Kraftwerke mit schnellen Lastwechseln vs. hoher Wirkungsgrad

Hier ist ein aktuelles Beispiel für steigende Kosten und CO2-Emissionen durch Ignorieren einer Rentabilitätsumstellung. Vor einigen Jahrzehnten konnte sich niemand vorstellen, dass Sonnen- und Windenergie mehr Strom liefern könnten als alle kalorischen Kraftwerke zusammen. Werfen wir einen Blick zurück in diese Zeit, um den historischen Kontext zu verstehen: Es gibt diese Spitzenlastkraftwerke, die vor allem in der Mittagszeit arbeiten. Sie können die Last schnell ändern, so dass es kein Problem ist, sie an einem sonnigen Tag durch Solarstrom zu ersetzen. Mittellastkraftwerke sind auch kein Problem. Aber vielleicht haben wir in Zukunft so viel Strom aus Photovoltaik, dass wir sogar die Grundlastkraftwerke abschalten müssen. Aber diese Grundlastkraftwerke haben einen zu langsamen Abfall, um bis mittags abgeschaltet zu sein, und einen zu langsamen Anstieg, um bei Sonnenuntergang volle Leistung zu haben. Grundlastkraftwerke sind also ein Feind der Energiewende, sie verstopfen das Netz! Tatsächlich wurden solche Aussagen auch im Jahr 2025 noch von hochrangigen grünen Politikern in Deutschland gemacht. Die Schlussfolgerung daraus: Alle neuen Kraftwerke müssen für den schnellen Lastwechsel sein. Wer hat dem Elektroauto zu Beginn des 20. Jahrhunderts den Garaus gemacht? Die Blei-Säure-Batterie. Mein Tesla Y mit Blei-Säure-Batterien hätte 20 kWh Kapazität und 100 km Reichweite, 40 kW Spitzenleistung, und die Batterie müsste alle 6.000 km ausgetauscht werden. Kein Scherz, schmerzhafte Erfahrung bei meinem ersten Elektroroller-Test, 2006 bis 2009 (1). Das Gleiche gilt für alle Überlegungen zu netzgebundenen Batterien. So wurde das Ideal des sich schnell verändernden Kraftwerks geboren, um mit den Veränderungen bei der Photovoltaik und der Windenergie fertig zu werden. Das war der historische Kontext vor etwa 3 Jahrzehnten. Es ist schockierend, dass wir uns immer noch in der ersten Phase der Energiewende befinden. Es gibt 3 Phasen der Nutzung erneuerbarer Energien aus Sonne und Wind:

Zufällig scheint die Sonne oder weht der Wind, und wir reduzieren die Leistung der kalorischen Kraftwerke.
24-Strom, stabile Versorgung im Bereich eines Tages; Batterien ermöglichen eine Kooperation zwischen Sonne, Wind und kalorischen Kraftwerken.
24×365 Strom, eine stabile Versorgung für jeden Tag des Jahres, und der fossile Brennstoff für kalorische Kraftwerke wird durch Strom zu X ersetzt.

In der ersten Phase geht es darum, dass wir die Leistung der kalorischen Kraftwerke immer dann verringern, wenn die Sonne scheint oder der Wind weht. Umgekehrt soll die Leistung der kalorischen Kraftwerke erhöht werden, sobald es dunkel oder windstill wird. Damals entstand der Wunsch, dass alle Kraftwerke in der Lage sein sollten, schnelle Lastwechsel vorzunehmen. Diese Methode hat eine Grenze: Es ist nicht möglich, mehr Kraftwerke abzuschalten, als gerade in Betrieb sind. Wegen dieser Grenze und weil man nicht bereit war, weiter zu denken, wurden jahrelang 70 GW als Ausbauziel für die Photovoltaik in Deutschland genannt. Man hat nicht einmal daran gedacht, dass sich die erneuerbaren Energien vom Zufallsstrom zum 24-Strom weiterentwickeln müssen. Warum eigentlich? Lithiumbatterien waren zu diesem Zeitpunkt zu teuer für diese Aufgabe, und man war nicht überzeugt, dass sich das ändern könnte. Und das trotz aller Erfahrungen mit Preissenkungen in aufstrebenden Industrien. 24-electricity ist eine Kooperation zwischen erneuerbaren Energien und kalorischen Kraftwerken. Es gibt eine Wetter- und Nachfragevorhersage: Am nächsten Tag teilen wir die Produktion auf 80 % erneuerbare und 20 % kalorische Kraftwerke auf. Wenn es 10 kalorische Kraftwerke gibt, lassen wir nur 2 von ihnen mit dem höchsten Wirkungsgrad laufen. Alle unterschiedlichen Erträge von Photovoltaik und Windkraft während des Tages werden durch Batterien ausgeglichen. Überraschung, der Bedarf an schnellen Lastwechseln bei Kraftwerken ist weg. Die Batterien ermöglichen einen so langsamen Lastwechsel, dass auch das am langsamsten wechselnde Grundlastkraftwerk folgen kann. Schauen wir uns die aktuelle Situation bei neu zu bauenden Kraftwerken in Deutschland an. Kraftwerke mit schnellen Lastwechseln vs. hoher Wirkungsgrad
Wer hat dem Elektroauto zu Beginn des 20. Jahrhunderts den Garaus gemacht? Die Blei-Säure-Batterie. Das Gleiche gilt für alle Überlegungen zu netzfähigen Batterien in der Vergangenheit.

