Hausspeicher gut oder schlecht für die Energiewende?

[Eberhard]

Noch eine Info zur Bluegen. Die Betriebstemperatur des Stacks liegt bei 650°-800°. Da könnte man für eine Wärmenutzung noch eine kleine Dampfturbine betreiben. Aber auch für die Abgase gilt, wenn die Rücklauftemperatur <30° liegt kann in hohem Umfang die latente Wärme des Wasserdampf im Abgase genutzt werden. Insgesamt werden also 85% der im Erdgas gebundenen chemische Energie genutzt. Eine normale Gastherme hat auch keinen höheren (thermischen) Wirkungsgrad.

Das Problem für die EVUs wird sichbar, wenn die Brennstoffzelle in großen Stückzahlen produziert werden und die Dauerfestigkeit weiter erhöht wird, dann kann auch der kleine Haushalt seinen Strom aus Erdgas günstiger erzeugen als die EVU liefern kann. Ein großes Plus für die Dezentralität in der Stromerzeugung. Nicht gut für die G4. In Japan mit der hohen Erdbebengefahr ist die Brennstoffzelle aber wichtig im Katastrophenfall.

[egn]

Noch eine Info zur Bluegen. Die Betriebstemperatur des Stacks liegt bei 650°-800°. Da könnte man für eine Wärmenutzung noch eine kleine Dampfturbine betreiben.

Man könnte viel, aber nicht alles macht Sinn.

Aber auch für die Abgase gilt, wenn die Rücklauftemperatur <30° liegt kann in hohem Umfang die latente Wärme des Wasserdampf im Abgase genutzt werden.

Das ist aber nicht der Fall, weil die Abgastemperatur ca. 200° C beträgt. Und bei der Warmwasserbereitung liegt die Rücklauftemperatur normalerweise nicht bei < 30° C.

Insgesamt werden also 85% der im Erdgas gebundenen chemische Energie genutzt. Eine normale Gastherme hat auch keinen höheren (thermischen) Wirkungsgrad.

Der elektrische Wirkungsgrad von 60 % und ein Gesamtwirkungsgrad von 85 % wird wohl nur bei einem absolut neuen Gerät bei voller Abgabeleistung und bei einer Rücklauftemperatur von 30° C erreicht. Dann ist der thermische Anteil 25 % Punkte.

Da der elektrische Wirkungsgrad im Durchschnitt über die Lebensdauer eines Stacks nur etwa 50 % beträgt ist der tatsächliche Gesamtwirkungsgrad dann nur 75 %.

Wird die Wärme für die Warmwasserbereitung genutzt und hat das Wasser 60° C erreicht dann sinkt der Wirkungsgrad des thermischen Anteils auf 1/3, d.h. etwa 8 %.

Tatsächlich wird man mit dem Gesamtwirkungsgrad über die Lebensdauer des Stacks bei etwa 60-65 %, unter der Voraussetzung dass das Gerät ständig unter Nennlast läuft. Bei Minimallast sind es dann nochmal 5-10 % Punkte weniger.

Das Problem für die EVUs wird sichbar, wenn die Brennstoffzelle in großen Stückzahlen produziert werden und die Dauerfestigkeit weiter erhöht wird, dann kann auch der kleine Haushalt seinen Strom aus Erdgas günstiger erzeugen als die EVU liefern kann.

Glaubst Du wirklich dass so was ohne Folgen bleibt?

Als Erster wird der Staat jegliche Förderung streichen und auf den selbst erzeugten Strom Steuern und Abgaben erhöhen. Bei selbst genutzten PV-Strom fangen sie damit schon an.

Da der Strombezug sinkt werden die Netzbetreiber die Netzkosten drastisch erhöhen da sie ja die Fixkosten auf weniger durchfließende kWh verteilen müssen.

Ein großes Plus für die Dezentralität in der Stromerzeugung. Nicht gut für die G4. In Japan mit der hohen Erdbebengefahr ist die Brennstoffzelle aber wichtig im Katastrophenfall.

