Strom aus Kohle und Kernkraft bieten. Damit der Strom bei den Endabnehmern ankommt, ist eine kom-
plexe Infrastruktur notwendig, das Stromnetz. Nach neuesten Angaben des Bundesverbands der Energie- und Wasserwirtschaft erstreckt sich das deutsche Stromnetz auf einer Länge von mehr als 1,78 Millionen Kilometern und reicht damit mehr als zweimal von der Erde zum Mond und zurück. Das Netz ist in vier Spannungs-Ebenen organisiert. Das Höchstspannungsnetz transportiert Strom mit einer Spannung von bis zu 380 000 Volt über weite Strecken. Im regionalen Verteilungsnetz gibt es Hoch- und Mittelspannungsleitungen zu lokalen Stromversorgern und Großbetrieben. Am längsten ist das Niederspannungsnetz. Dieses versorgt Haushalte mit Drehstrom (400 Volt) und Wechselstrom (230 Volt). Allein dieses Niederspannungsnetz ist mehr als 1,16 Millionen Kilometer lang und hat somit den größten Anteil am Gesamtnetz. Transformatoren und Umspannwerke bringen den Strom an Knotenpunkten auf die jeweils benötigte Spannung. In das gesamte Netz muss immer so viel Energie eingespeist werden, wie gerade entnommen wird. „Deshalb hinkt der Vergleich des Stromnetzes mit einem Stausee“, erklärt Mang. Dabei entstehe sehr schnell der Eindruck, dass elektrische Energie wie in einem Stausee gespeichert werden könne. Doch dessen Wasserstand kann nur in sehr gemächlichem Tempo reguliert werden. Im Stromnetz muss aber innerhalb von Millisekunden auf Änderungen des Verbrauchs reagiert werden. Treffender ist nach Mang die Vorstellung vieler kleinerer Stauseen, die miteinander verbunden sind. Wenn in einem Gebiet die Kraftwerksleistung nicht mehr ausreicht, um den lokalen Bedarf zu decken, können in einer anderen Region Anlagen einspringen. Damit das funktioniert, müssen alle Kraftwerke im europäischen Verbund Strom exakt gleicher Frequenz erzeugen und über ein ausgeklügeltes Leitungsnetz miteinander verbunden sein. Aufgrund dieses großen Verbund-Systems ist es aber unmöglich zu sagen, wo der aktuell verbrauchte Strom aus unserer Steckdose erzeugt wurde. Das hat laut Mang auch eine Konsequenz für den Handel mit Strom aus erneuerbaren Energien. Abgesehen davon, dass diese elektrische Energie nicht ständig zur Verfügung stehe, könne sie im Netz nicht gesondert transportiert werden. Das heiße konkret, dass der an der Ostsee gekaufte Windstrom zwar ins Netz eingespeist werde, aber nicht zwangsläufig beim Ökostrom-Kunden aus der Steckdose komme. Der Handel mit Strom aus erneuerbaren Energien sei deshalb ein Bilanzgeschäft, so Mang. Text: Oliver Spettel, Foto: ddp
PFINGSTEN 2010
ENERGIE SPAREN
SEITE 9
U
nter dem Saarland erstreckt sich ein engmaschiges Netz aus Gasleitungen. Wohin das Gas strömt, wird per Mausklick bestimmt. Bei Daniel Vonbohr laufen alle Fäden zusammen. Lässig sitzt der 31-Jährige auf seinem Bürostuhl. Es passt nicht so recht in den futuristischen Kontrollraum der Creos GmbH in Saarbrücken, der mit seinen unzähligen Bildschirmen, auf denen allerlei kryptische Zahlenkolonnen leuchten, ein wenig an die Kommandobrücke des Raumschiffs Enterprise erinnert. Heute ist Vonbohr für acht Stunden ihr Kapitän. Er sorgt dafür, dass in den saarländischen Haushalten jederzeit Gas aus den Leitungen kommt, wenn Verbraucher den Hahn aufdrehen. „Dispatcher“ heißt sein Beruf auf Neudeutsch; gelernt hat Vonbohr eigentlich Industriemechaniker. Der Dispatcher regelt unter anderem, von welchen Entnahmepunkten das Gas ins saarländische Leitungsnetz übernommen wird. Er kontrolliert die Qualität des Brennstoffs und regelt den Druck in großen Versorgungsleitungen. Plötzlich schallt ein Warnton durch den Kontrollraum, gleichzeitig blinkt auf der Karte in grünen Buchstaben der Ortsname „Frankenthal“. Hier