Biomasse

Stöcken (Hannover - 270 MW +Fernwärme) als Paradebeispiel für Kohlestrom-Vernichtung per Biomasse-Umstieg!
Was soll ein Kohle-Kraftwerkbetreiber manchen, wenn er bei CO2-Kosten von 50EUR/t (2021/05) das Kraftwerk nur noch "tiefrot" im Ergebnis betreiben kann?
Er ergreift den Strohhalm KWKG2020 (Kraftwärme-Koppelungs-Gesetz), dass erheblich Subventionierung, bezahlt aus dem KWK-Topf (Stromverbraucher-finanziert - wie Fakepower aus dem EEG-Topf) für den Strom aus einem Biomasse mit Wärme-Auskoppelung z.B. für Fernwärme vorsieht.
Im zweiten Abschnitt unten zeigt die Rechnung, dass bei (zu erwartendem) Nachziehen aller deutschen Kohle-KWK-Kraftwerke (ca.25-30GW) bei ausschließlicher Nutzung heimischer Biomasse (praktisch ausschließlich Wälder) die gesamten deutschen Waldbestände (2.028 Millionen Tonnen, lt. BMEL) binnen 22 Jahren verbrannt würden.
Deutschland wäre dann genauso waldlos wie die Sahara oder die afrikanische Savannenlandschaft.
Es bleibt zu hoffen, dass bei Verbreitung dieser Erkenntnis die Ökofanatiker das Gesetz stoppen. Aber vielleicht ist es dann schon zu spät und ausserdem hat das EEG gezeigt, dass Erkenntnis nicht zur Einsicht führt.

Nun aber zu Stöcken - Foto mit Kohleschiff im Winter

Ähnlich könnte Stöcken als Biomasse-KW aussehen (x4 ~ 80 MW)?

Am Fernwärmenetz Hannover, betrieben mit Stöcken und 2 Gasturbinen, hängen 60.000 Wohnungen. Und die 270 MW Leistung möchte auch die Stromversorgung besorgen.
Ein Kohleschiff und der Vorrat an Kohle machen an solchen Tage eine warme Stube, auch wenn es 2 Wochen Sibirien-Kälte gibt

Nun will Hannover (Enercity) mit Altholz aus der Region Strom + Wärme machen. Wo man das beziehen will, ist unklar - es wird heute schon alles verbrannt, und der Holzbedarf von Stöcken Biomasse entspricht etwa 8% der gesamten deutschen Altholzmenge - das geht also schlicht nicht.
Also wird man wohl oder übel Pellets aus den USA, Kanada, Namibia (wie Hamburg) oder aus Russland importieren müssen, oder Deister und Süntel abholzen.

Hier sind die drei Varianten Ist, Plan Enercity, Plan Bürgerbegehren, "Hannover erneuerbar" aufgelistet

Dieser Zahlenwust, errechnet aus spärlichen Informationen von Enercity, enthält die wesentliche Botschaft in den roten Zeilen Fehlbedarf in % und in den 3 Blöcken rechts. Dass die Stadtverwaltung ein Bürgerbegehren mit der Konsequenz dieser Fehlmengen 94% Strom, 69% Fernwärmemenge, 53% überhaupt für rechtmäßig angenommen und damit genehmigt hat, ist unverständlich: Mit dem Rechtsverständnis der Statdtverwaltung müsste z.B. auch ein Bürgerbegehren wie folgt zulässig sein: "Der Bürgermeister möge den Fluss Leine anweisen, dass er ab sofort bergauf fliesse!
So stellen sich die Ökofanatiker die zukünftige Wärmeversorgung der Stadt Hannover vor:
https://hannover-erneuerbar.de/infos/wärmeversorgung
Man übrigens sogar einen Club-of-Rome Ehren-Präsidenten als Unterstützer gewonnen "Prof. Ernst Ulrich von Weizsäcker"
Die Strom-Versorgungssituation von Hannover wird durch den inzwischen entschiedenen Stilllegungsbeschluss Kraftwerk Mehrum zusätzlich verschlechtert. Die Eigenversorgungsquote sinkt von vermutlich annähernd 100% auf unter 30%. Nun wird ja von der deutschen Politik propagiert, dass man "Erneuerbare", treffender als Fakepower zu bezeichnen, ertüchtigen kann/muss und für die unlösbare Problematik Dunkelflaute zukaufen kann. Die Ereignisse von Beginn dieses Jahres am 8.1. 2021 in Frankreich und am 15.2.2021 in Texas machen klar, dass diese Aussage schlicht falsch ist. Vollends unverständlich ist, dass die Hannoveraner Bürger diesem unverantwortlichen Politikertreiben tatenlos zuschauen und noch schlimmer, dass die IG-Metall noch massiv mit Infoständen (z.B. 24.4.21, HBF) für das Bürgerbegehren wirbt.

