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Energie

 

Parabolspiegel 1901

Seit 1900 hätten wir ein internationales solares Netzwerk aufbauen können, alle notwendigen technischen Elemente waren vorhanden und verfügbar.

Ich bevorzuge zu denken, dass wir das hätten tun sollen.

 

Sehen Sie sich zu diesem Thema auch die Seiten: https://www.inwogro.de  an.

Elektrizität und Wasserstoff sind die Energieformen einer neuen, post fossilen Periode

Mit der Sonne haben den größten Fusionsreaktor vor unserer Nase und einige Staaten versuchen ständig diesen auf der Erde zu kopieren und ich frage mich: „Warum?“  Wir haben schon einen, er funktioniert hervorragend und wir haben riesige Flächen in den Wüsten der Welt zur Verfügung, um diesen Fusionsreaktor zu nutzen.

Wir brauchen dringend mehr Energie, sie muss billig sein und darf kein CO2 produzieren

Der künftige Energiebedarf wird in den nächsten 75 Jahren steil ansteigen und wir können diesen extremen Bedarf auf keinen Fall nur mit Photovoltaik und Windrädern decken.

Diese vervollständigte Grafik des BMU (Bundesministeriums für Umwelt, Klimaschutz, Naturschutz und nukleare Sicherheit der Bundesrepublik Deutschland) offenbart dies deutlich, ohne Solarthermische Kraftwerke in der Wüste wird es nicht gehen und auch Windkraft wird sich wohl in naher Zukunft nicht mehr weiter ausbauen lassen. Allerdings sieht das BMU auch noch 2100 immer noch die Nutzung fossiler Energien und auch davon müssen wir schnellstens weg kommen.

Wasserstoff  Fusionsreaktoren, eine ganz andere Phantasie

     

Ich werde oft zu Fusionsreaktoren befragt und möchte gerne darauf antworten:

Beispiel: ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) und NIF 2009 (National Ignition Facility)

Alleine für den Forschungsreaktor ITER wird ein riesiges Areal bebaut. Er ist frühestens 2027 fertig, wird in etwa 15 Milliarden Euro kosten, es fallen Betriebskosten von etwa 30-50 Milliarden Euro an und er wird niemals Energie liefern. Erste verwertbare Ergebnisse werden erst nach 50 Jahren erwartet, bis dahin sind dann 300 Tonnen mäßig radioaktiver Müll entstanden dessen vorläufige Endlagerung  wiederum mindestens 40 Milliarden Euro verschlingen dürfte, der Rückbau der Anlage und die Endlagerung des Mülls kostet dann 100-200 Milliarden Euro. Wir müssen hier also im günstigsten Fall mit Kosten 185 Milliarden Euro rechnen (Steuergelder) für die eventuelle Erkenntnis in 2077, dass diese Reaktoren unfähig sind mehr Energie zu produzieren als man hineinsteckt, denn es ist immer noch nicht klar ob das Ganze je funktionieren wird.

Die neueste Meldung betrifft Das 3,5 Milliarden Dollar teure NIF 2009: Es funktioniert nicht! Der Laser-basierende Wunderreaktor in welchem vor kurzem ein angeblicher Durchbruch gelungen ist, zum ersten mal produzierte ein Laborexperiment mehr Energie als hineingesteckt wurde ist letztendlich auch wieder nur ein Flop. Das  Fusionsprojekt kämpfe mit jeder Menge Schwierigkeiten sagen die  Betreiber, die Voraussagen die auf erste Versuche mit kleineren Lasern  und Computersimulationen basieren seien zu optimistisch gewesen. Zwar erreicht die Anlage die zur Zündung nötige Temperatur von 50 Millionen  Grad, und es verschmelzen auch schon Wasserstoffkerne zu Helium. Doch da die Brennstoffkapseln zu früh auseinanderreißen, können sie nicht  komplett zünden. Und ob und wann das passieren wird, ist noch nicht  absehbar. Und selbst wenn es gelingt: Der endgültige Durchbruch für ein  Fusionskraftwerk auf Laserbasis wäre das noch nicht. Denn anschließend  müsste man untersuchen, ob sich das Ganze überhaupt in eine  wirtschaftliche Technologie umsetzen ließe.

Mein Vater pflegte immer zu sagen: Warum einfach wenn es auch umständlich geht?

Zum Vergleich:   NOOR:

Das größte solarthermische Sonnenkraftwerk der Erde kostet 2,2 Milliarden Euro, die Bauzeit betrug 3 Jahre, die Anlage liefert eine Leistung von 580 Megawatt, sofort nach Fertigstellung und die Sonne stellt keine Betriebskostenrechnung. Lediglich geringe Wartungskosten fallen an und die Entsorgung bzw. Abbaukosten sind ebenso relativ gering. Sie können locker aus den Rücklagen der üppigen Gewinne beglichen werden.

Quelle: Welt.de

Wasserstoff und seine Anwendung als Energiespeicher

Wasserstoff gibt es genug auf der Erde, aber es hängen immer zwei Atome davon mit einem Sauerstoffatom herum. Oder, der Wasserstoff ist, in Zusammenhang mit Sauerstoff verbrannt. Diese Partnerschaft nennen wir Wasser.  Das gilt es also wieder zu trennen.

Die Kraft welche das Wasserstoff-Atom zum Sauerstoff treibt ist das Elektron.

Es ist das gleiche Elektron welches auch Maschinen antreibt oder Licht erzeugt, es bringt Computer zum leben, treibt Kühlschränke an und ist die Basis für fast alles was unser Leben leichter macht. Ohne Elektron sähen wir ganz schön alt aus. Wir können Elektronen nicht direkt erzeugen, aber wir können sie bewegen. Dies ist die Basis unserer elektrischen Energie. Wir können durch Bewegung einen Elektronenüberschuss erzeugen den wir Spannung nennen. Mit dieser Spannung (U) Zählungseinheit Volt ist es dann möglich die Elektronen zu zwingen für uns zu arbeiten und Leistung (P), angeben in Watt, zu erbringen. Ihr Weg durch einen Leiter und den Widerstand der uns dient nennen wir Stromfluss (I) dessen Menge wir in Ampere angeben. Wenn wir dem Wasserstoff nun sein Elektron zurückgeben, dann trennt er sich wieder vom Sauerstoffatom und wir können die im Wasserstoff gespeicherte Energie nutzen indem wir den Wasserstoff erneut verbrennen. Dazu müssen wir zunächst einmal eine Leistung erbringen. Wir müssen Kraftwerke bauen und zwar sehr viele. Denn diese Umsetzung von elektrischer Energie in Wasserstoff und zurück vom Wasserstoff in elektrische Energie ist sehr verlustreich. Bei diesem hin und her gehen uns nämlich glatte 85% bis 87% verloren. Weitere 5% bis 10% gehen uns durch Leitungen verloren so das wir ca. 90% bis 97% mehr Kraftwerke bauen müssen als wenn wir die elektrische Energie direkt nutzen würden.

Versuchsergebnis: Umwandlung elektrische Energie in Wasserstoff – Wasserstoff in elektrische Energie:

Nur 13 -15 % der dem Netz entnommenen elektrischen Energie konnte zurückgespeist werden; 85 % bzw. 87 % der elektrischen Energie ging bei der Umwandlung von elektrischer Energie in Wasserstoff und Rückumwandlung von Wasserstoff in elektrische Energie, in dem Versuch 2003 am FTZ in Büsum, verloren.

Die Speicherung von elektrischer Energie in Wasserstoff ist also eine sehr, sehr verlustreiche Variante der Speicherung.

