Falsche Versprechungen...

Was haben uns dumme "Experten" alles versprochen:

Jürgen Trittin (Grüne) hat vor etwa zehn Jahren versprochen: Die Energiewende wir jeden so viel kosten wie eine Kugel Eis. Also etwa zwei Euro. Inzwischen durften wir erleben, dass die tatsächlichen Kosten mindestens tausend mal so hoch sind - weitere Steigerungen sind vorhersehbar.

 

Patrick Graichen (Freund und Berater von Habeck) hat 2017 behauptet: Die Energiewende wird jetzt billiger. Punkt. Und ein Jobwunder gibt es gratis dazu. Ökostrom wird immer billiger, weil Wind und Sonne keine Rechnung schicken. Sein Vorschlag: Alle flüssigen und gasförmigen Energieträger (auch Wasserstoff!) verbieten und durch Elektrizität ersetzen. Biomasse ist ein Frevel gegen die Hungernden dieser Welt und Kernenergie zu teuer. Sagte Graichen. Tatsache ist: In Frankreich ist der Strom um den Faktor drei billiger als in Deutschland, weil dort der Strom überwiegend durch Kernkraftwerke erzeugt wird (Stand 2024). 

 

Leider kann man Politiker nicht haftbar machen für den vielen Mist, den sie erzählen. Viele - vor allem Grüne - haben nie einen Beruf erlernt oder ausgeübt. Aber labern können sie - und die ganz Blöden wählen sie auch noch...

 

Erdkabel?

FREILEITUNG ODER ERDKABEL? NICHT NUR EINE KOSTENFRAGE

 

Sie sind die Lebensadern der Stromversorgung (nicht nur) in Deutschland. Wenige Meter nördlich vom Himbeergrund stehen die Masten der Fernleitung, die elektrische Energie mit einer Spannung von 400.000 Volt überträgt. Jeder Leitungsstrang kann bis zu 8000 Ampere führen, ohne zu warm zu werden.  Die gut 6700 Kilometer Höchstspannungsleitungen, die sich von Süd nach Nord, von West nach Ost durch unser Land ziehen. Damit dieses Übertragungsnetz nicht zum Flaschenhals wird, braucht es ein leistungsfähigeres Höchstspannungsnetz. Ob als Freileitung oder Erdkabel, ist nicht nur eine Frage der Kosten.

 

Unter dem Stadtgebiet von Berlin wurde 1978 die weltweit erste große 380-kV-Kabelverbindung in Betrieb genommen und seitdem immer wieder verlängert. Eine Freileitung über den Häusern wäre um den Faktor 6 billiger gewesen, aber nicht so unauffällig. Obwohl nur 20 km kurz, machen die Kabel immer wieder Ärger durch technische Defekte.

 

 

Die Kosten für den erforderlichen Netzausbau werden solidarisiert, das heißt: Jeder Stromkunde bezahlt einen Anteil daran via Stromrechnung (Netznutzungsentgelt). Zuletzt haben das die Glattbacher im April gemerkt, als der elektrische Strom wieder mal ein wenig teurer wurde. Vor wenigen Tagen stand in der Zeitung, dass überlegt wird, die neuen, noch leistungsfähigeren Verbindungen von den Windkraftwerken in Norddeutschland zu den Industriezentren im Süden nicht als teure Erdleitung, sondern doch als erheblich billigere oberirdische Freileitung zu bauen. Deutschland schwimmt nicht mehr im Geld...

 

Die Vorteile einer Erdverkabelung:

• Landschaftsschutz: Die Leitungen beeinträchtigen das Landschaftsbild weniger. Es stehen keine bis zu 80 Meter hohen Strommasten in der Landschaft.

• Akzeptanz: Es gibt weniger Einsprüche und Widerstand. Projekte für Höchstspannungsleitungen im Siedlungsgebiet sorgen regelmässig für langwierige juristische Verfahren.

• Leistung: Bei Erdkabeln geht- je nachdem, wie die Netze belastet sind – beim Transport des Stroms weniger Energie verloren.

• Störungen: Umgestürzte Bäume und eisige Temperaturen können Erdverkabelungen weniger anhaben. Wetterbedingte Störungen sind seltener.

 

Die Nachteile von Höchstspannungsleitungen im Boden:

• Kosten: Je nach Gegebenheiten kann ein Erdkabel bis zu 10 Mal teurer werden als eine Freileitung.

