Montag, 24. August 2015

Gemeinsamkeit von WKAs und ägyptischen Pyramiden

Wolfgang Prabel, Ingenieur
Planwirtschaft wie beim Pharao
Die deutschen Windkraftanlagen und die ägyptischen Pyramiden haben einiges gemein. Zum Beispiel die Höhe.  Aber auch die gigantische Verschwendung von Ressourcen beim Bau.
Pyramiden und Windkraftanlagen dienten oder dienen der baulichen Verkörperung einer religiösen Überzeugung. Die Pharaonen glaubten mit Hilfe der  Pyramiden in den Himmel fahren zu können und ewig zu leben. Bundeskanzler Angela Merkel glaubt mit Windmühlen das Weltklima zu retten. Beide Überzeugungen halten einer wissenschaftlichen Betrachtung nicht stand.
Gemeinsam ist Pyramiden und Windkraftanlagen  auch der Gigantismus und die menschliche Hybris. An der Cheops-Pyramide mußten etwa 10.000 Leute 20 Jahre lang sechs Tage in der Woche arbeiten, Wenn wir den heutigen Mindestlohn von 8,50 € ansetzen, sind 0,68 Mio € am Tag verbaut worden, und das 6.240 Tage lang. Macht 4,2 Milliarden € für eine Pyramide. Davon wurden im Alten Reich mehrere gebaut mit dem Ergebnis, daß das Reich zerfiel. Die genaueren Umstände sind unbekannt, wir dürfen jedoch vermuten, daß der immense Aufwand des Pyramidenbaus das Land schwer belastet hat. Deutschland wird durch die Windkraftbauten auf Dauer genauso ruiniert werden.
Die größte Pyramide in Giseh war 146 m hoch. Das ist für viele Windkraftanlagen (WKA) heute gerade mal die Nabenhöhe.
Der Gigantismus in Zahlen: In den 1990er Jahren übertraf der Rotordurchmesser der Windkraftanlagen selten 50 Meter. 2014 betrug  der durchschnittliche Rotordurchmesser schon 99 m und die durchschnittliche Nabenhöhe 116 m. Die größten Rotoren von WKA haben inzwischen bis 170 m Durchmesser, was fast dem Aufstandsmaß der Cheops-Pyramide entspricht.
Eine der heutigen Serienanlagen ist die E-126 mit einer Nabenhöhe von 135 m auf einem Stahlbetonturm mit 2.800 t Gewicht. Der Durchmesser des Turms beträgt am Schaft 16,5 m, die Gesamthöhe fast 200 m. Nabe und Flügel wiegen noch einmal 320 Tonnen und das Fundament 3.500 Tonnen. Kostenpunkt nach Angabe des Herstellers: 11 Millionen Euro. Die Anlage produziert nach Herstellerangabe zwischen 15-18 Mio. kWh Energie pro Jahr.
Auf Wikipedia haben selbsternannte Experten die Energierücklaufzeit (energetische Amortisationszeit) berechnet. Diese Größe beschreibt die Zeit, die vergeht, bis ein Kraftwerk genauso viel Energie erzeugt hat, wie zu dessen Produktion, Transport, Errichtung, Betrieb usw. benötigt wurde. Die Energierücklaufzeit betrüge bei Windkraftanlagen etwa drei bis sieben Monate und läge auch nach konservativen Schätzungen deutlich unter einem Jahr, so die Wiki-Autoren.
In Stahl sind 3,6 kWh/kg Primärenergie enthalten, in hocharmiertem Stahlbeton etwa 1 kWh/kg. Bei der Herstellung von 3.120 t Stahl sind also 3.120.000 kg x 3,6 kWh = 11,2 Mio kWh verbraucht worden, für das Fundament noch einmal 3,5 Mio kg x 1 kWh = 3,5 Mio kWh. Die Montage und der Transport zum Bauplatz sind darin nicht enthalten. Auch der Energieaufwand für 20 Jahre Instandhaltung und Wartung nicht. Der Aufwand für die Elektroausrüstung einschließlich der Kupferkabel und ggf. von neodymhaltigen Magneten blieb ebenfalls unberücksichtigt. Zusammen also 14,7 Mio kWh nur für Stahl und Stahlbeton. Zur Erinnerung die jährliche Energieausbeute betrug 15 bis 18 Mio kWh. Mit einem stark verkürzten Aufwand sind die Wikipedia-Autoren offensichtlich in den Vergleich gegangen und haben ihre olympisch schnelle Energierücklaufzeit errechnet.  Wikipedia muß bei manchen Einträgen darum kämpfen nicht zu Wikilügi zu werden.
