Mach den Test: Welche Energiequelle passt zu dir?

Wind, Solar oder Kernkraft? Mach den Test: Welches Kraftwerk passt am besten zu dir?

Anonymisierter Kraftwerksvergleich: Welche Energiequelle passt zu dir?

Welches ist dein Lieblingskraftwerk? A, B, C, D oder E?

Je mehr ausgefüllte Kästchen bei einem Kraftwerk stehen, desto besser schneidet es bei den 5 Kriterien ab. Halb so viele Kästchen heißt halb so klima-/gesundheits-/umweltschädlich.

Hinter den Buchstaben verbergen sich 5 Kraftwerkstypen, die für das deutsche Stromnetz eine Rolle spielen:

• Photovoltaik
• Erdgas
• Kohle
• Kernkraft
• Windkraft

Biomasse und Wasserkraft fehlen, weil sie in Deutschland und unseren Nachbarländern kaum noch ausbaubar sind.

Kannst du erraten, welches Kraftwerk sich hinter welchem Buchstaben verbirgt?

Merke dir den Buchstaben deines Lieblingskraftwerks für die Auflösung.

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Auflösung: Kosten & Nutzen von Energiequellen

Hier ist die Auflösung des anonymisierten Kraftwerksvergleichs:

Überrascht, welches dein Lieblingskraftwerk ist?
Hast du die 5 Kraftwerke richtig geraten?

Egal welches Kraftwerk dein Herz erobert hat. Bitte sei kein Hooligan. Wir brauchen alle 3 klimafreundlichen Erzeuger für eine effiziente und effektive Energiewende.

Anonymisierter Kraftwerksvergleich als Video

Die Idee zum anonymisierten Kraftwerksvergleich habe ich bei Michael Bockhorst vom Youtube-Kanal Energieinfo geklaut.

Dort sind auch Wasserkraft und Biomasse berücksichtigt und andere Quellen verwendet. Auch die Kriterien unterscheiden sich in 2 Punkten:

1. Er betrachtet die Flächennutzung, das geht bei mir in den Umweltschäden mit auf.
2. Er betrachtet die mittlere Leistung, ich finde die gesicherte Leistung VIEL wichtiger.

Im Grunde sind die Unterschiede bei solchen Vergleichen aber weitestgehend egal. Es gewinnen sowieso immer die gleichen Kraftwerke, außer man vergleicht maximal unehrlich.

Schau bei Energieinfo vorbei für die meist exzellenten Videos zum Thema Energiewende. Ich schaue fast alle davon.

Das war eigentlich schon der ganze Artikel. Im Anschluß kommt noch ein Versuch die 5 Kriterien in nur einen Wert zusammenzufassen, sowie Erläuterungen zu Quellen und Auswahl der Kriterien für Interessierte.

Vollkosten von Kraftwerken inklusive externer Kosten

Ein Kraftwerksvergleich nach mehreren Faktoren ist nicht so einfach. Nicht alle 5 Kriterien sind schließlich gleich wichtig.

Eine mögliche Vereinfachung ist es, die 5 Kriterien in Kosten umzurechnen. Alles hat schließlich seinen Preis: von der Umwelt über das Klima bis hin zu selbst Menschenleben.

Die Experten von den Vereinten Nationen haben eine Gewichtung für Gesundheitsfolgen, Umweltfolgen und Klimafolgen von Energiequellen über den Lebenszyklus vorgenommen und normierte Werte pro erzeugter elektrischer Kilowattstunde ermittelt. ¹

Diese drei externen Kosten lassen sich mit einem fairen CO2-Preis von 195€ laut Umweltbundesamt kalibrieren und mit den Gestehungskosten summieren. ²

Dazu kommen noch die Kosten für die Vollversorgung mit gesicherter Leistung. Um die Nachfrage zu jeder Zeit decken zu können sind Überkapazitäten nötig. Dadurch sinkt der Kapazitätsfaktor aller Kraftwerke. Wind und Solar liefern außerdem keine gesicherte Leistung. Dunkelflauten müssen mit Speichern überbrückt werden. ^{3 4 5 6}

Insgesamt ergibt das folgende Vollkosten inklusive externer Kosten:

• 08 €Ct/kWh Kernkraft
• 13 €Ct/kWh Wind an Land
• 17 €Ct/kWh Photovoltaik
• 23 €Ct/kWh Erdgas
• 64 €Ct/kWh Kohle

Das ist der Versuch einer objektiven Bewertung der Kraftwerke. Deine persönliche subjektive Bewertung nach den 5 Kriterien kann natürlich anders ausfallen, je nachdem wie du priorisierst.

