Strom
Energie
Strom
Wie viel Strom produzieren wir eigentlich?
Und welche Energieträger kommen zum Zuge?
Und wer verbraucht den Strom?
Was macht das Netz?
Wo stehen wir eigentlich mit der Stromwende?
Was macht das Internet so digital?
Strom
Elektrisierende Fragen.
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Hongkong, ChinaWie viel Strom produzieren wir eigentlich?
Und welche Energieträger kommen zum Zuge?
Und wer verbraucht den Strom?
Was macht das Netz?
Wo stehen wir eigentlich mit der Stromwende?
Was macht das Internet so digital?
Verbrauchsverhalten
Licht ins Dunkle!
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Thornhill, Ontario, KanadaWie viel Strom der einzelne Haushalt bei uns verbraucht, ist meist eine Frage der Gewohnheit. Manchmal ist es auch einer gewissen Verbrauchskultur geschuldet.
Änderungen im Verhalten sind zwar möglich, meist aber unerwünscht.
Stromsparende Techniken sind gerne gesehen, allerdings führen energiesparende Technologien aber gerne zu einem sogenannten „Rebound-Effekt“. Je energiesparender eine innovative Technologie ist, desto mehr wird sie benutzt, so dass unter dem Strich manchmal mehr Strom als vorher verbraucht wird.
Manchmal leben Menschen diese „Einsparung“ exzessiv aus. Sicher gibt es Extremfälle. Der Rebound-Effekt ist aber für eine ganze Volkswirtschaft eindeutig messbar. Trotz einer massiven Reduzierung des Energieverbrauchs einzelner Geräte, wie z.B. von Kühlschränken und Fernsehern, ist der private Stromverbrauch letztlich nicht gesunken.
Überblick
Privat pro Kopf wofür!
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Größter Kronleuchter der Welt, im Gebetsraum der Moschee, Sheikh Zayed, Abu Dhabi, VAEIm internationalen Vergleich verbrauchen wir in Deutschland deutlich mehr Strom als im EU-Durchschnitt, liegen aber weit hinter den USA und Australien. Dort treiben Klimaanlagen den Verbrauch. Faire Vergleiche sind nicht leicht.
Denn in Australien und vielen anderen Ländern gehören Klimaanlagen zum Standard des Wohnens dazu. Das geht klimatisch gar nicht anders.
Noch wichtiger bei internationalen Vergleichen ist aber, dass hier der gesamte Stromverbrauch eines Landes auf die Einwohnerzahl umgelegt wird. Der Stromverbrauch der Industrie ist also in der Pro-Kopf-Angabe mit drin. Hat ein Land eine stromintensive Produktion ist der Pro-Kopf-Verbrauch entsprechend höher.
Denn in Australien und vielen anderen Ländern gehören Klimaanlagen zum Standard des Wohnens dazu. Das geht klimatisch gar nicht anders.
Eine wichtige Rolle für den privaten Bedarf spielt die Haushaltsgröße. Je mehr Menschen in einem Haushalt leben, desto höher ist der Strombedarf. Entscheidend ist aber, dass der Strombedarf eines Single-Haushalts höher ist als in Mehrpersonen-Haushalten. Mehr Single-Haushalte führen also zu einem höheren Strombedarf.
Noch wichtiger ist die Zusammensetzung des Strombedarfs der privaten Haushalte. Der Bereich TV/Audio+IT macht ca. 27% des Strombedarfs aus. Dieser Anteil steigt seit Jahren sukzessive an, während der Anteil Kühlen und Licht systematisch sinkt.
Menschen sparen also Energie, verbrauchen diese aber für TV und Internet.
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Stromzähler I
Wirtschaft ist der beste Kunde.
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Chemieanlagen in Yokkaichi, JapanIndustrie und die gewerblichen Betriebe sind die mit Abstand größten Stromabnehmer. Die privaten Haushalte beziehen ca. 26% des Stroms. Das ist der gleiche Wert wie vor 10 Jahren. Die Verbraucherstruktur ändert sich also kaum.
Industrie und Gewerbe dominieren den Stromverbrauch in Deutschland. Rund ¾ des Stroms werden hier verbraucht. Daher schwankt der gesamte Stromverbrauch auch mit der Konjunktur. Durch den Konjunktureinbruch im Corona-Jahr 2020 ging der Stromverbrauch genauso zurück wie das Bruttoinlandsprodukt (BIP). Mittelfristig ist der Stromverbrauch also ein Indikator des Wirtschaftswachstums.