Dezentrale Energieversorgung ist auf jeden Fall gut, aber die Stabilität des Netzes muss weiterhin gewährleistet sein.

[past_petrol]

Hi !

Zur Eingangsfrage noch ein paar Gedanken von mir.

Die Energiewende ist zwar ein deutsches Wort, aber keine deutsche Angelegenheit an sich. Sie sollte idealerweise weltweit stattfinden. In der Endkonsequenz ist sie ein Baustein für das weitere Überleben oder längere Ausharren der Menschheit auf der Erde.

Ich folge vielen hier in Ihrer Betrachtung, dass im deutschen Kontext (hier v. A. das EEG in aktueller Fassung) es nicht zielführend sein mag, sich einen Heimspeicher zuzulegen, weil die Konsequenzen daraus nicht dazu führen, dass es mit der deutschen Energiewende und den aktuellen staatlichen, steuerungsrechtlichen Rahmenbedingungen dann zu den gewünschten Auswirkungen kommt.

Ich finde, dass das zwar im Moment so stimmen mag, aber eher ein Problem unserer stagnierenden Umsetzung des Gedankens ist, mit weiter fehlenden Anreizen für die Menschen im Land, EVUs und die Netzbetreiber.

PV, Speicher, EVs sind Dinge, die die Menschen zurück zur Natur - hin zu nachhaltigem Denken und Handeln führen. Es ist richtig, Menschen mit diesen Technologien in Berührung und Anwendung zu bringen, da sie wunderbar die Wirkungszusammenhänge im energetischen Bereich erlebbar machen.

Dass wir es nicht hinbekommen, dieses Bestreben positiv zu begleiten, in dem wir smart grids schaffen, mit EV Fahrern seitens der Netzbetreiber reden, wie es mit dem Netz ausschaut - was man machen kann - lokale Speicher netzstütztend und clever einsetzen - das alles steht auf einem anderen Blatt.

Nur weil wir das nicht gebacken bekommen, halte ich es für falsch, es nicht zu machen - auch und gerade im Heimspeicherbereich.

Ich habe aktuell andere Prioritäten - 2. EV kommt - Ladeinfrastruktur überdenken, Hausautomatisierung...

Steht jemand morgen vor mir und bietet mir einen 100 kWh Speicher für 5.000,- an - dann weiß ich, was ich mache...ich würde aber nach aktueller Faktenlage auch eher PV ausbauen, als für selbes Geld einen Speicher zu bauen - das wäre nachgelagert. Wir benötigen jetzt schon und mit dem 2. EV dann umso mehr PV-Leistung !!!

Bei der ganzen Frage nach den Speichern muss man auch immer sehen, dass wir hier in DE auf der Insel der Glückseligen leben. Tolles Netz - kaum Ausfälle !In vielen Gebieten der Erde bedeutet PV + Speicher, dass es überhaupt erstmal Elektrizität im Alltag geben wird. Das ist absolut zu bejahen !

Ich würde also zurückkommend zur Eingangsfrage sagen, dass Heimspeicher durchaus Sinn machen und befürworte sie, wenn sie später auch netzdienlich und schlau zum Einsatz kommen können - das ist immer relativ "einfach" machbar.

Jedem, der aktuell Geld übrig hat und aber irgendwie noch Fläche zur Verfügung hat, würde ich aber empfehlen, eher PV auszubauen, als einen Speicher anzuschaffen. Man kann nie genug saubere Energie haben. Was man dann damit anstellt, kann man danach regeln...

[volker]

Gut, dass du den Vergleich zum EEG ziehst. Photovoltaik haben wir im Jahr 2001 nicht wirklich gebraucht hier auf unserer Insel der Glückseligkeit. Aber genug wollten sie und initiierten das Gesetz über die Einspeisevergütung. Der Rest ist Geschichte und hat uns einen sagenhaften Preissturz einer Technologie auf ein Niveau gebracht, das in den Industrieländern die konventionellen Stromerzeuger unter Druck setzt und in den Entwicklungsländern überhaupt erst Strom an Orten ermöglicht, wo vermutlich nie ein Stromnetz entstehen wird.