• Bau: Es braucht breite Trassen (25 Meter) für die Verlegung der Kabel. Man kann nicht einfach ein Freileitungsseil in den Boden legen. Das Erdkabel wird auf Maß angefertigt und ist wegen der notwendigen Isolation mehr als doppelt so dick und viel schwerer als das Seil einer Freileitung. Die Kabel werden in einen speziellen Kabelrohrblock verlegt und in einen Graben eingebettet.

• Geographische Gegebenheiten: Gewässer, Grundwasser, die geologische Bodenbeschaffenheit, Straßen, Eisenbahn oder andere Infrastrukturen können eine Erdverlegung verunmöglichen oder stark verteuern.

• Landschaft: Eine Wiederaufforstung über einer Erdverkabelung ist nicht möglich. Die Wurzeln könnten die Leitung beschädigen. Es bleibt eine Schneise.

• Störungen: Ist eine Erdleitung beschädigt, kann es Wochen oder Monate dauern, bis der Schaden behoben ist, weil die Lokalisierung der Störung mehr Zeit in Anspruch nimmt. Freileitungen können indes in der Regel innerhalb von kurzer Zeit wieder in Betrieb genommen werden.

• Sehr lange Leitungen (länger als 70 km) können nur Gleichstrom übertragen, bei Wechselspannung wäre die enorme kapazitive Blindleistung nicht beherrschbar. Da unsere Stromversorgung aber mit 50 Hz Wechselspannung arbeitet, müssen am Anfang und Ende der Erdkabel aufwändige Umrichteranlagen gebaut werden. Das sind zusätzliche Fehlerquellen, die es bei Freileitungen nicht gibt.

 

Offene Fragen bei Erdverkabelungen:

• Niemand hat Erfahrungen mit langen unterirdischen Höchstspannungsleitungen (länger als 50 km). Auch im Ausland sind sie wenig erprobt, weil zu teuer.

• Stromleitungen geben Wärme ab. Wie beeinflusst das den Boden rund herum? Ein wissenschaftliches Projekt soll nun aufzeigen, wie sich Erdreich und Bodenorganismen rund um die Leitung verändern.

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Freileitungsmasten haben mehrere Vorteile: Sie sind schnell aufzubauen, günstig in der Produktion und einfach zu warten. Allerdings können sie bei extremen Wetterlagen beschädigt werden (Eis bei Kälteeinbrüchen, Stürme), und sie wirken auf das Landschaftsbild. Die Faustregel lautet: Ein Kilometer Freileitung kostet etwa eine Million Euro.

 

 

Wegen der umfangreichen Erdarbeiten und des teureren Materials (Kupfer) liegen die Kosten für Erdkabel um das Fünf- bis Zehnfache über denen für Freileitungen.  Forderungen der Stromnetzbetreiber 50Hertz, Tennet und TransnetBW: Die Unternehmen wollen erreichen, dass für die drei Leitungen Ostwestlink, Nordwestlink und Südwestlink auf die Erdverkabelung verzichtet wird. Das Einsparpotenzial allein bei den drei in Rede stehenden Vorhaben ist beträchtlich. Wir reden hier über 20 Milliarden Euro.

 

Ausbau des Stromübertragungsnetzes kostet knapp 314 Milliarden Euro und ist der Hauptkostentreiber der Energiewende. So beziffert der im Juni 2023 veröffentlichte Netzentwicklungsplan der Bundesnetzagentur die Ausgaben für den Ausbau des Stromübertragungsnetzes in Deutschland auf 313,7 Milliarden Euro bis zum Jahr 2045, wobei die Netzanbindung der Offshore-Windparks in der Nord- und Ostsee in dieser Summe inbegriffen ist. 

 

Die fast 314 Milliarden Euro spiegeln nur einen Teil der Kosten wider, die für den Netzausbau fällig werden. Sie stehen lediglich für die Übertragungsnetze, also die „Stromautobahnen“, die große Mengen Strom quer durch Deutschland transportieren. Hinzu kommen die Kosten für den Ausbau der lokalen Verteilnetze, also den Hausanschlüssen unter der Straße. Alle Kosten werden umgelegt auf alle Stromkunden, sowohl auf Privatleute als auch auf Unternehmen. Diese Netzentgelte fallen natürlich niedriger aus, wenn die umlagefähigen Kosten geringer ausfallen – sprich, die Trasse weniger gekostet hat.