Elektrolyseure: Schauen wir uns doch zunächst einmal die Umsetzung von elektrischer Energie in Wasserstoff einmal an. Ein jeder kennt diesen Vorgang bestimmt noch aus dem Chemieunterricht, man nennt diesen Vorgang Elektrolyse:

Elektrolyseurmodel  Quelle: Davidlfritz

Hübsch. Nicht war?  Wasserstoff nimmt Elektronen auf und wird dabei reduziert, Sauerstoff gibt Elektronen ab und wird dabei oxidiert. Dazwischen eine Membran die nur die winzigen Ionenrümpfe des Wasserstoffs hindurch lässt und so beide Atome trennt. Der Wirkungsgrad liegt bei 75%-80%

Die Brennstoffzelle:
 


Funktionsweise einer Polymer-Elektrolyt-Brennstoffzelle Quelle:bbs-brv.de

Zurück geht es auch, Wasserstoff gibt Elektronen ab, auf dieser Seite herrscht ein Elektronenüberschuss, diese hetzen dann außen herum durch den Widerstand, auf der anderen Seite herrscht Elektronenmangel, hier nimmt nun der Sauerstoff Elektronen auf und wird dabei reduziert, Die Protonen des Wasserstoffs gelangen wieder durch eine Membran, durch welche sie nur ohne Elektronen hindurch passen, auf die andere Seite. Dort vereinigt sich der Wasserstoff dann wieder mit dem Sauerstoff, es entsteht Wasser und Wärme.

 
Einzelne Brennstoffzelle und ein Brennstoffzellenstapel (Stack)

Beide Systeme werden immer in Stapeln, so genannten Stacks, verarbeitet um mehr Leistung zu erhalten.

Reformation:

Ein Baum macht übrigens auch solche Sachen allerdings verwandelt er mit Sonnenenergie Wasser und Kohlenstoffdioxide CO2 aus der Luft drei Hauptbestandteile: Zellulose, Hemicellulose und Lignin, die zu den Kohlenwasserstoffverbindungen zählen und wir nennen es Holz. Den Sauerstoff kann er nicht gebrauchen und so scheidet er ihn einfach aus. Die meisten anderen Pflanzen machen dies auch so und so wiederum kommt es das wir atmen können. Feine Sache finde ich. Sind die Pflanzen nicht tolle Lebewesen? Ich meine immerhin verdanken wir ihnen unser Leben. Und nicht nur das. Wenn sie das nächste mal in ihr Auto steigen denken Sie bitte daran das sie nur deshalb fahren weil sich in ihrem Tank die zerquetschten Körperteile der Großeltern unseres Baumes befinden. Diese Zeug, meist Benzin oder Diesel gehört zur Gruppe der Kohlenwasserstoffe. Weil wir dazu auch Sauerstoff benötigen entsteht jede Menge CO2. Das ist das Zeug mit dem wir gerade eben so viele Probleme bekommen.

Wir können aber auch aus diesen Kohlenwasserstoffverbindungen direkt reinen Wasserstoff herstellen, diesen Prozess nennen wir Reformierung. Bei diesem Prozess entsteht jedoch neben Wasserstoff unter anderem: Kohlenmonoxid CO, Kohlendioxid CO2 und Stickstoff in nicht unerheblichen Mengen. Der Wirkungsgrad (Erdgas zu Wasserstoff) liegt bei nur ca. 60 bis 70 %.

Wasserstoff benötigt etwas sehr Wichtiges und das ist Wasser

Wenn wir elektrische Energie in Wüsten erzeugen wollen gibt es dort in der Regel sehr wenig Wasser und selbst wenn wir dieses dort hin transportieren wäre es nicht sehr sinnvoll den Wasserstoff in diesen Wüsten zu erzeugen, mit Transportern wie LKW oder Zügen via Tanks zu Häfen zu transportieren und dann weiter mit Schiffen zu anderen weit entfernten Häfen zu verschiffen und nun von dort aus, möglicherweise via Hochdruckpipelines  oder wiederum mit LKWs oder Zügen zu den Verbrauchern zu transportieren. Schon die Länge dieser Erklärung bereitet Kopfschmerzen.

Besser wäre es die in den Wüsten der Welt erzeugte elektrische Energie in einem internationalen Energienetzwerk überall auf der Welt zur Verfügung zu haben und zusammen mit einem internationalen Wassernetzwerk den Wasserstoff vor Ort, dort wo er benötigt wird, zu erzeugen und in kleinen lokalen Niederdrucknetzwerken an die Verbraucher zu liefern. Größere Verbraucher könnten eigene Erzeugerstationen nutzen.

         

Angepasste Wasserstoffstationen, in direkter Nähe der Verbraucher, kleine Niederdrucknetzwerke für nah beieinander liegende Abnehmer, Dörfer, Stadtsiedlungen, stellen die vernünftigste Art der Nutzung dar. Kurze Versorgungswege, sind die Garantie für eine wirklich verlustfreie und grüne Nutzung von Wasserstoff.

Genau zu diesem Zweck benötigen wir das internationale Energie und Wassernetzwerk!

Doch wo bekommen wir das Wasser her?  Aus dem Meer! 

Entsalzungsanlagen

Wir dürfen jedoch keine Umkehrosmoseanlagen mehr sondern Siedesalinen nutzen. Wir wollen diese Technik an den Küsten der warmen Zonen nutzen, denn wir erhitzen das salzige Wasser mit Sonnenenergie auf relativ flachen Edelstahlbahnen die in Glas eingeschlossen sind, das Wasser verdampft und wir sammeln den reinen Wasserdampf, kühlen ihn ab und leiten das Wasser in Tanks. Diese Technologie reduziert dieCO2-Emissionen gegenüber der Umkehrosmose um 1400 Prozent.

Wir bräuchten kaum externe Energie und vor allem keine Chemikalien. Bei diesem Prozess entsteht nur wenig ungiftige Salzlauge oder gar kein Abwasser, weil gleichzeitig Salz gewonnen wird. Außerdem lassen sich aus dieser Salzlauge, durch sogenannte Nanofiltration, diverse Mineralien gewinnen wie Kalzium, Magnesium, Natrium, Chlorid und sogar Lithium.

Um Trinkwasser zu produzieren müssen wir dem Wasser aber wieder wichtige Mineralien zusetzen, also werden die gewonnen Mineralien zum Teil wieder gebraucht. Wird das Wasser dazu benutzt Wasserstoff her zu stellen, Felder zu bewässern oder Grundwasserreservoirs auf zu füllen kann man unter Umständen auf die Mineralisierung verzichten, da hier keine Mineralien benötigt werden, natürlicher Dünger hinzugefügt wird oder das Wasser Mineralien aus dem Boden aufnimmt. Übrigens ist Meersalz von hoher Qualität und sehr begehrt. Steinsalz aus Bergwerken würde dann kaum mehr verwendet werden, Köche in aller Welt schwören auf Meersalz. Es gibt heute schon spezielle Entsalzungsanlagen die Meersalz Schaum den sogenannte Espuma de Sal produzieren, die Wartezeiten für dieses Salz betragen Monate. Gleiches gilt für Flor de Sal, die Blume des Salzes, eine Schicht die im letzten Becken oben auf der Sole entsteht und von Hand abgeschöpft wird. Die industrielle Herstellung von Dünger aus Meersalz anstelle von Steinsalz ist prinzipiell möglich, da beide im Wesentlichen Natriumchlorid enthalten. Meersalz kann einen höheren Gehalt an Mineralien aufweisen, für die Düngerherstellung müsste Meersalz deshalb aufbereitet und zu einem für die Landwirtschaft geeigneten Produkt verarbeitet werden, ähnlich wie es auch mit Steinsalz geschieht. 

An sich ist der Prozess keine neue und atemberaubende Sache sondern genau so wie Salz an Land aus Bergwerken und an der See in großen flachen Becken einst hergestellt wurde. Das Wasser verdampfte und das Salz blieb übrig. An Land musste man Energie einsetzen und am Meer vollbrachte es die Sonne. Wir kombinieren hier die Pfannentechnik der Berkwerksherstellung von Salz mit der Verdampfungstechnik der Becken am Meer und mit der Technik der Schnapsbrauer indem wir das verdampfende Wasser auffangen abkühlen und nutzen.

Die Osmosetechnik, eine Membran filtert Mineralien, Salze und andere gelöste Stoffe aus dem Wasser, kann sicherstellen, das unser Wasser frei von Mineralien und Kalk, optimal für die Wasserstofferzeugung eingesetzt werden kann. Diese Osmoseanlagen würden dann ebenso vor Ort in der Nähe der Wasserstofferzeugung stehen.

Die Wasserstoffturbine

Wir haben jetzt Wasserstoff und könnten diesen wieder zurück in elektrische Energie verwandeln. Die Wasserstoffturbine für den stationären Einsatz treibt dazu einen Generator an und elektrische Energie entsteht. So könnte unter Verlusten natürlich elektrische Energie in Form von Wasserstoff gespeichert werden.  