Ziele der Energieversorgung laut Energiewirtschaftsgesetz

Meine 5 Kriterien sind nicht aus der Luft gegriffen, sondern basieren auf den Zielen des deutschen Energiewirtschaftsgesetzes:

“Zweck des Gesetzes ist eine möglichst sichere, preisgünstige, verbraucherfreundliche, effiziente, umweltverträgliche und treibhausgasneutrale leitungsgebundene Versorgung der Allgemeinheit mit Elektrizität, Gas und Wasserstoff […]” ⁷

Ziel ist also eine Energieversorgung mit diesen Eigenschaften:

1. sicher: heißt hier Gesundheit
2. preisgünstig: heißt hier Kosten
3. effizient: heißt hier Leistungskredit
4. umweltverträglich: heißt hier Umweltschutz
5. treibhausgasneutral: heißt hier Klimaschutz

Eins von den 6 Zielen habe ich herausgelassen, die Verbraucherfreundlichkeit. Das betrifft Energieversorger und ist nicht relevant für die Energieerzeugung.

Ich finde diese Säulen der deutschen Energieversorgung sehr gelungen, deshalb habe ich sie eins-zu-eins übernommen.

Viel zu selten werden alle diese Kriterien berücksichtigt. Ganz im Gegenteil, oft haben wir einen Tunnelblick auf CO2-Emissionen.

1. Ziel der Energieerzeugung: Sicherheit / Gesundheit

Die Sicherheit steht im Energiewirtschaftsgesetz an erster Stelle. Auch bei Tech for Future habe ich mich schon ausführlich mit der Sicherheit von Energiequellen beschäftigt.

Die Quelle für die Gesundheitsschäden in diesem Artikel ist die Lebenszyklus-Studie der Vereinten Nationen. Sie vergleicht mehrere Energiequellen bezüglich der Toxizität für Menschen ohne den Klimaeffekt. ⁸

Gemessen werden die Disability Adjusted Life Years (DALY):

• 35,60 DALY/MWh Kohle
• 12,64 DALY/MWh Erdgas
• 1,83 DALY/MWh Photovoltaik
• 0,84 DALY/MWh Wind an Land
• 0,88 DALY/MWh Kernkraft

Anders als nur die Sterblichkeit von Energiequellen zu betrachten, werden bei den DALY auch Lebenszeitverkürzungen durch Gesundheitsschäden berücksichtigt, inklusive Abzügen für Behinderungen.

2. Ziel der Energieerzeugung: Wirtschaftlichkeit / Kosten

Das zweite Ziel des Energiewirtschaftsgesetzes ist eine preisgünstige Energieversorgung. Auch bei Tech for Future gibt es zu den Vollkosten von Energiequellen einen eigenen Artikel.

Die Quelle für Gestehungskosten in diesem Artikel ist die Lebenszyklus-Studie der IEA von 2020.⁹ Seit 2020 sind die Kosten von Kohle und Erdgas in Deutschland deutlich gestiegen, während die von Kernkraft, Wind und Solar ungefähr gleichgeblieben sind.

Gemessen werden die Gestehungskosten bei 5% Abzinsfaktor:

• 70 USD/MWh Kohle
• 60 USD/MWh Erdgas
• 57 USD/MWh Kernkraft
• 50 USD/MWh Photovoltaik
• 49 USD/MWh Wind an Land

Die Gestehungskosten berücksichtigen alle Bau-, Betriebs-, Rückbau- und Entsorgungskosten bei einem Kapazitätsfaktor von 85% (AKW, Kohle, Erdgas), 16% (PV) und 30% (Wind an Land). Die Kapazitätsfaktoren von Wind & Solar sind in Deutschland eigentlich nur 2/3 so gut. Nicht berücksichtigt sind CO2-Preis und Systemkosten.

3. Ziel der Energieerzeugung: Effizienz / Leistungskredit

Drittes Ziel des Energiewirtschaftsgesetzes ist eine effiziente Energieerzeugung. Die Speicherung von Strom oder die Vorhaltung von Backup-Kraftwerken für eine Dunkelflaute wegen fehlender gesicherter Leistung ist sehr ineffizient.