Auch die Schweiz...

...hat im Winter ein Stromproblem: Sie verbraucht deutlich mehr, als sie selbst produziert und muss deshalb Strom importieren. Das Problem in diesem Winter: Lange war unklar, ob genügend französische Kernkraftwerke wieder ans Netz gehen, und ob Deutschland genügend Gas bekommt, um die Schweiz wie bisher mit Strom zu versorgen.

 

Wir müssen also überhöhte Preise bezahlen, damit Deutschland Strom exportieren kann. In Zukunft könnte dieses Stromproblem aber noch deutlich gravierender werden: Schon jetzt fehlt der Schweiz ein Stromabkommen mit der EU. Und wegen verschärfter Regelungen stellt sich ab 2025 die ernsthafte Frage: Wird die EU die Schweiz noch zuverlässig mit Strom beliefern?

 

Dazu kommt: Auch in der Schweiz soll ab 2030 der Ausstieg aus der Kernkraft beginnen. Woher dann der Strom kommen soll, ist unklar. 

Glattbach als Mustergemeinde?

Das Thema Elektro-Mobilität lässt mich nicht los. Die technische Problematik habe ich gestern erklärt (siehe unten), heute folgt mein Vorschlag, wie wir das Problem in Glattbach lösen könnten. Nicht nur die Glattbacher, auch alle anderen Städte und Gemeinden müssen in den kommenden Jahren eine wirtschaftliche Lösung erarbeiten und realisieren, wie sie ausreichend viele und ausreichend leistungsfähige Elektro-Tankstellen im Ortsgebiet zur Verfügung stellen können. Das erwarten die Bürger. 

 

* Das Aufladen der Akkus ist deutlich langsamer als das Nachfüllen von Benzin. In Glattbach gibt es keinen Platz für eine zentrale Großtankstelle, die mindestens 50 E-Autos gleichzeitig bedienen kann. Diese Anzahl würde nicht ausreichen, weil es in wenigen Jahren in Glattbach mindestens  200 E-Autos geben wird. Deshalb müssen etwa 200 Einzeltankstellen geschaffen werden, die einigermaßen gleichmäßig im Dorf verteilt sind. Einwohner der "reichen" Wohngebiete Maiersacker und Himbeergrund warten schon darauf. Die Ladeboxen haben keinen großen Platzbedarf und sollen auf Privatgelände stehen. 

 

* Um flottes Nachladen zu ermöglichen, muss jede Ladebox mindestens 50 kW leisten. Die jetzige Leistungsgrenze von nur 11 kW kann man nur als Witz bezeichnen, weil damit das Aufladen der Akkus viel zu lange dauert. Ursache dieser Begrenzung ist der zu hohe elektrische Widerstand der bisherigen 230 Volt - Stromversorgung, der sich mit wirtschaftlich vertretbaren Mitteln nicht ausreichend verringern lässt. Die bekannte Möglichkeit des ferngesteuerten Lastabwurfes ist keine akzeptable Dauerlösung, weil sie die mittlere Übertragungsleistung nicht erhöht, sondern bestens geeignet ist, die Bürger zu verärgern.

 

* Große elektrische Leistungen lassen sich nur mit ausreichend hoher Spannung transportieren. Aus diesem Grund muss in Glattbach ein Hochspannungsnetz für weiträumig verteilte Ladeboxen verlegt werden, das unabhängig vom bestehenden 230 Volt-Netz betrieben wird. Wenn dieses zusätzliche Stromnetz für 22 kV ausgelegt wird (Standardspannung der ländlichen Stromversorgung), sind keinerlei zusätzliche Trafostationen im Ort erforderlich. Das setzt voraus, dass die Industrie Ladeboxen für E-Autos entwickelt, die für 22 kV ausgelegt sind. Technische Feinheiten müssen noch definiert werden: Man könnte dieses Hochspannungsnetz mit Gleichstrom speisen, dann benötigt nicht jede Ladebox ihren eigenen Gleichrichter vor dem Spannungswandler. Das interessiert aber nur Spezialisten.

