Regenerative Energie: unbekannte Champions

In 2015 investierten die weniger entwickelten Länder (unter Einschluss von China, Indien und Brasilien) mehr in regenerative Energiegewinnung als die entwickelten. Das steht in einer Studie von REN21.net, die ich von hier zitiere.

Sie investieren nicht nur mehr als wir, sondern viele Länder, an die ich in der Beziehung nicht dachte, sind bereits ziemlich weit fortgeschritten.

pv_ausbau_d_2002_2015
Ausbaurate der Photovoltaik in Deutschland (Quelle)

In Deutschland ist man es gewohnt, sich wegen der regenerativen Energien auf die Schulter zu klopfen, aber das entbehrt weitgehend der Grundlage. Nicht nur, dass etwa der jährliche Ausbau der Photovoltaik auf dem Stand von 2006 ist:

fossile_stromerzeugung_ohne_nukes_2002-2016
Fossile Kraftwerkskapazität (ohne Kernenergie) (Quelle)

Dazu kommt, dass die fossile Kraftwerkskapazität aller Energiewende zum Trotze einen stetigen Zuwachs erfuhr und sogar die Kohlekraft nach einem Abbau in 2011 wieder zunahm:

anteil_reg_en_europa_2014Auch im europäischen Vergleich stehen wir ziemlich mickrich da – 16 Länder liegen da noch vor uns: (Quelle)

 

Noch interessanter wird es, wenn man sich die Liste der Länder mit den höchsten Anteilen an regenerativer Energie auf der Welt anschaut.
In dieser Liste befindet sich Deutschland an 115ter Stelle. Ich nenne nur die ersten 10: Demokratische Republik Kongo, Äthiopien, Mozambique, Tansania, Sambia, Nigeria, Nepal, Haiti, Eritrea, Myanmar. Das erste „reiche“ Land ist Island an Stelle 12 und Norwegen an Stelle 23.

Auffallend ist dabei, dass viele „arme“ Länder sehr hohe regenerative Anteile haben, während die „reichen“ generell im 10 – 15 % – Bereich herumtümpeln.Natürlich ist dort oft ein hoher Anteil an Wasserkraft enthalten. Dabei kommt zum Tragen, dass die absolute Leistung, die über Wasserkraft gewonnen werden kann, von den geographischen Gegebenheiten abhängt und in erster Näherung proportional zur Fläche ist. (Dies trifft auch für Sonnenstrom, Wind und Biomasse zu.) Bei niedrigem absoluten Leistungsbedarf einer Region ist dann der relative Anteil der Wasserkraft sehr hoch. Man kann direkt eine Gleichung

arm  =   niedriger Energieumsatz = hoher Anteil an regenerativer Energie

aufstellen. Das zeigt in welche Richtung wir uns in den reichen Ländern bewegen müssen. Der Ausbau der regenerativen Energiegewinnung wird nicht reichen – der Gesamt-Energieumsatz muss auch sinken.

Und dazu brauchen wir ein funktionierendes Emissionszertifikatesystem.

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Über den Nutzen von „Ökostrom“

Darf ich mit meinem Stromverbrauch aasen, wenn ich Ökostrom beziehe?

Die intuitive Antwort lautet: Ja, denn „mein Strom erzeugt ja keine Emissionen“.

Die richtige Antwort lautet: Nein, denn jede kWh regenerativen Strom, die ich verbrauche, erhöht die fossile Stromerzeugung um genau diesen Anteil.

Wie das ????

Die meisten Stromkunden erhalten Strom aus gemischten Quellen. Und Strom aus regenerativen Quellen wird immer zu 100 % ins Netz eingespeist – mit ein paar seltenen Ausnahmen, wenn die lokale Netzstabilität gefährdet ist. Das heißt, dass jede kWh regenerativen Stroms, die ich abnehme, nicht zu einer erhöhten Produktion regenerativen Stroms führt, sondern den Stromkunden mit gemischtem Strom entzogen wird. Diese brauchen dafür einen Ausgleich, und der wird fossil erzeugt.

Das führt zu einer Klärung, worin eigentlich der Nutzen von Ökostromverträgen (zur Zeit noch) besteht: Da praktisch aller Wind- und Sonnenstrom ins Netz eingespeist wird, und über den Staat die Wirtschaftlichkeit in Deutschland weitgehend garantiert ist (EEG), haben Ökostromverträge einen minimalen Effekt in der Realität. Es sei denn, der Ökostromversorger nimmt höhere Preise und verwendet die Differenz für Investitionen in regenerative Energie.

Ein Ökostromvertrag ohne solche Investitionen bedeutet lediglich eine Umschichtung von Zahlungsströmen innerhalb des Versorgungsnetzes.

Die Waschmaschine der Zukunft

gibt es schon, sie muss sich nur noch durchsetzen. Es ist die Maschine mit Warm- und Kaltwasseranschluss, die das vorhandene warme Wasser nutzt. Gemäß dena spart man damit pro Wäsche im Mittel 0,4 kWh, macht in 10 Jahren rund 1400 kWh oder rund 280 €.

Leider muss man aber Energie und Geld aufwenden, um das warme Wasser zu erzeugen, macht ca. 70 €. Die Primärenergieeinsparung beträgt allerdings ca. das Doppelte der Elektroenergieeinsparung.

Analoges gilt für Geschirrspülmaschinen.

Ich finde, dass nur noch Geräte mit Warmwasseranschluss verkauft werden sollten.