Natürlich gibt es Branchen, die in ihrer Produktion überaus viel, andere sehr wenig verbrauchen. Über alle Branchen gemittelt sind Industrie und Gewerbe aber immer der größte Stromverbraucher.
Stromzähler II
Schattenwirtschaft? Der große Unbekannte!
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Stahlwerk Aldwarke, Rotherham, South Yorkshire, GroßbritannienEs gibt einen Großverbraucher an Strom in Deutschland, über den keiner spricht, weil ihn kaum einer kennt. Weil er sich in den Statistiken unscheinbar zwischen brutto und netto versteckt. Wer ist das bloß?
Ein wesentlicher Strombedarf fällt gerne unter den Tisch. Die Bruttostromerzeugung betrug 2019 ca. 604 TWh (=Mrd. kWh), aber der Nettostromverbrauch nur rund 512 TWh. Berücksicht man den Stromexport-Überschuss von 34 TWh, bleibt eine Differenz von 58 TWh. Das sind fast 10% der gesamten Erzeugung. Wo ist der Strom geblieben?
Der Nettostromverbrauch bezeichnet die vom Verbraucher genutzte elektrische Arbeit nach Abzug des Eigenbedarfs der Kraftwerke und der Übertragungs- bzw. Netzverluste. Der elektrische Eigenbedarf ist je nach Kraftwerkstyp verschieden. Bei Kohlekraftwerken liegt er zwischen 4 % und 10 %, bei Kernkraftwerken zwischen 5 % und 16 % und bei Gaskraftwerken rund 1 %. Noch niedriger ist er bei Windkraftanlagen, wo der Eigenbedarf etwa 0,35 bis 0,5 % der produzierten elektrischen Energie ausmacht.
Damit ist die fossile Energiewirtschaft selbst einer ihrer besten Kunden.
Der Ausstieg aus der Kernenergie und der Kohleverstromung ist daher ein volkswirtschaftlich relevanter Beitrag zur Energieeinsparung.
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Netzausbau
Voller Spannung bis ans Ende.
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Stromleitung über die Elbe bei Hetlingen, Schleswig-HolsteinZwischen Stromerzeugung und -verbrauch steht das Netz. Es verbindet die Erzeuger mit den Verbrauchern. Die Stromwende ändert das Netz grundlegend. Es geht nicht nur um ein Mehr an Stromtransport, sondern um die Richtung.
In der traditionellen Stromwirtschaft verteilt das Netz den in einem Großkraftwerk erzeugten Strom – beginnend auf der höchsten Spannungsebene – stufenweise über die Hochspannung von 110 kV, dann über die Mittelspannungsebene von 20 kV bis auf die Niederspannungsebene bis zu den Endverbrauchern.
Die Richtung des Stromflusses ist also von oben nach unten, von groß zu klein, von der Zentrale in die Fläche. Die Stromwende kehrt das um.
Ein dezentrale Energiewirtschaft speist überall ein, der Strom fließt in alle Richtungen, von Nord nach Süd, von unten nach oben und umgekehrt, zwischen den Regionen usw. Das ist im Kern der Grund, warum Netze ausgebaut, ertüchtigt und intelligenter werden müssen.
Entwicklung
Strom im Fluss.
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Horseshoe Bend, Grand Canyon, Arizona, USADie Stromerzeugung unterliegt jährlichen Schwankungen. Bricht die Konjunktur ein, sinkt auch die Stromnachfrage, boomt die Wirtschaft, steigt der Bedarf. Unterm Strich passiert aber bisher mittelfristig nicht viel. Bisher! Aber nicht mehr lange.
Verbrauchstreibern wie dem Internet stehen schrumpfende Bereiche (Energieeinsparung) gegenüber. In der Summe kam es bisher noch zu keiner wirklich nachhaltigen Veränderung des Verbrauchsniveaus.
Der Anteil der Erneuerbaren Energie steigt stetig an und ist die wichtigste Energiequelle. Der Lastenträger unter den Erneuerbaren ist die Windenergie, die rund die Hälfte des grünen Stroms bereitstellt.
