vbiw Dr. Norbert Mertzsch 1. Summer School der TH Wildau Klimaschutz und Klimafolgenanpassung
Zum Begriff Erneuerbare Energien - Der Begriff Erneuerbare Energien ist allgegenwärtig, aber physikalisch falsch. - Energie kann sich nicht erneuern. Das widerspricht dem Energieerhaltungsgesetz und der Unmöglichkeit eines Perpetuum Mobile. - Richtiger wären die Begriffe regenerative Energie oder Einkommensenergie (sie erschöpft sich in menschlichen Zeiträumen nicht im Gegensatz zur Vermögensenergie). vbiw 2
Theodor Fontane Wanderungen durch die Mark... Da zuletzt erging Anfrage von der Kammer her an die Menzer Oberförsterei, wie lange die Forst aushalten werde, wenn Berlin aus ihm zu brennen und zu heizen anfange, worauf die Oberförsterei mit Stolz antwortete: Die Menzer Forst hält alles aus.... und siehe da, ehe dreißig Jahre um waren, war die ganze Menzer Forst durch die Berliner Schornsteine geflogen. vbiw 3
Friedrich Engels Anteil der Arbeit an der Menschwerdung des Affen Schmeicheln wir uns indes nicht zu sehr mit unsern menschlichen Siegen über die Natur. Für jeden solchen Sieg rächt sie sich an uns. Jeder hat in erster Linie zwar die Folgen, auf die wir gerechnet, aber in zweiter und dritter Linie hat er ganz andre, unvorhergesehene Wirkungen, die nur zu oft jene ersten Folgen wieder aufheben. vbiw 4
Eckdaten der Erneuerbaren Energien 1 Gesamtleistungseintrag der Sonne - 121.000 TW auf der Erde Primärenergieenergieeinsatz 2004-15 TW Es müssten ca. 0,01 % der Sonnenenergie genutzt werden, um den derzeitigen Weltenergiebedarf zu decken. Der Primärenergieenergieeinsatz 2004 entspricht etwa 4,3 % der kinetischen Energie des Windes oder 15 % der Photosyntheseleistung (nach aktuellen Daten übersteigt Weltenergiebedarf sogar die Photosyntheseleistung) Daten nach Flach vbiw 5
Eckdaten der Erneuerbaren Energien 2 Gesamtleistungseintrag der Sonne - 160.000 TW auf der Erde Als Freie Energie nutzbar - 1.000 TW Freie Energie (vom Menschen - 50 TW genutzt) Verschiedene Arten erneuerbarer Energien sind unterschiedlich stark begrenzt. Ein überhöhter Verbrauch von Wind- und Wellenenergie könnte zu Rückkopplungen mit dem Klimasystem der Erde führen. Daten nach Kleidon vbiw 6
Zur Photovoltaik 1 Eingestrahlte Energie - Mitteleuropa - 1.000 kwh/m² - Sahara - 2.350 kwh/m² Sonnenscheindauer - Mitteleuropa - 1.550 h/a - Sahara - 4.000 h/a vbiw 7
Zur Photovoltaik 2 Bereitstellung von Dotierungselementen Probleme durch Vulkanausbrüche (Beispiele Laki und Tambora) Fehlende leistungsstarke Speicher Bereitstellung der gleichen Leistung als fossiles Kraftwerk Flächenkonkurrenz zur Solarthermie (Hybrid- Kollektoren könnten Abhilfe schaffen) Nutzung landwirtschaftlich nutzbarer Flächen vbiw 8
Zur Solarthermie Flächenkonkurrenz zur Photovoltaik (Hybrid- Kollektoren könnten Abhilfe schaffen) Probleme bei Vulkanausbrüchen Weiterentwicklung der Speichertechnik nötig Problem der Abschattung von Flächen bei großen solarthermischen Kraftwerken- auch die Wüste ist ein Biotop ggf. Behinderung des Materialtransports aus der Wüste vbiw 9
Zur Windenergie Diskontinuierliche Bereitstellung Beeinträchtigung des Mikroklimas ggf. Behinderung des Materialtransports aus der Wüste Auswirkungen auf die Menschen (Ästhetik, gesundheitliche Probleme) Auswirkungen auf die Tierwelt Schallausbreitung bei Offshore-Windparks nicht nur beim Bau zu beachten vbiw 10
Zur Bioenergie 1 Konkurrenz um die forst- und landwirtschaftliche Nutzfläche: - Nahrungsmittelproduktion - Anbau von Energiepflanzen - Anbau von Pflanzen für chemische Verwertung - Naturschutz - Gewässerschutz - Klassische Holznutzung - Photovoltaik. vbiw 11
Zur Bioenergie 2 Vorrang der Versorgung mit qualitativ hochwertigen Nahrungsmitteln (höherer Flächenverbrauch wegen klimatischer Unwägbarkeiten) Wirksamkeit des Nachhaltigkeitszertifikats für Biomasse zur energetischen Nutzung Sicherung der Wasserversorgung für eine intensive landwirtschaftliche Produktion vbiw 12
Zur Wasserkraft Wasserkraft ist die wichtigste erneuerbare Energiequelle zur Stromerzeugung. Nutzung ist als besonders ökologisch anerkannt Bei Bau teilweise gravierende Eingriffe in das Ökosystem (Beispiel Drei-Schluchten-Damm am Jangtsekiang in China). Kleine Wasserkraftwerke werden im Land Brandenburg wegen Eingriffen in das Ökosystem abgelehnt. Ausweg könnten Flussstromkraftwerke sein. vbiw 13
vbiw Zur Geothermie Global gesehen langfristig nutzbar. Nur ein kleiner Teil ist technisch nutzbar. Eintritt tektonischer Ereignisse ist möglich. Auswirkungen sind zu beachten. Nutzungskonflikte im Untergrund. Konkurrenz von: - Druckluftspeicher - Erdgasspeicher - Speicher für Kohlenstoffdioxid - Bergbau - Untertagedeponien - Endlager für radioaktive Abfälle. 14
Zur Gravitationsenergie In Form der Gezeitenenergie nutzbar. Besonders geeignete Küsten nötig. Absperrungen von Buchten können Probleme mit traditionellen Nutzungen (Tourismus, Fischerei, Schifffahrt) und Naturschutz bringen. Günstiger könnten Strömungskraftwerke, die wie Windräder unter Wasser arbeiten, sein. vbiw 15
Fazit Die Bereitstellung von Nutzenergie wird auch bei Nutzung Erneuerbarer Energien nicht nur Vorteile haben. Entscheidend für den Ausbau der Erneuerbaren Energien zur Stromerzeugung ist die Schaffung von ausreichend dimensionierten Stromspeichern. Die Fähigkeit fossile Energieträger zu Nutzen wird zu erhalten sein. Das einzige, wo es keine Ambivalenzen gibt, ist das Einsparen von Energiedienstleistungen. vbiw 16