Die kleinteilige Stromerzeugung aus irgendwelchen Brennstoffen ist eine große Verschwendung von wertvollen Resourcen, selbst wenn die Wärme genutzt wird. Es geht darum in der Dunkelflaute aus möglichst wenig Brennstoff möglichst viel Strom zu erzeugen. Wenn man dabei noch die Abwärme nutzen kann, umso besser, aber vordringlich geht es um den hochwertigen Strom.
Bei der Stromerzeugung aus Brennstoffen mit hoher Effizienz vor allem die Größe. Ein GUD-Kraftwerk erzeugt den Strom mit teilweise 60+ Wirkungsgrad. Mit Großdieseln kommt man auf mehr als 50+ % Wirkungsgrad. In beiden Fällen kann man auch regenerativ erzeugte Brennstoffe nutzen. Aber selbst wenn man weiter fossile Brennstoffe nutzen würde, wäre das bei einer hohen installierten Leistung an EE weniger als 1/10 des heutigen Verbrauches, insbesondere wenn man nicht nur den heutigen Strommarkt, sondern auch andere Sektoren wie den Verkehr und den Wärmemarkt mit einbezieht. Die hohe Effizienz der Großanlagen sorgt dafür dass der Verbrauch drastisch reduziert wird.
Die Niedertemperaturwärme, die man mit dezentralen Micro- und Nano-BHKWs erzeugen möchte, wird mit einem Verzicht auf hochwertigen Strom erkauft. Diese Niedertemperaturwärme kann in der Kombination GUD+Wärmepumpe viel effizienter erzeugt werden. Die Klein-BHKWs habe einen elektrischen Wirkungsgrad, der kaum 30 % übersteigt.
Eine einfache Beispielrechnung:
Klein-BHKW: 10 kWh Brennstoff -> 3 kWh Strom + 6 kWh Wärme
GUD(ohne Wärmenutzung)+WP: 10 kWh Brennstoff -> 6 kWh Strom -> 3 kWh Strom + 9 kWh Wärme
GUD(mit Wärmenutzung)+WP: 10 kWh Brennstoff -> 6 kWh Strom + 2 kWh Wärme -> 3 kWh Strom + 11 kWh Wärme
Damit das Klein-BHKW überhaupt diesen Nutzen erbringt muss es rein wärmegeführt genutzt werden. D.h., nur wenn man Wärme braucht erzeugt es auch Strom. Für eine sichere Stromversorgung müssen die Anlagen aber Strom geführt betrieben werden, d.h. es gibt nicht immer eine Nutzung für die Wärme, und der Überschuss muss ohne Nutzung weg gekühlt werden. Gerade während der Dunkelflaute wo der Strombedarf am höchsten ist, ist es oft noch nicht so kalt, dass ein hoher Heizbedarf vorhanden wäre. So gibt man sich damit zufrieden dass man aus 10 kWh Brennstoff nur 3 kWh Strom macht. Das ist nur halb so viel Strom wie man aus dem GUD Kraftwerk bekommen könnte.
Auch sind die Investitions- und Betriebskosten für Millionen von Klein-BHKWs inklusive nötiger Versorgungsinfrastruktur, weit höher als für die äquivalente Erzeugungsleistung und Infrastruktur für GUD-Kraftwerke.
GUD-Kraftwerke haben spezifische Investitionskosten von etwa 800 €/kW.
Kein man ein Klein-BHKW mit 1 kW elektr. Leistung für den gleichen Preis oder weniger Herstellen und installieren?
Was kostet die Versorgungsinfrastruktur mit Gas pro Klein-BHKW?
Im Vergleich zu Klein-BHKW hat eine Wärmepumpe kaum Wartungskosten und eine sehr lange Lebensdauer. Gebäude brauchen nur einen Stromanschluss und keine zusätzliche Infrastruktur für einen Brennstoff.
Da die Wärmepumpe mit Strom läuft kann man sie Elektroautos einsetzen um überschüssigen Strom in Nutzenergie zu speichern, und so die intermittierenden EE viel effektiver nutzten. Das ist sogar effizienter als die Speicherung der Energie in Batteriespeichern, da kein Rückwandlungsverlust entsteht, da die Nutzenergie Wärme direkt ohne Wandlung genutzt werden kann. So kann zu Zeiten hoher Erzeugung im Schnitt etwa die 3-fache Menge an Nutzenergie gespeichert werden, und diese in schwachen Zeiten effektiv genutzt werden. Damit lässen sich je nach Größe des vorhandenen Speichers nicht nur tägliche Schwankungen, sondern auch Schwankungen im Wochenbereich ohne große Verluste ausgleichen. Ein Speicher für 30 kWh Wärme ist viel günstiger und langlebiger als ein Stromspeicher für 10 kWh Strom.
Natürlich erfordert das auch eine entsprechende Steuerung. Die Basismechanismen dafür sind aber schon vorhanden, sie müssen nur richtig priorisiert werden.
Für das Ortsnetz gibt es die Spannung als Regelgröße, für das Verbundnetz die Frequenz. Sowohl Erzeuger als auch Verbrauchen können diese Größen nutzen um netzdienlich einzuspeisen, als auch netzdienlich zu verbrauchen/speichern. Wo bei hier die Priorität ist möglichst viel EE einzuspeisen und den Überschuss mit möglichst geringen Verlusten lokal und regional zu speichern, auch als Nutzenergie Wärme. Genauso sollten bei Unterdeckung der EE erst Mal die lokalen und regionalen Speicher weitgehend geleert werden, bevor eine Erzeugung aus Brennstoffen einspringt.
Das Konzept mit der Kombination aus GUD+WP ist meiner Meinung nach besser für eine effiziente Versorgung mit Strom und Wärme geeignet, als eine Versorgung mit Million von umgebauten Verbrennungsmotoren.
Was den immer wieder erwähnten Gleichstrom betrifft, so sehe ich außer als für die effiziente Fernübertragung in einem kontinentalweiten Strom Verbund, keine Vorteile auf der Ebene der regionalen Übertragungs- und Versorgungsnetze. Im Gegenteil, denn einmal haben wir heute ein Vebundnetz mit Wechselspannung, und ein Umbau in ein Gleichspannungsnetz würde wegen des fehlenden Nulldurchgangs eine aufwendige Aufrüstung aller Sicherungsmaßnahmen und Schalter erfordern. Zum Anderen gibt man den Vorteil der einfachen Netzregelung von Erzeugung und Verbrauch über die Frequenz auf. Das könnte man heute zwar mit modernen Kommunikationsmitteln ersetzen, aber dies würde immensen Aufwand für die Gewährleistung der Ausfallsicherheit erfordern.
Eine Weiterentwicklung des Wechselspannungsnetzes mit Frequenzregelung zu einem flexiblen Instrument Erzeugung, Verbrauch und Speicherung nach Priorität zu steuern scheint mir deshalb viel sinnvoller zu sein.