Leben = Bewegung = Freude

Gedanken

 


10.08.2022: Energieversorgung, die in Zukunft wohl größte Herausforderung der Menschheit (bei Vermeidung einer Klimakatastrophe): Mit der Industrialisierung und der starken Zunahme der Bevölkerung in den Industrienationen ist der Energiebedarf exorbitant angestiegen.

Bisher sind die meisten von uns davon ausgegangen, dass uns diese Energie relativ günstig und immer, wenn wir sie brauchen zur Verfügung steht. Nahezu alle unsere Tätigkeiten sind mit Energie oder besser gesagt mit Energieverbrauch verbunden.

Wenn man unser Leben mit dem der Naturvölker vergleicht, sieht man erst, wie wenig Energie man eigentlich für das Leben braucht. Weil ohne Auto, ohne große Wohnung, ohne Fernreisen, ohne Transporte über den gesamten Globus usw., könnten wir mit viel weniger Energieaufwand auch ziemlich zufrieden sein. Denn brauchen wir den Konsum und die großen Autos wirklich?

Über erneuerbare und CO2-neutrale Energieträger hat man bisher nicht viel nachgedacht, da es ja so einfach und günstig ist (war) fossile Energieträger aus anderen Ländern zu beziehen.

Man hat zwar gewusst, dass die Ressourcen auf der Erde einmal versiegen werden, aber da der Mensch ziemlich bequem und egoistisch ist, hat er sich gedacht, das betrifft mich noch nicht und das sollen sich die Generationen nach uns überlegen.

Auch weiß man schon immer, dass die Energieträgervorkommen ungleichmäßig über den Erdball verteilt sind und gerade die meisten europäischen Staaten, die viel benötigen, haben keine großen Öl- und Gasvorkommen. Da aber diese Staaten wohlhabend sind, konnten sich diese das notwendige Gas und Öl besorgen. 

Russland hat uns nun durch die Drosselung des Zuflusses gezeigt, wie abhängig wir von seinem Gas sind. Somit wurde jetzt auch der Energiehandel zum Problem. Es könnte durchaus sein, dass jetzt bald auch andere Länder mit großen Energievorkommen an der Preisschraube drehen.

Bisher haben wir viel auf Kosten von anderen Ländern gelebt (günstige Rohstoffe, günstige Produktionsstätten, niedrige Löhne), aber jetzt zeichnet sich ab, dass dieses Phase vorbei ist und diese Länder den „Spieß umdrehen“.

So traurig es ist, inzwischen ist der Ukrainekrieg nur ein Nebenschauplatz geworden – jetzt geht es um die Energieversorgung der Menschheit und um Weltpolitik zwischen den Weltmächten USA, Russland und China. Die EU kann hier kaum mitreden, weil sie ziemlich abhängig von diesen großen Staaten ist.

Jetzt sind wir so weit, dass wir umdenken müssen, doch es hat sich ca. eine Milliarde der Weltbevölkerung an diese enorme Energieversorgung gewöhnt und diese Menschen sollten jetzt so vernünftig werden, dass sie durch ressourcenschonende Lebensweise weiterhin zufrieden sind. Das würde ein beträchtlicher Rückschritt sein und das wird die Meisten nicht zufrieden stellen.

Die Energie und der Handel damit werden immer kostbarer und damit sind Konflikte vorprogrammiert. Viele wollen etwas haben, was aber nicht ausreichend und jederzeit zur Verfügung steht. Die fossilen Energieträger durch erneuerbare zu ersetzen ist kaum möglich und langfristig nur, wenn wir viel weniger Energie benötigen.

Ich liege wahrscheinlich nicht ganz falsch, wenn ich behaupte, dass es in Zukunft die meisten Auseinandersetzungen zwischen den Völkern aufgrund Energieknappheit und Energiehandel geben wird. Die Energieversorgung wird so kostbar werden, dass sie sich hauptsächlich nur mehr die Reicheren leisten können – was natürlich ein weiteres Konfliktpotential ist. 

