Leben mit der Energiewende TV
Die Sonne sendet keine Rechnungen. Leben mit der Energiewende TV erklärt uns wie wir die fossile Energie und die Kernenergie »ersetzen«.
Filmausschnitte mit den Kernsätzen aus dem Leben mit der Energiewende
Primärenergie
- Der Primärenergieverbrauch ist in Deutschland ungefähr fünf Mal so hoch wie der Stromverbrauch.
∗ zum Wikipedia-Artikel
- Die Energie-Effizienz hat einen großen Einfluss auf den Primärenergieverbrauch.
- Das Heizen mit einer Wärmepumpe senkt den Energiebedarf meistens um den Faktor 3 oder mehr.
- Das Erzeugen von Warmwasser mit einer Wärmepumpe senkt den Energiebedarf meistens um den Faktor 3 oder mehr.
- Ein gut gedämmtes Haus senkt üblicherweise den Energiebedarf um den Faktor 1,5 oder mehr gegenüber einem wenig Gedämmten.
- Fahren sie mit einem Elektrofahrzeug, so sinkt der Energiebedarf meistens um den Faktor 3 gegenüber einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor.
- Wird die Energie über ein Verteilnetz transportiert, so erhöht dies meistens den Energiebedarf um den Faktor 1,2 bis 3.
Vortrag zu den Einsatzgebieten der Wasserstoff- und der Batterie-Technik
Erkenntnisse zur Solar-Energie, Blockheizkraftwerken und Stromspeicher
- ∗ Die Solaranlagen zusammen mit Stromspeicher bringen
einen wesentlichen Anteil der benötigten Energie.
- ∗ Die
Blockheizkraftwerke, betrieben mit fossiler Energie und einem sehr guten Wirkungsgrad, können sehr viel elektrische Energie erzeugen.
- In Brüssel wird im Jahr 2019 die Planung für eine europaweite Solarzellenproduktion gestartet. Das Fraunhofer Institut ist führend mit dabei.
- ∗ Für Farbige Solarzellen
mit guten Leistungsdaten und Indach-Systeme gibt es unterdessen vermehrt Angebote. Dies ist gut für die Ortsbilder.
- Pilotprojekt für Farbige Solarzellen als Indach-System ∗ Artikel bei energiezukunft.eu
- PVT-Kollektoren und Wärmepumpen: Für Kombinierte Solar-Module mit Photovoltaik und Wärme gibt es unterdessen einige Angebote. Die Module bezeichnen sie als
Hybridkollektoren und als PVT-Kollektoren. Die Angebote sind oft zusammen mit den dazu passenden Wärmepumpen. Als Vorteile preisen sie an, dass die Kollektoren lautlos
sind und keine Erdarbeiten benötigen. Im Internet finden wir einige Berichte über gut funktionierende Anlagen. Wir sehen Möglichkeiten für eine einfachere
Konstruktion von Indach-PVT-Kollektoren und für die Massenproduktion.
- Solarthermie Flachkollektoren erreichen in unseren Breitengraden gute Werte während 10 von 12 Monaten pro Jahr. An der sonnenabgewandten Seite ist eine Isolation
angebracht, welche bei Indachmontage auch zur Dachdämmung beiträgt.
∗ Zum Wikipedia-Artikel
- Steuerung der dezentralen Stromspeicher: Bis heute werden die lokalen Speicher der Hausanlagen nur wenig eingesetzt, um Stromspitzen und Versorgungsengpässe
zu verringern. Mit einer passenden Steuerung und einem entsprechenden Organisationsmodell ist dies in Zukunft denkbar.
- Begriff »Photovoltaik PV«: Die Fachpersonen sprechen oft von »Photovoltaik-Anlagen«. Dies ist die genaue Bezeichnung für die Stromerzeugung aus Sonnenlicht.
»Solarthermie« ist in der Fachwelt die Wärmeproduktion. Die »Solarzelle« ist hingegen wieder ein üblicher Begriff der Stromerzeugung. Der
Verständlichkeit halber schreiben wir in unseren Beiträgen oft von »Solaranlagen«.
- Anteil an der Stromerzeugung: Im Jahr 2021 betrug der Anteil der Photovoltaik-Solarenergie an der in Deutschland erzeugten Elektrizität (Strom) 8,7%. ∗ Daten aus DE-Statis
- Übertragungsverluste: In den dezentralen Anlagen wird der Photovoltaik-Solarstrom nahe beim Endverbraucher erzeugt. Damit sind die Übertragungsverluste sehr
klein. Zusätzlich wird die Abwärme in einigen dezentralen Systemen für Brauchwasser und Heizung genutzt.
Erkenntnisse zur Wind-Energie
- Windenergie Festland: Die Windräder erzeugen seit einigen Jahren viel elektrische Energie. Das Landschaftsbild wird rund um die Standorte verändert. In Bayern erfolgt der
Schutz der Bevölkerung mit der 10-H-Regel. Die Bundeswehr beklagt vermehrt Störungen ihrer Radarsignale wegen Windrädern. ∗ Die Entwicklung für vertikale Windräder »Vertical Sky« ist weit
fortgeschritten.
