Ich veröffentliche seit Jahren (2014, 2019, 2021, 2022). Meine Prämisse vor neun Jahren war eine Grundsatzbehauptung mit begrenzten empirischen Ergebnissen, dass Wind und Sonne die Kernenergie in China radikal überflügeln würden. Warum? Modularität reduziert langfristige Risiken, wie Professor Bent Flyvbjerg, globaler Experte und Ansprechpartner für Megaprojekte, es in seinem neuen Buch ausdrückt Wie große Dinge erledigt werdenwo er meine Einschätzung des Naturversuchs einfügt.
Spätere Bewertungen ergaben, dass dies zutraf. Jedes Jahr überflügelte die Kombination aus Wind und Sonne, und normalerweise beide einzeln, die neue Kernenergieerzeugung, sowohl in Bezug auf die Nennkapazität als auch in zusätzlichen TWh an jährlicher Erzeugung. Aber wie Professor Mark Z. Jacobson uns gerne daran erinnert, ist es nicht WS, es ist WWS, also Wind, Wasser und Sonne. Und so habe ich heute ein wenig Zeit damit verbracht, mir die seit dem Jahr 2000 weltweit hinzugekommenen Wasserkrafterzeugungskapazitäten anzusehen, die sich fast ausschließlich in China herausstellten. Von den 132,5 GW neuer großer Wasserkraftprojekte, die seit 2000 weltweit ans Netz gingen, befanden sich 113 GW in China. Nicht überraschend für jeden, der auch nur die geringste Aufmerksamkeit schenkt, aber dennoch große Zahlen.
Aber was bedeutet das, wenn man es zu Wind und Sonne hinzufügt und mit Kernenergie vergleicht und den Datensatz von 2010 bis 2022 nutzt, den ich bereits hatte?
Zusätzliche Kapazitätserweiterungen in GW pro Jahr in China, Diagramm von Michael Barnard Chief Strategist TFIE Strategy Inc
Massive Wasserkraftprojekte kommen in Spitzen online. Ich habe GW der Typenschildkapazität zwischen anfänglichen Anschlüssen an das Netz und späteren Anschlüssen aufgeteilt, wenn mehr Turbinen ans Netz gingen. In Ermangelung anderer Daten habe ich mich entschieden, sie gleichmäßig auf die Jahre in dem von mir gefundenen Datensatz aufzuteilen. Infolgedessen zeigt sich der gewaltige Drei-Schluchten-Staudamm, der 2008 erstmals ans Netz ging und 2012 mehr Kapazität hinzufügte, in diesem Diagramm als relativ kleine Erhebung.
Es ist unklar, warum, aber 2014 wurden sieben Wasserkraftprojekte mit Netzanschlüssen von insgesamt etwas mehr als 40 GW Nennkapazität ausgestattet. Das war eindeutig ein herausragendes Jahr für Wasserkraftprojekte im Land und ein nicht gefeierter Meilenstein in der erneuerbaren Energieerzeugung.
Aber es gibt eine interessante Frage zu allen Formen der Stromerzeugung, nämlich mit welchen Kapazitätsfaktoren sie arbeiten. Chinas Wind- und Solarenergie wurden in der Vergangenheit durch Herausforderungen bei Übertragungsverbindungen eingeschränkt, die jedes Jahr gelöst wurden. Die Rekordernte an Offshore-Windenergie im vergangenen Jahr wurde natürlich problemlos mit HGÜ ans Netz gebracht.
Was ist mit Hydro? Es hat unterschiedliche Herausforderungen für Kapazitätsfaktoren, typischerweise eine Frühjahrsflut mit oft viel zu viel Wasser, um für die Erzeugung verwendet zu werden, und eine Herbstpause, in der die Erzeugung gering ist. Im Fall von China stammen die besten Daten, die ich derzeit habe, aus dem International Hydropower Association (IHA) die 1.355 TWh elektrische Erzeugung aus 370.160 MW Leistung im Jahr 2020 auflistet. Das sind 42 % Kapazitätsfaktor, den ich für die Erzeugung verwendet habe.
Ich war davon etwas überrascht und wäre an besseren Daten interessiert, falls jemand welche zur Hand haben sollte. Was es bedeutet, ist, dass während die Kernenergie von 2010 bis 2022 insgesamt etwa 243 TWh an neuer Nettostromerzeugung hinzufügte, die Wasserkraft nur etwa 229 TWh an neuer Erzeugung hinzufügte. Es war ein interessantes Ergebnis, auf dessen Bewertung ich später noch etwas Zeit verwenden werde. Natürlich hat die Windenergie in diesem Zeitraum jährlich etwa 711 TWh an neuer Erzeugung hinzugefügt, und die Solarenergie hat etwa 474 TWh hinzugefügt. Beide überflügelten Kernkraft und Wasserkraft.
