StartseiteWissenEin weiterer Blick auf die Möglichkeiten der Stromerzeugung in Südafrika

Ein weiterer Blick auf die Möglichkeiten der Stromerzeugung in Südafrika

Energie ist die entscheidende Komponente des zukünftigen Policy Mix des Landes. Strom ist die notwendige Voraussetzung für das Wirtschaftswachstum, aber keine ausreichende Voraussetzung. Die ausreichende Bedingung kann nur von Politikern und Regierungspolitik erfüllt werden.

Das Argument um Elektrizität hängt wirklich von den Fragen ab: Sind erneuerbare Energien, hauptsächlich Wind, effizient und nachhaltig?; und können sie die Sicherheit der Stromversorgung zu einem wettbewerbsfähigen wirtschaftlichen Preis gewährleisten, der es der Regierung ermöglicht, ihr Ziel zu erreichen, „Wirtschaftswachstum und Wohlstand zu ermöglichen“? Die Theorie und die Tatsachen des wirklichen Lebens legen stark nahe, nicht.

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In der Literatur gibt es eine ständige Debatte über den Ansatz der Verwendung von Levelized Costs of Electricity (LCOE). Die erste oberflächliche Analyse legt nahe, dass Wind und Sonne jetzt billiger sind als Kohle und Atomkraft. Viele Experten argumentieren jedoch, dass diese Zahlen nicht die vollen zusätzlichen Kosten berücksichtigen, die erneuerbare Energien dem System auferlegen. Tatsache ist, dass erneuerbare Energien in weniger als 35% der Fälle Strom liefern, intermittierend, unvorhersehbar, sehr variabel und von sehr geringer Energiedichte sind. Die zusätzlichen Kosten, die diese Faktoren dem System auferlegen, sind nicht in den derzeit verwendeten LCOEs enthalten, sondern vom System zu tragen.

Diese zusätzlichen Kosten sollten direkt jeder Energietechnologie zugeordnet werden, die für die von ihnen verursachten erhöhten Systemkosten verantwortlich ist. Die Ergebnisse von Experten sind, dass versandfähiger Strom (Kohle und Atomkraft) mit einer weitaus längeren Lebensdauer von 40 bis 60 Jahren nicht direkt mit nicht versandfähigem Strom (Wind und Sonne) verglichen werden kann, der nur nach der LCOE-Methode eine Lebensdauer von nur 20 Jahren hat . Die Literatur enthält zahlreiche Artikel zu diesem Thema, die diese Argumente stützen.

Literature Review
[yarp]

Ein Bericht mit dem Titel "Kritische Überprüfung der LCOE-Metrik (Levelised Cost of Energy)" von MD Sklar-Chik et al., Veröffentlicht im South African Journal of Industrial Engineering, Dezember 2016, Band 27 (4), ist relevant. Es kam zu dem Schluss, dass „LCOE bestimmte Schlüsselbegriffe wie Inflation, Integrationskosten und Systemkosten vernachlässigt. Die Auswirkungen der Einbeziehung dieser zusätzlichen Kosten würden eine umfassendere Metrik für die Bewertung von Stromerzeugungsprojekten und für das gesamte System liefern. LCOE darf nicht isoliert verwendet werden, sondern in Verbindung mit anderen Projektmetriken und -methoden. “

Eine besonders wichtige Studie und Umfrage zur Modellierung wurde von BP Heard et al. Mit dem Titel "Beweislast: Eine umfassende Überprüfung der Machbarkeit von 100% erneuerbaren Elektrizitätssystemen" abgeschlossen. Nach einer Überprüfung von 24 Studien, in denen behauptet wurde, dass ein zu 100% erneuerbares Stromsystem erreichbar ist, kamen sie zu dem Schluss, dass „es keine empirischen oder historischen Beweise gibt, die belegen, dass solche Systeme tatsächlich machbar sind“. Wichtig ist, dass ihre Schlussfolgerung lautet: „Die Realität ist, dass 100% erneuerbare Elektrizitätssysteme viele der Merkmale einer dringenden Reaktion auf den Klimawandel nicht erfüllen: höchste Sicherheit und geringstes Ausfallrisiko, Sicherung der Ergebnisse der menschlichen Entwicklung, Potenzial für Hoher Konsens und geringer Widerstand und größtmöglicher Nutzen bei niedrigsten Kosten. “