- Windenergie im Meer: Offshore Windkraftanlagen werden im Meeresboden verankert und schwimmend gebaut. Soweit es uns bekannt ist, rechnen die Anlagenplaner bei den großen
Windrädern auf dem Atlantik mit einer durchschnittlichen Leistungsabgabe zwischen 40% und 70% der Nennleistung. Wahrscheinlich entfaltet die Energie des Golfstroms ihre
Wirkung. Gemäß unserer Einschätzung haben die Schwimmenden Windkraftanlagen das Potenzial zum großen Stromlieferanten der Zukunft. Einige Projekte sind geplant.
∗ Artikel Schwimmende Windkraftanlage bei Wikipedia.org,
∗ Artikel Offshore Windpark bei Wikipedia.org,
∗ Grafik bei Wikimedia.org,
∗ Artikel bei Welt.de
- Windenergie auf dem Eisschild: Die Windkraftanlagen werden im dicken Eis verankert. Auf den Flächen oberhalb des Eises weht viel Wind. Ein Projekt für die Arktis wurde
bereits präsentiert. Auf Grönland weht ebenfalls viel Wind. Die Befestigungsmethode des Turmrohres ist noch nicht klar. Die Kräfte der Eis-Bewegungen sind da. Das
Material muss der großen Kälte standhalten, ohne brüchig zu werden. Um Unwucht zu verhindern werden die Rotorflächen wahrscheinlich beheizt. Unterdessen sehen
wir einzelne Vorschläge für die Nutzung des Windes in Grönland.
- Anteil an der Stromerzeugung: Im Jahr 2021 betrug der Anteil der Windenergie an der in Deutschland erzeugten Elektrizität (Strom) 21,5%. ∗ Daten aus DE-Statis
- Übertragungsverluste: Ein Teil des erzeugten Windenergie-Stroms kommt beim Endverbraucher nicht an. Bei der Übertragung der Energie entstehen bedeutende Verluste. Diese Verluste vermindern den Ertrag der Windkraft.
Erkenntnisse zu den Langzeit-Energiespeicher und den Saisonalen Energiespeicher
- Für die fossile Energie haben wir sehr große Langzeit-Speicher. Das Gas wird das ganze Jahr hindurch gefördert und über die Pipeline transportiert. Im
Langzeitspeicher horten wir das Gas für den zusätzlichen Bedarf im Winter. Das Erdöl wird ebenfalls das ganze Jahr über gefördert, dann transportiert. Wir
horten es in grossen Öl-Lagertanks und im individuellen Tank des jeweiligen Gebäudes.
- Die Kernkraftwerke liefern das ganze Jahr über eine konstante
Wärme und eine konstante Strommenge. Die Wartungsarbeiten werden auf die verbrauchsarmen Monate gelegt. Gemäß unseren Kenntnissen gab es in den verbrauchsarmen
Monaten keine systematischen Abschaltungen von Reaktoren. Die Wärme- und Strom-Leistung werden aber manchmal reduziert, wenn die Flüsse zu warm sind. Bei dieser Methode der
Stromerzeugung findet somit üblicherweise keine Speicherung und keine Leistungssteuerung statt.
- Die Langzeit-Energiespeicher sind ein wesentlicher Teilbereich der Energiewende. Im Winter ist der Energiebedarf sehr hoch. Die Solaranlagen und die
Windkraft bringen aber nicht die meiste Energie in dieser Jahreszeit. Entsprechend stellt sich die Frage: »Wie bringen wir die Sonnen-Energie in den Winter?«
- Wasser: Viele Stauseen speichern die Energie im Sommer und erzeugen den Strom im Winter.
- Wasserstoff: Als saisonale Energiespeicher im Gebäudebereich sind bereits Anlagen mit Wasserstoffspeicher in Betrieb.
- Methanol: Mit »Methanol« sind uns derzeit noch keine Produkte zur saisonalen Energiespeicherung in kleinen Gebäuden bekannt. Methanol wird in dezentralen
technischen Anlagen oft eingesetzt.
- Fehlende zentrale Energiespeicher: Dezentrale Energiespeicher mit Wasserstoff können sehr groß gestaltet werden. Beim aktuellen Stand der Technik ist der
Wirkungsgrad mit der dezentralen Speicherung besser als bei einer zentralen Speicherung, da wir die Prozess-Wärme im Gebäude nutzbringend einsetzen.
- Die Technologie-Entwicklung der Kapillar-Elektrolyse bringt voraussichtlich einen wesentlich höheren Wirkungsgrad bei der Umwandlung von Wasser in Wasserstoff.
- Der Gesamt-Aufwand der Energie-Erzeugungs-Varianten beinhaltet Energieerzeugung, Energietransport, Energiespeicherung und das Vorhalten der Grundlast-Infrastruktur.
In den Varianten sollten wir diesen Gesamt-Aufwand miteinander vergleichen.
