Wir alle wissen: Es gibt nicht unendlich viel Erdöl, auch Kohle und Uranerz sind beschränkt. Das bedeutet, man muss rechtzeitig dafür sorgen, dass man eine Alternative hat. Im Prinzip ist es ja wirklich einfach: Die Sonne strahlt erheblich mehr Energie auf die Erde als man braucht um den gesamten weltweiten Energiebedarf zu decken. Leider eben nur im Prinzip, denn in der praktischen Nutzung denkt man heute immer noch ziemlich kompliziert.<\/p>\n
Im täglichen Leben bewerten wir Energiequellen nach einem einfachen Schema – je preiswerter eine bestimmte Energiemenge wie z.B. 1 MJ kommt, desto besser. So ist Strom immer teurer als Gas oder Erdöl, weil er mit Verlusten durch das Verbrennen dieser gewonnen wird. Erstaunlicherweise gilt das nicht bei alternativen Energiequellen. Ich will heute nur mal mein Augenmerk auf den Knackpunkt der zukünftigen Energiepolitik richten: Den Autoverkehr.<\/p>\n
Die besondere Herausforderung ist, dass man den Energieträger hier mittransportieren muss. Das ist mit Benzin oder Diesel kein Problem. Die Tanks dafür wiegen fast nichts, die Substanzen sind gut lagerbar und bei Zimmertemperatur flüssig. Doch alle Alternativen die man bislang vorschlug haben Probleme.<\/p>\n
Flüssiger Wasserstoff ist z.B. nur bei -253 Grad Celsius flüssig und hat eine 10 mal geringere Dichte als Benzin. Selbst bei Berücksichtigung des höheren Energiegehalts braucht man so 3 mal voluminösere Tanks, die hervorragend abgedichtet werden müssen. Zudem gibt es enorme Verluste bei der Herstellung. Das Verflüssigen, Transportieren, die Verdampfverluste bewirken, dass man von 1 MJ die man zur Herstellung von flüssigem Wasserstoff aufwendet nur 0.3-0.4 MJ an Energie zurückgewinnt. Pikantes Detail am Rande: Heutzutage wird der Wasserstoff aus Erdöl und Erdgas gewonnen und nicht durch die Elektrolyse von Wasser – Das ist in jedem Falle keine Alternative.<\/p>\n
Gasförmiger Wasserstoff erlaubt es neben dem Betrieb eines umgerüsteten Otto Motors auch den Einsatz von Brennstoffzellen. Bei diesen wird Strom durch die Reaktion mit Sauerstoff gewonnen und dieser treibt dann einen Elektromotor an. Der Wirkungsgrad ist höher als bei der Verbrennung von Wasserstoff, doch man handelt sich andere Probleme ein. Wie speichert man den Wasserstoff ? Drucktanks dürften aus nahe liegenden Gründen ausscheiden. Bei den schweren Stahlflaschen mit 250 Bar Druck enthält ein Volumen von 1 l nur 0.022 kg Wasserstoff. Die Speicherung in Metallhydriden erfordert auch große Volumina und diese Speicher sind sehr teuer. Bisher schummeln auch hier die Konzerne und nehmen als Treibstoff Methanol, der dann katalytisch oxidiert wird, wodurch Wasserstoff freigesetzt wird. Methanol ist lagerbar wie Benzin.<\/p>\n
Wenn man in der Zukunft durch Vergärung von Biomasse Methanol herstellen kann, so kann dies eine Alternative sein. Doch auch hier wird man die Gesamteffizienz des Prozesses beachten müssen.<\/p>\n
Das einfachste scheint Biodiesel zu sein. Biodiesel ist Rapsöl, welches zuerst in Fettsäuren und Glycerin gespaltet wird, dann werden die Fettsäuren abgetrennt und mit Methanol zu Methylestern umgesetzt. Man erhält ein Gemisch an Estern, das vergleichbar Diesel ist und dass normale Dieselmotoren nach Umrüstung verbrennen können. Man kann es wie Diesel tanken und es ist auch sonst diesem vergleichbar.<\/p>\n
Tja gäbe es da nicht ein Problem. Ignorieren wir einmal, das Umestern des Rapsöls auch Energie verbraucht und konzentrieren uns nur mal auf den Ertrag. Im Jahre 2005 wurden auf 1.4 Millionen Hektar Raps angebaut. Der Ertrag lag bei 35.1 dt\/ha in den letzten Jahren. Das ist eine Gesamtmenge von 4.9 Milliarden kg, in etwa 5 Millionen l entsprechend. Nur: Im Jahre 2005 betrug der Verbrauch an Diesel 32 Milliarden l. Dazu müsste man auch noch 31 Milliarden l Benzin ersetzen, zusammen kann man leicht ausrechnen, das man eine Anbaufläche von 17.64 Millionen ha bräuchte um nur das Öl für die Autos zu produzieren. Leider betrug die Gesamtanbaufläche im Jahre 1999 nur 17.1 Millionen ha und hat seitdem abgenommen. Würden wir in der ganzen Bundesrepublik also nur noch Raps anbauen, so würde das gerade ausreichen um die Versorgung mit Sprit zu gewährleisten.<\/p>\n