Zusätzlich muss noch erwähnt werden, dass der Hauptauslöser unserer gegenwärtigen Inflation war, dass viele Notenbanken der Länder in den letzten Jahren immer noch mehr Geld in den Umlauf gebracht haben. Verstärkt hat sich diese hohe Inflation, dass durch die Drosselung der Erdgaseszufuhr aus Russland ein Energieträgermangel entstanden ist, der die Preise noch zusätzlich erhöht hat (Preise richten sich nach Angebot und Nachfrage). Beklemmend ist, dass einzelne Länder wie z. B. Österreich gegen diese Entwicklung kaum einen Einfluss haben. Dies alles müsste innerhalb der EU und besser noch in Abstimmung mit den Weltmächten geregelt werden. Aber hierbei wird es m. E. kaum eine Einigkeit geben, weil sowohl jeder Staat innerhalb der EU als auch weltweit, in erster Linie nationale Interessen verfolgt und dabei verkennt, welchen Schaden so ein Denken insgesamt für alle zur Folge hat.. 

Leider sind das alles keine guten Aussichten.


03.08.2022: Gazprom und CO2-Emissionen: Wie hier zu lesen ist (Artikel vom 01.08.2022) hat vor dem Hintergrund reduzierter Liefermengen nach Europa der russische Energieriese Gazprom die Gasexporte nach China in den ersten sieben Monaten 2022 um knapp 61 Prozent erhöht - musste aber trotzdem seine Förderung senken. „Gazprom hat vorläufigen Angaben nach 262,4 Milliarden Kubikmeter Gas gefördert, was 12 Prozent (35,8 Milliarden Kubikmeter) weniger sind als im Vorjahr“, teilte das Unternehmen am Montag auf seinem Telegram-Kanal mit.

Da Erdgas beim Verbrennen pro m³ 2 kg CO2 emittiert (nur die direkten Emissionen - hinzu kämen noch die indirekten Emissionen aus der Gewinnung, Transport etc.), werden dieses Jahr bei 35.800.000.000 m³ weniger Förderung, also auch entsprechend weniger Verbrauch rd. 72.000.000 Tonnen (70 Millionen) weniger CO2 in die Atmosphäre freigesetzt. .

Wenn man bedenkt, dass der EU-Bürger im Schnitt rd. 8 Tonnen pro Jahr CO2 in die Atmosphäre emittiert, dann hat die o. g. Drosselung der Erdgasförderung im Zeitraum von 7 Monaten  (dieses Jahr) so viel gebracht, als, ob 72.000.000 t / 8 t = 9.000.000, also 9 Millionen Bürger, dies entspricht genau der Bevölkerung von Österreich, über das gesamte Jahr kein CO2 produziert. Leider wird diese Rechnung nicht so ganz stimmen, da Gas teilweise durch andere fossile Brennstoffe ersetzt wird.

Aber so schlimm der Ukraine-Krieg und die dadruch verursachte Energiekrise mit den einhergehenden Teuerungen und Lieferschwierigkeiten ist, für das Klima ist das vielleicht positiv. Darüber hinaus haben wir (Österreich und die EU) gemerkt, wie abhängig wir uns von anderen Ländern gemacht haben und wie wichtig es ist, dass wir von den fossilen Brennstoffen wegkommen. Jetzt denken viel mehr Menschen über Energie, Umwelt und Klima nach und das ist gut.


14.07.2022: Energiewende - den Tatsachen ins Auge blicken: Hier ein Kommentar von em. Prof. Georg Brasseur in der neuesten ÖAMTC-Zeitschrift, der endlich mal Zahlen bringt, welche zusätzliche erneuerbare Energieanlagen notwendig sind, um die fossilen Anlagen zu ersetzten (vgl. mein Eintrag vom 04.03.2022). Anhand dieser Zahlen, sieht man, dass es noch ein sehr (um nicht zu sagen unendlich) weiter Weg ist und die bisherigen dahingehenden Aktivitäten nur kleine Ansätze sind, was die nachfolgende Statistik eindrucksvoll beweist, nur knapp 16 % des Primärenergieverbrauchs in Deutschland im Jahre 2021 stammt aus erneuerbarer Energie:

