Im Energiekrieg

Der gegenwärtige Krieg in der Ukraine ist auch ein Energiekrieg. 

Auf bto findet sich dazu ein lesenswerter Artikel, der seinerseits auf ein Original von Zerohedge zurückgeht. 

Daraus ein paar Highlights: 

• [6] Europe, in particular, cannot afford high oil prices. If interest rates are increased soon, this will make the problem even worse. China seems to have definite advantages as an economic partner.
• [7] Russia realized that the rest of the world is utterly dependent upon its fossil fuel exports. Because of this dependency, as well as the physics-based connection between the burning of fossil fuels and the making of finished goods and services, Russia holds huge power over the world economy.
• We live in what historians may someday call the Fossil Fuel Age. . .With high energy consumption goes a high standard of living (…) A reduction of per capita energy consumption has always in the past led to a decline in civilization and a reversion to a more primitive way of life. (…) The likely problem with fossil fuels has been hidden behind an imaginative, but false, narrative that our biggest problem is climate change caused primarily by fossil fuel extraction that can be expected to extend until at least 2100, unless positive steps are made to hold back this extraction.

Unser Lebensstil ist mit einem bestimmten Energiebedarf verbunden. Steht uns weniger Energie zur Verfügung, so wird das Auswirkungen auf unseren Lebensstandard haben. 

Die Frage ist, wie weit diese Auswirkungen gehen können bzw. wie lange sie von der Bevölkerung akzeptiert werden. 

Falsche Prognosen: Norwegens Öl

Norwegens Öl wird bald versiegen, so hieß es vor etwa 20 Jahren. Eigentlich sollten die Lagerstätten jetzt schon erschöpft sein.

Aber es kommt noch dicker. Ein neues gewaltiges Ölfeld wurde entdeckt, das - so die Vermutung - Förderung bis in die 70er Jahre dieses Jahrhunderts erlauben wird. 

Lustig auch, dass selbst diese Meldung, die aus der Süddeutschen Zeitung stammt, nicht ohne Fake News auskommt. Da heißt es im Vorspann:

Norwegen selbst bezieht seine Energie aus nachhaltigen Quellen, vor allem Wasser- und Windkraft. Das geförderte Öl und Gas wird in die Welt exportiert und füllt so die Staatskassen.

Der erste Satz ist Umsinn, wie er nur in Haltungsmedien stehen kann. Zwar stimmt es, dass Norwegens Stromversorgung fast ausschließlich auf regenerativen Quellen (vor allem Wasser) beruht. Doch der Stromsektor ist eben nur ein Teil des gesamten Energieverbrauchs. Frage: Womit fahren die Autos und Lkws? Ja richtig. Einfach mal in einschlägigen Energiestatistiken nachschauen.

Deshalb hier die Daten, die Sie im "Qualitätsmedium" SZ nicht finden:

2018 hatte Norwegen einen Primärenergieverbrauch von 47,4 Mtoe (Megatonnes of oil equivalent, d.h. Rohöleinheiten). Davon entfielen 14,8 Mtoe auf fossile Energieträger wie Öl, Gas und Kohle, also mehr als ein Viertel. Das sind eindeutig nicht-nachhaltige Quellen. Und was schreibt die SZ? Siehe oben.

Wasserkraft stand übrigens mit 32,1 Mtoe kräftig zu Buche, während die übrigen sogenannten Erneuerbaren lediglich auf 0,7 Mtoe kamen, also auf rund 1,5 % des Gesamtenergieverbrauchs. Dennoch steht der Wind ganz prominent im Vorspann. Ein Schelm, wer Böses dabei denkt.

Frage: Was machen eigentlich die bezahlten Faktenchecker die ganze Zeit?

Erdölverbrauch seit 1965

Ob es einem gefällt oder nicht - Erdöl ist immer noch einer der wichtigsten Energieträger. Und natürlich ist die Verbrennung dieses Rohstoffs und seiner Folgeprodukte hauptsächlich verantwortlich für den weltweiten CO2-Ausstoß.

Das folgende Bild, erstellt aus den Rohdaten der BP Statistical Review of World Energy, zeigt die Entwicklung des Erdölverbrauchs seit 1965 in Mtoe (Megatonnes of oil equivalent, also Megatonnen Rohöläquivalente).

Bemerkenswert an dieser Abbildung ist, dass sich der größte Ölverbraucher der Welt, also die USA, seit Jahrzehnten kaum vom Fleck rührt, während andere wie China und Indien im Augenblick noch zurück liegen. Das könnte sich jedoch, vor allem mit Blick auf China, schon in wenigen Jahren ändern.

Interessant auch, welche geringe Bedeutung manchen Industriestaaten wie Deutschland und Österreich im internationalen Vergleich zukommt.

