{"id":450,"date":"2008-11-17T13:48:25","date_gmt":"2008-11-17T12:48:25","guid":{"rendered":"http:\/\/bernd-leitenberger.de\/blog\/?p=450"},"modified":"2008-11-17T13:48:25","modified_gmt":"2008-11-17T12:48:25","slug":"sonnenenergie-und-wirtschaftlichkeit","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2008\/11\/17\/sonnenenergie-und-wirtschaftlichkeit\/","title":{"rendered":"Sonnenenergie und Wirtschaftlichkeit"},"content":{"rendered":"\n<p>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 betr&auml;gt die Sonneneinstrahlung pro Jahr etwa 1800-2000 kWh pro m?. 68000 km?, ein Bruchteil der Fl&auml;che Deutschlands w&uuml;rde ausreichen wenn man die gesamte Energie nutzen k&ouml;nnte.<\/p>\n<p>Doch das k&ouml;nnen wir nicht und bislang haben wir zwei gro&szlig;e Alternativen:<\/p>\n<p><!--more--> <\/p>\n<ul>\n<li>Wir nutzen die Sonnenenergie &uuml;ber 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 H&auml;lfte, aber so bleibt das ganze eine teure Sache. Daf&uuml;r liefert uns die Solaranlage direkt Strom &#8211; denn man sonst mit gro&szlig;em Aufwand erzeugen muss. Er kann heute &uuml;ber Gleichspannungsleitungen ohne gr&ouml;&szlig;ere Verluste transportiert werden und er kann recht einfach die anderen ben&ouml;tigten Energien herstellen: Wasserstoff durch Elektrolyse, W&auml;rme durch Widerstandsheizung.<\/li>\n<li>Viel billiger pro Fl&auml;che ist Biomasse. Ganz gleich ob man Chinaschilf kultiviert, Mais, Pappeln oder andere schnellwachsende H&ouml;lzer: 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 m?, also nur ein 130 stel der Sonnenenergie auf dieser Fl&auml;che in der BRD. In der Sahara w&auml;re der Ertrag h&ouml;her, aber dort kann man nicht bew&auml;ssern.<\/li>\n<\/ul>\n<p>De Fakto haben wir heute also nur die Auswahl zwischen teuren Anlagen und inneffektiver Ausnutzung der Energie (sorry Natur, aber das musste mal &uuml;ber Photosystem I+II gesagt werden).<\/p>\n<p>Doch es gibt vielleicht eine Alternative: Algen wachsen viel schneller als h&ouml;here Pflanzen. Einige Arten bilden sogar &Ouml;l, das man mit wenig Aufwand direkt einsetzen k&ouml;nnte. Vor allem aber brauchen sie kein S&uuml;&szlig;wasser. Ich bin da durch einen Artikel von <a href=\"http:\/\/www.stern.de\/wissenschaft\/natur\/:Biodiesel-Algen-Gr&uuml;n-Hoffnung\/605305.html\"> Stern<\/a> gekommen. Er ist fokussiert auf den Biodieseleinsatz, immerhin macht &Ouml;l etwa 50 % der Trockenmasse aus. Schon unter diesem Aspekt betr&auml;gt 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 w&uuml;rde die Bilanz noch weiter vergr&ouml;&szlig;ern.<\/p>\n<p>Der Hauptvorteil aber: In einem geschlossenen System: Glasr&ouml;hren k&ouml;nnten 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 nat&uuml;rlich die Abtrennung des &Ouml;ls. Den Rest der Biomasse w&uuml;rde man verg&auml;ren zu Methanol und die mineralischen Teile mit einem Teil der nicht geernteten Algen erneut in den Kreislauf zur&uuml;ckf&uuml;hren (der D&uuml;nger f&uuml;r 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 Pflanzen&ouml;len 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 &uuml;ber l&auml;ngere Distanzen (Wasserstoff kann wegen seiner kleinen Molek&uuml;lgr&ouml;&szlig;e in geringem Ma&szlig;e durch Metall diffundieren). w&uuml;rde ich davon abraten.<\/p>\n<p>Nimmt man einen Gesamtertrag von 100 kWh\/Jahr und Quadratmeter an, so br&auml;uchte man f&uuml;r den Weltenergiebedarf zwar deutlich mehr als mit Solarzellen (5 anstatt 20 % durchschnittlich ausgenutzte Energie), aber die fl&auml;che w&auml;re angesichts der vielen W&uuml;sten- und Trockengebiete noch zu verschmerzen &#8211; und es w&auml;re eine finanzierbare L&ouml;sung. Es ist vor allem sinnvoller als Fl&auml;chen die man f&uuml;r den Anbau von Nutzpflanzen f&uuml;r die Ern&auml;hrung braucht zu nutzen um Treibstoffe herzustellen, die doch nicht ausreichen die enormen Mengen die Autos verbrauchen zu decken. Ein jeder Autofahrer m&ouml;ge bitte nur mal in Gedanken &uuml;berschlagen wie viele Liter er pro Jahr tankt und wie viele Liter Salat&ouml;l er pro Jahr kauft. Da sollte dann der Groschen fallen.<\/p>\n<p>Was gibt es noch? Ich habe mal &uuml;ber Matthias Frage wegen des LM-Buches nachgedacht. Das ganze ist ja was anderes wie bei den Raumfahrtb&uuml;chern. Da ist man es ja gewohnt f&uuml;r gute B&uuml;cher etwas tiefer ins Portemonnaie greifen zu m&uuml;ssen (und ich bilde mir ein, meine geh&ouml;ren dazu) und die billigeren enthalten eben nicht viele Infos und sind mehr an das breite Publikum gerichtet. Bei B&uuml;chern &uuml;ber Ern&auml;hrung ist das was anderes. Da gibt es schon unz&auml;hlige. Sicher nicht welche mit der Zielsetzung wie meines, aber doch viele und die Konkurrenz ist gro&szlig;.<\/p>\n<p>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 Schriftgr&ouml;&szlig;e von 11 auf 10 Punkt im Text ge&auml;ndert. Das brachte eine Verk&uuml;rzung um 13 Seiten oder 10 %. Wenn ich nun die Abbildungen weitgehend weglasse und etwas raffe m&uuml;sste ich mit um die 210-220 Seiten hinkommen, was einen preis unter 20 Euro erlaubt.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>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. 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