 

* Aktuell gibt es weder Hochspannungsladeboxen noch ein dörfliches Hochspannungsnetz. Beides muss gebaut und getestet werden und das geschieht in Modellversuchen. Die Gemeinde Glattbach könnte sich für anbieten: Überschaubare Größe und eine ausreichend hohe Anzahl an Einwohnern, die entweder bereits ein E-Auto besitzen oder sich gern leistungsstärkere Typen kaufen würden, wenn es - möglichst nah am eigenen Haus - leistungsfähige Ladeboxen mit etwa 100 kW gäbe. 

 

* Ich rege an, dass die Gemeinde Glattbach bei der bayerischen Staatsregierung beantragt, dass in unserem Dorf ein entsprechender Modellversuch durchgeführt wird. Dabei rechne ich mit einem Zuschuss von 80%. Glattbach wäre eine der ersten Gemeinden mit vollständiger Infrastruktur für E-Autos. Kommen wird das sowieso, wieso warten?

 

Langfristig sehe ich eine Zweiteilung der Nachladetechnik für E-Autos: 

  • Die bisherigen 11 kW-Ladeboxen (mit Lastabwurf) werden weiterhin am 230 Volt-Netz betrieben und erfüllen bescheidene Ansprüche an die Ladegeschwindigkeit. Das bestehende 230-Volt-Netz bleibt unangetastet. Das entspricht einem langsamen Internetanschluss.
  • Wer mehr Leistung verlangt, muss sich eine Hochspannungsladebox kaufen und diese an das neu zu verlegende Hochspannungsnetz anschließen lassen. Damit lassen sich Übertragungsleistungen um 200 kW ohne Lastabwurf mit Ladezeiten um 20 Minuten realisieren. Das entspricht einem schnellen Glasfaseranschluss für das Internet.

Der vorgeschlagene Modellversuch dient dazu, die Realisierbarkeit dieser Ziele zu untersuchen. Ich bin sicher, dass sich staatliche Stellen bemühen, Orte zu finden, die sich freiwillig an entsprechenden Feldversuchen beteiligen. 

 

Meine Wette mit Kurt Baier zum Thema E-Autos in Glattbach

Die Bundesregierung will, dass spritfressende Autos möglichst schnell durch elektrisch betriebene Autos ersetzt werden. Diese müssen ihren Energievorrat mit bewegen - in einer Batterie, die wesentlich größer und schwerer ist als ein Benzintank. Ursache ist die geringe Energiedichte von Akkus. Dazu kommt ein Problem, dass die Fahrer von E-Autos ärgert und dessen Lösung alle Gemeinden sehr viel Geld kosten wird: Das Tanken dauert viel länger als das Betanken eines Benziners und wird sich weiter verlängern, wenn (gleichzeitig) noch mehr E-Autos an Ladestationen hängen.

 

Das Problem sind die knapp bemessenen Stromleitungen zwischen Kraftwerk und Verbraucher. Je dünner, desto weniger Kupfer oder Aluminium, desto billiger. Dünnere Drähte werden - bei gleicher Strombelastung - immer wärmer als dicke Drähte, das bedeutet höhere Übertragungsverluste. Je höher diese sind, desto miserabler ist der Wirkungsgrad. Nachfolgend werde ich zeigen, dass das bestehende Glattbacher Stromnetz nicht in der Lage ist, mehr als etwa 100 E-Autos gleichzeitig aufzuladen. Langfristig wird es hier aber deutlich mehr E-Autos geben.

 

Das Stromverteilungsnetz - egal ob Hoch- oder Niedrigspannung - wurde vor mehr als 40 Jahren berechnet und gebaut und seitdem nur geringfügig ergänzt. Damals hat man die Drahtdicken zu oder in Wohngebieten so gewählt, dass die Übertragungsverluste maximal 10% betragen. Dann kommen immerhin noch 90% der erzeugten Energie beim Endverbraucher an. Bis heute gilt das als wirtschaftlich ausreichend. Die vorhersehbar zunehmende Zahl von Ladestationen für E-Autos lässt diese Sparausführung kollabieren und erfordert gravierende Umbauten bzw. Ergänzungen des Leitungsnetzes.