Wenn wir die CO2-Neutralität irgendwann erreichen wollen, wird nichts helfen, außer wir schrauben unsere Ansprüche erheblich nach unten. Die Meisten wollen es zwar nicht hören, aber z. B. Flug-Urlaubsreisen und Schiffskreuzfahrten dürften gar nicht mehr sein, der Fleischkonsom müsste erheblich eingeschränkt werden, die Abholzung der Regenwälder muss sofort stark reduziert bzw. gestoppt und umfangreiche Aufforstungsmaßnahmen rasch umgesetzt werden. 50 % der Autofahrten erstrecken sich über kleinere Distanzen als 5 km - diese und auch viele andere oft vermeidbare (Allein-)Fahrten sind möglichst mit dem Fahrrad bzw. e-bike oder einem anderen klimaneutralen Verkehrsmittel zurückzulegen. Z. B.  muss auch hinterfragt werden, ob die sehr energieaufwendige Kunstschneeproduktion in Zeiten von Energieknappheit bzw. bei gewollter Abkehr von fossilen Energieträgern, überhaupt noch verantwortbar ist. Es ist doch sicher möglich in Zukunft unsere Freitzeitvergnügungen auch ohne Kunstschnee auszuüben. 

Zu all dem braucht es ein Umdenken in der Gesellschaft - jeder müsste versuchen, möglichst einen geringen ökologischen Fußabdruck zu hinterlassen. Die Erziehung muss auf Werte wie, Bescheidenheit, Freude an nichtmateriellen Dingen, nicht Wegwerfen, sondern Reparieren, einfache und gesunde möglichst fleischlose Ernährung, viel Bewegung um gesund und fit zu bleiben und möglichst auf eine hochwertige Bildung, ausgerichtet sein. Doch die meisten Menschen, vor allem in Afrika, Asien und Südamerika haben noch andere Sorgen und so können wir in Europa nur mit gutem Beispiel vorangehen und hoffen, dass möglichst viele die Dringlichkeit einer ressourcenschonenden Lebensweise erkennen.


03.07.2022: Möglichkeiten um CO2 aus der Atmosphäre zu entfernen: Beim Pariser Klimaabkommen im Jahr 2015 verpflichteten sich rd. 200 Staaten den maximalen Temperaturanstieg auf 1,5°C gegenüber dem vorindustriellen Zeitalter zu begrenzen. 

Aber selbst wenn wir unsere CO2-Emissionen bis 2050 stark reduzieren und eine Treibhausgasneutralität erreichen, stoßen weiterhin einzelne Industriebereiche, wie die Zementproduktion, Landwirtschaft oder Glasindustrie, Restemissionen aus. Dazu kommt, dass längst nicht alle Länder der Welt bis 2050 Treibhausgasneutralität erreichen. Der weltweit größte CO2-Emittent China will erst 2060 klimaneutral werden, allerdings Österreich bereits im Jahre 2040?!. Wollen Deutschland und die EU also wirklich das 1,5-Grad-Ziel erreichen, müssen sie bald nicht nur CO2 reduzieren, sondern zusätzlich aus der Luft entnehmen und einspeichern. 

Im Wesentlichen gibt es dafür folgende Möglichkeiten (vgl. auch hier):

Aufforstung: Die klimaschonendste und umweltfreundlichste Maßnahme wäre, wenn wir große Flächen wieder mit Bäumen aufforsten (vgl. mein Eintrag vom 15.05.2022). Bäume sind natürliche CO2-Speicher, indem sie Kohlenstoff aus der Atmosphäre holen und durch die Fotosynthese binden.

Wiedervernässung von Mooren: Moore nehmen weltweit zwar nur etwa drei Prozent der Fläche ein, binden aber um die 500 Gigatonnen CO2. Das ist doppelt so viel Kohlenstoff als die gesamte Biomasse aller Wälder. Das Problem ist nur, dass wir jährlich Moore entwässern, so dass sie das CO2 dann nicht mehr speichern können und es in die Atmosphäre entweicht. Jährlich treten aus Mooren zwei Gigatonnen CO2 aus, das sind etwa fünf Prozent der weltweiten Emissionen. Wenn man Moore wieder bewässert, sind sie ein Speicher für CO2.  

Künstliche Verwitterung von Gestein: Wenn Gestein verwittert, bindet es CO2. Dieser chemische Prozess lässt sich beschleunigen, indem man Gesteine wie Basalt oder Karbonat zermahlt und auf Ackerflächen oder in den Ozeanen verteilt. Durch die Zerkleinerung haben die Steine mehr Kontaktfläche mit der Luft und können so während der Verwitterung schneller das CO2 binden.