Die Wasserstoffturbine könnte auch in Flugzeugen eingesetzt werden um Schubenergie zu generieren. Neue Turbinen werden derzeit erforscht, allerdings kann Wasserstoff nicht gut gelagert werden, er benötigt riesige Tanks die ganz speziell isoliert werden müssen. Deshalb lässt sich Wasserstoff für Langstreckenflüge nicht nutzen, die Tanks um genügend Wasserstoff zu speichern wären einfach zu groß.

Micro und Powerturbinen

Andere Antriebsarten:

Es gibt natürlich auch einen Wasserstoffverbrennungsmotor nach dem Otto-Prinzip, sein Wirkungsgrad liegt bei etwa 35%, er ist damit besser als Benzinmotor, dessen Wirkungsgrad in etwa 28% beträgt und schlechter als ein Dieselmotor der mit einem Wirkungsgrad von ungefähr 40% läuft. Der Schmierölverbrauch verursacht Spuren von Kohlendioxid, Kohlenstoffmonoxid und Kohlenwasserstoffen im Abgas. Die Leistung jedoch ist niedriger als die von Benzinmotoren und es gibt eine Reihe anderer Probleme deren Beseitigung einen Wasserstoff-Verbrennungsmotor sehr teuer und umständlich machen. Der Wirkungsgrad eines Wasserstoffverbrennungsmotors ist deutlich schlechter als der von Brennstoffzellenfahrzeugen und Elektroautos mit Antriebsbatterie, die eine Effizienz von bis zu 90% aufweisen. Da ist der Elektromotor einfach unschlagbar.

Fazit:

Allerdings wird bei der Umsetzung über eine Brennstoffzelle nur 13%-15%  der ursprünglichen Leistung der elektrischen Energie erreicht die investiert wurde, was die Brennstoffzelle eigentlich zum absoluten Verlierer macht.

Bei der ganzen “Wasserstoff-Diskussion” sollten wir uns auch vor Augen führen was wohl wäre wenn in der Luft 200 000 (verkehrsreicher Tag in der Luft) und am Boden 1,6 Milliarden potentielle Wasserstoffbomben unterwegs sind.

Natürlich sagen die Produzenten die Gastanks seien sicher, aber Gastransporte explodieren praktisch andauernd, der letzte gerade wieder in der Provence Zhejiang in China mit 19 Toten und 172 Verletzten

Das Desertec Projekt

Als ich 2003 meine ersten Schreiben verfasste, galt schon alleine die Idee die Verbrenner von der Straße zu holen und durch Elektromotor angetriebene Fahrzeuge zu ersetzen fast als Verfassungsfeindlich. Noch 2018 postulierte ein Politiker, der Diesel würde niemals verschwinden. Auch meine diesbezügliche Idee ein Netzwerk, aus vorwiegend solarthermischen Kraftwerken bestehend, aufzubauen stieß auf wenig Gegenliebe. Doch 2010 endlich wurde die Idee aufgegriffen, man wolle nun Wüstenstrom über Hochspannungs-Gleichstrom-Leitungen nach Europa leiten, die Desertec Industrie Initiative war geboren. Bis zum Jahr 2050 sollten mindestens 15% der europäischen Stromnachfrage durch Strom aus der Sahara gedeckt werden. Die Desertec Stiftung spielte die erste Hauptrolle, die Zweite ein Konsortium aus Industrie, Energie und Banken.

Doch bald schon gab es Streit, die eine Gruppe wollte gleich Energie exportieren und die andere zuerst die Mena-Länder (Middle East North Africa) voll versorgen. 2013 dann das Aus, es heißt man arbeite weiter daran, aber es tut sich bisher nichts. Ausgetretene Unternehmen meinen der MENA-Raum gehöre zu den politisch instabilsten der Welt, unruhig, mit Defiziten in der Rechtssicherheit, bei wechselnden wirtschaftlichen Rahmenbedingungen, die Politik sei hier zunächst gefragt. Dazu gab es gewisse Ansätze doch aus hier versickerte die Rede schnell im Boden von machen wir ein anderes mal.

Leider ist die große Schwäche unserer Staatslenker und Wirtschaftsbosse ihre Dominanz, Rechthaberei und Streitsüchtigkeit.

Technisch gab es ebenso einen Wechsel der Ansichten. Bei den kurzfristigen Energiekosten mussten die solarthermischen Kraftwerke, die die Planungen für die Desertec-Solartechnik dominierten, die umständliche und ökologisch fragwürdige Photovoltaik an sich vorbeiziehen lassen. Hier dominierten wieder einmal kurzfristige Gewinne wider jede Vernunft, denn solarthermischen Kraftwerke sind langfristig sehr viel wirtschaftlicher. Langfristiges Rechnen wird an den Wirtschaftsunis eben nicht gelehrt.

Die Energiegestehungskosten einer PV-Anlage liegen je nach Standort in Deutschland zwischen 8 und 14 Cent/ kWh. Die Kosten für die Energieerzeugung in solarthermischen Kraftwerken in Südspanien liegen zwischen 14 und 20 Cent/ kWh. Das eine Solarthermische Anlage vier mal länger hält und sich dann sehr gut recyclen lässt, spielt keine Rolle. Damit ist klar: Schnelles Geld regiert die Welt gegen jedwede Vernunft.

Die Verfasser einer Fraunhofer-Studie über die Gestehungskosten des Stroms aus erneuerbaren Quellen kommentieren ihr Untersuchungsergebnis: »Aufgrund der starken Kostensenkungen bei PV-Anlagen innerhalb der letzten Jahre besitzen PV-Kraftwerke am gleichen Standort einen „kurzfristigen“ Kostenvorteil gegenüber CSP-Kraftwerken  (CSP = Concentrated Solar Power ; Solarthermische Kraftwerke;   PV = Photovoltaik).

Nun, aufgrund der neueren Situation, die Temperaturen stiegen in den letzten Jahren schnell als erwartet, die Bürger bekommen es langsam mit der Angst zu tun und verlangen eine Energiewende, kommt die Sache nun wieder ins Gespräch, das BMU fängt, so hoffe ich, langsam an zu rechnen. Zumindest wurde offensichtlich festgestellt, dass es doch nicht so ganz ohne Solarthermie richtig voran geht mit der Energiewende.

Dimensionen:

Damit Sie einmal die Dimensionen der Energieumstellung sehen, hier ein kleine Rechnung:

Der Weltenergieverbrauch liegt aktuell bei 590 Exajoule pro Jahr (Quelle: BMWI), das sind umgerechnet: 163.889 TWh pro Jahr

Als Beispiel: Das Solarthermische Sonnenkraftwerk „Noor“ in Quarzazate Marokko: Leistung  580 MWh, 580 MWh x 24 (Stunden pro Tag) x 365 (Tage pro Jahr) = 5.080.800 MWh oder 5,09 Twh/a163.889 TWh/a : 5,09 TWh/a = ~ 32.198 Kraftwerke Typ Noor würden theoretisch ständig benötigt um den aktuellen Energiebedarf decken zu können. Sieht nicht nach so viel aus, doch diese Anzahl ist es die ständig am Netz sein und auch Energie liefern können muss. Sonnenkraftwerke liefern bestenfalls 12 -13,5 Stunden volle Energie pro Tag. Da diese Anlagen über einen Speicher verfügen können Sie auch Nachts noch Energie erzeugen, jedoch nur 3h.

Über ein Internationales Energienetzwerk in allen Wüsten der Welt wäre es einfacher, effizienter und kostengünstiger eine optimale Versorgung zu sichern. Baut jeder für sich, müssen viele Überkapazitäten bereitgestellt werden, was die Kosten in die Höhe treibt.

Windräder von 4 MW liefern im Jahresschnitt möglicherweise nur 1,6-1,8 MW Leistung, größere Räder mit 8MW das doppelte. Doch selbst wenn es gelingt die Räder noch größer zu bauen wäre der Platzbedarf zu groß für diese Erde und selbst wenn es gelänge die Hälfte des Bedarfs mit PV-Anlagen zu erbringen wäre der Aufwand, der entstehende Müll der Bedarf an Seltenen Erden so groß, dass wir alle vorhandenen Ressourcen verbrauchen müssten und dann wären immer noch nicht einmal genügend Mineralien vorhanden um den Weltbedarf hinreichend zu decken. Alleine das macht die individuelle Versorgung via Windenergie und Photovoltaik praktisch unmöglich, es wird nicht ohne Solarthermische Sonnenkraftwerke in den Wüsten gehen.