Zu den von ihnen überprüften Studien gehörten die CSIR-Vorschläge zu den erneuerbaren Energien mit hoher Durchdringung in Südafrika. Die Studie kam zu dem Schluss, dass „sowohl die Verwendung der Begriffe„ technisch machbar “als auch die versuchte Kostenberechnung der vorgeschlagenen Systeme unangemessen und verfrüht sind“. Darüber hinaus „könnte ein politischer Entscheidungsträger kaum Zweifel daran haben, dass der Strombedarf, der durch das Szenario der erneuerbaren Energien mit hoher Durchdringung von CSIR vorgeschlagen wird, nicht realistisch ist und nicht dem Gebot entspricht, die weit verbreitete Armut in Südafrika zu lindern.“ In einem anderen Artikel stellte Heard fest, dass die CSIR-Studie „wie ursprünglich angekündigt ein Gedankenexperiment war. Es ist kein Plan, es ist keine Blaupause, es ist kein 'Beweis' jeglicher Art, wie die Wellen der Schlagzeilen und Berichte nahe legen. “

Schließlich wurde die Studie der OECD und der NEA mit dem Titel „NuclearEnergy and Renewables: Systemeffekte in kohlenstoffarmen Elektrizitätssystemen untersucht“. Die Systemkosten in dieser Studie sind definiert als die Gesamtkosten über den Kosten auf Anlagenebene für die Stromversorgung bei einer bestimmten Last und einem bestimmten Grad an Versorgungssicherheit. Dies war eine umfassende Studie, die sich auf die Kosten konzentrierte, die im Stromnetz für Erzeuger, Verbraucher und Betreiber von Verkehrsnetznetzen anfallen und als „Netzkosten auf Netzebene“ oder „Netzkosten“ bezeichnet werden. Die Gesamtsystemkosten würden diejenigen Effekte einschließen, die schwer zu monetarisieren sind und die die Wirtschaft und das Wohlergehen eines Landes über den Energiesektor hinaus beeinträchtigen könnten. Diese Netzkosten würden den LCOE erhöhen.

Unter Verwendung der durchschnittlichen zusätzlichen Netzkosten für die verschiedenen in der Studie ermittelten Technologien und unter Anwendung auf Südafrika würden die zusätzlichen Netzkosten für Kernkraftwerke R0.026 / kWh, Kohle R0.013 / kWh, Wind R 0.364 / kWh und Solar R0.493 betragen XNUMX / kWh. Für Südafrika müssen natürlich genauere Kosten ermittelt und geschätzt werden. Die oben genannten relevanten Kosten müssen jeder Technologie zugeordnet werden, bevor der geringste Kostenmix ermittelt wird.

Zu den wesentlichen Informationen gehört auch ein Forschungsbericht von D. Weißbach et al. (Weißbach et al. (2013)) über die Energiegewinnung aus investierter Energie (EROI) in Deutschland. Die Forschung zeigt, dass erneuerbare Energien unwirtschaftlich sind und zu einer wirtschaftlichen Stagnation führen werden. Während sich der EROI für Kohle und Atomkraft auf einem Gebiet befindet, das das Wachstum fördert.