Die Erzeugungsstruktur ändert sich erst ab 2023 erheblich. Die Bundesnetzagentur hat bereits 2017 ermittelt, dass über die Kernkraftwerke hinaus, rund ein Viertel der deutschen Kohlekraftwerke vom Netz gehen können, ohne dass die Stromversorgung beeinträchtigt wird.
Strukturell wird es in den nächsten Jahren aber einen erheblichen Anstieg des Strombedarfs geben. Die Digitalisierung, die zunehmende Elektromobilität, der Aufbau der Wasserstofferzeugung und eine deutliche Ausweitung des Strombedarfs zu Heizzwecken lassen sich nicht allein durch Einsparungen kompensieren.
Daher gehen Forschungsinstitute davon aus, dass bis 2030 eine „Ökostromlücke“ entsteht, falls der Ausbau der Erneuerbaren nicht deutlich forciert wird.
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Internet
Weltweites Gewebe - unter Strom.
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Bangkok Highway, ThailandUm beispielsweise Filme, Musik oder Serien online streamen zu können, müssen die Daten abrufbar sein. Deshalb werden sie auf Servern gelagert. Diese Server werden 24 Stunden täglich und 365 Tage im Jahr betrieben. Und die brauchen Strom.
Das Internet benötigt allein in Deutschland etwa 55 Terawattstunden Energie pro Jahr ( zur Erinnerung 1 Terawattstunde (TWh) = 1 Milliarde Kilowattstunden (kWh)). Ein Drittel wird nur zur Kühlung der Server eingesetzt. Der CO2-Fußabdruck des Internets wird derzeit auf circa 830 Millionen Tonnen CO2 pro Jahr geschätzt.
1997 hatte das Internet sechs Millionen Nutzer, jetzt vier Milliarden. Auch die Anzahl der internetfähigen Geräte wächst täglich. Eine Suchanfrage bei Google verbraucht an drei Stellen Strom: Das Endgerät benötigt Strom, die Daten- und Rechenzentren mit Servern und Kühlaggregaten brauchen Strom und die Kommunikationsnetze inklusive Mobilfunkstation und Internetrouter brauchen auch Strom.
Zahlen und Fakten
- Wäre das Internet ein Land, dann hätte es den sechstgrößten Energieverbrauch der Welt.
- Die Rechenzentren Frankfurts verbrauchen rund ein Fünftel des gesamten Stroms der Metropole.
- Allein YouTube produziert heute so viel Datenverkehr wie das gesamte Internet vor zwei Jahren.
- Die Datenmenge im Netz verdoppelt sich alle vier Monate.
Internetwachstum
Daten wie Viren – die unendliche Vermehrung.
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Wendeltreppe im Kaufhaus Heal's Tottenham Court Road, London, GroßbritannienDas Netz wächst in hohem Tempo. Das Wachstum des Internet ist exponentiell. So wie Viren sich mit einer exponentiellen Wachstumsraten vemehren, vermehren sich die Daten auch. Das treibt den Stromverbrauch massiv nach oben.
Streaming: Den Stromverbrauch Rechenzentren und Netzwerken eingerechnet verbraucht das Streaming eines zehnminütigen Youtube Videos so viel Strom wie ein durchschnittlicher Herd in fünf Minuten. Egal ob Musik, Youtube oder Porno – der Stromverbrauch von Netflix & Co. ist enorm.
Clouds: Einer Greenpeace-Studie zufolge verbraucht das globale Cloud-Computing mehr Strom als ganz Deutschland. Hinzu kommt, dass die Rechenzentren der Internetriesen in den USA und China überwiegend mit Kohlestrom betrieben werden.
Die Grafik vermittelt einen Eindruck, wie intensiv das globale Netz genutzt wird.
Durch die Corona-Pandemie bekommt die Digitalisierung unseres Lebens einen weiteren Schub. Home-Office, Home-Schooling, Webinare, die Digitalisierung der öffentlichen Verwaltung, das autonome Fahren usw. werden in den nächsten Jahren unser Leben tiefgreifend verändern.
Das wird den Strombedarf massiv steigern. Andererseits kann an anderer Stelle der Energieverbrauch sinken, z.B. weil weniger Geschäftsreisen unternommen werden oder der tägliche Weg zur Arbeit ins Büro eben gerade nicht mehr täglich erfolgt.
Aber eines ist unvermeidbar. Die Digitalisierung der Gesellschaft treibt den Stromverbrauch nach oben.
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