Mit den Speichern sehe ich es ähnlich: Die sind im eigenen Haus momentan eher ein "feel good" Produkt als eine wirtschaftliche Investition. Aber so entsteht ein Markt und die Preise kommen in Bewegung. Tatsächlich treibt die Königsanwendung "Elektromobilität" die Batteriepreise deutlich stärker nach unten, daher hab ich mein Geld lieber in einen S85 gesteckt.

[Eberhard]

Noch eine Info zur Bluegen. Die Betriebstemperatur des Stacks liegt bei 650°-800°. Da könnte man für eine Wärmenutzung noch eine kleine Dampfturbine betreiben.

Man könnte viel, aber nicht alles macht Sinn.

Aber auch für die Abgase gilt, wenn die Rücklauftemperatur <30° liegt kann in hohem Umfang die latente Wärme des Wasserdampf im Abgase genutzt werden.

Das ist aber nicht der Fall, weil die Abgastemperatur ca. 200° C beträgt. Und bei der Warmwasserbereitung liegt die Rücklauftemperatur normalerweise nicht bei < 30° C.

Dann sollte Dir mal jemand die Funktion eines Schichtspeichers erklären. Die Rücklauftemperatur eines WW-Speiches liegt bei ca. 10° (Kaltwasser) als Vorlauftemperatur sind meist nur 40° notwendig.
Bei 200° Abgas könnte man noch einen weiteren Abgaswärmetauscher installieren.

Insgesamt werden also 85% der im Erdgas gebundenen chemische Energie genutzt. Eine normale Gastherme hat auch keinen höheren (thermischen) Wirkungsgrad.

Der elektrische Wirkungsgrad von 60 % und ein Gesamtwirkungsgrad von 85 % wird wohl nur bei einem absolut neuen Gerät bei voller Abgabeleistung und bei einer Rücklauftemperatur von 30° C erreicht. Dann ist der thermische Anteil 25 % Punkte.

Da der elektrische Wirkungsgrad im Durchschnitt über die Lebensdauer eines Stacks nur etwa 50 % beträgt ist der tatsächliche Gesamtwirkungsgrad dann nur 75 %.

Wird die Wärme für die Warmwasserbereitung genutzt und hat das Wasser 60° C erreicht dann sinkt der Wirkungsgrad des thermischen Anteils auf 1/3, d.h. etwa 8 %.

Tatsächlich wird man mit dem Gesamtwirkungsgrad über die Lebensdauer des Stacks bei etwa 60-65 %, unter der Voraussetzung dass das Gerät ständig unter Nennlast läuft. Bei Minimallast sind es dann nochmal 5-10 % Punkte weniger.

Wo soll dann die restliche thermische Energie geblieben sein?

Das Problem für die EVUs wird sichbar, wenn die Brennstoffzelle in großen Stückzahlen produziert werden und die Dauerfestigkeit weiter erhöht wird, dann kann auch der kleine Haushalt seinen Strom aus Erdgas günstiger erzeugen als die EVU liefern kann.

Glaubst Du wirklich dass so was ohne Folgen bleibt?

Als Erster wird der Staat jegliche Förderung streichen und auf den selbst erzeugten Strom Steuern und Abgaben erhöhen. Bei selbst genutzten PV-Strom fangen sie damit schon an.

Bevor man Steuern und Abgaben erhöhen kann, müssen diese überhaupt erst mal erhoben werden.
Das Problem ist der Strompreis aus dem Netz. Nur weil dieser extrem überhöht ist, machen solche Vermeidungsstrategien wie mit PV und Brennstoffzelle erst Sinn

Da der Strombezug sinkt werden die Netzbetreiber die Netzkosten drastisch erhöhen da sie ja die Fixkosten auf weniger durchfließende kWh verteilen müssen.

Das interessiert dann niemand mehr, wenn man Dank PV und Brennstoffzelle OffGrid gegangen ist

Ein großes Plus für die Dezentralität in der Stromerzeugung. Nicht gut für die G4. In Japan mit der hohen Erdbebengefahr ist die Brennstoffzelle aber wichtig im Katastrophenfall.