Derzeit versuchen wir gezielt Ratsmitglieder des Stadtrates in Hannover anzusprechen, dass sie sich gegen diese Narretei engagieren!

Wollen Sie das mittragen? Machen Sie mit: Beitritt, zumindest rufen Sie die kostenlosen Kohlestrom - Handzettel zur Information Ihrer Mitbürger ab!

Waldende (frei nach Ende Gelände) Rahmenbedingungen Biomasse-Kraftwerke als hochsubventionierte Ablösung für Kohle-KWK
1. Derzeit befinden sich noch ca. 35-38 GW Kohlekraftwerke in betriebsbereitem Zustand, auch wenn sie tw. bereits stillgelegt sind wegen der Abschaltausschreibungen. Von diesen wiederum sind ca. 20-25 GW als KWK-Anlagen in Betrieb, so dass für sie die Subvention in Höhe von >3,5 Ct./kWh (ewig) sowie ein Investitionszuschuß ab 20% (oder mehr) auf den Invest möglich ist, was bei der derzeit desolaten Ertragssituation wegen der CO2-Steuer zu einem Run auf diesen Migrationspfad führen wird. Erstes Beispiel hierzu ist Hannover Stöcken – siehe Punkt B.
2. Diesen 20-25 KWK-Anlagen werden im Rechenschema (unten) "Biomasse KWK statt Kohle-KWK" die derzeit (2020) noch von der Kohle erbrachten deutschen Stromanteile in Höhe von 130 TWh zugeordnet in der Annahme, dass dieser Sockel mengenmäßig nicht weiter abgeschmolzen werden kann ohne die Inkaufnahme eines nicht vertretbaren Blackout-Risikos. Diese Menge ist also durch den Einsatz von Brennholz (deutscher Wald) zu erzeugen – siehe auch 3. Auch Hannover-Stöcken wird für den Einsatz von Hackholz positioniert.
3. Die Verwendung von Pellet, aus Afrika und Nordamerika derzeit preisgünstig zu importieren, ist unter Umweltaspekten (Transportkosten, Waldvernichtung) sowie wegen zu erwartender massiver Preissteigerungen wegen Verknappung weder anzustreben noch strategisch sinnvoll, abgesehen davon, dass die Umweltschützer dieses torpedieren würden.
Alle anderen Primärenergie-Quellen gemäß den politischen Vorgaben für die Wärmeerzeugung sind praktisch ausgeschöpft (Klärschlamm, Altholz, Müll), so dass als einzig nennenswert steigerungsfähige Frischholz (Wald) verbleibt.
4. Es sei außerdem in aller Deutlichkeit klar gestellt, dass die Rest-Kapazität gemäß 2 zwar rein rechnerisch in der Jahresbilanz hinreichend ist, allerdings Dunkelflaute sowie Wärmeauskoppelungsbedarf in den Wintermonaten zu einer derartigen Kapazitätslücke führen werden, dass die zwangsläufig einzig sinnhaltige Vorgehensempfehlung lautet:
- Stopp des KWKG2020 zur Verhinderung weiterer kaufmännisch initiierter Kohle-KW-Stilllegungen
- Aufhebung des Kohleabschaltgesetztes und Rückabwicklung aller Abschalt-Ausschreibungen.
5. Die folgende Kalkulation ist eine reine Mengenbetrachtung. Die Kostenauswirkungen sowohl bei Brennstoffeinsatz wie auch bei Folgekosten in den Bereichen Fakepower-Kompensationen und Regelstrom, nicht zuletzt Netzausbau bis hin zu Volt-Ampere-Reactive Umspannstationen werden einen weiteren Kostenschub betreffenden die Strombezug für private und industrielle Verbraucher in der Höhe einer erneuten Verdoppelung (30 / 60 Ct) im privaten und einer Verdreifachung (12 / 35 Ct) im industriellen Bereich bedeuten.