Erkenntnisse zur Geothermie-Energie
- Die Geothermie kann sehr viel Wärmeenergie liefern. In Süd-Deutschland wurden bereits viele Geothermie-Projekte realisiert. In den früheren Zeiten gab es als
Nebenerscheinung in einzelnen Projekten Erdbeben und langsame Bewegungen des Erdbodens. ∗ zum Wikipedia-Artikel Geothermie
Erkenntnisse zur Energie aus dem Meer
-
Gezeiten-Energie: Die tägliche Verschiebung des Wassers beinhaltet sehr viel Energie. Die Gezeitenkraftwerke haben die Eigenschaft täglich die gleiche Energie zu liefern. Der
Wasserfluss ist auf die Zeit von Ebbe und Flut beschränkt. Die Auswirkung auf die Fische ist ein Hindernis. Auf Wikipedia sind mehrere kleine Anlagen aufgelistet und zwei
Große mit rund 0,25 GW. ∗ zum
Wikipedia-Artikel Gezeitenkraftwerk,
∗ zum Wikipedia-Artikel Meeresströmungskraftwerk
- Meereswärme-Energie: Die Meereswärmekraftwerke nutzen die Temperaturunterschiede zwischen der Wasseroberfläche und der Tiefe. Bis heute ist ein bekanntes
Forschungsprojekt in Betrieb. ∗ zum Wikipedia-
Artikel Meereswärmekraftwerk
- Golfstrom: Der Golfstrom ist wie ein globales Förderband das immer läuft. Er befördert mehr als einhundertmal so viel Wasser wie über alle
Flüsse der Welt zusammen ins Meer fließt. Die Leistung entspricht einer Million der großen Kraftwerksblöcke. Ein kleiner Teil dieser Leistung sollten wir in Strom
umwandeln. Damit »hätte« die Menschheit genügend Energie zur Verfügung. ∗ zum Wikipedia-Artikel Golfstrom
Möglichkeit 1: Wir nutzen den Wind, der von der Energie des Golfstroms erzeugt wird und setzen einen kleinen Teil davon mit Schwimmenden Windrädern in elektrische Energie um.
Diese Möglichkeit haben wir bereits im Abschnitt ∗ »Erkenntnisse zur Wind-Energie« beschrieben.
Möglichkeit 2: Unter einer natürlichen Insel im Golfstrom-Gebiet bauen wir ein Turbinengebäude. Danach ermöglichen wir mittels Tunnelbohrungen den kontinuierlichen
Wasserfluss und nutzen ihn zur Stromerzeugung.
Umgangssprachlich ist das Wort Golfstrom sehr bekannt und entspricht dem wissenschaftlichen Begriff der Atlantischen Umwälzströmung. Wissenschaftlich
entspricht der Begriff Golfstrom nur einem Teilbereich der Atlantischen Umwälzströmung. Dazu gehören auch noch der Labradorstrom, der Nordatlantikstrom und
mehrere kleinere Strömungen.
Weitere Erkenntnisse zu fossiler und erneuerbarer Energie
Fahrzeuge mit fossilem und elektrischem Antrieb
- ∗ Die Autohersteller haben reine Elektrofahrzeuge für fast jede Marke
angekündigt. Einige der Fahrzeuge fahren aktuell auf den Strassen.
- Die Deutsche Post und die Schweizerische Post setzen seit mehreren Jahren bei den neuen Zustellfahrzeugen auf Elektroantriebe.
- Drei Markenhersteller in Frankreich bauen seit 2011 Zustell- und Lieferfahrzeuge mit Elektroantrieben.
- ∗ Ein italienischer Markenhersteller liefert seit
2010 Zustellfahrzeuge mit Elektroantrieben an die Deutsche Post.
- Der batterie-elektrische LKW soll nach Angaben eines MAN-Sprechers bei den Kosten im Fernverkehr vorne liegen. ∗ zum Youtube Video
- Das Aufladen der LKWs wird im Stand mit dem Megawatt-Ladesystem erfolgen und während der Fahrt mit Oberleitungen.
- Eine Batterie-Wechselstation für Langstrecken-LKWs ist als Prototyp in Betrieb.
- Die LKW-Hersteller produzieren unterdessen einige batterie-elektrische Fahrzeuge.
- Mehrere LKW-Hersteller planen Brennstoffzellen-Fahrzeuge. Sie werden gespeicherte Energie einsetzen.
- Bei der Herstellung von LKWs beobachten wir einen Trend zu besserer Aerodynamik.
- Die schweizerischen Postautos fahren in der Zukunft batterie-elektrisch, ∗ zum Artikel bei SRF.ch
- Neue Stadtbusse werden sehr oft mit Elektroantrieb bestellt.
- Die Eisenbahnzüge ohne Oberleitungen werden bei der Erneuerung oft mit Wasserstoffantrieb und batterie-elektrischer Technologie ausgerüstet.
- Die Fernbusse fahren durchschnittlich mit weniger Energie pro Personenkilometer als Autos und als die Eisenbahn.
Anmerkung
Die Angaben zu den Erneuerbaren Energien beinhalten wesentliche Einschätzungen von uns, welche nicht durch andere öffentliche Dokumente bestätigt sind.
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