Die oben genannten Untersuchungen deuten nachdrücklich darauf hin, dass die Kosten für Wind und Sonne nach Erfahrung in Übersee die Kosten für Kohle und Atomkraft wahrscheinlich erheblich übersteigen werden. Dies ist eine starke Kritik daran, Energieentscheidungen ausschließlich auf die vereinfachte LCOE-Methodik zu stützen, die derzeit im südafrikanischen Kontext verwendet wird. Dies ist sicherlich die populäre Ansicht, die in den Medien geäußert wird. Es geht darum, dass die im IRP 2016 dargelegten sogenannten kostengünstigsten Lösungen untersucht, diskutiert und gründlich neu bewertet werden müssen.

Die Kosten für jede Technologie müssen an die derzeit von der Öffentlichkeit gezahlten Subventionen angepasst werden. In diesem Fall werden sie von Eskom bezahlt. Diese müssen jedoch an die Verbraucher weitergegeben werden. Die Kosten werden letztendlich von Südafrikas leidendem Geschäft, der Öffentlichkeit und insbesondere den Armen getragen. Eskom hat Recht, sich diesen teuren Verträgen zu widersetzen. Arbeit und Gewerkschaften berücksichtigen auch zu Recht die Auswirkungen auf die Beschäftigung.

Die letzten Worte in der Arbeit von Fritz Vahrenholt mit dem Titel "Deutschlands Energiewende: Eine Katastrophe im Entstehen" fassen die Situation zusammen. "Es wird lange dauern, bis der durch eine irregeführte Energiepolitik verursachte schwere Schaden behoben ist." Die Energiewende in Deutschland wird von vielen Experten trotz der vielen Ausreden ihrer Anhänger als katastrophales Versagen bezeichnet. Die jüngsten Ereignisse in Südaustralien haben sich als wirtschaftlich katastrophal erwiesen und deutlich gezeigt, dass starker Wind zu erheblichen wirtschaftlichen Schäden führt. Die dortigen Strompreise sind kürzlich um über 100% gestiegen.

Es ist wahr, dass Elon Musk angeboten hat, es einzulagern. Es ist auch richtig, dass die wirtschaftliche Lagerung dazu beitragen wird, die Situation zu verbessern. Elon Musk ist nicht altruistisch. Seine Firma stellt Batterien her. Für den Preis ist dies billige Werbung. Die Batterien sind derzeit sehr teuer und die Südaustralier zahlen einen hohen Preis für alle Notwindbedürfnisse. Diese Fakten fassen den zukünftigen Trend in Südafrika zusammen, wenn die aktuellen IRP-Pläne umgesetzt werden.

Zu berücksichtigende Modellierungsprobleme

Die obigen Argumente müssen näher untersucht werden, da sie für die Situation in Südafrika gelten. Die folgenden Faktoren müssen vollständig untersucht, identifiziert und bewertet werden:
• Die tatsächlichen Netzkosten oder zusätzlichen Netzkosten und Kosten im Zusammenhang mit der Netzstabilität für jede Technologie.
• Die Kosten für die Aufrechterhaltung einer zusätzlichen Spinnreserve für Technologien, bei denen eine Erhöhung der Spinnreserve erforderlich ist.
• Die mit zunehmender Unsicherheit verbundene Unsicherheit und das wirtschaftliche Risiko für die Wirtschaft. Alle Übergänge von einer Energiequelle zur anderen scheinen davon auszugehen, dass sie unter sicheren Bedingungen als perfekt reibungslose nahtlose Übergänge stattfinden. Es besteht immer ein Risiko und eine Unsicherheit, und daher besteht immer eine Wahrscheinlichkeit für eine Verzögerung und einen Ausfall des Übergangs, und dies muss bewertet werden.
• Die Wahrscheinlichkeit von Verzögerungen bei der Reduzierung der Lieferungen aus versandfähigen Quellen oder der Erhöhung der Lieferungen aus versandfähigen Quellen. Verzögerungen im Angebot und die daraus resultierende nicht gedeckte Nachfrage müssen auf Kosten der nicht verdienten Energie (COUE) berechnet werden, die derzeit R77.30 / kWh beträgt.
• Die erhöhten Versandkosten, wenn die Versandtechnologien gezwungen sind, ihre Liefermenge zu ändern. Tatsächlich müssen die tatsächlichen zusätzlichen Kosten eines häufigeren Hoch- und Herunterfahrens bewertet werden.
• Kosten für Überangebot gegenüber Nachfrage durch nicht versandfähige Bezugsquellen.
• Es ist wichtig, dass CO2 keine Grenzen oder Einschränkungen haben. Dies würde eine ordnungsgemäße Beurteilung der tatsächlichen Kosten und Mischungen ermöglichen.