Strom und Fernwärme per KWKG statt aus Kohle-KW jetzt aus Biomasse-KW (Hackholz)
Annahme:	Umstellung aller KWK-Kohle-Kraftwerke auf KWK-Biomasse, um Wärme-Bedarf zu befriedigen			Mio. t Holz 20% Feuchte/Kohle	Mio. t Holz 40% Feuchte
Holzbestand DE (BMEL)		mio fm	4000		2028
Zuwachs p.a. (BMEL)		mio fm p.a.	117,4		61
Holzeinschlag (nicht thermische Verwendung)		mio fm p.a.	62		32
Vermoderung u. sonstige Prozesse (BMEL)		mio fm p.a.	26		13,5
Altholz Anfall DE bereits verwertet				8
Klärschlamm-Anfall 2017	Energetische Nutzung problematisch			1,7
Müll	zu 80% genutzt			420
StK (AGEB) 2020 (45% WG)	Heizwert 5,1	Gwhel p.a.	120.000	23,5
dto. Holz (max EE-Anteil erreicht)	Heizwert 1,3	Gwhel p.a.	120.000	92,3	107,1
Bilanz Waldverbrauch/Zuwachs (Verdreifachung des Einschlages für Biomasse-Verbrennung) p.a.					-91,6
Reichweite des deutschen Waldes bis zum vollständigen Verbrauch				Jahre	22,1

Wärmewende (GEG 24): Fernwärme und Wärmepumpe (Gas-Umlage)
Trittin hat mit dem EEG im Jahr 2000 die Stromwende in Gang gesetzt. Dr. Habeck setzt mit der Gas-Umlage die Wärmewende in Gang, und so wie das Instrument der Stromwende die Fakepower war, so ist es bei der Wämewende die Wärmepumpe (WP), betrieben mit Strom aus Fakepower, aus dem man zunächst überwiegend per Elektrolyseur Wasserstoff macht, den man dann nach Zwischenspeicherung in einer Kaverne in einer Gasturbine wieder zu Strom macht für die WP. War die Technik Fakepower bei der Stromwende unsinnig an sich – deshalb heisst sie Fakepower, so gilt dieses bei der WP nicht. Die WP ist in einem großzügig dimensionierten Stromnetz mit Backup-Konzeption eine tolle Lösung, denn sie hilft ein Gas-Netz im Wohnbereich zu eliminieren und nur mit dem Stromnetz auszukommen (wenn man bei großer Kälte einen Heizstab höchster Leistung im Pufferspeicher hat. (Unsere Rechnung für Leistung für Strom, Heizung, und Mobilität: 300 GW statt heute ca. 85 GW ~ 600 Gasturbinen)
Aber sie ist tödlich in Kombination mit unzureichender Stromversorgung – siehe unten (Kälte tötet).

Gas-Heizung und WP im Wirkungsgrad-Vergleich

Die Gasheizung hat bei der Wärmeerzeugung einen Wirkungsgrad (WG) von vereinfacht gesagt 100%. Vordergründig hat die WP einen marginal besseren WG über die sogenannte Arbeitszahl (AZ). Wenn der Stromerzeuger (mit Gas betrieben) im Kraftwerk einen WG von 40% hat und die WP mit AZ 3 arbeitet werden aus 100kWh im Kraftwerk zunächst 40 kWh (el), daraus macht die WP dann 120 kWh (th). Es bleibt also bei diesen realistischen Werten im Vergleich was übrig für die Investition. Und auch das Winter-Problem?

Wie bringt Dr. Habeck den Bürger zur WP?