 

Ab jetzt geht es nicht mehr weiter ohne ein paar physikalische Formeln. Beginnen wird mit der Leistung: Die Transformatoren des Glattbacher Stromnetzes sind überdimensioniert: Laut Veröffentlichung der Gemeinde Glattbach für die StromNEV wurden im Jahr 2020 19,8 Millionen kWh verkauft, das entspricht einer Durchschnittsleistung von 2261 kW, weil das Jahr 8760 Stunden hat. Die Transformatoren könnten fast dreimal so viel Leistung übertragen, also 6345 kW. Wenn die Trafoleistung das einzige Limit wäre, könnte das Glattbacher Netz maximal 371 Ladestationen (jeweils 11 kW) gleichzeitig versorgen. Das könnte für längere Zeit, etwa vier Jahre, ausreichen, denn die Bürger kaufen nur zögerlich die teuren E-Autos. Zehn Jahre später sieht es anders aus: In Glattbach wird es mindestens 500 E-Autos geben, die gleichzeitig geladen werden sollen, deshalb müssen zusätzliche Trafostationen installiert werden. Andere Verbraucher wollen ja unverändert elektrischen Strom beziehen.

 

Problematischer als fehlende Trafos ist das Netz der (zu dünnen) Kupferkabel für Niederspannung 230 Volt unter den Straßen. Die Verlustwärme, die in einem stromdurchflossenen Draht entsteht, berechnet man mit der Formel i²*R. 

i ist der fließende Strom, gemessen in Ampere

R ist der elektrische Widerstand der Drahtes, der von Material, Länge und Durchmesser abhängt.

 

Zurück zum Beispiel Glattbach: Hier gibt es 1806 Wohnungsanschlüsse, die insgesamt 6.667.544 kWh Energie abnehmen. Ein Glattbacher Wohnungsanschluss verbraucht also den Durchschnittswert 3692 kWh (Vergleich Sie das mit Ihrem privaten Verbrauch). Unter der Annahme, dass sich der Energieverbrauch im Tagesverlauf nur unwesentlich ändert, fließt ein mittlerer Strom von 1,83 A durch den Stromzähler jeder Wohnung (Fachleute werden verzeihen, dass ich mich auf konstanten Einphasenstrom beschränke. Eine genauere Berechnung mit tageszeitabhängigem Dreiphasenstrom ist für Laien zu komplex. Keep it simple). 

 

Laut StromNEV entstehen dabei 3,02% Gesamtverluste, das sind 201.403 kWh. Jede der 1806 Wohnungen verursacht im Mittel einen Leitungsverlust von 111,5 kWh, ist also mit 0,0016% am Gesamtverlust beteiligt. Das ist kein Problem sondern geplant und in der Kalkulation des Strompreises enthalten. Den elektrischen Widerstand R der Drahtverbindung zwischen Trafo und Wohnungsanschluss müssen wir weder berechnen noch kennen, er ändert sich nicht, weil er nur von Material, Länge und Querschnitt (und Temperatur) abhängt. 

 

Das war die Vorbereitung. Jetzt werde ich zeigen, was passiert, wenn.... 

 

Wenn Sie (zusätzlich zum mittleren Strom 1,83 A) eine 11 kW-Ladestation einschalten, um ein E-Auto aufzuladen, steigt der Gesamtstrom Ihres Stromanschlusses auf 49,7 A - das ist 27-mal mehr Strom als normal. (Vorsicht, ab 50 A unterbricht die Panzersicherung!). Diese Zunahme ist der Schlüssel für alles Weitere. Die Verlustwärme, die in einem stromdurchflossenen Draht entsteht, berechnet man mit i²*R. Wenn der Strom i auf den 27-fachen Wert steigt, erhöht sich die Verlustwärme um den Faktor 27² = 729. (Vereinfachend ignorieren wir, dass sich der Widerstand R mit der Temperatur erhöht; das führt zu noch größeren Verlusten)

Betrug die Verlustwärme pro Wohnung vorher 0,0016%, erhöht sie sich während des Aufladens auf 1,22%. Das gilt für ein einziges E-Auto in Glattbach und ist tragbar, wird möglicherweise überhaupt nicht bemerkt. Mit jedem E-Auto, das dazukommen, läuten die Alarmglocken lauter.

Wenn auf Druck der Bundesregierung in wenigen Jahren 100 E-Autos in Glattbach aufgeladen werden wollen / müssen, verursachen diese in den unterirdischen Kupferleitungen eine Verlustwärme von 122%. Das ist untragbar, weil die Trafostation 222% liefern muss und nur 100% beim E-Auto ankommen. Mehr als die Hälfte der erzeugten Energie dient der Straßenheizung, der Rest kommt beim Kunden an (und wird von ihm bezahlt). Die enorme Verlustleistung, die die Straße heizt, wird finanziell auf die Gesamtheit der Stromkunden umgelegt. Als Folge muss die Verwaltung den mittleren Strompreis (für alle) deutlich anheben. Kaum ein Bürger wird verstehen, wieso er das Aufladen der E-Autos der Nachbarn mit finanzieren soll.