Während also die westlichen Staaten ihren Ölkonsum konstant halten oder sogar zurückfahren konnten, nimmt die weltweite Verbrauchskurve ungebrochen zu. Woran liegt das?

Des Rätsels Lösung lautet wie folgt: In den Jahren 2007 bis 2017 nahm der durchschnittliche Erdölverbrauch in den OECD-Staaten jährlich im Schnitt um - 0,7 % ab. Im gleichen Zeitraum stieg der Verbrauch der Nicht-OECD-Staaten um durchschnittlich 3,0 % pro Jahr an.

Die Einsparung der einen wird durch den Mehrverbrauch der anderen mehr als ausgeglichen.

Fossile Energie in der Schweiz

Über die Bedeutung fossiler Energieträger in der Schweiz berichtet ein Artikel in der Finanz und Wirtschaft.

Hieraus ein paar Highlights:

• Allerdings kommen Erdöl und Gas zusammen immer noch auf einen Anteil von 63%. Die fossilen Energieträger dominieren nach wie vor deutlich. Immerhin: 1980 belief sich ihr Anteil noch auf 75%.
• Gemessen am gesamten Endverbrauch beläuft sich der Anteil der Sonne auf gerade einmal 0,3%. Betrachtet man nur die Stromerzeugung, kommen Photovoltaikanlagen auf einen Anteil von 2,9 und Windanlagen auf einen von 0,2%.
• Es ist illusorisch zu glauben, binnen zweier oder dreier Jahrzehnte die Wirtschaft völlig zu dekarbonisieren, wie dies, auch von staatlichen Stellen, proklamiert wird. Die fast zwei Drittel an fossiler Energie auf null zu senken und durch erneuerbare Energieträger zu ersetzen, ist auf absehbare Zeit nicht möglich. Entsprechend unrealistische Ziele zu formulieren, führt zu falschen und schlimmstenfalls schädlichen politischen Massnahmen.  

Ganz ähnlich, so ist zu vermuten, verhält es sich auch in anderen westlichen Ländern. Fossile Energieträger nehmen in der Tendenz leicht ab, bleiben aber nichtsdestoweniger auf einem hohen Niveau. Gleichzeitig nimmt die Bedeutung der regenerativen Energieträger, hier insbesondere Sonne und Wind, beständig zu. Dennoch: Trotz aller Fördermillionen ist der Beitrag der letztgenannten zum Energiemix immer noch sehr bescheiden. Zu bescheiden, um eine Industrienation mit zuverlässiger Energie zu versorgen.

Dabei ist die Lage der Schweiz nicht ungünstig in Bezug auf die Regenerativen. Das Land besitzt eine relativ große Kapazität an Pumpspeicherkraftwerken, die in der Lage sind, die Schwankungen von Wind und Sonne auszugleichen. 

Eine kurze Geschichte der Kohle (3) - Blick auf die Gegenwart

Ende 2018 wurde die letzte deutsche Zeche (Prosper Haniel) geschlossen. Damit ging eine langjährige Tradition zu Ende. Und zwar völlig sang- und klanglos. Einige Medien berichteten darüber.

Wie in zwei früheren Postings dargelegt, steht die Nutzung der Kohle als Energielieferant am Anfang der Industrialisierung in Großbritannien und Deutschland (und anderen Ländern). Der erste Weltkrieg führte zu einer Zäsur dieser Entwicklung. Bald darauf begann das Erdöl seinen Siegeszug und verdrängte die Kohle vor allem im Bereich der Mobilität.

Vor allem in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts ging die Kohleförderung in Europa stark zurück, in erster Linie aus Kostengründen. Importkohle aus Australien, Nord- und Südamerika und China war deutlich günstiger und einfacher zu gewinnen.

Noch gibt es in Europa etliche mit Kohle befeuerte Kraftwerke, die die nötige Grundlast der Elektrizitätsversorgung liefern, doch nicht mehr lange, wie das Beispiel Deutschland zeigt. Und so scheint es dem Bewohner der Alten Welt, dass das fossile Zeitalter endgültig an sein Ende gekommen sei.

Doch dieser Eindruck täuscht. Ein Blick nach China zeigt, dass der gewaltige ökonomische Aufschwung, den das Land erlebte, zu einem nicht unwesentlichen Teil von der Nutzung der Kohle getrieben wurde. Beinahe meint man, ein déjà-vu-Erlebnis zu haben. Ebenso wie auf dem europäischen Kontinent im 19. Jahrhundert, so ist der wirtschaftliche Aufstieg Chinas unmittelbar mit der Verfügbarkeit fossiler Energien verknüpft.