Die aktuellen Preissteigerungen beim Gas haben schon einen Boom bei den WP ausgelöst. Aber der wird nicht von langer Dauer sein, wenn Russland wieder regulär liefert und nur mit der CO2-Steuer wird die Gasheizung nicht hinreichend für eine WP-Investition verteuert. Also wird die Gas-Versorgung auf Planwirtschaft per Staats-Unternehmen UNIPER umgestellt. Über den Gaspreis-Deckel bekommen dann Weltklimarettende Unternehmen billig Gas zugeteilt zu unseren Lasten:
Für uns private Verbraucher entsteht eine absehbare extreme Belastung: Von der Verbrauchsverteilung her gilt, dass ca. 45% des deutschen Gasverbrauchs in Industrie und verarbeitendem Gewerbe erfolgen und ca. 30% für Heizen im Wohnbereich verwendet wird. Und in der Industrie ist der Energie-Kostenfaktor eine nicht zu parierende Größe. Man muss also die Fabrik oder die Werkstatt zumachen. Eine Pleitewelle ungeahnten Ausmaßes rollt auf unser Land zu, wenn die Politik nicht eine Lösung für die Gaspreisentwicklung für die Industrie findet.
Dieses Problem hatte man auch in der Fakepower-Einführungsphase, als ab ca. 2007 die Strom-Herstellkosten wegen der Fakepower-Belastungen (EEG) massiv anstiegen, was z.B. binnen Kurzem zum vollständigen Exitus der Elektrostahl-Erzeugung geführt hätte. Es wurde das Modell der Privilegierung kreiert – die Industrie bezahlte nur eine Proforma-EEG-Umlage. Allerdings galt sie nur für ca. 25% der gesamten Strombezugsmenge, dh. die EEG-Umlage wurde auf 75% des Stromverbrauchs verteilt.
Beim Gas sieht das vordergründig ähnlich aus. 75% des Gas-Verbrauchs sollen die gesamte Umlage tragen.
Aber nun wird irgendwann die Privilegierung eingeführt werden müssen, um die o.g. Geschäftsaufgaben zu verhindern.
Und dann sind die Verluste der Importeure aus allen Lieferungen am Ende nur noch von unserem 30%-Anteil von uns Verbrauchern zu schultern (sofern wir mit Gas heizen).
Und dann hat der staatlich fest gesetzte Gaspreis eine Höhe, dass nur noch der Ersatz des Gaskessels durch die WP Abhilfe schafft. Und damit hat Dr. Habeck den entscheidenden Schritt bei der Wärmewende getan und dann greift im kalten Winter unser Slogan:

Dunkelheit macht nicht blind, aber kälte tötet

Der Kalte Winter ohne Voltaik- und WP-Leistung ist der Tod der Wärmewende. Wenn die AZ der WP auf 1 fällt bei niedrigen Temperaturen, muss der Heizstab im System, und der macht aus 1 kWh(el) nur 1 kWh(th), die Wärme liefern. Und das kann nur im Blackout des Stromnetzes enden.
Und dann kommt der Kältetod bei tiefen Temperaturen im Winter.

Fast alles hatten die von Trittin bereits vor 20 Jahren in Stellung gebrachten Weltklimaretter im aus dem BMWI herübergeholten Energie-Referat im
BMUV in Ruhe vorbereiten können und weder Rössler, noch Gabriel noch Dr. Altmaier später nach der Rückholung ins BMWI, dass dann 2021 in BMWK für (Klima) umbenannt wurde, störten die Kreise dieser Truppe, so dass man Anfang 2023 das Heizungsverbot (Neubau, bzw. nach Eigentumswechsel)
aus dem Hut zaubern konnte mit der Krönung durch die Wasserstoff-Wirtschaft:

Man bedecke Nordafrika bis zum Breitengrad 10 (nördlich) vollständig mit Panels und stellen damit die H2-gestützte Energieversorgung Deutschlands sicher. Offene Frage, die Einwohner von Kairo, Khartum bis Agadir. Wir haben das errechnet genauso wie die 2 Millionen Kavernen unten links im Bild. Diese unvorstellbare Größe und Menge an Kavernen resultiert aus den ungünstigen physikalischen Eigenschaften des Wasserstoffs und einem Wirkungsgrad von nur 21% (konservativ 15,5) in der Lieferkette vom Panel in der Sahara bis zur Anlieferung des Wasserstoffs an eine "Zapfstelle" in den Stadtwerken bei uns, bzw. zur Verbrennung in einer Wasserstoffturbine, die es heute natürlich genauso wenig gibt den H2-Tanker, die Groß-Elektrolyseure und.. und…

Und das alles soll bis 2045 "fossilfrei" geschehen, auch in den nachträglich mit einer Fußbodenheizung ausgestatteten Altbauten von vor dem 2. Weltkrieg – muss sein, weil sonst die Wärmepumpe nicht funktioniert.