CO2 bei der Entstehung einfangen und speichern – CCS: CCS steht für Carbon Capture and Storage – auf Deutsch: Abscheidung und Speicherung von Kohlendioxid, d. h. CO2, das in der Industrie entsteht, aus den Abgasen getrennt, verflüssigt und eingelagert wird. CCS zieht daher nicht CO2 aus der Atmosphäre, sondern setzt schon einen Schritt früher an, indem es verhindert, dass bei der Produktion CO2 überhaupt erst in die Atmosphäre aufsteigen kann. Um das CO2 dauerhaft zu entfernen, muss es in unterirdische Speicher gebracht werden. Infrage kämen dafür ehemalige Gasfelder oder sichere Gesteinsformationen unter der Erde. Dies ist jedoch sehr kostenintensiv. Zudem ist eine Speicherung in Deutschland verboten. Das CO2 müsste also über Pipelines oder Tankschiffe zu Speicherstätten etwa in der norwegischen Nordsee transportiert werden.

CO2 aus der Luft absaugen – DAC: Mithilfe von Direct Air Capture (DAC) lässt sich CO2 direkt aus der Luft herausfiltern. DAC-Anlagen wirken wie große Ventilatoren, sie saugen Luft ein und durch chemische Prozesse bleibt das Kohlenstoffdioxid in Filtern hängen, während sie die restliche Luft wieder ausblasen. Diese Anlagen sind nicht an einen bestimmten Ort gebunden und könnten überall aufgestellt werden. Das herausgefilterte CO2 können Unternehmen entweder zur Herstellung von synthetischen Kraftstoffen nutzen oder es einspeichern.

CO2 durch Bioenergie einspeichern – BECCS: Zur Erzeugung von Ökostrom oder Biokraftstoff benötigen wir Biomasse, also Pflanzen. Die binden während ihres Wachstums CO2. Das wird bei der Produktion der Bioenergie wieder freigesetzt, lässt sich jedoch während der Herstellung aber abscheiden und speichern. Bioenergie mit CO2-Abscheidung und Speicherung (BECCS) kombiniert also die Produktion von Bioenergie mit CCS. Das CO2 wird dadurch dauerhaft aus der Luft geholt. Das Entnahmepotenzial dieser Technologie schätzen Expertinnen und Experten im Jahr 2050 auf weltweit bis zu fünf Gigatonnen CO2.

Leider gibt es bei den genannten Verfahren viele offene Fragen und meist ist die Umsetzung teuer und aufwendig. Die große Frage ist, wer das bezahlt. Die Industrie macht das nur freiwillig, wenn sie einen Nutzen hat, so dass wahrscheinlich umfangreiche staatliche Subventionen notwendig sind. Auch müssten sich möglichst viele Staaten daran beteiligen. Bis zur Umsetzung ist es also noch ein sehr weiter Weg.


25.06.2022: Abschaffung Impfpflicht: Was sind unsere Politiker nur für Menschen? Vor ein paar Monaten haben sie gesagt, dass der einzige Weg, die Pandemie zu "besiegen", die Impfpflicht sei. Jetzt sagen sie plötzlich ganz anders und schaffen sie wieder ab - vgl. hier gestern in der TT. Es gibt auch Politiker wie z. B. unser Oberopportunist Günther Platter, dass sie nie für die Impfpflicht waren. Komischerweise gibt es unzählige Interviews, wo sich Platter für eine Impfpflicht ausgesprochen hat. Platter und auch viele andere Politiker verstehen es hervorragend, immer nur das zu sagen, was die Leute hören wollen.

Leider schaffen es in der Politik (fast) nur Leute in die höheren Positionen, die es eben gut können, nur das zu sagen, was gerade Mainstream ist. Jemand der ehrlich seinen Weg geht und auch Ideale vertritt, bleibt in den politischen und oft auch unternehmerischen Niederungen hängen. Die ganz Geschickten wie Exkanzler Kurz helfen noch mit anderen Mitteln nach, um die Karriereleiter zu erklimmen. Die Politiker sind Meister, sich selbst groß und die anderen klein zu machen. Man muss aber auch sagen, dass die Politiker oft leichtes Spiel mit ihrem Populismus haben, da viele Bürger schlecht informiert sind und die Aussagen oft nicht hinterfragen. 