Dezentrale Energieversorgung ist auf jeden Fall gut, aber die Stabilität des Netzes muss weiterhin gewährleistet sein.

Das Netz sollen die bezahlen, die es brauchen.

[egn]

Glaube mir, ich weiß genau wie ein Schichtenspeicher funktioniert.

Aber es geht hier ja um die Warmwasserbereitung, insbesondere im Sommer, und da hat man keinen Schichtenspeicher mit 1000 l sondern einen Warmwasserspeicher mit 200-300 l. Das Wasser muss wegen der Legionellen insgesamt auf eine Temperatur über 60° C, besser sogar auf 70° C angehoben werden, sonst hat man eine Legionellenzuchtstation. Bei 30° C erhöht der Bluegen die Temperatur um 3 K, und je wärmer das Wasser im Speicher ist umso weniger erhöht sich die Temperatur. Bei 60° C ist es nur noch 1 K. So wird der thermische Wirkungsgrad immer geringer je höher die Temperatur steigt.

Wenn der Warmwasserbedarf im Haushalt innerhalb 24 h exakt der Speichermenge entspricht und die Wärmemenge des BlueGen unter Volllast gerade so ausreicht um das Warmwasser über 24 h zu erwärmen, dann hat man etwa die Hälfte des thermischen Wirkungsgrades erreicht. Der Rest der Wärme geht durch den Schornstein.

Im Durchschnittshaushalt wird es aber so sein, dass das Wasser im Warmwasserspeicher meist am oberen Ende der Temperatur dahin köcheln wird, weil der Speicher in der heutigen Zeit, wo kaum mehr Vollbäder genommen werden, überdimensioniert ist. Bei Familien mit dauerduschenden Teenagern kann das anders sein.

Gerade der Sommer ist immer problematisch für ein BHKW in einem typischen Haushalt. Da gibt es eben kein Schwimmbad und keinen Koi-Teich in dem man die Wärme abgeben kann. Wobei es hier im Sommer auch besser wäre ein kleine thermische Solaranlage, oder gar eine WP im Eigenverbrauch direkt mit Solarstrom zu betreiben, anstatt wertvollen speicherbaren Brennstoff zu verbrennen, den man im Winter zum Ausgleich des weit geringeren Solarertrags viel sinnvoller verwenden kann. BHKWs laufen am Besten nur im Winterhalbjahr. Im Sommer gibt es genug Strom und Wärme direkt von der Sonne.

Die Vermeidungsstrategien mit PV und Brennstoffzelle machen nur wegen der Subventionen Sinn. Bei der Brennstoffzelle meiner Meinung nach nur in Ausnahmefällen. Die Berechnungen sind alle geschönt, weil eben nur die angegebenen Idealwerte, aber nicht die realistischen Durchschnittswerte eingehen, und dann auch nicht alle Kosten berücksichtigt werden (siehe Abschreibung über die erwartete Lebensdauer und Abzinsung der Zahlungsflüsse).

Ich habe jetzt nicht wirklich absolut was gegen solche Anlagen. Nur ärgert es mich wenn Firmen mit geschönten Berechnungen die Leute über den Tisch ziehen wollen. Wenn man schon auf einer Webseite keine wirklich vollständige Wirtschaftlichkeitsberechnung findet, dann sollte man vorsichtig sein.

Klar kann jeder sein Geld ausgeben für was er will. Aber man sollte sich nicht in die Tasche lügen und so ehrlich sein zu sagen, dass es nicht wirklich wirtschaftlich ist, man aber es aus anderen Erwägungen für sinnvoll hält. Darüber kann man dann auch diskutieren.

Momentan sind meiner Meinung nach Produkte wie PV-Speicher, Nano-BHKWs und Elektroautos, im wesentlichen Lifestyle Produkte, die sich technikverliebte Leute mit Umweltbewusstsein und übrigem Geld zulegen. Wirtschaftliche Fragen treten zurück zugunsten der Überzeugung das Richtige zu tun.