Übrigens, wieviel Kohle würden wir benötigen, wenn wir nur Kohle einsetzen würden (bis auf unseren Treibstoff fürs Auto):
Die Halde für den Deutschlandweiten Vorrat für ein Jahr wäre 6,5 km lang, 100 m breit und 20 m hoch – überschaubar im Vergleich zu den 750 Kavernen.

Noch ein paar Informationen aus dem Physik-Unterricht:
Die nicht beachteten Eigenschaften des Wasserstoffs

Wasserstoff hat das leichteste und kleinste Atom. Der Kern besteht aus einem Proton (positive Ladung) und einem Neutron (keine Ladung), um den ein negativ geladenes Elektron kreist. Stabil ist die Verbindung mit einem zweiten Wasserstoffatom zu dem Molekül H₂. Es ist eine kovalente Bindung. Die Elektronen sind gleichzeitig auf den überlappenden Kreisbahnen beider Atome. Einzelne Atome stoßen dagegen ihr Elektron ab und sind als positiv geladene Ionen sehr reaktiv.

Wärmeschwingung

Die für uns tote Materie ist bei genauem Hinsehen recht turbulent. Atome und Moleküle schwingen um ihre Ruhelage. Die Schwingungsenergie messen wir als Wärme, die Schwingungsleistung als Temperatur. Leichte Atome haben größere Schwingungen und Frequenzen, um die gleiche Schwingungsenergie wie schwerere Atome zu erreichen.

Erwärmung vergrößert die Schwingungen. Die Atome boxen sich weiter auseinander. Das ist die Wärmedehnung. Wenn die Schwingungen die Bindungskräfte zwischen den Atomen aufbrechen, ist die Schmelztemperatur erreicht. Zum Verdampfen müssen die Wärmeschwingungen so groß werden, dass sie der Schwerkraft entgegen wirken. Leichte Elemente mit hochfrequenten großen Amplituden haben sehr geringe Siedetemperaturen. Wasserstoff wird erst bei – 253 °C flüssig. Das sind nur 20 °C über dem absoluten Nullpunkt, bei dem es keine Wärmeschwingungen mehr gibt. Es kostet viel Energie, Wasserstoff zur Verflüssigung auf diese niedrige Temperatur zu kühlen.

Die Wärmeschwingungen steuern viele Eigenschaften der Materie. Die Wärmeausdehnung wurde bereits erwähnt.

Diffusion Kriechen:

Diffusion ist der Platzwechsel von Atomen oder Molekülen durch Wärmeschwingungen. Selbst im festen Zustand gibt es Diffusion. Das heißt, auch in einem Kristallgitter, also im festen Zustand, können Atome bei einer ausreichenden Schwingungsamplitude auf benachbarte Leerstellen (fehlende Atome) schwingen und so in dem Kristall wandern (diffundieren). Schon unter geringer Belastung kommt es zum Kriechen (bleibende Verformung durch Diffusion). Bauteile sind dann nur noch einsetzbar, solange die Verformung toleriert werden kann. Der Werkstoff ist nur noch zeitfest.

Die Grenztemperatur, ab der eine Diffusion beginnt, beträgt bei Metallen etwa 4/10 der absoluten Schmelztemperatur. Für Eisen sind das gerundet 450 °C, für Kupfer 270 °C und für Aluminium 100 °C. Den Werkstoffkundlern ist es mit Legierungselementen gelungen, das Kriechen oberhalb der Diffusionsgrenztemperatur stark zu verlangsamen. So werden heute in den Kraftwerken 600 °C über 30 Jahre beherrscht. Damit konnte der Wirkungsgrad auf 46 % klettern. (Der Durchschnitt der Kraftwerke liegt bei 40 %.)

Die Diffusion in Keramiken beginnt erst bei 8/10 der absoluten Schmelztemperatur. Keramiken wären ideale Werkstoffe für Motoren und Turbinen. Leider sind sie wegen ihrer großen Sprödigkeit nicht betriebssicher.