Denken wir das Beispiel zu Ende: In zehn Jahren warten in Glattbach mindestens 500 E-Autos darauf, aufgeladen zu werden. Gleichzeitig. Das verursacht in den unterirdischen Kupferleitungen eine Verlustwärme von 610% - sechsmal so viel wie jeder Kunde bekommt und bezahlt. Um so gigantische Übertragungsverluste (miserabler Wirkungsgrad) zu finanzieren, muss die Verwaltung den Strompreis mindestens verdreifachen.

Damit ist das Ende der Fahnenstange erreicht. Der einzige Grund für diese irrsinnig hohen Verluste ist der zu hohe Widerstand der bis verlegten unterirdischen Kupferleitungen, die für wesentlich geringere Dauerströme bemessen sind (etwa 1,83 A pro Wohnung). Dieser Wert war bisher wirtschaftlich und ausreichend. Die E-Autos beenden diese Kalkulation. Der Widerstand des Leitungsnetzes muss drastisch verringert werden, um wirtschaftlich zu bleiben oder es drohen andere Nachteile wie zeitweise Abschaltung. Man kann sich alternative Lösungsmöglichkeiten ausdenken:

  1. In der letzten GRS am 14.12.2021 hat Bürgermeister Baier erwähnt, dass das E-Werk bei Überlast ausgewählte Großverbraucher zwangsabschalten kann (ferngesteuerter Lastabwurf). Das ist altbekannte Technik, die nicht jeden erfreut. Sie kommen mit Ihrem E-Auto heim, wollen den Akku aufladen und - ätsch! - Minuten später schaltet die Gemeinde den Saft ab, weil schon zu viele Nachbarn an der Leitung hängen. Um den durchschnittlichen Leitungsverlust auf 20% zu begrenzen (ein hoher Wert, der den Strombezug merklich verteuert!), dürfen gleichzeitig nur etwa 30 E-Autos ihre Akkus aufladen - gleichmäßig verteilt über den Glattbacher Ort und zeitlich begrenzt. Wenn in 24 Stunden 500 E-Autos bedient werden sollen, darf kein Einzelanschluss länger als 86 Minuten angeschlossen bleiben, dann kommt der nächste dran. In dieser Zeitspanne kann jedes E-Auto maximal 1,44 h *11 kW = 16 kWh Energie "tanken" und muss dann 23 Stunden warten, bis es wieder an der Reihe ist. Damit kommen Sie nicht weit, nach etwa 20 Minuten ist die Fahrt zu Ende, weil der Akku leer ist. Wie kommen Sie nach Hause?
  2. Die Gemeinde erlaubt in Glattbach maximal 30 Ladestationen (jeweils 11 kW). Fraglich, ob diese Beschränkung juristisch haltbar ist, denn vermutlich muss die Bundesregierung auf Druck der Bevölkerung viel mehr Ladestationen versprechen. Vielleicht sogar eine pro Haus? Was hilft es aber, eine Ladestation an die Wand zu schrauben, die täglich höchstens zwei Stunden lang Strom liefert? Ein verlässlicher Dauerbetrieb setzt voraus, dass die Gemeinde vorher das unterirdische Stromnetz aufrüstet und deshalb darauf verzichten kann, Lasten abzuwerfen.
  3. Die Gemeinde gräbt alle Straßen auf, um neue Kupferkabel mit erheblich größerem Querschnitt zu vergraben. Vermutlich hat jeder Anspruch auf eine Ladestation, denn in wenigen Jahren dürfen keine Benzinautos mehr produziert werden und man kann später schwerlich verbieten, ein E-Auto zu fahren, wenn man jetzt dafür wirbt. Die E-Auto-Besitzer werden nicht zufrieden sein mit mickrigen 11 kW-Ladestationen. Schnellladegeräte mit 50 kW oder mehr fressen noch mehr Strom und werden deshalb nicht überall genehmigt. Der Kupferpreis wird steigen, weil nicht unbegrenzt lieferbar. Noch teurer ist es, neue Kabel zu verlegen und alle  Hausanschlüsse zu erneuern. Der staatliche Zuschuss für alle gemeindlichen Umbauten wird höchstens 50% betragen, die Gemeinde muss Kosten in Millionenhöhe selbst tragen.  
  4. Der optimale Ausweg ist eine Spannungserhöhung auf etwa 10000 Volt durch ein zusätzliches Stromnetz, das die Ladestationen versorgt. Deren Leistung kann dann von 11 kW auf 50 kW oder mehr angehoben werden, um die Ladezeit der E-Autos zu verkürzen. So ein Stromnetz kann mit relativ dünnen, sehr gut isolierten Kabeln realisiert werden. Diese Lösung wird sich langfristig durchsetzen, weil es keine bessere gibt. Sie ist deutlich billiger als Idee Nr. 3. Aber auch in diesem Fall müssen neue Kabel verlegt werden.

