Wir wissen es alle: Die Sonne liefert uns mehr Energie als wir jemals brauchen werden. Der Weltenergieverbrauch betrug 2007 insgesamt 432 Exajoule, das sind 13.9 Terrawatt Dauerleistung. In der Sahara beträgt die Sonneneinstrahlung pro Jahr etwa 1800-2000 kWh pro m. 68000 km², ein Bruchteil der Fläche Deutschlands würde ausreichen wenn man die gesamte Energie nutzen könnte.
Doch das können wir nicht und bislang haben wir zwei große Alternativen:
- Wir nutzen die Sonnenenergie über Photovoltaik. Das klappt mit 20 % Wirkungsgrad ganz gut. Nur kostet bei uns eine Anlage etwa 4000 Euro pro kW Leistung. In der Sahara sinkt das wahrscheinlich auf die Hälfte, aber so bleibt das ganze eine teure Sache. Dafür liefert uns die Solaranlage direkt Strom – denn man sonst mit großem Aufwand erzeugen muss. Er kann heute über Gleichspannungsleitungen ohne größere Verluste transportiert werden und er kann recht einfach die anderen benötigten Energien herstellen: Wasserstoff durch Elektrolyse, Wärme durch Widerstandsheizung.
- Viel billiger pro Fläche ist Biomasse. Ganz gleich ob man Chinaschilf kultiviert, Mais, Pappeln oder andere schnellwachsende Hölzer: Pro Hektar sind die Investitionssummen viel geringer. im Prinzip betreibt man konventionelle Landwirtschaft. Allerdings ist der Ertrag gering. Chinaschilf liefert als eine der effektivsten Pflanzen etwa 10-15 t Trockensubstanz pro Hektar, Das sind bei 13.6 MJ/kg etwa 5.7 kWh pro m², also nur ein 130 stel der Sonnenenergie auf dieser Fläche in der BRD. In der Sahara wäre der Ertrag höher, aber dort kann man nicht bewässern.
De Fakto haben wir heute also nur die Auswahl zwischen teuren Anlagen und inneffektiver Ausnutzung der Energie (sorry Natur, aber das musste mal über Photosystem I+II gesagt werden).
Doch es gibt vielleicht eine Alternative: Algen wachsen viel schneller als höhere Pflanzen. Einige Arten bilden sogar Öl, das man mit wenig Aufwand direkt einsetzen könnte. Vor allem aber brauchen sie kein Süßwasser. Ich bin da durch einen Artikel von Stern gekommen. Er ist fokussiert auf den Biodieseleinsatz, immerhin macht Öl etwa 50 % der Trockenmasse aus. Schon unter diesem Aspekt beträgt der Ertrag 56000 l/ha. Das sind etwa 50 KWh/ha also immerhin das 10 fache des Chinaschilfs. Eine Nutzung in der Sahara bei mehr Sonne und die Nutzung der restlichen Trockensubstanz würde die Bilanz noch weiter vergrößern.
Der Hauptvorteil aber: In einem geschlossenen System: Glasröhren könnten die Algen umgepumpt werden, wachsen, gedeihen und nach einer strecke geerntet werden. Dort kann man zentral die Algen ernten und aufbereiten. Was ist denkbar? Zum einen natürlich die Abtrennung des Öls. Den Rest der Biomasse würde man vergären zu Methanol und die mineralischen Teile mit einem Teil der nicht geernteten Algen erneut in den Kreislauf zurückführen (der Dünger für das Wachstum). Dabei gewinnt man Methan. Methan wiederum kann man in einem Turmkraftwerk mit Kohlendioxid zu Methanol und Kohlenmonoxid umsetzen. Das Methanol wird man vor Ort nutzen um Biodiesel aus den Pflanzenölen zu bilden (ebenfalls in einem Turmkraftwerk). Das restliche Methan und das Kohlenmonoxid kann man nutzen um als Generatorgas zum Heizen eingesetzt werden, oder man kann aus Methan auch Wasserstoff bilden. Wegen der Problematik des Wasserstofftransportes über längere Distanzen (Wasserstoff kann wegen seiner kleinen Molekülgröße in geringem Maße durch Metall diffundieren). würde ich davon abraten.
Nimmt man einen Gesamtertrag von 100 kWh/Jahr und Quadratmeter an, so bräuchte man für den Weltenergiebedarf zwar deutlich mehr als mit Solarzellen (5 anstatt 20 % durchschnittlich ausgenutzte Energie), aber die fläche wäre angesichts der vielen Wüsten- und Trockengebiete noch zu verschmerzen – und es wäre eine finanzierbare Lösung. Es ist vor allem sinnvoller als Flächen die man für den Anbau von Nutzpflanzen für die Ernährung braucht zu nutzen um Treibstoffe herzustellen, die doch nicht ausreichen die enormen Mengen die Autos verbrauchen zu decken. Ein jeder Autofahrer möge bitte nur mal in Gedanken überschlagen wie viele Liter er pro Jahr tankt und wie viele Liter Salatöl er pro Jahr kauft. Da sollte dann der Groschen fallen.
Was gibt es noch? Ich habe mal über Matthias Frage wegen des LM-Buches nachgedacht. Das ganze ist ja was anderes wie bei den Raumfahrtbüchern. Da ist man es ja gewohnt für gute Bücher etwas tiefer ins Portemonnaie greifen zu müssen (und ich bilde mir ein, meine gehören dazu) und die billigeren enthalten eben nicht viele Infos und sind mehr an das breite Publikum gerichtet. Bei Büchern über Ernährung ist das was anderes. Da gibt es schon unzählige. Sicher nicht welche mit der Zielsetzung wie meines, aber doch viele und die Konkurrenz ist groß.
Ich habe ja schon von Gemini zum ATV das Buchformat gewechselt (von 15.5 auf 17 cm Breite) um mehr Text unterzubringen. Nun habe ich noch die Schriftgröße von 11 auf 10 Punkt im Text geändert. Das brachte eine Verkürzung um 13 Seiten oder 10 %. Wenn ich nun die Abbildungen weitgehend weglasse und etwas raffe müsste ich mit um die 210-220 Seiten hinkommen, was einen preis unter 20 Euro erlaubt.