Die Quelle für die gesicherte Leistung verschiedener Energieerzeuger in diesem Artikel sind die Leistungskredite aus dem Bericht_zur_Leistungsbilanz der vier deutschen Netzbetreiber. ¹⁰

Gemessen wird die mindestens verfügbare Leistung in % der Nennleistung:

• 0% Photovoltaik
• 1% Wind an Land
• 91% Kohle
• 93% Erdgas
• 95% Kernkraft

Dies ist die statistisch verfügbare gesicherte Leistung von Energiequellen in Deutschland. Sie ist bei konventionellen Kraftwerken höher als der Kapazitätsfaktor, weil geplante Auszeiten für den Leistungskredit keine Rolle spielen.

4. Ziel der Energieerzeugung: Umweltverträglichkeit / Umweltschutz

Das vorletzte Ziel laut Energiewirtschaftsgesetz ist eine umweltfreundliche Eneergieerzeugung. Auch bei Tech for Future gab es schon einen eigenen Artikel zu den Umweltfolgen von Energiequellen.

Die Quelle für Umweltschäden in diesem Artikel ist wieder die Lebenszyklus-Studie der Vereinten Nationen. Sie vergleicht mehrere Energiequellen bezüglich der Auswirkungen auf Ökosysteme ohne den Klimaeffekt. ¹¹

Gemessen werden die Auswirkungen auf Ökosysteme in Spezies-Jahren (SY):

• 1,09 SY/MWh Steinkohle
• 0,20 SY/MWh Photovoltaik
• 0,10 SY/MWh Erdgas
• 0,05 SY/MWh Wind an Land
• 0,03 SY/MWh Kernkraft

Obwohl Klimaeffekte ausdrückliche Auswirkungen auf Ökosysteme haben, werden die hier nicht berücksichtigt, sondern gesondert betrachtet.

5. Ziel der Energieerzeugung: Treibhausgasneutralität / Klimaschutz

Das letzte Ziel laut Energiewirtschaftsgesetz ist eine treibhausgasneutrale Eneergieerzeugung. Auch bei Tech for Future gab es schon einen eigenen Artikel zur Klimafreundlichkeit von Energiequellen.

Die Quelle für Umweltschäden in diesem Artikel ist wieder die Lebenszyklus-Studie der Vereinten Nationen. Sie vergleicht mehrere Energiequellen bezüglich der Klimaschäden. ¹²

Gemessen werden die Treibhausgasemissionen in CO2-Äquivalenten:

• 1.000 gCO2/kWh Kohle
• 430 gCO2/kWh Erdgas
• 37 gCO2/kWh Photovoltaik
• 12 gCO2/kWh Wind an Land
• 5 gCO2/kWh Kernkraft

Auch die Treibhausgase haben Auswirkungen auf Menschenleben und Ökosysteme. Das ist aber im CO2-Preis bereits abgebildet.

1. Life Cycle Assessment of Electricity Generation Options UNECE (2021)
2. Methodenkonvention 3.1 zur Ermittlung von Umweltkosten Umweltbundesamt (2020)
3. Levelized Full System Costs of Electricity Idel (2022)
4. Differenz von LFSCOE und LCOE für das Hybrid-System Wind & Solar in Deutschland aus Levelized Full System Costs of Electricity – 2023 Updates Idel (2023)
5. Für die Überkapazitäten und Speicher müssten ebenfalls die Umweltkosten, Gesundheitskosten und Klimakosten berücksichtigt werden. Dazu fehlen aber die Daten. An der Größenordnung sollte das wenig ändern.
6. Die Netzausbaukosten müssten ebenfalls in den Systemkosten berücksichtigtwerden. Dazu fehlen aber die Daten. Die sind bei den verbrauchsnahen Kraftwerken Kohle, Gas und Atom deutlich niedriger als bei den dezentralen Erzeugern Solar und vor allem Wind. An der Größenordnung sollte das wenig ändern.
7. § 1 Zweck und Ziele des Gesetzes Energiewirtschaftsgesetz (2022)
8. Life Cycle Assessment of Electricity Generation Options UNECE (2022)
9. Projected Costs of Generating Electricity 2020 IEA (2020)
10. Bericht der deutschen Übertragungsnetzbetreiber zur Leistungsbilanz Netztransparenz (2019)
11. Life Cycle Assessment of Electricity Generation Options UNECE (2022)
12. Life Cycle Assessment of Electricity Generation Options UNECE (2022)