Warum also warten bis 2050? Wir sollten uns wirklich darauf konzentrieren diese Möglichkeit maximal zu nutzen. Ich denke nur so kommen wir aus diesem Tal der Tränen in dem wir uns Momentan befinden.

Zur Situation im sogenannten MENA-Raum

Seit dieser Raum von Europa und Amerika entdeckt wurde beuten wir diese Region gnadenlos aus. Arme Menschen kämpfen nun einmal um das was da ist. Die USA gab nach 1945 eine Studie in Auftrag in welcher ermittelt werden sollte warum es in Deutschland zum Faschismus kam und sie kamen zu der Erkenntnis, dass es vor allem die schlechten wirtschaftlichen Verhältnisse waren welche dafür verantwortlich waren. Und schon wieder sind die Rechten Kräfte überall auf der Welt hyperaktiv und gewinnen quasi täglich neue Unterstützer und Wähler.

 Wenn wir nun wieder dort auftauchen, Kraftwerke bauen in welchen kein Einheimischer Arbeit findet, wir die Region weiter vertrocknen lassen und uns nicht um die Menschen kümmern, werden sie weiter kämpfen um das was da ist und uns lediglich als eine weitere Plage empfinden. Da sie uns aus Erfahrung kennen werden sie uns gegenüber auch kaum besonders aufgeschlossen sein.

Wir brauchen einen guten Plan

Wir sollten also wirklich dort einen Plan vorlegen der vor allem die dortige Bevölkerung voran bringt. Auch was die bestehende Geschäftsbeziehungen anbelangt so sollten diese entsprechend angepasst werden. Alles was wir uns an Konsum so gönnen verdanken wir der Tatsache das dort Menschen in Hütten leben in die wir noch nicht einmal hineingehen würden. Seit hunderten von Jahren schleppen wir alles Wertvolle aus diesen Ländern heraus und zwingen die Menschen dort wie die Hunde zu leben weil sie für uns arbeiten müssen. In Chile verdursten Menschen weil Deutsche Betriebe dort Avocados anbauen und dem Umland so das Grundwasser rauben. In Afrika sterben Menschen weil sie unseren Elektronikmüll verbrennen um dort Kupfer und andere Metalle heraus zu holen um überleben zu können. Das alles muss ein rasches Ende finden.

Wenn wir den Kapitalismus so ändern, dass er entschärft, unter strenger Aufsicht, erfolgreich wirken kann, wenn wir einsehen, dass dieser Kapitalismus, so wie er jetzt ist, seinen eigenen Wirt frisst und uns komplett lähmt, wenn wir dann anfangen, das zu tun von dem wir wissen, dass es das einzig Richtige ist, weil vernünftig und intelligent, dann werden wir sowohl mit den noch, als auch mit den wieder, unruhigen Zonen der Welt zusammen kommen. Auch mit dem so genannten Sozialisten kämen wir schnell ins Geschäft, da bin ich mir ziemlich sicher. 

Denn die Spaltung in fast allen Ländern in rechts und links werden allesamt und wieder vom Kapitalismus, mit seiner wahnwitzigen Massenproduktion und deren Folgen, verursacht genau wie die Erdoberflächenerhitzung.

Wenn wir es nicht schaffen

so handeln zu können wie es tatsächlich nötig ist, sondern immer nur danach ob es Wenigen schnell Geld bringt oder nicht, in der Hoffnung von dem zu leben was hinten für uns abfällt, werden wir den Wandel verschlafen und erst dann in Aktivität geraten wenn es zu spät ist.  

Dagegen steht

Mit dem Projekt internationales elektrisches Energie- und Wassernetzwerk könnten wir die Arbeitslosigkeit und gleichzeitig die Migration beseitigen und wenn wir dann noch vernünftige Produkte auf den Markt bringen die hundert Jahre Nutzungsdauer ertragen und sich anschließend sehr gut recyclen lassen, senken wir den Energiebedarf langfristig auf ein Niveau das wir dauerhaft leisten können. Mit einer Finanzpolitik durch dynamische Zinsen, Renditen und Dividenden schaffen wir Ruhe, Stabilität und Planungssicherheit, die lästige Inflation gehörte der Geschichte an und die Preise blieben für immer stabil. Ebenso bräuchten wir eben nicht mehr eine ständig exponentiell wachsende Wirtschaft welche die Erde vermüllt, verseucht und erhitzt. Wir würde sicher und ruhig ohne Hetze und Probleme leben mit einer für immer stabilen und sauberen Wirtschaft.

Thermosolare Energie

Die Lösung für unsere Zukunft

Bei der thermosolaren oder auch solarthermische genannten Energieerzeugung wird mit Hilfe der Sonne ein Medium erhitzt. Dieses dehnt sich aus oder geht in den gasförmigen Zustand über und treibt so eine Turbine an welche wiederum einen Generator antreibt welcher dann die gewünschte Energie liefert. Eine weitere Methode stellt der so genannte Stirlingmotor dar. Dieser wird nur mit Wärme betrieben, jegliche Flüssigkeit entfällt, der direkt angebundene Generator liefert ebenso die gewünschte Energie. 

Der Solarturm

           

Eine große Menge von Spiegel, so genannte Heliostate, lenken die Sonnenstrahlen auf einen Punkt auf einem Turm. Dieser Punkt wird auf bis zu tausend °C erhitzt und die dadurch verdampfte Flüssigkeit treibt dann über eine Turbine einen großen Generator an und liefert sehr zentral eine große Menge an elektrischer Energie. Dies ist der Vorteil dieser Technik. Ein Nachteil ist die große Anzahl der Heliostate die alle einzeln, über komplizierte Computerprogramme, gigantische Computer, mit tausenden Steuerausgängen, gesteuert werden müssen. Da jeder Heliostat zwei Motoren benötigt ist eine erhebliche Technik und Verkabelung von Nöten. Dies stellt die Wartung vor erhebliche Herausforderungen und mindert die Lebensdauer der Anlage erheblich. Ein Vorteil ist es, dass die enorme Hitze in Flüssigkeiten und somit in isolierten Tanks gespeichert werden und so auch Nachts noch einige Zeit zur Energieerzeugung genutzt werden kann. Die gesamte Anlage gleicht im Prinzip einem riesiger Parabolspiegel. 

Die Paraobolrinne

        

Diese Technik basiert auf langen Parabolrinnen in dessen Brennpunkt eine Absorberleitung installiert ist. In dieser Leitung wird eine Flüssigkeit erwärmt welche sich daraufhin ausdehnt und zum Antrieb einer Turbine genutzt werden kann. Die Rinnen können über Leitungen in Reihe oder Parallel angeordnet werden, so kann in jeder Jahreszeit die optimale Temperatur erreicht werden. Da alle Rinnen der Anlage über eine Solarfeldleitung miteinander verbunden sind kann wie beim Turm ein zentraler Generator betrieben werden welcher dann zentral große Mengen an Energie bereitstellt.  Ein Nachteil dieser Technik ist, dass die langen Rinnen nur in einer Achse verstellt werden können und so nicht immer optimal zur Sonne hin ausgerichtet werden können, was den Wirkungsgrad beeinträchtigt. Ein Vorteil auch hier, dass die in der Wärme in der  Flüssigkeit in Tanks gespeichert werden kann um sie auch Nachts noch eine Weile nutzen zu können.