Kraftwerke mit schnellen Lastwechseln vs. hoher Wirkungsgrad
Wer hat dem Elektroauto zu Beginn des 20. Jahrhunderts den Garaus gemacht? Die Blei-Säure-Batterie. Das Gleiche gilt für alle Überlegungen zu netzfähigen Batterien in der Vergangenheit.

10 % weniger CAPEX 10 % weniger Erdgas zu verbrennen ist schon ein gewaltiger Unterschied für die effizienzoptimierte Batterieversion. Aber in der Vergangenheit denkend, spricht man weiterhin von Schnelllastwechsel-Kraftwerken.

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Abstrakt
	Um die notwendigen Kostenoptimierungsziele zu erreichen, können wir das Energieproblem nicht von allen anderen Problemen trennen: ein weiteres großes Problem ist der Wohnraum.

Einführung
	Viele Vorstellungen über unsere Zukunft wurden in der Vergangenheit mit völlig anderen Parametern geschaffen. Ungeprüfte Schlussfolgerungen aus der Vergangenheit gefährden unsere Zukunft mit unerträglichen Kosten.

Meine persönliche Erfahrung mit dem Rentabilitätsübergang
	Vögel können fliegen, ohne alle Begriffe der Aerodynamik zu kennen. Ich habe mit meiner Konstruktionsänderung auf einen laufenden "Rentabilitätsübergang" reagiert, ohne den Begriff zu diesem Zeitpunkt zu kennen.

Energiewende
	Der lange Weg vom Zufallsstrom aus Sonne und Wind zum 24×365-Strom. Übersehene Rentabilitätsübergänge müssen als schwere Unfälle betrachtet werden.

Solarertrag und Umwandlung in 24×365 Strom
	Die Bandbreite der Solarerträge wird nach der Umrechnung des Bruttoertrags in 24×365 Strom noch viel größer. 6 Beispiele aus unserer Untersuchung von 50 Standorten.

Das GEMINI-Prinzip: Doppelte Nutzung von Grund und Boden
	Kein besseres Solarkraftwerk, keine bessere Wohnanlage auf demselben Gelände ist das Ziel des GEMINI-Prinzips.

Netzunabhängige Schnellladesiedlungen
	Es kann klein anfangen, irgendwo in einem Dorf, mit einem einzigen GEMINI-Haus mit einem großen PV-Carport und 100 kW Gleichstromladung.

Energieintensive Industrie
	Ich habe einmal eine Skala für netzunabhängige Solarmöglichkeiten in Abhängigkeit von der Größe der Photovoltaikanlage entwickelt. Aber jetzt ist ein großer Sprung nach oben auf dieser Skala zu machen: laufende, energieintensive Industrie.

Landwirtschaft: Wie viele Quadratmeter braucht ein Mensch für seine Nahrung?
	Die Menschheit begann als Jäger und Sammler. Vor 12.000 Jahren waren es 500.000 m² bis 2.500.000 m² pro Mensch. Mit der landwirtschaftlichen Revolution wurde die Landnutzung um 2 Größenordnungen reduziert.

Schlussfolgerung
	Alle Parameter befinden sich in einem ständigen Wandel. Wir müssen alle Parameter überprüfen und die Entwicklung für die vorhersehbare Zukunft vorhersagen.

Referenzen
	Roland Mösl: Energy Optimised Settlements – Enabler for Necessary Civilization Targets, Graz 2025