Mehr aus der Welt der Algen

Was ich neulich im Focus über Treibstoff-aus-Algen las ist nur die Spitze eines Eisberges an Forschung, die auf diesem Gebiet geleistet wird. Die Idee dazu entstand bereits in den 50er Jahren, damals allerdings noch mit einer anderen Zielrichtung (Methanherstellung unter Nutzung von Abwässern). Von 1978 bis 1996 lief ein Forschungsprogramm des U.S. Department of Energy’s Office of Fuels Development, in dem bereits wesentliche Vorarbeiten wie die Suche geeigneten Arten, die Erforschung von Physiologie und Biochemie der Algen, Erstellung von Demonstrationsanlagen und  Kostenanalysen geleistet wurden. Dieses Programm ist in letzter Zeit wieder aufgenommen worden. Ein PDF-Dokument mit einem Überblick findet sich hier.

Der SPIEGEL könnte ein Beleg für die These sein, das hierzulande die Algentechnologie als exotisch und versponnen gilt. Nicht nur, dass er bei Stichwort „Algen“ überhaupt keinen entsprechenden Treffer in seiner internen Suche liefert, einer der zwei Artikel über die neue Technologie ist ein herber Verriss des Hamburger Pilotprojekts zur Umwandlung von Kraftwerks-CO2 in Biomasse. In anderen Medien wird immerhin wohlwollend über den Algen-Ansatz berichtet, z.B. in der Welt. Der Gerechtigkeit halber muss man sagen, dass das besagte Pilotprojekt wirklich nicht mehr sein kann als ein Forschungsprojekt – es krankt an dem Problem aller regenerativen Energien in Deutschland: zu wenig Licht um billig werden zu können. Der andere Artikel im SPIEGEL ist wohlwollender .

Währenddessen haben sich in den USA bereits zwei Organisationen zur Koordination und Interessenvertretung von Sprit-aus-Algen-Unternehmen gegründet, die Algal Biomass Organisation (ABO) und die National Algae Association, von denen die erstere so klangvolle Namen wie Boeing, Airbus, KLM, FedEx und IATA in ihrer Mitgliederliste führt. Die Fliegerei ist harscher Kritik der Umweltschützer ausgesetzt und will nicht nur ihr Image polieren, sondern sich auch langfristig ihre Treibstoffbasis sichern. Auch die Firma Sapphire Energy findet sich in der ABO – sie hat jüngst 100 Mio. Dollar von Bill Gates erhalten.

Doch nicht nur die Großen sind drüben rege – es scheint eine kleine Gemeinde von Hobby-Biodieselern zu geben. Zumindest gibt es Anleitungen im Netz zu kaufen, wie man einer wird, die als Lehrbeispiel für sales hype gelten können. Hier ein Bericht über ein Garagentreffen solcher Algen-Geeks. Amerika ist halt das Land des „can do“!

Leider muss ich meine frühere Darstellung der Wunder der Algen etwas zurückstutzen, nämlich was den maximalen Umwandlungswirkungsgrad betrifft. Nach besagtem „Welt“-Artikel und anderen Quellen beträgt er nicht 30, sondern nur 10 %. Aber immerhin kann ich den geneigten Leser aus dieser Quelle mit einer offiziellen Schätzung des Zeitrahmens versorgen, bis die Sache zum Durchbruch kommt: kommerziell lohnende Produktion 2015, 2022 dann 36 Mrd. Gallonen (= 137 Mrd. Liter, = 98 Mrd. kg, = 98 Mio. t, = etwa der momentane deutsche Verbrauch an Benzin).

Der wahre Trend in solarer Energie

Manchmal tauchen kleine Meldungen auf, die abseitig wirken. Bei näherem Hinsehen wird einem aber dann klar, dass hier ein echter Durchbruch zu sehen ist.

Focus hat einen Klima-Newsletter, in dem auf verschiedene klimawandelbezogene Artikel hingewiesen wird. Es gibt viele Entwicklungslinien in der Reaktion auf den Klimawandel. Einige werden überbetont (Solarstrom), andere bekommen nicht die Aufmerksamkeit, die ihrer Relevanz entspricht (Wärmedämmung), andere entpuppen sich als Irrläufer (Agrofuel).  Manchmal kommt etwas neues, das aufhorchen lässt, und das ist die Biomassegewinnung aus Algen.

Sie hat mehrere Vorteile gegenüber der Verwertung von Landpflanzen:

  1. Der Wirkungsgrad bei der Umwandlung von Licht in Biomasse liegt im Bereich von 30 %. (Quelle) Damit ist er ein Vielfaches höher als bei Landpflanzen, d.h. der Flächenverbrauch für dieselbe Menge an Brennstoff ist  geringer – oder aus derselben Fläche lässt sich eine viel höhere Exergie gewinnen.
  2. Da Wasserflächen genutzt werden könnten, wird keine wertvolle landwirtschaftliche Nutzfläche für Kraftstoffgewinnung verbraucht.
  3. Energiefarmen können CO2 durch die in den Algen erfolgende biologische Hydrierung wieder nutzbar machen – ein geschlossener CO2-Kreislauf wird realisierbar.
  4. Die entstehenden Öle können mit heutiger Raffinerietechnik in Kraftstoffe umgewandelt werden. Damit können existierende Autos und andere Anlagen weiter verwendet werden.

Diese Technik ist mit 10 – 15 % Umwandlungswirkungsgrad * ) in mechanische oder elektrische Energie so flächeneffizient wie Photovoltaik, aber mit potentiell einem Bruchteil der Kosten.

 * ) Auf diesen Wert kommt man, wenn man die gewonnene Biomasse per Wärmekraftmaschine nutzt, die ihrerseits einen Wirkungsgrad von 30 – 50 % hat.