wird in einem unterirdischen Gasspeicher in bis zu 1000 Metern Tiefe genügend Erdgas unter einer gasdichten Tonschicht gespeichert, um den Großraum Saarbrücken für ein halbes Jahr zu versorgen. Hat sich womöglich jemand unerlaubten Zugang zu der Anlage verschafft? Nicht erst seit dem 11. September 2001 ist man bei dem Gasversorger vorsichtiger geworden: Zutritt zum Kontrollraum erhält man erst, nachdem man mehrere Sicherheitsschleusen passiert hat. Die Leitwarte ist mit einer CO2Löschanlage ausgestattet, die jedes Feuer schon im Keim ersticken soll; Notstromaggregate sorgen für reibungslosen Betrieb bei Stromausfall. Selbst einen Flugzeugabsturz soll das Gebäude überstehen können. Wenn all das nicht hilft, lässt sich das Erdgasnetz, welches das komplette Saarland und große Teile von Rheinland-Pfalz umspannt, mit einer Reserveanlage fernsteuern. Vonbohr greift zum Telefonhörer: „Entwarnung, nur eine Kontrolle.“ Der Alarm auf dem Bildschirm wurde von einem Techniker ausgelöst, der gerade eine routinemäßige Inspektion durchführt. Die Rohrleitungen der Creos reichen vom Dreiländereck an der Mosel bis zum Rhein. Im letzten Jahr transportierten sie 24,8 Milliarden Kilowattstunden Erdgas. Durch das etwa 1700 Kilometer lange Netz wird das Gas mit einem Druck von bis zu 62 bar transportiert. Einige der saarländischen Leitungen stammen noch aus den zwanziger Jahren. Früher wurden sie noch mit Kokereigas aus Steinkohle gefüllt. Heute strömt dagegen sogenanntes H-Gas durch die etwa einen halben Meter dicken Leitungen. Es wird aus benachbarten Netzen und aus zwei
Daniel Vonbohr hat am Steuerpult der Netzleitwarte nicht nur die Gasversorgung des Saarlands unter Kontrolle. Das Netz der Creos GmbH erstreckt sich bis nach Rheinland-Pfalz.
Der Bagger ist der größte Feind Ein unterirdisches, 1700 Kilometer langes Leitungsnetz verteilt Erdgas aus Russland und Nordeuropa über das gesamte Saarland
großen transeuropäischen Pipelines entnommen, die sich in der Nähe des Saarlandes kreuzen: aus der TENP, die Gas aus Nordeuropa liefert, und der MEGAL, über die russisches Erdgas quer durch Deutschland bis nach Frankreich geleitet wird. Die derzeit im Bau befindliche Pipeline „Nord Stream“, die von Russland durch die Ostsee nach Deutschland führen soll, wird die zukünftige Erdgasversorgung des Saarlandes dagegen kaum beeinflussen, erklärt Arnold Neudeck, der Leiter des Dispatchings. Durchs Creos-Netz wird das Gas an Industriekunden und Stadtwerke geliefert. Letztere lassen es schließlich den Verbrauchern zukommen. Fast alles geschieht unterirdisch. „Von oben sieht man nur gelbe Pfähle“, sagt Neudeck. „Deshalb ist der Bagger unser größter Feind.“ Sollte es tatsächlich zu einem Leck kommen, würde Dispatcher Vonbohr das auf dem Bildschirm allerdings schnell bemerken und den betroffenen Bereich per Mausklick vom Netz trennen. Vonbohr gibt sich gelassen: „Das ist mir noch nie passiert.“ Text: Michael Brächer, Fotos: Thomas Wieck
ENERGIE SPAREN
SEITE 10
PFINGSTEN 2010
Die Zukunft hat schon begonnen Im Saarland startet der erste Feldversuch zur Energieversorgung mit Brennstoffzellen
D
ie Brennstoffzelle ist der Kern eines neuen Konzepts zur dezentralen Wärme- und Stromerzeugung. Aus einer kontrollierten elektrochemischen Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff erzeugt dieses Gerät mit den Abmessungen eines Kühlschranks Wärme und Strom, als Reaktionsprodukt entsteht Wasser. Ein Kraftwerk erhitzt Wasser zu Dampf, der Turbinen antreibt, die elektrischen Strom produzieren. „Anders als beim Kraftwerk, wie wir es heute kennen, ist die Wärme aber nicht Voraussetzung für die Stromerzeugung, sondern ein Nebenprodukt“, erklärt Professor Dr. Hans Walter