Was ist nun wirklich los? Nehmen wir mal an, daß die Herstellerangabe zur Energieausbeute von bis zu 18 Mio. kWh jährlich stimmt. Multipliziert mit dem Preis einer kWh für den Privatkunden ergibt sich ein Erlös von 18 Mio. kWh x 0,30 € /kWh = 5,4 Mio €. In zwei Jahren hätte die Anlage ihr Geld verdient (11 Mio / 5,4 Mio = 2), so der erste Überschlag - eine Milchmädchenrechnung.
Wie kann es kommen, daß die Energierücklaufzeit weniger als ein Jahr dauert, die wirtschaftliche Amortisation zwei Jahre? Das ist in einer Marktwirtschaft ungewöhnlich, weil Energieaufwand und Kosten wie siamesische Zwillinge miteinander verwachsen sind. Aber wir leben ja in einer ausgeprägten Planwirtschaft. Wenn der Energiepreis extrem manipuliert wird, fallen Energierücklaufzeit und Amortisation stark auseinander.
Wir werden sehen, daß auch zwei Jahre nicht ausreichen, um die Anlage zu amortisieren. Es ist nämlich falsch, nur die Herstellungskosten zu berücksichtigen. Berthold Hahn vom Institut für Solare Energieversorgungstechnik in Kassel hat ausgerechnet, daß die Instandhaltungskosten bis zu einem Drittel der Kosten der erstmaligen Herstellung betragen. Zu den 11 Millionen müssen wir deshalb konservativ geschätzt 3 Millionen € hinzurechnen, so daß die Bauwerkskosten über die Lebenszykluszeit 14 Millionen betragen. Darin enthalten sind noch keine Finanzierungskosten von Krediten und keine Nutzungsentgelte für Land- und Forstwirte. Auch keine Kosten für Verwaltung und den Anlagenwart, wie Berthold Hahn schreibt. Wenn man 14 Mio. € durch den jährlichen Ertrag von 5,4 Mio. € teilt, so ergeben sich bereits 2,6 Jahre Amortisationszeit.
Nun sind die 30 Cent pro kWh natürlich ein fehlerhafter Ansatz für den Energiepreis, weil darin mehr als 50 % Steuern und Umlagen enthalten sind und weil er aus einem unwirtschaftlichen und nicht marktgerechten vom Staat willkürlich festgelegten Strommix entsteht. Marktgerecht ist nur der billigste Strom und das ist Kohlestrom. Ohne Zwang könnte man in einer Marktwirtschaft nämlich nur den billigsten Strom verkaufen. Von ein paar Grünen, die aus religiösen Überzeugungen Ökostrom kaufen, einmal abgesehen. Kohlestrom kostet weniger als 4 Cent pro kWh. Also noch einmal gerechnet:
18 Mio. kWh x 0,04 € /kWh = 0,72 Mio €.  Da braucht es 19 Jahre, um die Anlagekosten der WKA E-126 zu erwirtschaften. Zum Vergleich: Die betriebsgewöhnliche Nutzungsdauer von WKA in den AfA-Tabellen des Bundesministeriums der Finanzen beträgt 16 Jahre.
Wieviel Windstrom zur Unzeit anfällt, weiß keiner ganz genau. Am 30.03.2015 sind sturmbedingt von 0 bis 5 Uhr 160.000 MWh (das sind 160 Millionen kWh) Windenergie erzeugt worden sind, die den Energiepreis auf bis zu minus 20 € pro MWh gedrückt haben, weil fast niemand den Strom zur Unzeit brauchen konnte. Der Energie mußten noch 2,69 Mio € hinterhergeworfen werden, daß sich freundlicherweise Verbraucher fanden. Das muß doch auch eingepreist werden?
Wenn man mal annimmt, daß 10 % des Windstroms im wirtschaftlichen Sinn Müllstrom sind, so reduziert sich der Wert der Windenergie noch einmal.
18 Mio. kWh x 0,04 € /kWh = 0,72 Mio € x 0,9 = 0,65 Mio €. Da braucht es 21,5 Jahre, um die Anlagenkosten zu erwirtschaften. Für 20 Jahre sind die Anlagen von den Herstellern in der Regel konzipiert.
Zugegeben, das sind alles Überschläge. Keine der Zahlen, von den Herstellungskosten und der Energieausbeute angefangen ist auf Steintafeln gemeißelt. Über alle Ansätze darf und sollte man auch streiten. Es ist angesichts der entstehenden Kosten für den Windstrom und die Netze jedoch höchste Zeit zu streiten und zu hinterfragen.  Denn Wissenschaft ist systematisches Erkennen und nicht systematischer Selbstbetrug.
Eingestellt von um