Derzeit werden diese vom Netzbetreiber übernommen oder bezahlt, sollten jedoch vom Lieferanten übernommen werden. Die oben aufgeführten zusätzlichen Kosten für verschiedene Technologien müssen jeder Technologie zugeordnet werden. Wenn dies nicht erfolgt, werden Technologien mit ungenauen Kostenzuordnungen nicht fair bewertet.

Diese wirken sich auf die so genannten Low-Cost-Mixes aus. Wenn diese Kosten nicht korrekt der Technologie zugeordnet werden, die die zusätzlichen Kosten verursacht, erhält diese Technologie tatsächlich eine indirekte oder versteckte Subvention. Subventionen führen wiederum zu einer Fehlallokation von Ressourcen. Der Ansatz und die Planung der IRP 2016-Szenarien und die Ergebnisse scheinen darauf hinzudeuten, dass sie die oben genannten Faktoren nicht ausreichend berücksichtigen oder unterschätzen. Die Ergebnisse haben wenig oder gar keinen Bezug zur Realität in der Welt, wenn sie mit den Preisen in anderen Ländern verglichen werden.

Externalitäten und andere Überlegungen

Es ist wichtig, dass externe Effekte bei der Berechnung des LCOE und der Kostenauswirkungen von Technologiesystemen ignoriert werden. Wenn diese gemessen werden, werden immer nicht alle externen Effekte und Umweltkosten berücksichtigt. Darüber hinaus werden die tatsächlichen Vorteile von Technologien nicht berücksichtigt.

Alle Technologien unterliegen externen Einflüssen, einschließlich erneuerbarer Energien. Sie sind äußerst schwer richtig zu bewerten und unterliegen persönlichen Ansichten, Vorurteilen und Emotionen. Diese Kosten und Nutzen sollten von Experten außerhalb der Hauptkosten für jede Technologie und für den Mix, der Gegenstand dieses Dokuments ist, diskutiert werden.

Eine vollständige oder sogar teilweise sozioökonomische Auswirkungsstudie wurde nicht berücksichtigt. Das IRP 2016 beinhaltet große technologische Veränderungen, es wurden jedoch keine vollständigen oder teilweisen Folgenabschätzungen durchgeführt. Eine vollständige sozioökonomische Auswirkungsstudie ist Teil dieses separaten Prozesses, und dies wurde überhaupt nicht durchgeführt.

Extremereignisse, die immer auftreten, müssen statistisch in die Eingabe einbezogen werden. Diese treten wahrscheinlich häufiger bei nicht versandfähigen, hochvariablen, unterbrechbaren Technologien auf, die erhebliche wirtschaftliche Auswirkungen haben. Versandfähige Technologien sind selten extremen Ereignissen ausgesetzt. Der Ausschluss solcher Ereignisse führt zu einer unglücklichen falschen Tendenz zugunsten dieser nicht versandfähigen Technologien.

Vorsicht ist geboten, wenn größere technologische Änderungen in Betracht gezogen werden. Alle externen Effekte, Kosten und Nutzen können in bekannte Bekannte, bekannte Unbekannte, unbekannte bekannte und unbekannte Unbekannte eingeteilt werden. Leider steigt mit zunehmenden Unbekannten das Risiko und man bewegt sich auf dem Gebiet komplexer Systeme. Langfristige Energieplanung und komplexe Volkswirtschaften fallen in diese Kategorie.