Man sehe sich folgende Graphik an, deren Rohdaten aus der Statistical Review of World Energy von BP stammen.

Fig. 1 Kohleverbrauch in ausgewählten Ländern.

Spätestens jetzt wird klar, dass all die Bemühungen um den Kohleausstieg in Ländern wie Großbritannien und Deutschland (und anderswo) eigentlich nur ein laues Hintergrundrauschen sind verglichen mit der jüngsten Entwicklung im Reich der Mitte. Es versteht sich von selbst, dass die entsprechenden Daten über die CO2-Emissionen ein analoges Bild liefern. Auch hier spielt die Musik längst nicht mehr in Europa. Selbst die USA haben in den letzten Jahren ihren Kohleverbrauch spürbar reduziert.

Auch wenn wir in Europa die Kohle zum Auslaufmodell erklären - die weltweite Entwicklung spricht jedenfalls eine deutlich andere Sprache. Das sollte man sich vor Augen halten.

Wieviel Öl braucht Frankreich?

Aktuelles zum Ölverbrauch in Frankreich.

Bekanntlich gab es in jüngster Zeit einen gewissen Aufruhr in Frankreich wegen der Einführung einer neuen (d.h. zusätzlichen) Steuer auf Automobilkraftstoffe. Letzteres unter dem Deckmantel des Klimaschutzes.

Wir fragen uns also: Wie sehen die Verbrauchszahlen für Erdölprodukte in Frankreich aus? Die entsprechenden Daten findet man auf der Webseite des Oil Bulletins der Europäischen Kommission.

Wie in anderen Ländern auch ging in Frankreich der Verbrauch von Dieselkraftstoff in den letzten Jahren deutlich nach oben (was übrigens politisch gewollt war - Stichwort: Klimaschutz). Der Anstieg betrug etwa 17% zwischen 2002 und 2016. Gleichzeitig ging der Konsum von Benzin und anderen Produkten ebenso markant zurück. Der Benzinverbrauch sank zwischen 2006 und 2016 um 60%.

Fig. 1 Verbrauch unterschiedlicher Erdölprodukte in Frankreich

Insgesamt ergibt sich folgendes Bild. Der Gesamtverbrauch von Ölprodukten in Frankreich ist seit 2008 rückläufig, und zwar deutlich.

Fig. 2 Aggregierter Verbrauch von Erdölprodukten in Frankreich

Daraus folgt zwangsläufig, dass auch die entsprechenden CO2-Emissionen dieser Produkte rückläufig sind.

Eigentlich keine schlechte Nachricht. Man fragt sich dann, ob eine zusätzliche Steuer auf Fahrzeugkraftstoffe den Verbrauch noch weiter nach unten drücken könnte. Wahrscheinlich nicht. Der Grund für das Vorgehen der Regierung liegt wohl eher in der allgemeinen Natur von Steuern, die dem Staat eine willkommene Einnahmequelle verschaffen. Der geduldige Steuerzahler soll nach allen Regeln der Kunst gemolken werden, eine passende Begründung dafür findet sich letztlich immer.

Zum Dieselpaket

Ein lesenswerter Artikel auf Daniel Stelters Blog zum Thema Diesel mit ebenso interessanten Kommentaren.

Zitat:

Aus meiner Sicht handelt es sich um eine Kombination verschiedener Themen, die beliebig oft von den Medien durcheinandergeworfen werden. Da haben wir:

• einen Betrug, der natürlich gar nicht in Ordnung ist;
• Grenzwerte, die einigermaßen willkürlich sind und gerade bei uns in Deutschland sehr akribisch gemessen werden (im Unterschied zu den anderen Ländern der EU);
• eine ideologisch motivierte Kampagne, die zum Ziel hat, die deutsche Schlüsselindustrie zu ruinieren. Nur so kann man es bezeichnen.

Must read!

Regenerative versus fossile Stromquellen

Es geht - wieder einmal - um Deutschland. Regenerative Energiequellen zur Stromerzeugung haben hier in den letzten knapp 20 Jahren deutlich an Bedeutung gewonnen. Gleichzeitig wurde dadurch Stromproduktion mit fossilen Energieträgern, also im wesentlichen Steinkohle, Braunkohle und Erdgas, zurückgedrängt.

Mit anderen Worten: Immer wenn die Sonne scheint und der Wind kräftig bläst, haben die Brennöfen der kalorischen Kraftwerke Pause. Allerdings sind sie in diesen Phasen nicht komplett vom Netz abgekoppelt, sondern werden im Standby-Modus betrieben. D.h. sie laufen auf sehr kleiner Flamme, während sie bei flauem Wind und wolkigem Himmel schnell hochgeregelt werden müssen, um Blackouts zu vermeiden. Schlielich lässt sich ein Kraftwerk nicht wie eine Herdplatte innerhalb von Sekunden von Null auf hundert drehen.