Keller, Leiter Innovationsmanagement bei der VSE. Diese Wärme kann direkt vor Ort einen Warmwasser-Speicher aufheizen. Ein Gesamtwirkungsgrad von 90 Prozent wird so mit diesen Anlagen möglich. Aber wie funktioniert die Brennstoffzelle? Wasserstoff ist der Energieträger für die Zelle. Wenn Wasserstoff und Sauerstoff direkt und unkontrolliert zusammenkommen, kommt es zu einer Knallgasexplosion. Um das zu verhindern, ist die Brennstoffzelle so konstruiert, dass die beiden Gase nie direkt aufeinander treffen. Sie werden von einer Membran getrennt und von beiden Seiten zu ihr hin geleitet. Die Membran liegt zwischen zwei Metallplatten, die miteinander elektrisch verbunden sind. Am Minuspol trennt sich das Wasserstoffmolekül, das aus zwei Atomen besteht. Die Atome können die Membran erst passieren, wenn sie ihr Elektron abgeben. Diese Elektronen fließen anschließend über den Leiter an der Membran vorbei zum Pluspol der Brennstoffzelle. Auf der anderen Seite der Membran wird der Sauerstoff in seine beiden Atome aufgespaltet. Diese nehmen dabei die Wasserstoff-Elektronen auf. An der Membran treffen schließlich positiv geladene Wasserstoffatome auf negativ geladene
Impressum
Sonderveröffentlichung der Saarbrücker Zeitung
Chefredakteur Peter Stefan Herbst
„Etwa 2015 kann man mit den ersten serienreifen Geräten rechnen.“ Professor Dr. Hans Walter Keller, Leiter Innovationsmanagement VSE
Art-Director Robby Lorenz
Sauerstoffatome. Diese reagieren miteinander zu reinem Wasser. Es hat eine Temperatur von etwa 250 Grad und kann somit über einen Kessel zum Erwärmen eines Pufferspeichers genutzt werden. Auf ihrem Weg zum Pluspol erzeugen die Elektronen einen Gleichstrom, der über einen sogenannten Wechselrichter in Wechselstrom gewandelt wird und ins Netz gespeist werden kann. Um den Ertrag zu steigern, werden mehrere Brennstoffzellen zu einem Verbund, dem sogenannten Stack, zusammengefasst. Die Technik kann genutzt werden, um den Grundbedarf an Wärme für ein Haus zu decken und erzeugt dabei auch noch Strom. In den Wintermonaten müsse allerdings mit einem zusätzlichen Gasbrenner nachgeholfen werden, so Keller. Das Ziel sei es, eine Anlage zu bauen, die einen hohen elektrischen Wirkungsgrad habe, so dass viel Strom erzeugt werde, so Keller. Beim derzeitigen Stand der Entwicklung produzieren die Geräte pro Kilowattstunde Strom etwa drei Kilowattstunden Wärme. Die Wasserstoffversorgung wird über einen sogenannte Gasreformer gelöst. Er entzieht Erdgas Wasserstoff und leitet ihn an die Brennstoffzelle. Im Prinzip lässt sich Wasserstoff auch aus Wasser erzeugen. Käme die Energie aus erneuerbaren Quellen, wäre der Betrieb der Brennstoffzelle klimaneutral. Allerdings steht derzeit noch kein entsprechendes Verteilungs- und Speichernetz zur Verfügung. In einem Feldversuch will die VSE in diesem Jahr drei Erdgas-Anlagen im Saarland installieren. Es handelt sich um Prototypen im Wert von etwa 30 000 Euro, die noch nicht im Handel zu haben sind. Mit den ersten serienreifen Geräten sei um 2015 zu rechnen, so Keller. Die Preise könnten dann bei etwa 10 000 Euro für ein Gesamtsystem für ein Einfamilienhaus liegen. Text: Oliver Spettel, Foto: Thomas Wieck
Redaktion Peter Bylda Oliver Spettel
Geschäftsführung Dr. Joachim Meinhold (Vorsitzender) Christian Erhorn
Verlagsgeschäftsführer Thomas Deicke
Verlagsleitung Michael Schmierer Thomas Marx
Druck und Verlag: Saarbrücker Zeitung Verlag und Druckerei GmbH, 66103 Saarbrücken, Gutenbergstraße 11-23
DIE BRENNSTOFFZELLE WASSERSTOFF H2 Er ist der Treibstoff der Zelle. Er wird in einer der Zelle vorgeschalteten Anlage, dem Reformer, zum Beispiel aus Erdgas gewonnen. Der Wasserstoff wird der Brennstoffzelle direkt zugeführt.