Unsere Gesellschaft würde nicht funktionieren, wenn nur Selbstdarsteller, wie viele unserer Politiker am Werk wären. Gott sei Dank gibt es auch viele Leute, deren Egoismus nicht stark ausgeprägt ist und somit nicht das Bedürfnis haben, möglichst weit nach oben zu kommen, sondern auch gerne für andere Menschen etwas tun, auch wenn es nicht besonders gewinnbringend ist.


16.06.2022: Wasserstoff: Wasserstoff wurde vom englischen Chemiker und Physiker Henry Cavendish im Jahre 1766, als er mit Metallen (Eisen, Zink und Zinn) und Säuren experimentierte entdeckt. Cavendish nannte das dabei entstandene Gas wegen seiner Brennbarkeit „inflammable air“ („brennbare Luft“) - vgl. wikipedia. Unter Bedingungen, die normalerweise auf der Erde herrschen, liegt das gasförmige Element Wasserstoff nicht als atomarer Wasserstoff mit dem Symbol H vor, sondern als molekularer Wasserstoff mit dem Symbol H2, als ein farb- und geruchloses Gas. Wasserstoff ist mit einem Massenanteil von etwa 70 % das häufigste chemische Element im Universum, jedoch nicht auf der Erde, wo sein Massenanteil an der Erdhülle nur 0,87 % beträgt. Der Großteil des Wasserstoffs auf der Erde ist im Wasser gebunden, der Verbindung mit Sauerstoff, deren Masse zu 11 % aus Wasserstoff besteht. Wasserstoff kommt gebunden an andere Elemente in sämtlichen Pflanzen und lebenden Organismen vor.

Als Energieträger ist Wasserstoff – wie auch elektrische Energie – keine Primärenergie, sondern muss wie Strom aus Primärenergie hergestellt werden. 

Grauer Wasserstoff (Reformierung von Erdgas): Im industriellen Maßstab wird Wasserstoff heute hauptsächlich aus Erdgas, zum Beispiel durch Zugabe von Wasserdampf (Dampfreformierung), erzeugt. Bei dieser chemischen Reaktion entstehen Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid (CO2).

Blauer Wasserstoff: Wenn das entstandene CO2 nach der Wasserstoff-Herstellung aufgefangen und in geologischen Lagerstätten gespeichert (Carbon Capture and Storage, CCS) oder weiterverwendet wird (Carbon Capture and Utilization, CCU). Dieser sog. blaue Wasserstoff ist klimaneutral, solange das abgeschiedene CO2 nicht in die Atmosphäre gelangt.  

Türkiser Wasserstoff: Bei der Methanpyrolyse wird Erdgas, zum Beispiel Methan (CH4), unter Zugabe von Hitze gespalten. Dabei entsteht Wasserstoff und fester Kohlenstoff. Damit das Verfahren CO2-neutral ist, muss die Energieversorgung des Hochtemperaturreaktors aus erneuerbaren Energiequellen stammen. Außerdem muss der entstehende Kohlenstoff langfristig gebunden werden. Er kann beispielsweise in der Bau- oder Werkstoffindustrie sowie im Straßenbau verwendet werden.

Grüner Wasserstoff: Bei der Wasserelektrolyse wird Wasser unter Einsatz von Strom in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt. Dabei wandert der Wasserstoff zum negativ geladenen und der Sauerstoff zum positiv geladenen Pol. Die eingesetzte elektrische Energie wird in chemische Energie umgewandelt und im Wasserstoff gespeichert. Um­ Wasserstoff­ mit­ einem ­Energiegehalt­/­Heizwert­ von­ 1 kWh ­im ­Elektrolyseverfahren ­zu ­erzeugen,­ werden ca.­ 300 ­ml­ Wasser ­und­ 1,5­ kWh­ elektrischer­ Strom benötigt. Weitere Möglichkeiten, grünen Wasserstoff zu erzeugen, bestehen in der Vergasung und Vergärung von Biomasse sowie der Reformierung von Biogas. All diese Verfahren sind CO2-neutral.