Sehen wir uns anhand einiger Bilder die Entwicklung seit dem Jahr 2000 an. Alle Rohdaten für die folgenden Graphiken stammen im Übrigen von Eurostat.

Da ist zunächst die Entwicklung der Photovoltaik bis zum Jahr 2016.

Fig. 1 Stromproduktion über Photovoltaik in Deutschland

Sodann sehen wir uns das gleiche für die Windenergie an.

Fig. 2 Stromproduktion aus Windkraftanlagen in Deutschland

Zusammen erhalten wir für diese beiden Energieformen im gleichen Zeitraum folgenden Verlauf:

Fig. 3 Stromproduktion mittels PV und Wind in Deutschland

Eine Detailanalyse des Wind- und Sonnenstroms findet man beispielsweise hier und hier.

Nun im Vergleich dazu die Stromerzeugung aus fossilen Quellen, also hauptsächlich Kohle und Gas.

Fig. 4 Stromproduktion aus fossilen Quellen in Deutschland

Die Botschaft dieses Bildes ist klar: Mit zunehmender Produktion aus Wind und Sonne wird die fossile Stromerzeugung weniger relevant.

Die abnehmende Relevanz von Kohle und Gas kommt auch in folgendem Bild zum Ausdruck:

Fig. 5 Kapazitätsfaktor kalorischer Kraftwerke in DE und UK

Mit anderen Worten: der zunehmende Einsatz der Fossilen als Lückenbüßer für Wind und Sonne hat eine eindeutige Konsequenz. Während bis um das Jahr 2000 sowohl in Deutschland als auch im Vereinigten Königreich der Kapazitätsfaktor fossiler (nicht-nuklearer) Kraftwerke zunimmt, ist er seit diesem Jahr in einem deutlichen Abstieg begriffen.

Was bedeutet der Kapazitätsfaktor? Diese Größe misst die Vollzeitauslastung von Kraftwerken in Prozent. Mit anderen Worten: Je höher der Kapazitätsfaktor, desto effizienter wird die Anlage betrieben. Ein Faktor von 50% bedeutet, dass das Kraftwerk 50% der Zeit voll ausgelastet ist und die anderen 50% untätig herumsteht. Ebenso könnte man natürlich sagen, die Anlage sei das ganze Jahr über mit halber Auslastung unterwegs gewesen. Inzwischen sind die Werte von über 50% auf unter 40% zurückgegangen. Tendenz fallend.

Wenn Sie in den Mainstreammedien (selten genug) lesen, dass fossile Kraftwerke nicht mehr kostendeckend zu betreiben sind, hier ist die Antwort.

Die Entwicklung ist keineswegs auf Deutschland beschränkt. Im Vereinigten Königreich zeigt sich ein analoger Trend, wie in Fig. 5 ersichtlich.

Warum "regenerativ" und nicht "erneuerbar"?

Leser dieses Blogs wissen, dass ich nicht von erneuerbaren Energien spreche, sondern grundsätzlich nur von regenerativen. Z. B. hier. Warum ist das so?

Nun, ganz einfach. Energie ist nicht erneuerbar.

Energie kann nur von einem Zustand in einen anderen übergeführt werden. Sie kann weder erzeugt noch vernichtet werden. Das ist eines der grundlegendsten physikalischen Gesetze.

Wie hat man sich das vorzustellen? Das Benzin im Tank meines Autos entspricht einer bestimmten Energiemenge. Wenn ich mit dem Auto fahre, wird ein Teil dieser Energie (Wirkungsgrad kleiner als 100%) in kinetische (also Bewegungs-) Energie umgewandelt. Wenn ich bremse, erhitzen sich die Bremsscheiben, d.h. die kinetische Energie wird in Wärme umgewandelt. Für die naturwissenschaftlich Interessierten: Es ist schon klar, dass Wärme auch nichts anderes als Bewegungsenergie (von Atomen und Molekülen) ist. Nur ist die Bewegung aufgrund von Wärme sehr ungeordnet, während die Bewegung des Automobils (im Allgemeinen) recht geordnet vonstatten geht.

Warum also regenerativ? Dieser Begriff macht Sinn, denn er zielt darauf ab, dass etwas in gleicher Weise wieder erzeugt (als re-generiert) werden kann. Wann immer die Sonne scheint, liefern meine Photovoltaik-Paneele Strom. Dieser Prozess läuft immer in gleicher Weise ab. Streng genommen, gilt das natürlich nur, solange die Sonne in gleicher Weise scheint, was im Laufe unserer kurzen Lebensspanne tatsächlich der Fall ist. Man bedenke, dass die Sonne in jeder Sekunde (!) 4 Millionen Tonnen an Masse verliert aufgrund der gewaltigen Kernreaktionen, die dort ablaufen. Glücklicherweise ist die Masse der Sonne so groß, dass wir davon, selbst im Lauf von vielen Jahren, praktisch nichts merken.