Was ist also die Alternative ? Nun das einfachste ist es Energie zu sparen. Am einfachsten einfach indem man wirklich den Individualverkehr herunterfährt. Doch das ist realistischerweise nur mit großem Aufwand möglich. Wir haben hier das typische „Henne-Ei Problem“. Damit der OPNV attraktiv ist muss er gut ausgebaut sein, mit vielen Haltestellen, schneller Taktung und schnellen Verkehrsmitteln. Das erfordert erst mal Investitionen die man in Zeiten knapper Kassen nicht tätigen will. Es gibt Großstädte in denen der OPNV attraktiv ist, doch es ist nicht die Regel. Auf dem Land wird man immer auf das Auto angewiesen sein.<\/p>\n
Man kann Autos sprit sparend bauen. Doch bisher sind alle Versuche diese breit einzuführen an der Akzeptanz gescheitert. Das Problem sind folgende Dinge:<\/p>\n
Fahrzeuggewicht: Man kann hier sicher heute schon viel machen z.B. Edelstahl durch Aluminium und Kunststoffe zu ersetzen. Große Einsparungen gäbe es durch den Einsatz von Kohlefaser verstärkten Verbundwerkstoffen. Doch würden diese den Preis stark nach oben treiben. Die höchsten Einsparungen gäbe es wenn man ein Auto so groß baut,? wie es benötigt wird. Für einen Pendler der immer alleine fährt ist ein 4 Sitzer viel zu groß. Extrembeispiel: Der Messerschmidt Kabinenroller aus dem Jahre 1958 schaffte es bei 285 kg Gewicht mit einem 10 PS Motor auszukommen und verbrauchte 3.5 l pro 100 km. Nimmt man einen modernen Motor (Der Lupo hat einen 50 PS Motor mit 3 l Verbrauch\/100 km) so sollte man leicht auf ein 1 l Auto kommen.<\/p>\n
Komfort: Heute geht ein beachtlicher Teil des Spritverbrauches auf die Erzeugung von elektrischem Strom für Bordsysteme wie Klimaanlage drauf. Ohne diese Systeme wäre der Spritverbrauch zu senken<\/p>\n
Motorisierung: Wenn man in ein Auto einen Motor einbaut, der es bis auf 180 km\/h beschleunigen kann, so wird dieser immer mehr Treibstoff brauchen als einer der es nur bis auf 130 km\/h beschleunigt. Doch dann „zieht“ dieser auch nicht so stark. Solange Geschwindigkeit und nicht Spritverbrauch zählen wird das 3 l oder 2 l Auto noch auf sich warten lassen.<\/p>\n
Mit diesen Technologien kann man Autos mit einem Spritverbrauch von 2-4 l\/100 km produzieren. Was darüber hinausgeht geht nur mit Abkehr von der 100 Jahren alten Technologie eines Explosivmotors. Eine Gasturbine hat z.B. einen höheren Wirkungsgrad als der Ottomotor. Zudem verbraucht man vor allem im Stadtverkehr viel Treibstoff für das Bremsen und Beschleunigen. Speichert man diese Bewegungsenergie in einem Schwungrad beim Abbremsen und setzt sie beim Start wieder frei, so spart man sehr viel Sprit im Stadtzyklus. Derartige Autos sind aber noch mehr als welche mit dem Otto Motor auf eine konstante Geschwindigkeit ausgelegt. Sie erreichen aber dafür einen Verbrauch von 1l\/100 km.<\/p>\n
Solange dies nicht der Fall ist, scheint es am sinnvollsten zu sein aus Biomasse Treibstoffe herzustellen. Dazu baut man schnellwachsende Pflanzen wie bestimmte Grasssorten an und erntet diese im ganzen. Bei der Vergärung kann man dann Wärme gewinnen und Biogas erzeugen. Aus diesem kann man dann wiederum Methanol erzeugen, der als Verbrennungsstoff für Brennstoffzellen fungieren kann. Doch auch hier muss man sehen ob dies sich rentiert. Chinaschilf erzeugt zwar einen Ertrag der bei der reinen Verbrennung etwa 7000 l Heizöl pro Hektar entspricht, aber dazu kommen die Verluste bei der Umwandlung in Methanol. Zudem laugt die Pflanze den Boden stark aus.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Wir alle wissen: Es gibt nicht unendlich viel Erdöl, auch Kohle und Uranerz sind beschränkt. Das bedeutet, man muss rechtzeitig dafür sorgen, dass man eine Alternative hat. Im Prinzip ist es ja wirklich einfach: Die Sonne strahlt erheblich mehr Energie auf die Erde als man braucht um den gesamten weltweiten Energiebedarf zu decken. 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