Der runde Parabolspiegel

 

Diese Technik ist die bei weitem älteste Form der Umformung von Sonnenenergie zu elektrischer Energie. Auch ist es die Methode mit dem höchsten Wirkungsgrad. Die Spiegel können in der X- sowie Y-Achse bewegt werden und stehen so immer optimal zur Sonne ausgerichtet. Die Steuerung eines Spiegelfeldes ist denkbar einfach da sich die Spiegel vorwiegend auf einer Achse parallel bewegen und die zweite Achse kann statisch bedient werden. Im ersten Bild zu sehen ein Dampfkessel-spiegel von Augustin Mouchot von 1878 der einen kleinen Generator antrieb und im zweiten Bild zu sehen ein Spiegel mit Stirlingmotor und Generator welcher ebenso direkt elektrische Energie erzeugen kann. Diese Systeme können aber auch Flüssigkeiten erhitzen und Felder können dann ebenso zentral große Generatoren betrieben werden und ebenso könnte dann auch diese Flüssigkeiten in Tanks zwischengespeichert werden. Diese Spiegel sind bei kleinen, mittleren bis hin zu sehr großen Anlagen einsetzbar. Große Spiegel zu entwickeln ist kein Problem denn es gibt sie schon als Parabolantennen die man einfach umkonfigurieren könnte.

Die großen Vorteile

Die Vorteile sind vor allem das enorme Sparpotential an Seltenen Erden und kritischen Metallen, denn vor allem große Parabolspiegel bestehen zum größten Teil aus Metall, die Motoren die zur Ausrichtung der Spiegel nötig sind dürfen groß sein, benötigen kein Neodym oder ähnliche Stoffe.

Ein weiterer Vorteil ist die Steuerung, theoretisch ist es möglich ein ganzes Feld mit Parabolspiegeln (Dishes) mit einem Notebook zu steuern. 

Die ganze Technik ist sehr einfach, bei einer Standardisierung der Modelle und der Begrenzung auf drei-vier Modelle könnten die Teile überall auf der Welt hergestellt werden.

Der größte Vorteil ist jedoch die lange Lebenszeit eines solchen Konstrukt von bis über hundert Jahre bei guter Wartung und Pflege.

Auch lassen sich solche Spiegel später sehr gut recyceln und das Material wieder verwenden.

Ebenso ein sehr großer Vorteil an einem solchen Projekt internationales Energie- und Wassernetzwerk ist der Marktschub der entstehen würde und das vor allem in Regionen aus denen viele Menschen flüchten müssen weil sie dort keine Zukunft für sich und ihre Familien sehen.

All diese positiven Effekte kann ich so bei anderen Erzeugungsmethoden nicht sehen.

Windenergienutzung

Fazit:

Windräder & Co. kosten viel, nehmen extrem viel Raum ein, bringen nur wenig Leistung, dafür aber viel schwer entsorgbaren Müll. Recyceln lässt sich auch mit modernster Kunst lediglich der winzige Generator und das Getriebe. Der Betonsockel, die Säule und die Flügel sind und bleiben wieder einmal Sondermüll. Ein Windrad hält nur maximal 25 Jahre. Bei den gigantomanischen Ausbauplänen bedeutet das unverantwortlich viel Müll.

Windkraft ist unzuverlässig! Ohne Wind keine Energie.

Offshore und Onshore-Anlagen verändern das Klima und schädigen die Natur nachhaltig.

Zum Vergleich: Ein Sonnenkraftwerk in der Wüste bringt jeden Tag sehr viel Leistung, nimmt 90% weniger Raum ein und steht in Regionen wo es nicht schädigen kann. Es hält über 100 Jahre und kann bis zu 90% recycelt werden.

Probleme der Windenergie im Detail

Die menschliche Nutzung der Windenergie ist ein Eingriff ins Ökosystem. Energie kann nicht erzeugt, nur gewandelt werden. Jede Naturenergie wird ohne menschlichen Eingriff zu 100 Prozent von der Natur genutzt, jeder Eingriff stört das ursprüngliche energetische Gleichgewicht. Besonders Windräder stören auf vielfältige Art und Weise.

Windräder sind Nebelmaschinen

Windräder erzeugen Wirbelschleppen die noch kilometerweit erhalten bleiben. Besonders im Wasser stehende Anlagen heben die feuchte Bodenluft an und vermischen sie mit der kälteren oberen Luftschicht wodurch das Wasser zu feinen Tröpfchen kondensiert welche sich dann in ihrer Gesamtheit zu echten Wolken vereinigen. Der umgekehrte Effekt stellt sich Nachts ein, nur noch viel stärker, wenn die kalte, feuchte Luft zu Boden sinkt und sich die wärmeren Schichten darüber anlagern. Die Sog-kraft der Windräder ziehen die feuchtkalte Luft von Boden ab und vermischen sie mit den darüber liegenden warmen Luftschichten, es gibt eine Einheitstemperatur, der wichtige Morgentau am Boden entfällt. Auf Dauer vertrocknen die Böden um die Anlagen herum.

Des weiteren stören Windräder die natürliche Luftbewegung erheblich. Die Luft wird durch die Windräder gebremst und die Turbulenzen nehmen zu. Diese atmosphärische Störung hält dann von zehn bis zu hundert Kilometer an und bei großen Anlagen, besonders bei den geplanten extremen Ausbau, beeinflussen diese auch die großen atmosphärischen Strömungen, was zu Phänomenen wie lang anhaltender Trockenheit oder sogar überregionalen Dürren, sowie auf der anderen Seite zu Starkregenereignissen führen kann. An Land wird die verdunstende Bodenfeuchtigkeit vom Boden abgezogen, in die Höhe getragen und so dem ganzen Umland das Wasser entzogen. Im Meer wird  Wasserdampf erzeugt der dann in großen Wolkenfeldern unkontrolliert umherzieht und irgendwo plötzlich niedergehen kann. Sollte sich die Elektromobilität tatsächlich durchsetzen, die Industrie komplett auf elektrische Energie und Wasserstoff umstellen, würde sich der Strombedarf gewaltig erhöhen und würden wir nun all dies hauptsächlich mit Windrädern decken wäre der Flächenverbrauch einfach gigantomanisch und der damit verbundene Temperaturanstieg sowie die Wetterturbulenzen ebenfalls sehr hoch.

Windräder vernichten Wälder

In Norwegen und Schweden läuft gerade der Großausbau von Windkraftanlagen. Ich bin mir dessen sicher das dort der Jahrtausende bestehende natürliche Lebensraum mit Rentieren und den blühenden Waldflächen erheblich gestört und somit vernichtet wird. Die Waldflächen werden austrocknen und das natürliche Wachstum des Waldes aufheben. Im Wald haben Windkraftanlagen unzweifelhaft besonders schädigenden Einfluss. Zunächst wird der Wald durch den Einschlag als CO2-Senke und Wasserspeicher dezimiert. Erosion und Auswaschung des ehemaligen Waldbodens sowie Versandung führen zu schnellerem Wasserabfluss, eine Versteppung der gerodeten Flächen droht. Hinzu kommt die unterirdische Bodenversiegelung durch die mehrere tausend Tonnen schweren Stahlbetonfundamente, die mehr als drei Meter dick sind. Der feuchte Boden darüber trocknet aus, das Wasser kann nicht versickern und an der Grundwasserbildung teilnehmen. Der gleiche Effekt tritt auf den verdichteten Zufahrtsstraßen und Montageplätzen auf. Die klimaregulierende Wirkung des Waldes wird insgesamt reduziert, der natürliche Widerstand gegen Extremwetter verringert sich. Offensichtlich ist, dass das Gebiet der trockensten Böden etwa deckungsgleich mit der räumlichen Verteilung von den meisten Windkraftanlagen ist.

Windräder sind Heizungen

Wie funktioniert ein Windrad eigentlich? Nun, physikalisch gesehen streift der Wind am Flügel entlang erzeugt dabei auf der einen Seite einen Über- und auf der gegenüberliegenden Seite einen Unterdruck. Dadurch wird der Flügel in eine Richtung bewegt und leistet, ist ein Generator an der Achse, an welcher die Flügel befestigt sind, angekoppelt, eine Arbeit. Das funktioniert jedoch nicht so reibungslos wie es sich in den wunderhübschen Beschreibungen immer anhört: „Wind rein, elektrische Energie raus“. Sondern es geschieht genau das was bei einer Schlittschuhkufe auf dem Eis geschieht. Es entsteht Druck und Reibung und dadurch Hitze welche das Eis zum schmelzen bringt, es entsteht ein Wasserfilm auf welchem man gleiten kann.