Die Sonne kann also als eine stabile Quelle angesehen werden, die uns den Betrieb regenerativer Energien ermöglicht.

Zum Vergleich: Wenn ich ein Stück Kohle verbrenne, gewinne ich während des Brennvorganges die darin enthaltene Energie (z. B. um mein Haus zu wärmen). Aber sobald nur noch ein Haufen Asche übrig ist, ist die Sache zu Ende. Hier lässt sich nichts re-generieren. Das gilt mutatis mutandis für alle fossilen Energieträger.

Der Begriff "erneuerbare Energien" suggeriert etwas, das es nicht gibt. Es handelt sich um einen grünen Propagandabegriff, der von willfährigen Medien eifrig unters Volk gebracht wird. Vielleicht ist er deshalb so erfolgreich, weil er eben immer gegenwärtig ist. Richtig wird die Sache deshalb noch lange nicht.

Vor hundert Jahren und heute

Vor hundert Jahren war Kohle der Energieträger, der Europas Industrialisierung und den darauf aufbauenden Wohlstand ermöglichte. In zwei Postings zu diesem Thema betrachtete ich im Detail die Entwicklungen in Großbritannien und Deutschland. Somit sollte klar sein, worauf unser gegenwärtiger Lebensstandard beruht: auf der Verfügbarkeit von billiger und stabiler Energie. 

Die Betrachtung der Verhältnisse vor hundert Jahren hat den Vorteil, dass es praktisch nur einen Energieträger gab, von dem alles abhing. Der Schlachtruf jener Epoche "Wenn dein starker Arm es will, stehen alle Räder still" bringt die Abhängigkeit, die man sich damit eingehandelt hatte, sehr klar zum Ausdruck. Wenn die Minenarbeiter streikten, bedeutete das eine latente Bedrohung für die gesamte Gesellschaft.

Der Treibstoff unserer Tage, Erdöl, spielte damals eine vernachlässigbare Rolle. Inzwischen haben sich die Gewichte, zumindest was Europa betrifft, deutlich verschoben. Kohle ist im Energiemix des Vereinigten Königreichs nur noch eine Randnotiz. Für die Energieversorgung Deutschlands ist sie hingegen wesentlich wichtiger, allem Palaver um die Energiewende zum Trotz: denn irgendwie müssen ja Schwankungen der regenerativen Energien ausgeglichen werden, um eine einigermaßen stabile Versorgung sicherzustellen.

Kann man nun den Energieverbrauch vergangener Zeiten mit dem gegenwärtigen vergleichen? Ja, das kann man. In der Zeit vor dem ersten Weltkrieg war Kohle der alles dominierende Energieträger, auch für die Stromerzeugung, zumindest in den beiden genannten Ländern.

Aus den Fördermengen für 1910 ergibt sich im Fall Großbritanniens ein jährlicher Pro-Kopf-Energieverbrauch von etwa 45,7 MWh. Hundert Jahre später, also 2010, lag der entsprechende Vergleichswert bei 39,5 MWh. Die neueren Daten stammen alle von Eurostat. Noch eine Anmerkung dazu: es handelt sich hierbei um einen Vergleich des Primärenergieverbrauchs.

Das gleiche Spiel können wir auch für Deutschland durchführen. Dort lag der Pro-Kopf-Verbrauch 1910 bei 18,8 MWh. Ein Jahrhundert später waren es dann 47,3 MWh.

Diese Zahlen bedürfen noch einer genaueren Interpretation. Der signifikant höhere Energieverbrauch des Jahres 1910 auf den britischen Inseln verglichen mit Deutschland lässt sich durch einen höheren Grad der Industrialisierung und durch eine größere Handelsflotte erklären. Hundert Jahre später hat sich das Blatt dann gewendet. Die Briten haben einen Großteil ihrer (Schwer)Industrie verloren, während Deutschland immer noch ein bedeutender Industriestandort ist.

Eine kurze Geschichte der Kohle (2)

Diesmal am Beispiel Deutschlands.

Die Ähnlichkeiten zur Entwicklung Großbritanniens im selben Zeitraum sind frappierend.