Die unter dem Schlagwort „Power-to-Gas“ (grüner Wasserstoff) oft favorisierte Gewinnung durch Wasser-Elektrolyse mit überschüssigem erneuerbaren Strom gilt bei praktisch realisierten Wirkungsgraden von kaum über 60 % als relativ ineffizient und wirtschaftlich nicht konkurrenzfähig gegenüber Reformierung von Erdgas (grauer Wasserstoff), weil ausreichend billiger Strom-Überschuss tatsächlich nur für einige Stunden im Jahr genutzt werden kann und sich bei so meist geringer Auslastung die erforderliche Anlagen-Technik nur mit hohen Subventionen in Forschungs- und Pilot-Anlagen finanzieren lässt. Das kann sich erst ändern, falls Erdgas als Rohstoff teurer als regenerative Stromerzeugung werden sollte bzw. mit einer entsprechend hohen CO2-Abgabe belegt wird (vgl. wikipedia).

Die Wasserstoffspeicherung (vgl. wikipedia) ist die umkehrbare Aufbewahrung von Wasserstoff, mit dem Ziel, dessen chemische und physikalische Eigenschaften für eine weitere Verwendung zu erhalten. Konventionelle Methoden der Speicherung von Wasserstoff sind die Druckgasspeicherung (Speicherung in Druckbehältern durch Verdichten mit Kompressoren) und die Flüssiggasspeicherung (Speicherung in verflüssigter Form durch Kühlung und Verdichten). Wegen seiner chemischen und physikalischen Eigenschaften unterscheidet sich der Umgang mit Wasserstoff von den bisher genutzten Energieträgern.

  • Wasserstoff bildet beim Austreten ein entzündliches Gemisch mit der Umgebungsluft, bei einem Anteil von 4 % bis 75 %. Ein explosives Gemisch (Knallgas) bildet Wasserstoff erst bei einem Anteil von 18 %. Weil Wasserstoff eine hohe Diffusionsneigung hat und Gemischwolken aus Wasserstoff und Luft eine geringere Dichte als gewöhnliche Luft haben, verflüchtigt es sich in offener Umgebung in der Regel, bevor es ein explosives Gemisch bilden kann, oder es brennt in heißen Umgebungen bereits bei der Konzentration von 4 % ab.
  • Wasserstoff hat im Vergleich zu vielen Kohlenwasserstoffen eine niedrige Verbrennungsenthalpie und damit eine niedrige volumenbezogene Energiedichte (ca. 1/3 von Erdgas). Das erfordert zum Speichern äquivalenter Energiemengen einen dreimal so großen Tank oder einen dreimal so hohen Druck wie für Erdgas. Auf Grund der geringen molaren Masse ergibt sich jedoch eine vergleichsweise hohe massenbezogene Energiedichte (z. B. mehr als die doppelte massenbezogene Energiedichte von Erdgas).
  • Durch seine geringe Molekülgröße diffundiert Wasserstoff relativ gut durch eine Vielzahl von Materialien, sodass viele Materialien für die Tankhülle ungeeignet sind. Durch hohe Temperaturen und hohen Innendruck wird der Diffusionsprozess verstärkt. Durch Wasserstoffversprödung werden metallische Tankhüllen zusätzlich belastet. Bei Hüllen aus Kunststoff tritt dieser Effekt nicht auf.
  • Bei der kryogenen Wasserstoffverflüssigung kommt es durch unvermeidbare thermische Isolationsverluste zum Verdampfen/Ausgasen. Damit der Druck in den Behältern nicht zu hoch steigt, wird das Wasserstoffgas mittels eines Überdruckventils abgelassen. Kann dieses entstehende Wasserstoffgas nicht genutzt werden, entstehen erhebliche Verluste. Beispielsweise leert sich der halbvolle Flüssigwasserstofftank des BMW Hydrogen7 bei Nichtbenutzung in 9 Tagen.
  • Nicht nur zur Herstellung von Wasserstoff, sondern auch zur Speicherung werden große Energiemengen benötigt (Kompression ca. 12 %, Verflüssigung ca. 20 %). Daher ist die Wasserstoffspeicherung trotz vieler Vorteile derzeit (2021) oftmals unwirtschaftlich. 