Das ist finde ich jetzt nicht generell schlecht, dennoch sollte man meiner Meinung nach die Auswirkungen insgesamt auch immer im Blick haben, und sich fragen ob man nicht mit dem übrigen Geld noch effizienter umgehen und mehr erreichen könnte.

Gerade bei Deckung des eigenen Energieverbrauchs gibt es nicht nur die Möglichkeit die Energie selbst zu erzeugen, sondern auch die Effizienz der Nutzung zu erhöhen. Was man nicht verbraucht muss nicht aufwändig erzeugt werden. Die Energieeinsparung sollte meiner Meinung nach die erste Priorität haben. Aber bessere Wärmedämmung, Verringerung des Verbrauchs, usw. ist halt nicht so sexy wie ein PV-Speicher und/oder ein Nano-BHKW im Haus, obwohl Einsparungsmaßnahmen langfristig resourcenschonender und wahrscheinlich auch wirtschaftlicher sind, als viele Lösungen die zusätzlich Energie bereitstellen.

Offgrid zu gehen können sich nur die Leute mit viel Geld leisten. Da die Infrastruktur aber trotzdem vorhanden ist, bleibt dann nichts anders übrig sich das Geld an anderer Stelle zu holen. Das hat schon die Industrie mit Eigenerzeugungsanlagen versucht und ist gescheitert. Da werden dann einfach alle Subventionen gestrichen und umgekehrt. Anstatt dass man Geld bekommt für die Eigenversorgung wird man dann Geld zahlen müssen. Ob dies langfristig günstiger sein wird als der Netzbezug von Gas und Strom ist fraglich, zumindest wenn der Verbrauch gleich bleibt und man auf vermehrte Energieerzeugung setzt.

[KaJu74]

Momentan sind meiner Meinung nach Produkte wie PV-Speicher, Nano-BHKWs und Elektroautos, im wesentlichen Lifestyle Produkte, die sich technikverliebte Leute mit Umweltbewusstsein und übrigem Geld zulegen. Wirtschaftliche Fragen treten zurück zugunsten der Überzeugung das Richtige zu tun.

Sehe ich ganz anders (außer beim Speicher, das war wirklich ein Produkt, was ich gekauft habe, obwohl ich wusste, dass ich damit Verlust mache, nur für den grünen Gedanken auch Nachts PV-Strom nutzen zu können).
Das Elektroauto ist für mich wirtschaftlich ein purer Gewinn.
Warum?
Weil ich den Vergleich zu dem Auto ziehe, was ich mir alternativ gekauft hätte und nicht zu dem sparsamsten und günstigsten was es gibt. (Was leider viele aber machen)

Weil ich vor der Entscheidung stand, einen neuen Tesla zu kaufen oder für das gleiche Geld einen gebrauchen R8 Spyder. (Ja ich weiß, komischer Vergleich, ist aber bei mir Fakt gewesen)
Beide hätten in der Anschaffung das gleiche gekostet, der R8 vielleicht sogar mehr.
Der Tesla hat im Vergleich aber Steuerbefreiung und eine günstige Versicherung.
Von dem Fahr- und Wartungskosten sprechen wir jetzt mal nicht.

Das BHKW sorgt dafür, dass ich mehr PV-Strom ins Netz speise und gleichzeitig weniger Strom kaufe.

[eggerhd]

Glaube mir, ich weiß genau wie ein Schichtenspeicher funktioniert.

Ich bin mir Da nicht soooooo sicher! 
Aber dieses Forum ist ja auch keine Plattform für «Wärmeerzeugungen.»
Trotzdem mal ne Frage. Was treibt Dich und andere an @KaJu74`s Lösung zur Energieversorgung seines Umfeldes so schlechtreden zu wollen? Und dazu mit eigenen, unbelegten «Fakten».
Eines ist sicher! «Verhinderer» habe uns noch nie weitergebracht. Solche Leute haben noch vor wenigen Jahren behauptet, brauchbare E-Auto wird es nie geben, fossile Brennstoffe durch erneuerbare Energie ersetzen geht ja gar nicht……. usw.
Dann kommt ein Amerikaner und zeigt der Branche wie es geht. Und wir fahren jetzt Tesla!
So läuft die Welt.