Auch bei einem Windrad entsteht Druck und Reibung wenn der Wind  den Widerstand des Flügels bewältigt und das Windrad seine Arbeit leistet. Dadurch erwärmt sich die Luft hinter dem Windrad abhängig von den anstehenden Verhältnissen um ca. 0,2°C. Auch wird ein Teil der umgewandelten Energie sofort über die Verlustwärme von Generatoren, Getrieben und Trafostationen an die Umgebung abgegeben. In ausgedehnten amerikanischen Studien: „Climatic impacts of wind power“ erforschten Lee Miller und David Keith von der Harvard University im jahre 2018 die Auswirkungen von Onshore-Windparks in den USA und kamen zu dem Schluss, dass bei der aktuellen Stromversorgungsdeckung der USA durch Windkraft die Temperatur über der Kontinentalfläche der USA um bis zu 2,4°C steigen würde.

Viel Platzbedarf, hoher Ressourcenverbrauch, wenig Energie

Windparks verfügen nur über ein Zehntel der Energiedichte von Wärme-Solar-Anlagen und dies auch nur für eine sehr begrenzte Zeit. Das bedeutet Windpark anlagen benötigen 90% mehr Platz als eine Wärme-Solar-Anlage um die gleiche Energiemenge zu erzeugen.

Der Ressourcenverbrauch ist ebenso um 90% größer:

In Windrädern stecken Unmengen an Kupfer und Seltenen Erde, bis zu 25 Tonnen Kupfer und bis zu 3 Tonnen Seltene Erden stecken in einem Windrad. Eine mittlere Windkraftanlage benötigt so, inklusive Infrastruktur, bis zu 400 Tonnen Kupfer und 45 Tonnen Seltenerdmetalle wie Praseodym, Dysprosium, Terbium oder Neodym. Ein Windrad mit zehn Megawatt Leistung benötigt alleine 2 Tonnen Neodym. In den neueren Rotorblättern wird neben GFK auch Balsaholz verbaut, in einem Rotorblatt stecken so circa 50 Bäume. Für ein ganzes Windrad benötigt man demnach in etwa 150 Bäume. Die Einhausung des Maschinenhauses besteht aus Aluminium, hiervon wird noch einmal bis zu 350 Tonnen pro Windrad benötigt.

Ohne diese Rohstoffe scheitert die so genannte Energiewende. Bei diesem extremen Verbrauch und den erweiterten Plänen werden vor allem Kupfer und die Seltenen Erden knapp werden.

Genau deshalb ist das Recycling vor allem das der Seltenen Erden extrem wichtig. Doch stehen die Anlagen erst einmal ist es zum Beispiel sehr schwer die Kabel alle dreißig Jahre aus der Erde zu holen, die ganze Infrastruktur ab zu bauen und zu recyclen. Bei den Metallen wird bisher immer noch nur geschreddert und sortiert, es entstehen diverse Materialgemische und keine Reinmetalle. Es wird noch nicht einmal daran gedacht die Motoren und Generatoren von Hand zu zerlegen und das Material zu trennen. Noch schlimmer sieht es bei den Seltenen Erden aus, hier ist man im Moment in den Laboren noch mit äußerst trivialen Schmelzversuchen beschäftigt, in der Industrie ist davon noch gar nichts zu finden. Aus der Elektronik holt man bestenfalls das Gold heraus, der Rest verbrennt schadstoffreich im Schmelzofen. Das Balsaholz in den neuesten Rotorblättern lässt sich nicht wieder verwenden.  

Riesige Sockel aus Stahl-Beton, riesengroße Stahl- oder Betonsäulen, gewaltige Rotoren, Unmengen von Kupfer, Aluminium und Seltenen Erden und dann nur so wenig Energie.  So können wir der Gefahr die von dieser gewaltigen Erdoberflächenerhitzung ausgeht nicht entgegentreten und ein Scheitern ist keine Option. Es geht nur zusammen und nur mit der effektivsten Energieerzeugung und das ist die Erzeugung von elektrischer Energie mit Sonnenkraftwerken in den Wüsten der Welt.

Windradmüll und Kohlendioxid

Windräder hinterlassen nicht nur jede Menge nur sehr schwer entsorgbaren Müll, ihre Produktion erzeugt auch Unmengen von Kohlendioxid. Schon nach 20-25 Jahren muss ein Windrad, aus Sicherheitsgründen, zurückgebaut werden.

Ein 7 Megawatt Windrad soll angeblich in seinem Leben runde 6790 Tonnen CO2 einsparen. Ist das so? Schauen wir uns das doch einmal genauer an.

Aktuell sind es rund 600 kg CO2 pro m³ Stahlbeton die produziert werden. Für einen Windrad-Sockel von einem 7 MW Rad braucht man ca. 1680 Kubikmeter Beton und 200 Tonnen Stahl, also 1008 Tonnen CO2. Etwas mehr als 200 Lkw-Ladungen Beton werden dazu einen ganzen Tag aus einem 50 – 100 km entfernten Werk herangefahren. Auch das kostet CO2. Knappe 1Kg pro km macht im Schnitt ungefähr noch einmal 22 Tonnen mehr. Jetzt sind wir schon bei 1030 Tonnen CO2. Wie gesagt nur für den Sockel. Schauen wir uns einmal die Stahlsäule an, in etwa 150 – 250 Meter hoch, Durchmesser 20-30 m, Stahlstärke bis zu 1m, Gewicht 120 – 200 Tonnen Stahl, verhüttet, gewalzt, gewickelt, in Segmenten verschweißt. Oder beim Hybridturm ist eine Hälfte ist aus Stahlbetonröhren und nur der Rest ist Stahlturm. Hier werden etwa 1300-1600  Kubikmeter Beton und 180-200 Tonnen Stahl verbaut. Wir dürfen also beruhigt davon ausgehen, dass ein Turm eines Windrades je nach Bauweise und Höhe noch einmal 1000 – 2000 Tonnen CO2, produziert. Das Eisenerz kommt übrigens vorwiegend aus Brasilien. Hinzu kommt also noch ein Transport via Schweröltransportschiff von Brasilien nach Deutschland. Also noch einmal mindestens 200 Tonnen CO2 und diverse Gifte. Die Flügel sind aus Carbonfaserverstärkten Verbundstoffen (CFK), Kohlefasern zusammengeklebt mit hochgiftigem Kunstharz. Sie werden nach dem Ableben geschreddert mit Brandhilfsmitteln vermischt und in Betonwerken verbrannt. Die Zementindustrie soll nun verpflichtet werden zumindest CO2-Abscheideanlagen zu verwenden, eine Giftstoffreinigung wird nach wie vor nicht stattfinden. Man will auch in Zukunft die Kohlefasern zurückgewinnen, aber es handelt sich bisher nur um Lippenbekenntnisse. Manifeste Testergebnisse liegen noch nicht vor. Also bleibt es vorerst dabei: Bei der Verwendung von drei mächtigen CFK Flügeln werden im Leben der Anlagen, bei der Produktion und Vernichtung, in etwa noch einmal 100-300 Tonnen CO2 fällig. Auch die Gondel mit den Steuermotoren für die Flügel, dem mächtigen Getriebe und dem Generator ist nicht gerade ein Kindergeburtstag wo es alles umsonst gibt. Auch hier werden noch einmal 100-300 Tonnen CO2 produziert. Zusammen sind wir da schon bei im Schnitt 3130 Tonnen CO2 die eine Windkraftanlage produziert, wobei hierbei noch nicht der Abbau der Anlage (Sprengung) und die Entsorgung der Reste enthalten sind. Immerhin noch einmal etwa 500-1000 Tonnen CO2. Außerdem fehlen noch die Errichtung der Infrastruktur, Errichtung auf See, die Leitungen, die Umspannwerke, anteilig also noch einmal 250-500 Tonnen CO2. Wir sind nun also bei gut gemeinten ca. 4500 Tonnen CO2 die eine große Windmühle in Ihrem Leben produziert und dafür insgesamt 6790 Tonnen CO2 einspart, also unterm Strich eine Ersparnis von leider nur 2290 Tonnen CO2.