Für die Zwecke von Wind, Sonne und Kernenergie hatte ich einfach die jedes Jahr neu hinzukommende TWh an Erzeugung dargestellt. Aber beim Hinzufügen von Wasser zum Datensatz schien es vernünftig, ihn kumulativ zu machen.
Steigende TWh-Erzeugung pro Jahr in China, Diagramm von Michael Barnard, Chief Strategist, TFIE Strategy Inc
Die blaue Linie unten ist nuklear, und nicht besonders scharfe Augen werden bemerken, dass sie zu flach tendiert. Die rote Linie oben zeigt die kumulativen Zuwächse aus Wind, Wasser und Sonne zu den jährlichen TWh Strom, die in Chinas Stromnetz fließen, und nicht besonders scharfe Augen werden bemerken, dass sie sich nach oben krümmt.
Betrachtet man die Diskrepanz zwischen den Hinzufügungen der tatsächlichen TWh durch erneuerbare Erzeugungsquellen etwas genauer, gibt es ein paar Dinge zu beachten.
Der erste ist natürlich, dass die Standortwahl für Wind- und Solarenergie viel einfacher ist als die für große Wasserkraftwerke. Sie brauchen nur flache Bereiche mit gutem Wind und Sonne, und Wind mag Gratlinien, an denen flache Bits hergestellt werden können. Big Hydro braucht einen großen Fluss mit einem ziemlich großen Gefälle entlang seiner Länge und mindestens eine Stelle, an der er ein großes Tal geschnitzt hat. Mäandernde Flüsse wie der Mississippi müssen nicht gelten, obwohl sie für die Binnenschifffahrt viel besser sind. Die Kombination bedeutet, dass es in der Regel einfacher ist, Material und Arbeiter für Wind- und Solarparks zu den Standorten zu bringen, Baufahrzeuge leichter um sie herum zu bewegen und dergleichen.
Und Wasserkraftwerke haben eine andere Realität: Sie können nicht leben oder arbeiten, wo sie sind. Im Gegensatz zu Solarparks, die einfach um bestehende Gebäude oder Straßen herum gebaut werden können, oder Windparks, bei denen Turbinen in den unproduktiven Ecken von landwirtschaftlichen Feldern gebaut werden können, verdrängen Wasserkraftwerke alles und jeden, wo sie existieren. BCs Standort-C-Damm-Reservoir wird 93 Quadratkilometer groß sein, wenn es gefüllt ist, und alles und jeder in diesem Raum wird verdrängt oder untergetaucht. Three Gorges ist etwas mehr als 1.000 Quadratkilometer groß und 114 Städte, 1.680 Dörfer und 1,3 Millionen Menschen wurden vertrieben. Das sind große Bereiche und große Probleme, mit denen wir uns befassen müssen.
Große Staudämme sind riesige Megaprojekte in komplexem Gelände. Und hier kommt der nächste Punkt ins Spiel: Fat-Tail-Risiken.
Bild von Projektkategorien, die die Erwartungen hinsichtlich Zeit, Budget und Nutzen erfüllen, im Vergleich zu denen, die dies nicht tun, von Wie große Dinge erledigt werden von Bent Flyvbjerg und Dan Gardner
Ja, ich verwende wieder diese Grafik aus Flyvbjergs Buch. Spüren Sie die Projektkategorien auf, bis Sie Dämme finden. Siebter von unten. 18. von oben. Aber immer noch deutlich über dem Atomkraftwerksbau. Laut Flyvbjergs Daten bergen große Wasserkraftwerke viele Risiken. Sie neigen stark dazu, das Budget zu überschreiten, was diese Grafik zeigt. Auch über dem Zeitplan.
Dennoch hat China es geschafft, seit 2000 16 davon zu bauen und an das Stromnetz anzuschließen. Ich wusste natürlich um den Drei-Schluchten-Staudamm, wusste aber nicht, dass es sich um einen kleinen Teil des Wasserkraftwerks handelte, das China gebaut hatte. Und obwohl die Kosten- und Zeitplanergebnisse der einzelnen Projekte im Vergleich zu den Plänen nicht verfügbar sind, gelang es China, sie zu erstellen.
Das natürliche Experiment Erneuerbare vs. Kernkraft setzt sich in China fort und entwickelt sich weiterhin zugunsten der Erneuerbaren.