Die Gesamtkosten für die Verdoppelung der Windenergieerzeugung in Großbritannien belaufen sich auf 185 Milliarden US-Dollar (154 Milliarden Pfund). Bei rund 28 Millionen Stromkunden in Großbritannien betragen die zusätzlichen Kosten für die Verdoppelung der Windkraftkapazität 6,626 US-Dollar (5,492 Pfund) pro Kunde.
Großbritannien verfügt derzeit über eine Windkraftkapazität von 28 GW, davon 14 GW an Land und 14 GW auf See. Damit könnte es jährlich 245,280 GWh erzeugen. Im vergangenen Jahr wurden jedoch nur ein Viertel davon – 61,631 GWh – erzeugt. Trotz der schlechten Leistungsfähigkeit der Windenergie zur Energieerzeugung will die britische Regierung die Offshore-Windkapazität bis 40 auf 2030 GW erhöhen. Die Kosten hierfür liegen bei rund 154 Milliarden Pfund.
Neben anderen Zielen der Agenda 2030 ist eines der Ziele in der Thronrede 2019 lautete: „Wir werden unsere Ambitionen im Bereich Offshore-Windenergie bis 40 auf 2030 GW erhöhen und neue schwimmende Turbinen ermöglichen.“
Der damalige Premierminister Boris Johnson bekräftigte diesen Ehrgeiz auf einer Konferenz der Konservativen Partei am 29. September 2020: „Wir glauben, dass in 10 Jahren jedes Haus im Land mit Offshore-Windenergie versorgt wird, wobei unser Ziel von 30 Gigawatt auf 40 Gigawatt ansteigt.“
Leiter der UK-Region für Ørsted, ein Unternehmen für erneuerbare Energien mit 25 % des weltweiten Marktanteils im Bereich Offshore-Windenergie, Duncan Clark sagte: „Offshore-Windenergie ist der kosteneffizienteste Weg, um die Netto-Null-Ziele Großbritanniens zu erreichen, und die Bereitstellung von 40 GW Offshore-Windenergie bis 2030 ist ein wesentlicher Bestandteil dieses Fahrplans.“
Doch wird Windenergie genug Energie erzeugen, um alle Haushalte mit Strom zu versorgen? Ist sie kosteneffizient? Und da kein Klimanotstand vorliegt und das Scheitern von Projekten zur „Erneuerbaren Energie“ das wahrscheinlichste Ergebnis ist, stellt sich die Frage: Wer wird den Preis für das Versagen der Regierung bei der „Netto-Null“-Strategie zahlen?
Im Folgenden berechnet Bill Ponton die Kosten für die Erhöhung der britischen Windkapazität – sowohl an Land als auch auf See – auf 40 GW. Seine Berechnungen lassen sich leicht zur Berechnung der Kosten für die Erhöhung der Offshore-Windkapazität verwenden, allerdings nur für diejenigen, die der Regierung beim Wort glauben oder die Einnahmen von Unternehmen wie Ørsted berechnen möchten.
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Die Kosten der Tugendhaftigkeit – die Auswirkungen einer Verdoppelung der britischen Windenergie
Von Bill Ponton, veröffentlicht von Was ist damit los?
In diesem Artikel beziffere ich die Kosten für britische Stromkunden, die sich aus einer Verdoppelung der Windenergieerzeugung ergeben. Diese Kosten würden zu den aktuellen Kosten hinzukommen. Betrachten Sie es als eine Prämie, die man zahlt, um Tugendhaftigkeit zu signalisieren.
Werfen wir zunächst einen genaueren Blick auf den aktuellen Stand der Stromerzeugung im Vereinigten Königreich.
Im Jahr 2022 bezog Großbritannien 24 % seiner elektrischen Energie aus Windkraft, 43 % aus Gasturbinen und 33 % aus anderen Quellen wie Kohle, Kernenergie, Wasserkraft und Biomasse.
Tabelle 1 zeigt die genauen Mengen in MWH für jede Stromerzeugungsquelle. Die Daten zur Ermittlung dieser Mengen wurden heruntergeladen von GridWatch mit Stromerzeugung in MW aus jeder Quelle, beobachtet in 2.5-Minuten-Intervallen [1]..
Abbildung 1 zeigt ein gestapeltes Diagramm der Stromerzeugung aus Windkraft, Gasturbinen und anderen Energiequellen. Das Diagramm ist aufschlussreich, da es zeigt, wie stark die Windenergieerzeugung im Laufe der Zeit schwankt und wie Gasturbinenenergie eingesetzt wird, um diese Schwankungen auszugleichen.
Großbritannien verfügt derzeit über eine Windkraftkapazität von 28 GW, davon 14 GW an Land und 14 GW auf See, mit dem Potenzial, 245,280 GWh pro Jahr zu erzeugen. [2].Tatsächlich wurden im Jahr 61,631 2022 GWH Windenergie erzeugt, was etwa 25 % der gesamten Windkraftkapazität entspricht.
Um die Auswirkungen einer Verdoppelung der Windkraftkapazität auf die Windenergieerzeugung zu verstehen, muss man den Wert der Windenergieerzeugung an jedem Beobachtungszeitpunkt im GridWatch-Datensatz 2022 verdoppeln. Dies ergibt eine Gesamterzeugung aus Windenergie von 123,311 GWH pro Jahr.