Zunächst die Steigerung der Kohleförderung bis 1913 (in Millionen Tonnen, Quelle: hier):

1850	4
1860	13,5
1870	26,4
1880	46,9
1890	70,2
1900	109,1
1910	152,8
1913	190,1

Dann die Zunahme der Bevölkerung (in Millionen):

1850	29,8
1860	34
1870	41
1880	45,2
1890	49,4
1900	56,3
1910	64,9

Die Länge des Eisenbahnnetzes entwickelte sich wie folgt (in km, Quelle: Wikipedia):

1835	6
1840	548
1845	2300
1855	8289
1860	11660
1865	14690
1875	27930
1885	37650
1895	45560
1900	51000
1905	56980
1912	58297

Laut den Zahlen des deutschen Stahl-Zentrums stieg die Produktion von Rohstahl folgendermaßen an (in Kilotonnen, kt): 

1870	1042
1880	1892
1890	3100
1900	5703
1910	9781

Ich möchte an dieser Stelle nochmals darauf hinweisen, wie eng die Stahlproduktion mit der Kohlegewinnung zusammenhängt. Ohne eine Ausweitung der Kohleproduktion wäre eine Steigerung der Stahlmenge nicht möglich gewesen. Gleichzeitig bedurfte es einer Steigerung der Mobilität (Stichwort: Eisenbahn), um allein diese beiden Güter zu transportieren. Und natürlich wollten auch Menschen und andere Waren auf der Schiene transportiert werden.

Um die historischen Zahlen mit den gegenwärtigen zu vergleichen, bemühen wir das Statistikportal Statista, wo es heißt, dass 2016 Kohle mit dem Energiegehalt von 75,3 Millionen Tonnen Öläquivalent verbrannt wurde. Das entspricht etwa 875 TWh. Das Energieäquivalent der Kohleförderung des Jahres 1913 betrug demgegenüber etwas mehr als 1520 TWh, die natürlich ohne lästige Filter in die Luft geblasen wurden.

Über weitere Folgen des Mobilitätsbooms aus der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts werde ich mich in einem späteren Posting auslassen.

Nachtrag: Die oben genannten Werte für 2016 (Statista) umfassen den gesamten Verbrauch von Stein- und Braunkohle, während die Zahlen aus dem Jahr 1913 sich lediglich auf Steinkohle beziehen. In unseren Tagen wird das schwarze Gold hauptsächlich zur Stahlproduktion und Stromerzeugung eingesetzt. Die Verwendung für Heizzwecke dürfte vernachlässigbar sein.

Was die Stahlproduktion betrifft, findet man hier Zahlen für 2013. Demnach wurden 2013 etwa 15 Mt Kohle in diesem Bereich eingesetzt. Das entspricht einem Energiegehalt von rund 120 TWh. Die Werte für 2016 dürften nicht allzu sehr davon abweichen.

Nun zur Stromerzeugung. Nach den Daten der Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen entfielen etwa 43% der Kohleverstromung in Deutschland auf Steinkohle. Das wären etwa 320 TWh.

Somit lässt sich folgern, dass der korrekte Vergleichswert (also nur für Steinkohle) aus dem Jahr 2016 bei etwa 440 TWh liegen müsste, also ziemlich genau die Hälfte dessen, was Statista für den Gesamtverbrauch ausweist.

Eine kurze Geschichte der Kohle

Am Beispiels Großbritanniens.

Kohle hat als Energieträger in unseren Tagen nicht den besten Ruf. Das ist verständlich, denn bei der Kohleverbrennung entstehen eine Reihe unerwünschter Dinge, die man eigentlich gar nicht haben möchte. Mittels moderner Filtertechnologie lassen sich etliche dieser Schadstoffe absondern und in einigen Fällen sogar einer nützlichen Verwendung (etwa als Baumaterial) zuführen. Trotz dieser technologischen Fortschritte gilt die Kohle immer noch als problematisch für Mensch und Umwelt.

Infolge dieser Problematik laufen verschiedene Lobbygruppen gegen eine weitere Nutzung der Kohle Sturm und drängen auf einen Ersatz durch andere, in erster Linie regenerative Energieträger.  Inwiefern das gelingen, bleibt abzuwarten und soll hier nicht das Thema sein.

Worum es in diesem Posting geht, ist ein Faktum, das in den gegenwärtigen Diskussionen gerne ausgeblendet, wenn es denn überhaupt zur Kenntnis genommen wird: nämlich der Beitrag der Kohle zu Entstehung moderner Industriegesellschaften.

In Großbritannien entstand erstmals eine Gesellschaft, die ein neues Niveau der Mobilität und der wirtschaftlichen Produktivität erreichte, wie es nie zuvor auf diesem Planeten der Fall gewesen war. Dies lässt sich mit Zahlen untermauern, die im wesentlichen die zweite Hälfte des 19. Jahrhunderts und das erste Jahrzehnt des 20. umfassen.