Dafür wird aber die Atmosphäre mit weiteren 4500 Tonnen CO2 angereichert und dies wird erst dann enden wenn die Industrie komplett umgestellt und das Recycling endlich zu 100% möglich ist. Das Problem ist, dass durch 10.000 große Windkraftanlagen die Atmosphäre zusätzlich mit 45 Millionen Tonnen CO2 belastet wird, das dann rund 1.000 Jahre in der Atmosphäre verbleibt. Nach 1000 Jahren befinden sich noch etwa 15 bis 40 Prozent davon in der Atmosphäre. Der gesamte Abbauprozess dauert jedoch mehrere hunderttausend Jahre. Wir müssen also, NICHT könnten oder sollten, wir müssen unbedingt den Weg mit den geringsten Emissionen gehen und das ist die Produktion von thermosolaren Kraftwerken dort, wo es bereits emissionsfreie Energie gibt und wir müssen diese Anlagen mindestens 100 Jahre oder länger betreiben.

Das größte Problem stellen die Flügel dar

Glasfaserkunststoffe (GFK) dürfen nicht auf Deponien gelagert werden, da sie nicht verrotten. Verfeuern kann man sie ebenfalls nicht, da sie kaum brennen. Sie werden also mit Brennförderern umgewandelt zu einem Ersatzbrennstoff und dann mit anderen Materialien verbrannt, was den Wert der Windräder als grüner Energielieferant erheblich mindert. Der Rauch der bei diesem Prozess entsteht muss in extrem komplexen Anlagen gereinigt werden und es verbleib bei diesem Prozess hochgiftiger Staub und eine ebenso giftige Flüssigkeit die dann auch auf Sondermülldeponien gelagert werden muss.

   

Aber auch die Tonnenschweren Betonsockel und auch Säulen der Windräder aus Beton stellen einen schweren Produzenten von CO2 dar. Die Sockel können nicht mehr verwendet werden. Sie müssen zerkleinert werden und taugen dann höchstens noch als Sekundärprodukt im Straßenbau.

  

Wie viel Milliarden Tonnen von diesem Müll Weltweit in den nächsten Jahren zusammenkommen werden ist bislang noch unklar, sicher ist jedoch, dass sich der größte Teil davon nicht recyceln lässt und auch nicht wiederverwendet werden kann.

 

Photovoltaik

     

Photovoltaik Funktion (Dünnschichtsolarzelle)

1)   Die obere Siliziumschicht ist mit Phosphoratomen durchsetzt, hier besteht ein Elektronenüberschuss. Elektronen die frei beweglich sind.

2)   Die untere Siliziumschicht ist mit Boratomen durchsetzt, hier gibt es einen Elektronenmangel. Löcher, die frei beweglich sind

3)   In der Übergangsschicht entsteht ein starkes elektrisches Feld.

4)   Licht gelangt in die Übergangsschicht, es werden Elektronen angeregt.

5)   Die Lichtenergie erzeugt nun neue Ladungsträger und eine Spannung entsteht. Die Elektronen bewegen sich nun durch die Schichten, aus denen das Solarpanel aufgebaut ist, bis zur Batterie.

Photovoltaik ist keine thermosolare sondern nur eine solare Erzeugungsart. Dies bedeutet, dass die elektrische Energie hier nicht über Hitze sondern nur über Licht gewonnen wird. Die Solarpanelen benötigen keine Wärme, im Gegenteil, Frost ist für Photovoltaikanlagen überhaupt kein Problem. Er schadet dem Material nicht und kann sich positiv auf die Erträge  auswirken. Denn Kälte kann sogar den Wirkungsgrad der Module erhöhen. Das  liegt an Silizium, dem Material, aus dem die meisten Photovoltaik-Module bestehen. Deshalb eignet sich die Photovoltaik auch für den Einsatz in kälteren Regionen, doch die Anforderungen und Gefahren sind enorm.

Fazit:

Die Kosten für die Herstellung und die anschließende Entsorgung sind enorm und mindern den Nutzen solcher Anlagen. Die Leistung und der Wert einer Photovoltaik-Anlage lässt schnell nach. Nach zehn Jahre ist eine PV-Anlage nur noch die Hälfte Wert. Nach 25-30  Jahren sind die Anlagen und ihre Anbauteile Schrott der erneuert werden muss.

Die Herstellung sowie die Entsorgung der Solarpaneelen und der erforderlichen elektrisch-elektronischen Anbauteile, hier besonders im Fokus die Batterien, erfordert sehr viel Energie und diese wird zur Zeit leider noch aus bis zu 90% fossilen Brennstoffen hergestellt. Auch das Recycling und die gesamte Logistik die für diese Technik von Nöten ist funktioniert nur via fossiler Brennstoffe. Die Verbrennung der Reste einer Photovoltaikanlage produziert erhebliche Mengen von CO2 und Giftstoffe. Es sind Sondermülldeponien nötig um das Restmaterial zu lagern. Dies mindert die tatsächliche Erzeugung einer klimaneutralen Energie natürlich erheblich.

Deshalb wäre es folgerichtig die Anwendung von Photovoltaik so lange zu begrenzen solange die Fragen der klimaneutralen Produktion und des Recyclings der Materialien noch nicht geklärt sind.  

Im Einzelnen:

Die Produktion von Photovoltaik-Modulen ist ein komplexer Prozess, der von der Gewinnung von Silizium aus Quarzsand bis zur Endprüfung des fertigen Moduls reicht.  Für die Herstellung monokristalliner Solarzellen wird Silicium geschmolzen und gereinigt. Aus dieser Schmelze wird dann ein Stab gezogen, der ein einheitliches Kristallgitter bildet, einen sogenannten Einkristall oder Monokristall. Diese Ingots werden anschließend in dünne Wafer geschnitten und zu Solarzellen verarbeitet. Es wird unterschieden in poly- und monokristalline Solarzellen sowie Dünnschichtzellen. Die Silizium-schmelze ist bei allen Typen erforderlich. Ein Prozess der viel Hitze erfordert und mit dem heutigen Energiemix sehr viel CO2 frei setzt.

Enorm viel Zusatztechnik nötig

Eine Photovoltaik-Anlage erfordert sehr viel elektronische und elektrische Geräte  um elektrische Energie für den Haushalt nutzbar machen zu können, da die Gleichspannung aus diesen Paneelen gering ist und die Paneele keine hohe Leistung erzeugen. Würden sie überlastet würden sie heiß werden und zu brennen beginnen. Deshalb muss die Energie in Batterien zwischengespeichert werten um auf ein gewisses Leistungsniveau zu kommen. Diese Speicherung muss über ein Kontrollgerät gesteuert werden damit die Batterie nicht überladen wird und ihrerseits anfängt zu brennen. Die Gleichspannung aus der Batterie muss nun in einem Wechselrichter in eine höhere Wechselspannung umgewandelt werden, was wiederum überwacht werden muss damit die Batterie nicht überlastet wird und zu brennen beginnt. Gerade die nötigen Batterien hinterlassen einen erheblichen negativen ökologischen Fußabdruck. Die heutige Batterierecyclingtechnik verschlingt ebenso Unmengen von leider immer noch fossiler Energie

   

Das größte Problem der Photovoltaik ist der Aufbau welcher die Lebensdauer der Paneelen begrenzt. Unmittelbar nach Inbetriebnahme beginnt die Solarzelle in der Leistung nach zu lassen. Dieser normale Prozess, der durch die Elektronenbewegung ausgelöst wird, welcher die Atome mangels Energie quasi zerfallen lässt, nennt sich Degradation und bewirkt einen Leistungsverlust von bis zu 80% in den Solarmodulen nach 25 - 30 Betriebsjahren. Nach zehn Jahren halbiert sich schon der Wert einer Photovoltaikanlage. Nach 25 - 30 Betriebsjahren ist ein Austausch nötig.

Wohin mit den gigantischen Müllmengen?

Berichten zufolge  wird bis 2050 in China mit 13,5 Mio. Tonnen der größte Teil der PV-Abfälle anfallen. Die USA folgen mit 7,5 Mio. Tonnen, Japan mit 6,5 Mio. und Indien und 4,5 Mio. Tonnen. Deutschland landet auf Platz fünf und könnte bis 2050 etwa 4,4 Millionen Tonnen ausgediente PV-Module anhäufen. Europas größtes Solarmodul-Recycling-Werk recycelt gerade einmal etwa 4.000 Tonnen pro Jahr.