Darüber hinaus muss die Stromerzeugung durch Gasturbinen in jedem Intervall um den erforderlichen Betrag reduziert werden, um die neue Summe aus Wind- und Gasturbinenstromerzeugung der ursprünglichen Summe anzupassen. In Intervallen, in denen sich die Windenergie jedoch verdoppelt und die ursprüngliche Summe übersteigt, sollte die Windenergie auf den Wert der ursprünglichen Summe begrenzt werden. Darüber hinaus darf die Stromerzeugung durch Gasturbinen zu keinem Zeitpunkt unter 2,000 MW fallen. (Dies gilt auch für die tatsächlichen Daten, in denen die Stromerzeugung durch Gasturbinen nur in 2,000 % der Fälle unter 0.25 MW fällt.)
Diese Einschränkungen führen zu einer Einschränkung der Windenergieerzeugung um 31,438 GWH (oder 25.5 % der gesamten erzeugten Windenergie) und einer nutzbaren Windenergieerzeugung von 91,873 GWH (oder 35 % der gesamten ins Netz eingespeisten Energie), wie in Tabelle 2 aufgeführt. Abbildung 2 ist ein gestapeltes Diagramm mit jährlichen Daten im Szenario einer Verdoppelung der Windenergie.
Es ist wichtig zu verstehen, dass eine Verdoppelung der Windenergieerzeugung nicht zu einer Reduzierung der Gasturbinenkapazität führt. Die vorhandene Gasturbinenkapazität muss jederzeit verfügbar sein, um Schwankungen in der Windenergie auszugleichen. Daher verringern sich die Betriebs- und Wartungskosten („O&M“) der Gasturbinenstromerzeugung nicht. Die Gasturbinenstromerzeugung wird jedoch um 30,217 GWH pro Jahr reduziert, was zu Einsparungen von 194,327,778 MMbtu an thermischer Energie bzw. 971,638,889 US-Dollar an Brennstoffkosten pro Jahr führt, wie in Tabelle 3 dargestellt, wobei der Durchschnitt der letzten 20 Jahre von 5 US-Dollar/MMbtu angenommen wird. [3]..
Die Kapitalkosten für den Bau einer Windkraftanlage ohne Finanzierungskosten betragen 6,041 US-Dollar/kW für Offshore-Anlagen und 1,718 US-Dollar/kW für Onshore-Anlagen. [4].. Zusätzliche 14 GW Offshore und 14 GW Onshore würden Kapitalkosten von 84,574,000,000 USD bzw. 24,052,000,000 USD verursachen. Die zusätzlichen Betriebs- und Wartungskosten für die Windenergieerzeugung betragen 115 USD/kW-Jahr für Offshore und 27 USD/kW-Jahr für Onshore. [4].. Zusätzliche 14 GW Offshore und 14 GW Onshore würden an Betriebs- und Wartungskosten 1,610,000,000 USD/Jahr bzw. 378,000,000 USD/Jahr kosten, wie aus Tabelle 4 hervorgeht.
Unter der Annahme gewichteter durchschnittlicher Kapitalkosten (Weighted Average Cost of Capital, „WACC“) nach Steuern von 4.4 % [5].Die Finanzierung der Kapitalinvestition über die 20-jährige Projektlaufzeit würde britische Stromkunden 8,260,542,875 USD pro Jahr kosten. Die Betriebs- und Wartungskosten der Windkraft abzüglich der Brennstoffeinsparungen durch die Gas- und Dampfturbinenanlage („GuD“) betragen zusätzlich 1,016,361,111 USD pro Jahr, was insgesamt 9,276,903,985 USD pro Jahr ergibt. Die Gesamtkosten über die gesamte Projektlaufzeit belaufen sich auf 185,538,079,707 USD (oder NPV von 121,991,131,529 USD). Bei rund 28,000,000 Stromkunden in Großbritannien betragen die zusätzlichen Kosten für die Verdoppelung der Windkraftkapazität 6,626 USD (oder NPV von 4,357 USD) pro Kunde.
[Bei einem Wechselkurs von 1 US-Dollar zu 0.84 Pfund betragen die Gesamtkosten 185,538,079,707 US-Dollar = 153,794,740,726 Pfund. Und die zusätzlichen Kosten für Kunden in Großbritannien betragen 6,626 US-Dollar = 5,492 Pfund.]
Die Umstellung des britischen Wind-/GuD-Stromerzeugungsmix von 24 %/43 % auf 35 %/31 % durch die Verdoppelung der Windkraftkapazität zu Kosten von 185 Milliarden Dollar dürfte für wahre Windkraft-Verfechter enttäuschend sein. Zudem übersteigen die Kosten dieses Vorhabens die Kosten eines Vorhabens, das Batteriespeicher zur Steigerung des Windenergieanteils einschließt, bei weitem.
Referenzen: (Die Referenzliste bleibt in der wissenschaftlichen Zitierweise erhalten)
- https://www.gridwatch.templar.co.uk/download.php
- https://www.thewindpower.net/statistics_countries_en.php
- https://tradingeconomics.com/commodity/uk-natural-gas
- https://www.eia.gov/outlooks/aeo/assumptions/pdf/table_8.2.pdf
- https://www.iea.org/articles/the-cost-of-capital-in-clean-energy-transitions
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