Beginnen wir mit des Ausbau des britischen Schienennetzes. 1825 fuhr dort erstmals eine Eisenbahn.

1825                       41 km

1840                   2411 km

1850                 10655 km

1860                 16790 km

1885                 30358 km

1912                 37740 km

In entsprechendem Maße erhöhte sich die Mobilität von Menschen und Gütern, die in den Jahrhunderten zuvor fast ausschließlich von Pferden geleistet wurde. Reisen wurde bequemer und schneller. Wollte man von London aus seine Tante in Edinburgh besuchen, so war das nun keine once-in-a-lifetime-Geschichte mehr. Die Züge wurden in diesem Zeitraum ausschließlich von Dampflokomotiven angetrieben, deren Dampfkessel mit Kohle befeuert wurden. 

Um ein derart ausgedehntes Schienennetz in die Welt zu setzen, brauchte man Stahl. Und zwar mehr, viel mehr als je zuvor. Hier sind die Produktionszahlen in Kilotonnen (kt), derer ich habhaft werden konnte: 

1870                3667 kt

1880                3916 kt

1890                6177 kt

1900                6154 kt

1910                7946 kt

Natürlich ging ein Teil dieser Produktion auch in den Bau moderner Dampfschiffe, die selbstredend mit Energie aus der Kohle angetrieben wurden. 

So eindrucksvoll diese Zahlen sind, sowenig sind sie überhaupt denkbar ohne die Nutzung eines Mediums, dessen Energiedichte die bis dahin bekannten Brennstoffe deutlich in den Schatten stellte. Man stelle sich vor, die Dampfkessel in den Lokomotiven und Schiffen wären mit Brennholz anstatt mit Kohle betrieben worden. Brennholz hat einen Heizwert von etwa 4 kWh/kg, Steinkohle kommt auf mehr als das Doppelte (8-9 kWh/kg). Mit anderen Worten: Mit der Kohle kam man doppelt so weit wie mit Holz. 

Nun zu den Förderzahlen auf der Insel (in Millionen Tonnen, Mt). 

1860           72 Mt

1870         106 Mt

1880         140 Mt

1890         173 Mt

1900         207 Mt

1910         258 Mt

Es ist mit Sicherheit davon auszugehen, dass in den Jahrzehnten vor 1860 die Fördermengen deutlich geringer waren. Das legt zumindest ein Vergleich mit dem Kohleabbau in Deutschland nahe. Um das Jahr 1910 wurde das Maximum der Kohleförderung erreicht, peak coal wenn man so will. Die geförderte Kohle wurde fast ausschließlich für die Stahlproduktion, für die Mobilität auf der Schiene und den Weltmeeren sowie für Heizzwecke verwendet. 

Inzwischen hatte sich nämlich auch die Bevölkerung Großbritanniens vermehrt, und zwar wie folgt:

1860          28,8 Mio

1870          31,4 Mio

1880          34,7 Mio

1890          37,6 Mio

1900          41,2 Mio

1910          45,1 Mio  

Das Auto spielte in diesem Zeitraum so gut wie keine Rolle. Abgesehen von den sicherlich noch zahlreichen Pferdefuhrwerken war für den Überlandverkehr ausschließlich die Eisenbahn von Bedeutung. Und dafür gab es nur einen einzigen Treibstoff. 

Inzwischen gibt es Dampflokomotiven nur noch im Museumsbetrieb. Mit Kohle heizen auf den britischen Inseln nicht mehr viele Leute. Hauptsächlicher Verbraucher ist die Energiewirtschaft. 2016 wurden etwa 12 Mio. t Kohle verfeuert, davon der allermeiste Teil unter Einsatz von Filtern Verglichen damit wurden die 258 Mio. t des Jahres 1910 ungefiltert in die Luft geblasen. Man fragt sich, wie die Briten das vor hundert Jahren überlebt haben. 

Stromerzeugung im Vergleich

Elektrifizierung ist der Trend unserer Tage. Alles soll wenn möglich elektrisch betrieben werden. Selbst das Automobil, bislang der Inbegriff der Fortbewegung mit fossilen Brennstoffen, soll in Zukunft nur noch mit Elektromotor und Batterie das Auslangen finden.

Welche Konsequenzen das für den Verkehrssektor hat, wurde in meinem letzten Post angedeutet. Die Stromproduktion müsste im Wesentlichen soweit ausgebaut werden, dass der Energiebedarf des Straßenverkehrs ausreichend abgedeckt werden kann.