Am Ende der letzten GRS habe ich mit Bürgermeister Kurt Baier gewettet, dass der Fall 3) in spätestens zehn Jahren eintreten wird. Das glaubt er nicht, weil er noch nie davon gehört hat (und nicht rechnen kann oder will). Ich kenne mich aus mit physikalischen Gesetzen, die bisher fehlerfreie Vorhersagen ermöglicht haben. Dass Kurt Baier davon noch nichts gehört hat, ist kein Gegenargument. Herr Baier, mein Wetteinsatz beträgt 10.000 €, Ihrer auch? Treten besondere Umstände ein, bezahlen Sie ihre Wettschulden an meinen Sohn. Ich bin absolut sicher, dass ich die Wette gewinnen werde - es gibt keinen physikalisch begründbaren Ausweg: E-Autos benötigen eine komplette, teure Überarbeitung unseres Stromnetzes.

 

Wer mir in der obigen zahlenmäßigen Schätzung einen physikalisch fachlichen Fehler nachweisen kann, der das Ergebnis um mehr als 30% ändert, bekommt 1000 € Belohnung. Elektrische Energieübertragung einschließlich Berechnung der Verluste ist Pflichtstoff im Physikunterricht der zehnten Klasse im Gymnasium / Realschule. Es soll ja Schüler geben, die aufgepasst haben...

 

Vielleicht hat jemand bis hierher gelesen und vermisst eine letzte Antwort: Angenommen, wir bleiben bei 230 Volt und ersetzen alle bisherigen Kabel durch neue, damit die Energieverluste im Stromnetz nicht größer sind als bisher (3,02%). Wieviel dicker müssten die neuen Kupferkabel sein?

 

Die Antwort ist einfach: Da sich Länge und Material nicht ändern, muss der Querschnitt um den Faktor 27² = 729 steigen. Im gleichen Maß steigen Gewicht und Preis. Das kann sich weder Glattbach noch AB noch München leisten. Ob diejenigen, die immer noch die Umstellung auf Elektroantrieb fordern, das bedacht haben? Von elementaren Zusammenhängen der Physik haben sie jedenfalls keine Ahnung.

 

 

 

Rund ums E-Auto

Mein Sohn überlegt sich, ein elektrisch angetriebenes Auto zu kaufen. Ideal im Stadtverkehr und für kurze Strecken zum Arbeitsplatz, sofern es kein Superschlitten von Tesla ist. Bereits im Jahr 1881 wurden die ersten Elektroautos gebaut und gefahren - fünf Jahre vor den ersten Benzin-Autos! Erst 30 Jahre später gab es mehr Autos mit Verbrennungsmotor als mit Elektroantrieb, der einzige Grund dafür: die Reichweite. Das zeigt ein Vergleich der Vor- und Nachteile.

  • E-Auto: Extrem einfache Technik, kaum Kundendienst. Leichter und verschleißfreier Motor. Schwerer, großer und teurer Akku. Reichweite mit einer Lithium-Batterieladung zwischen 100 km und 400 km. (Früher mit Bleiakku nur etwa 20 km). 
  • Benzin/Diesel: Komplizierte Technik, schwerer, wartungsintensiver und stinkender Motor. Leichter Tank, trotzdem Reichweite um 600 km.