[Jan]

Genau deshalb machen Hausakkus mehr als Sinn. Die ersten zarten Sonnenstrahlen von einem pfaden Winterhimmel und schon beginnt die Anlage, den Strom für den Nachmittag und Abend zu sammeln. Ins Netz geht zur Zeit fast nichts. Der meiste Ertrag wird tagsüber direkt verbraucht und geht in den Akku. Nur dank des Puffers können wir so am Abend auf Liferungen vom Versorger verzichten. Besser geht's kaum, nur noch größer könnte es sein, denn eine 9,8 KW Anlage reicht im Winter auch nicht wirklich. Aber daran lässt sich ja noch etwas ändern.

[KaJu74]

Hi

ich zitiere mal (Achtung!!) SRAM und seinen Blog, denn er hat eben diesen Beitrag genutzt um eine Antwort zu schreiben:

off.... oder doch ontopic ? Die Brennstoffzelle als Hausheizung:


Zitat aus dem fanboyforum:

Ich verstehe das mit der stromerzeugenden Heizung aber auch nicht
Trotz Deiner Erklärung, Eberhard.

Eine Heizung hat doch immer einen Wirkungsgrad nahe an 100%!?
D.h., wenn ich z.B. Pellets verbrenne, dann wird die gesamte enthaltene Energie in Wärme für die Heizung umgesetzt.
Und die Heizung verbrennt nur exakt so viel Brennstoff, wie für die Heizung benötigt wird.
Wenn ich jetzt daraus noch Strom erzeugen will, dann muss doch zusätzlicher Brennstoff verbrannt werden, oder?

Oder wo ist da der Gedankenfehler?
Es gibt doch kein "Abfallprodukt", aus dem ich zusätzlich Strom erzeugen kann, oder?

Energie und Exergie sollte man streng getrennt betrachten: wenn ich Gas mit einem Heizwert von 1 kWh verbrenne, kann ich daraus mit einer Normalen Heizung 1 kWh für die Beheizung meines Hauses gewinnen. Wenn ich den Wasserdampf aus den Abgasen kondensiere etwas mehr: ca 10% = Brennwert (Brennwertkessel).

Ich brauche jedoch die Wärme bei Raumtemperatur, also bei 20 bis 25°C. Erdgas / Luft kann aber bei der Verbrennung sehr viel höhere Temperaturen (1800°C) erzeugen.

Dies kann ich dazu nutzen, eine Wärmekraftmaschine (oder eine chemische Maschine wie die Brennstoffzelle) mit dem Temperaturgefälle zwischen 1800°C und 25°C (oder dem zugehörigen chemischen Potential) zu betreiben. Meine Heizenergie ist also die Abwärme der Wärmekraftmaschine (oder die der Brennstoffzelle). Die ermöglicht es mir beispielweise aus 1.5 kWh Erdgas 1 kWh Heizenergie bei 25°C und 0.5 kWh elektrische Energie zu erzeugen.

Das ist deshalb ein Gewinn, weil auch ein unvollkommener Prozess zur Gewinnung elektrischer Energie (im Beispiel mit einem Wirkungsgrad von 33% absolut) dennoch die Zusatzenergie zu 100% als elektrische Energie auskoppelt.

Man sieht das am besten, wenn mann nun gedanklich mit der gewonnenen elektrischen Energie eine Wärmepumpe (sagen wir mal mit einer Leistungszahl von 3) betreibt, also mit den 0.5 kWh elektrischer Energie 1.5 kWh Wärmeenergie bei 25°C bereitstellt.

--> in Summe hat man dann aus 1.5 kWh Erdgas 2.5 kWh Heizenergie erzeugt !

perpetuum mobile ?

Nö: schnöde Thermodynamik.....

Und deshalb macht eine Wärmebedarfsgeführte Stromerzeugung mittels Brennstoffzelle im Haushalt durchaus Sinn........

.......selbst für Erdgasverweigerer, denn selbiges geht eben auch mit Biogas.....

Gruß SRAM