Wenn heutzutage von (elektrischer) Energieerzeugung die Rede ist, fallen im Allgemeinen die folgenden Begriffe:

• Windenergie
• Photovoltaik
• Wasserkraft
• Kohle- bzw. Gaskraftwerke, selten auch Dieselgeneratoren
• Kernkraft 

Elektrische Anlagen werden üblicher Weise durch ihre Leistung charakterisiert. Ein Motor mit 1000 Watt (1 kW) Leistung verbraucht pro Stunde eine Energie von einer Kilowattstunde (1 kWh). Ein Generator ist letztlich nichts anderes als ein quasi umgekehrt laufender Motor, wobei die technischen Charakteristika dieselben bleiben. Somit erzeugt ein Generator von 1 kW Nennleistung pro Stunde eine Energie von 1 kWh. Pro Tag sind das dann 24 kWh und pro Jahr entsprechend 8760 kWh. Das gilt natürlich nur, wenn der Generator das ganze Jahr über mit voller Leistung im Einsatz war. Ist er hingegen nur mit halber Leistung (50%) bei der Arbeit, dann produziert er eben auch nur 4380 kWh.

Dieses Verhältnis von tatsächlich produzierter Energie zu theoretisch möglicher Energieerzeugung nennt man Nutzungsgrad (capacity factor). Der Idealwert ist 100 % und wird in der Realität so gut wie nie erreicht. Die Gründe hierfür sind vielfältig. Doch darüber ein andermal mehr.

Sehen wir uns die Situation in Deutschland an. Die untenstehende Abbildung zeigt die Nutzungsgrade verschiedener Stromerzeugungsquellen. Die Rohdaten für diese Darstellung kommen übrigens von der europäischen Statistikbehörde Eurostat und gelten für das Jahr 2015.

Man sieht sofort, dass der nukleare Sektor gut 90% von dem liefert, was theoretisch möglich ist. Im Bereich der Winderzeugung liegt man bei knapp 20%.

Vergleichen wir das nun mit der Situation in Österreich, so fällt auf, dass es keinen derart dominanten Teil gibt wie in Deutschland. Wasserkraft ist hier an erster Stelle zu nennen mit etwas über 30% Nutzungsgrad. Die Ausbeute der Windräder ist im Alpenland etwas größer als in Deutschland. Das dürfte sich aber spätestens dann zugunsten der nördlichen Nachbarn ändern, wenn mehr und mehr offshore Windkraftanlangen in Dienst gehen. Bemerkenswert ist der niedrige Nutzungsgrad der Stromerzeugung mit fossilen Brennstoffen (etwa 15%). Das deutet meiner Ansicht nach darauf hin, dass diese Kraftwerke einen sehr unwirtschaftlichen Betrieb fahren.

Sehen wir uns schließlich noch die Lage in Großbritannien (UK) an. Auch dort werden regenerative Energien sehr stark gefördert.

Wie schon in Deutschland liegt auch hier die Stromerzeugung aus Kernkraft weit vor allen anderen Quellen mit deutlich über 70%. Solar schneidet mit weniger als 10% noch schlechter ab als in Deutschland und Österreich. Es gibt eben etwas weniger Sonne auf der Insel. Bei der Winderzeugung hat UK allerdings die Nase vor den beiden anderen, was wohl auch mit dem großen offshore Anteil zu tun hat. Auch die fossilen Kraftwerke weisen auf der Insel mit annähernd 40% einen deutlich besseren Nutzungsgrad auf.

Als Fazit halten wir fest, dass die regenerativen Energien längst nicht an die Nutzungsgrade nuklearer Stromerzeugung herankommen. Windenergie kann günstigstenfalls auf etwas über 30% kommen, besitzt aber den Nachteil, dass sie sehr unstetig und damit kaum grundlastfähig ist. Mit der Unstetigkeit des Windstroms werde ich mich in einem anderen Posting beschäftigen. Photovoltaik kommt in unseren Breiten kaum über 10% hinaus und ist ebenfalls unstetig. Abgesehen von ihrer schwachen Ausbeute leiden die regenerativen Energien (außer Geothermie und Biomasse, die auch höhere Nutzungsgrade aufweisen, aber im gesamten Strommix nur eine kleine Rolle spielen) darunter, dass sie starken Schwankungen unterworfen sind. Daran können auch die besten Vorhersagemodelle, die alle Windänderungen bereits im Voraus erfassen sollen, nichts ändern. Denn selbst wenn man genau weiß, dass der Wind in einer halben Stunde stark abflauen wird und man deshalb ein Kraftwerk mit fossilen Brennstoffen hochfahren muss, so ändert das nichts daran, dass letzteres immer in Bereitschaft gehalten werden muss für den Fall der Fälle. Dieser Bereitschaftsmodus ist mit einem sehr schlechten Wirkunsgrad verbunden, was einem ökonomischen Betrieb durchaus abträglich ist.