   

Zuverlässigkeit, Sicherheit, Lebensdauer und Schäden

So mancher PV-Anlagen-Besitzer wurde je aus seinen Sparträumen herausgerissen denn PV-Anlagen sind mitunter sehr empfindlich und brennen auch einmal, gerade in unseren Zeiten sind sie mitunter Hagelkörnern die so groß wie Walnüsse oder gar Apfelsinen sind und auch Stürmen können die PV-Paneele nur schwer standhalten, oft ist beim Durchzug eines Wettertiefs die teure Anlage in wenigen Sekunden Schrott.

    

Hagel, Sturm und Brandschäden an PV-Feldern

Recycling

Die für das Recycling verwendete Energie wird aktuell noch aus bis zu 90% fossilen Energien her gestellt. Auch die dazu nötige Logistik funktioniert immer noch fast nur via fossiler Brennstoffe. Der ganze Prozess verursacht mehr Umweltschäden denn Nutzen.  

Ein anderer, sehr großer Nachteil ist, dass das in einem komplexen Prozess hergestellte Material aus Silizium, Kupfer, Silber, Indium, Cadmium, Blei, Selen, Zinn, (je nach Typ), nicht getrennt und wieder in den Herstellungsprozess zurückgeführt werden kann. Die Kunststoffe werden in Gase wie Methan, Propan und Butan umgewandelt die anschließend auch wieder verbrannt werden und wiederum CO2 produzieren. Die Recyclingrate liegt nur bei etwa 70-90%. Der Trick beim sogenannten Recycling ist zum einen das Glas, es macht in etwa 60-70 % des Gewichtes aus, die Rahmen in etwa 10-20%. So ist es natürlich ganz einfach eine Recyclingrate von 70-90% zu erfüllen. Es ist überhaupt nicht nötig das im Verbund der Zelle gebundene Material heraus zu holen. Die Reste, etwa 10-30% landen auf Sondermülldeponien. Aufgrund der wirklich gigantischen Müllmengen die in Zukunft zu erwarten sind, sind 10-30% davon immerhin 4-12 Millionen Tonnen an giftigem Material das alleine in der ersten Welle auf die Deponien kommt und eben nicht recycelt wird. 

Wir produzieren also Sondermüll, sehr aufwendig, mit sehr viel Energieeinsatz, mit teilweise seltenen Metallen, die wir aus dem Meer oder aus dem Boden holen, dabei die Natur zerstören und diese dann anschließend einfach weg werfen.

Viel mehr Rohstoffe könnten wiederverwendet werden

In einem Recyclingverfahren werden die Solarplatten zerlegt, das bedeutet geschreddert, Glas, Aluminium, Silizium, Kunststoff und Kupfer werden mechanisch getrennt und leider nur teilweise zu neuen Solarpaneels verarbeitet.

Verabschieden Sie sich von romantischen Recyclingvorstellungen

   

Bild 1) Glas, Rahmen und Photovoltaikfolie werden getrennt. Bild 2) Die Folien werden geschreddert. Bild 3) Übrig bleibt ein Schrottgemisch.

   

Bild 4) Die Rahmen werden zu Würfeln gepresst Bild 5) In einer rein mechanischen Trennstraße wird der letzte Schritt erledigt. Bild 6) Übrig bleibt  Aluminium, Kupfer, Glas und Silizium, je nach Maschine auch Silikon oder Kunststoffe.

Silber, Indium, Cadmium, Blei, Selen, Zinn kann bisher noch nicht abgetrennt werden. Weil eine chemische Trennung noch nicht möglich, bzw. nicht lukrativ genug, ist, landen diese Stoffe auf der Sondermülldeponie oder werden verbrannt.

Deshalb ist es extrem wichtig endlich in die Richtung der chemischen Trennung und Rückführung solcher Materialien zu forschen.

Zum klaren Verständnis, ich nicht per se gegen Photovoltaik sondern dagegen, dass etwas einfach produziert wird ohne genau zu wissen wie es wieder in das zurück verwandelt werden kann was es vorher einmal war und statt dessen meistens sogar hoch giftig in unseren Lebensraum zu werfen und dann trotz dem genauen Wissen über Millionen Tonnen von hochgiftigem Sondermüll der anfallen und irgendwo herum liegen wird wird einfach frech weg weiter produziert. Das ist wirklich unverantwortlich. Am unverantwortlichstem ist es jedoch, dass die Gesetzgeber es zulassen, dass die Produzenten einfach etwas OHNE eine Verantwortung für ihre Produkte etwas produzieren dürfen. Für mich ist klar: Wer etwas produzieren will muss sein Produkt im Anschluss an die Benutzung zurücknehmen und komplett in die Ursprungsrohstoffe zerlegen. Ein in die Natur werfen geht einfach nicht. Nur solche Stoffe dürfen in der Natur gelagert werden die natürlich sind. Sondermülldeponien darf es ebenso NICHT geben.

Auch Giftstoff-reiches verbrennen geht überhaupt nicht. Irgendwo kommt das Zeug herunter und vergiftet dort Menschen, Tiere oder den Boden.

Die Zerlegung in die ursprünglichen Rohstoffe ist möglich. Selbst die Verwertung und komplette Verstrahlung von nuklearen Brennelementen ist möglich.

Das bringt natürlich kein Geld sondern kostet. Kostet unter Umständen so viel, dass ein Produkt nicht mehr verkauft werden kann weil es zu teuer ist.

Es ist eher ein Argument dafür das Produkt eben nicht zu produzieren oder die Produktion so lange aus zu setzen bis die Probleme mit dem Produkt beseitigt sind.

Eine Lösung wäre die systematische Verteuerung von Rohstoffen durch Besteuerung, denn diese Maßnahme würde ein Recycling lukrativ machen.

So könnte man die Schürfgier nach dem seltenen und sehr begrenzten Material aushebeln und die jeweiligen Staatskassen bereichern. Auf diese Weise würde auch späteren Generationen noch etwas übrig bleiben von diesen wichtigen seltenen Erden und kritischen Metallen.

Produzieren in der Wüste

Noch besser wäre es den Verbrauch von seltenen Erden und kritischen Metallen zu begrenzen indem man mit einfachen Anlagen in den Wüsten der Welt elektrische Energie produziert. Auch das kostet sehr viel und bedarf erst einmal viel Geld.

Stellt sich die Frage: Wie kommt das Geld in die Wüste?



Nun, wie das mit Geld so ist, man sammelt es und gibt es aus für eine Dienstleistung die dann wieder bezahlt wird, man schafft sich Werte an wie zum Beispiel eine Pumpe die dann weil wir ja in Zukunft nur noch gute, langlebige Produkte schaffen mindestens hundert Jahre Geld produziert. Denn eins ist klar: Wird eine Gegend in irgendeiner Weise kultiviert entstehen dort zunächst Dörfer, dann Städte und noch später wollen sich Touristen das ansehen.

Die Frage wie das Geld in die Wüste kommt stellt sich also nicht. Bei einer konsequenten Planung und natürlich einer ebenso nachhaltigen Umsetzung gewisser Pläne locken die erschlossenen Zellen immer mehr Investoren an. 

Das Schöne dabei ist ja, dass es hier Energien fast zum Nulltarif gibt auf die dann wieder entsprechende Renditen aufbauen können. Denn die reine Energie wird immer von der Sonne geschenkt. Es muss nicht gefährlich und schmutzig in der Erde herum gebuddelt werden, die Wüsten oder die Arbeiter werden nicht mit Öl verseucht, es ist fast schon zu schön um wahr zu sein. Aber denken wir doch einmal an die USA. Natürlich wird man sagen das war ja doch zum größten Teil fruchtbares Land welches man entsprechend Ausbeuten konnte und das bescherte diese enormen Wachstumsraten.

Aber bei diesem Projekt haben wir eben die Sonne nebst der daraus entstehenden Energie die uns dies kompensiert und die Fruchtbarkeit erstellt. Denn Energie ist ganz klar auch Materie und umgekehrt. Man muss dazu nur die entsprechenden Maßnahmen ergreifen und das können wir ja schon seit dem 1900 Jahrhundert ganz gut.

Eine dieser Maßnahmen ist es Sachleistungen in einen Fond zu investieren, ab einer gewissen Volumina wird man mit der Sache an die Börsen der jeweiligen Länder gehen.

Sehen Sie sich zu diesem Thema auch die Seiten: https://www.inwogro.de  an




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