 Maßgeblich für den Akku ist seine Speicherfähigkeit für elektrische Energie, gemessen in kWh (kilo-Watt-Stunden). Kleine Autos haben 20 kWh-Akkus, die etwa 5000 € kosten. Die 100 kWh-Akkus großer Autos kosten um 20.000 €. Die Hersteller von Lithium-Akkus garantieren drei Jahre Lebensdauer, dann wird ein Austausch fällig - sofern das machbar ist (andernfalls ist das E-Auto nach wenigen Jahren praktisch wertlos). Gleiches gilt für die Akkus in Laptops - kaum einer lebt länger als vier Jahre. Je häufiger man den Akku auflädt, desto schneller altert er. Dazu kommen die Stromkosten für das tägliche (?) Aufladen. Mit einem Benziner muss man seltener tanken.

 

Mit zunehmender Verbreitung der E-Autos werden sehr viel weniger Werkstätten benötigt, weil es kaum noch etwas zu reparieren gibt. Das senkt die Betriebskosten. Ein oft übersehener Grund lässt aber die Betriebskosten steigen und wird die öffentliche Stromversorgung in massive Probleme stürzen: Leistungsfähige Ladestationen. Um das zu verstehen, müssen Zahlen genannt werden:

  

Nehmen wir einen typischen Akku mit einem Speichervermögen von 75 kWh. Bei einer Motorleistung von 25 kW ist (im Sommer) der Akku nach drei Stunden leer und muss mit 90 kWh aufgeladen werden (20% Ladeverluste sind normal). Wollen Sie im Winter beim Autofahren nicht erfrieren, muss der Akku zusätzlich 20 kW Heizleistung liefern und ist schon nach 1,5 Stunden leer! Ziehen Sie sich warm an!

 

Jetzt beginnt das Problem: Ein normales Haus (in Glattbach) hat eine maximale Anschlussleistung von 10 kW, dann unterbricht die Panzersicherung die Stromzufuhr. Bei der öffentlichen Stromversorgung vieler Häuser entlang einer Straße geht man nicht davon aus, dass in allen Häusern gleichzeitig die Elektroherde (5 kW) und Saunaöfen (8 kW) eingeschaltet sind und dimensioniert die Stromleitungen etwas sparsamer. Man geht von einer mittleren Last von nur 5 kW pro Haus aus. Lädt man den Autoakku mit Strom aus der Haushaltssteckdose, ist die Leistung auf 3,6 kW begrenzt. Dadurch erhöht sich nicht nur die Ladezeit auf 90 kWh/3,6 kW = 25 Stunden, sondern je nachdem welche Verbraucher noch an dem Stromkreis der Steckdose hängen, löst gelegentlich die Sicherung aus. Das ist sehr lustig.

 

Ab dem 24.11. fördert die KfW intelligente Ladestationen mit 11 kW installierter Ladeleistung. Dafür benötigen Sie aber eine Genehmigung des örtlichen Stromversorgers (die Ladedauer sinkt auf nur 90 kWh/11 kW = 9 Stunden). Zusätzlich wird ein "Lastabwurf" eingebaut, den der Stromversorger immer dann auslöst, wenn der Strombedarf entlang der gesamten Straße zu groß wird. Wann, wie oft und wie lange das der Fall ist, bestimmt das E-Werk, um die unterirdischen Stromleitungen nicht zu überlasten. Kann sein, dass Ihr Auto täglich nur zwei Stunden lang nachgeladen wird, weil zu viele E-Autos auf Strom warten. Das passiert, wenn sich 20 Anwohner E-Autos gekauft haben und gleichzeitig aufladen wollen. Fragen Sie die Bewohner des Himbeergrundes, dort gibt es erste Erfahrungen!

 

Was wird dagegen getan? Nichts, weil Glattbach kein Geld hat, um die komplette Stromversorgung auszutauschen: Dickere Kabel, größere Trafostationen, mehrjährige Baumaßnahmen. Wer soll das bezahlen? Sie! Sie wollen sich doch ein E-Auto kaufen!

 

Falls Sie sich irgendwann für ein E-Auto entscheiden, sollten Sie umgehend die Genehmigung für eine ausreichend dimensionierte Ladestation beantragen, bevor Ihnen der Nachbar zuvorkommt! Beim jetzigen Ausbau des Glattbacher Stromnetzes wird es nur sehr wenige Genehmigungen geben für Schnellladestationen und keine einzige, mit der Sie den Akku in weniger als einer Stunde nachladen können. Gute Fahrt!

 

Übrigens: Mein Sohn hat als erster in seiner Straße die Genehmigung schon erhalten, obwohl er noch kein E-Auto hat. Vorausdenken!