DIE ELEKTRONEN
SAUERSTOFF O2
Sie bewegen sich über den Leiter zum Pluspol, um sich dort mit Sauerstoffatomen zu verbinden. Die Elektronen in Bewegung sind der nutzbare Gleichstrom, den die Zelle erzeugt. Dieser Strom kann, entsprechend umgewandelt, gegen eine Einspeisevergütung ins Stromnetz geleitet werden.
MINUSPOL (ANODE)
Der Sauerstoff bildet den Reaktionspartner des Wasserstoffs. Die Versorgung der Brennstoffzelle mit Sauerstoff erfolgt kontrolliert durch die Umgebungsluft.
PLUSPOL (KATHODE)
Hier trennen sich die Wasserstoffmoleküle in ihre beiden Atome auf und geben jeweils ihr Elektron ab.
Sauerstoffmoleküle trennen sich hier in zwei Atome. Diese verbinden sich mit Wasserstoffelektronen zu negativ geladenen Sauerstoffionen.
REAKTIONSPRODUKT WASSER H 2O
WASSERSTOFF Die Wasserstoffatome ohne ihre Elektronen heißen Ionen. Nur sie passen durch die winzigen Öffnungen der Membran (grün).
DIE MEMBRAN
CHEMISCHE REAKTION
Sie trennt Wasserstoff und Sauerstoff. Um zu seinem Reaktionspartner Sauerstoff gelangen zu können, muss der Wasserstoff zuvor sein Elektron abgegeben haben.
Jeweils zwei positive Wasserstoffionen verbinden sich mit je einem negativ geladenen Sauerstoffion zu einem Wassermolekül.
Bei der Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff entstehen Wasser und Energie. Diese ist in Form von Wärme im Wasser gespeichert. Wird das heiße Wasser über einen Wärmetauscher geführt, kann damit die Warmwasser- und Heizungsanlage im Haus unterstützt werden. So lässt sich der Grundwärmebedarf des Hauses decken.
STACK Eine einzelne Brennstoffzelle erzeugt theoretisch eine Spannung von 1,23 Volt (unter realen Bedingungen weniger als ein Volt). Um höhere Spannungen zu erzeugen werden daher mehrere Brennstoffzellen in einem Stapel (Stack) hintereinandergeschaltet.
QUELLE: INITIATIVE BRENNSTOFFZELLE, GRAFIK: ILLUNAUT.DE
EINSPEISUNG Nach Umwandlung von Gleichin Wechselspannung durch ein Wechselrichtergerät kann der Strom ins öffentliche Netz eingespeist werden.
So spart das Saarland:
Neue, intelligente Stromzähler zeigen ihrem Besitzer am PC an, wieviel Energie er im Moment verbraucht und wo die größten Energiefresser stecken. Wir testen diesen Zähler – gemeinsam mit vielen „erstaunten“ Schlauen Stromern.
Ein Unternehmen der VSE-Gruppe