Diffusion durch Stahlwände:

Die kleinen Wasserstoffatome diffundieren leicht durch kristalline Stoffe. Sie nutzen dazu die Zwischengitterplätze. Das ist der Raum zwischen den kugelförmigen Atomen. Besonders gut ist die Diffusion durch Metalle, weil sie, wie Metalle, positiv geladene Ionen bilden.

Wird ein normaler Stahltank mit komprimiertem Wasserstoff gefüllt, ist nach ein bis zwei Wochen die Hälfte des Wasserstoffs verschwunden.

Diffusion durch Versprödung:

Treffen sich diffundierende Wasserstoffatome in Versetzungen (linienförmige Kristallfehler) von Metallen, bilden sie beständige H₂-Moleküle, die die Versetzungen blockieren. Die plastische Verformung ist ein Verschieben von Versetzungen. Das ist dann nicht mehr möglich.

Der Stahl wird spröde und bricht ohne Vorwarnung bei örtlicher Überbeanspruchung wie Glas.

Wasserstoff-ready

Das Schlagwort kennt fast jeder. Doch was steckt dahinter? Im Internet ist wenig zu finden. Es dürften drei Eigenschaften des Wasserstoffs sein.

1. Diffusion:

Über Wasserstoffverluste aus Stahlbehältern und Versprödung von Stählen durch Diffusion wurde bereits berichtet. Ob Auskleidungen von Behältern und Rohrleitungen die Diffusion merklich reduzieren, ist offen. Unbekannt ist der Verlust von Wasserstoff in Salzkavernen durch Diffusion in den Salzstock. Im Kavernenfeld Etzel in Ostfriesland sind dazu Versuche geplant. Ende dieses Jahres sollen zwei Kavernen mit Wasserstoff befüllt werden. Ende 2026 werden erste Ergebnisse erwartet.

2. Gasvolumen bei der Verbrennung:

1 m³ Erdgas + 5 m³ Luft 7 m³ Abgas + 10 KWh Wärme.

3 m³ Wasserstoff + 7,5 m³ 10,5 m³ Abgas + 10 kWh Wärme.

Zum Erzeugen der gleichen Wärmemenge muss das dreifache Wasserstoff-Volumen verbrannt werden und das Abgasvolumen steigt um 50 Prozent. Eine so große Zunahme der Volumen von Brenngas und Abgas erfordert andere Brenner und Wärmetauscher. Nur ein Wechsel der Brennerdüse reicht nicht.

Der geringe Energiegehalt von Wasserstoff erfordert darüber hinaus ein dreimal größeres Speichervolumen und größer dimensionierte Gasleitungen gegenüber Erdgas. Diese Anforderung dürfte bei den Planern der Energiewende noch nicht angekommen sein.

3. Keine Wärmestrahlung bei der Verbrennung von Wasserstoff

Die Verbrennung von Wasserstoff führt zu einer Flamme, die kaum Wärme abstrahlt. Dicht neben der Flamme ist keine Wärme mehr zu spüren. Wärmestrahlen sind elektromagnetische Wellen im Infrarot-Bereich, die sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten. Die Strahlung entsteht durch Sprünge der um den Atomkern kreisenden Atome auf geringere Energieniveaus. Die Energiedifferenz wird als elektromagnetische Welle frei. Jedes Element strahlt mit spezifischen Wellenlängen. Durch Messung der Wellenlänge kann man die strahlenden Elemente ermitteln. Das ist eine wichtige Analysenmethode.

Energiereiche Strahlung ist kurzwellig und durchdringt Materie (Röntgenstrahlung). Licht hat längere Wellen. Noch länger ist die Infrarotstrahlung, die als Wärmestrahlung bekannt ist. Diese Strahlung kann ihre Energie auf Atome oder Moleküle übertragen und so die Schwingungsenergie erhöhen. Wasserstoff emittiert mit nur einem kreisenden Elektron nur wenige elektromagnetische Wellenlängen. Infrarot ist nur minimal vertreten. Das Fehlen von Wärmestrahlung verlangt größere Wärmetauscher, weil der Wärmeübergang weitgehend durch Kontaktleitung, (Aneinanderstoßen benachbarter Atome oder Moleküle) erfolgen muss.