Die Arbeit von Professor David Snowdon wurde häufig für die Entwicklung eines preisgekrönten Rahmens für die Entscheidungsfindung in komplexen Systemen in einer komplizierten Welt zitiert. Snowden ist der Gründer und wissenschaftliche Leiter von Cognitive Edge, einer in Singapur ansässigen Unternehmensberatung, die sich auf Komplexität und Sinneswahrnehmung spezialisiert hat.

In diesem Prozess wird empfohlen, innovative Technologien nicht schnell einzusetzen, wenn die Ergebnisse ungewiss sind und Entscheidungen langfristig möglicherweise irreversiblen Schaden verursachen können. Diese Systeme benötigen multidisziplinäre Teams, um sie richtig bewerten zu können. Energie ist ein komplexes und relativ langsames Feld, und bei Entscheidungen, die sich auf große wirtschaftliche Prozesse auswirken und langfristig irreversible nachteilige Auswirkungen haben, ist Vorsicht geboten.

Zusammenfassung

Nur die aktuellen Schätzungen der LCOEs für jede Technologie zu nehmen und sie allein für die Netzkosten zu erhöhen, würde die Situation erheblich verändern. Die Verwendung der durchschnittlichen Netzkosten der OECD würde die LCOE für Kernkraftwerke auf 1.31 R1.06 / kWh, Kohle auf 0.98 R / kWh, Wind auf 1.11 R / kWh und Solarto auf XNUMX R / kWh erhöhen. Dies sind nur Schätzungen, die auf einer Überseestudie basieren. Kostenschätzungen für südafrikanische Bedingungen müssen erstellt werden.

Alle anderen Kosten aus den aufgeführten Faktoren müssen ebenfalls jeder Technologie zugeordnet werden. Es ist fast sicher, dass diese Kosten die zuvor genannten Netzkosten bei weitem übersteigen werden. Schätzungen gehen davon aus, dass der wahre wirtschaftliche LCOE, bereinigt um die oben genannten Faktoren, bei Kernkraft R1.36 / kWh, Kohle R1.15 / kWh, Wind R1.80 / kWh und Solar R2.55 / kWh liegt.

Diese Zahlen werden bei Unterstützern erneuerbarer Energien Empörung hervorrufen, aber die beste Richtlinie, ob diese Preise realistisch sind oder nicht, besteht darin, die Preisgestaltung in Übersee in Betracht zu ziehen. Die Preise in Dänemark, Deutschland und Südaustralien sind gestiegen, weil sie sich dem Wind mit hoher Durchdringung als Hauptversorgungsquelle für ihre nationale oder staatliche Energieversorgung zugewandt haben. 2016 war zu beachten, dass die von der Industrie in Deutschland gezahlten Preise 52% höher waren als in Frankreich (Nuklear) und 86% höher als in Polen (Kohle).

In Irland, oft als Beispiel für den Erfolg der Windenergie angeführt, waren die entsprechenden Vergleiche im Vergleich zu Frankreich um 34% und im Vergleich zu Polen um 64% höher. Im Durchschnitt scheint der deutsche Strompreis um 44% höher zu sein als der durchschnittliche Strompreis in Europa. Südaustralien zahlt offenbar einige der höchsten Strompreise der Welt. Die obigen Argumente deuten darauf hin, dass die aktuellen Argumente, wonach die Preise unter Verwendung des LCOE jeder Technologie die niedrigsten Kosten verursachen, stark fehlerhaft sind.

In diesem Artikel soll festgestellt werden, dass die geplanten und empfohlenen Strommischungen für das IRP 2016 in Zukunft erneut überprüft und bewertet werden müssen. Noch wichtiger ist, dass der Artikel zu einer rationalen Debatte über die tatsächlichen Energieentscheidungen beitragen soll, denen sich Südafrika in Zukunft stellen muss.

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Dorcas Kang'ereha
Dorcas Kang'ereha
Redakteur / Business Developer bei Group Africa Publishing Ltd

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