11.06.2022: Wasserstoff, der Energieträger der Zukunft? Jetzt, wo wir gemerkt haben, dass wir uns viel zu abhängig von den Rohstoffen von anderen fernen Ländern gemacht haben, wird verzweifelt nach alternativen Energieträgern gesucht. Sonne und Wind als regenerative Energie könnte bei umfangreichem Ausbau einen Teil der fossilen Energieträger kompensieren, aber das große Problem ist, dass Sonne und Wind nur immer zeitweise zur Verfügung steht und die Speicherung bisher kaum möglich ist. 

Wasserstoff – das häufigste Element in unserem Universum – ist in gebundener Form in nahezu allen organischen Verbindungen vorhanden. Er hat die geringste Atommasse aller Elemente - er ist 14-mal leichter als Luft, weder giftig noch ätzend oder radioaktiv, entzündet sich nicht selbst und verbrennt mit farbloser Flamme rückstandsfrei.

Wasserstoff (H2) kommt nur gebunden vor, zum Beispiel mit Sauerstoff (O2) als Wasser (H2O). Auch Methan (CH4) – der Hauptbestandteil von Erdgas – sowie Erdöl sind wichtige wasserstoffhaltige Verbindungen, so genannte Kohlenwasserstoffe. Zudem enthalten mehr als die Hälfte aller bisher bekannten Minerale Wasserstoff. In der Erdatmosphäre ist er im Wasserdampf enthalten. 

Ein Weg der Speicherung von durch Sonne und Wind erzeugten Strom ist Wasserstoff zu produzieren, indem Wasser (H2O) aufgespalten wird, so dass aus 2 Wassermolekülen  (H2O) je zwei Wasserstoffmoleküle (2H2) und ein Sauerstoffmolekül (O2) gewonnen werden (sog. Elektrolyse). Dieser Prozess ist leider sehr energieaufwendig. Wasserstoff der aus regenerativen Energien erzeugt wird, nennt man grüner Wasserstoff (green Hydrogen oder Power to Gas (Strom zu Wasserstoff-Gas)) und Wasserstoff der z. B. aus Erdgas durch Aufspaltung von Methan (CH4) - siehe die nachfolgende Grafik - erzeugt wird, nennt man grauer Wasserstoff. Leider wird er derzeit hauptsächlich aus Erdgas erzeugt, so dass er einen recht großen ökologischen Fussabruck hinterlässt. Vgl. hierzu diesen Artikel heute in der TT. Nachfolgend eine schöne anschauliche Erklärung über die Erzeugung von Wasserstoff (aus dem Internet):

Die Firma HPS (www.homepowersolutions.de) aus Berlin nutzt genau das oben erwähnte Prinzip und zwar aus Sonne über Photovoltaik-Module Wasserstoff herzustellen, um so diesen über das gesamte Jahr als Energieträger für ein Wohnhaus zur Verfügung zu haben. Annscheinend ist HPS weltweit der erste Firma, die saisonale Stromspeicher für Wohnhäuser zur Verfügung stellt. Die Energiezentrale mit rd. 1,5 m² steht im Keller und besteht aus folgenden Teilen: 

  • Wasseraufbereitung und Elektrolyseur für die Wasserstofferzeugung
  • Brennstoffzelle für die Rückverstromung des Wasserstoffs
  • Batterie mit einer Kapazität von 20 kWh für die Kurzzeitspeicherung
  • Wechselrichter und Solarladeregler für den Anschluss an eine Photovoltaik-Anlage
  • Lüftungssystem mit Wärmerückgewinnung für verbessertes Wohnklima und Heizungsentlastung

Die Anlage mit Namen picea (lat. Fichte) nutzt zwei Technologien, um Strom genau dann verfügbar zu machen, wenn er gebraucht wird:

Kurzzeitspeicher Tag/Nacht: Mit der Batterie-Technologie wird der Solarstrom vom Tag gespeichert und am Abend nutzbar gemacht. 

Langzeitspeicher Sommer/Winter: Um den im Winter fehlenden Solarertrag auszugleichen, verwendet picea Wasserstoff (H₂). picea nutzt Stromüberschüsse im Sommer, um aus Wasser Wasserstoff zu produzieren. Im Winter wird dieser Prozess umgekehrt und aus Wasserstoff wird wieder Strom gewonnen (Brennstoffzelle). Der Wasserstoffspeicher wird außerhalb des Hauses aufgestellt. Je nach Bedarf werden ein bis fünf Flaschenbündel installiert. 

Abhängig von Ort und Ausrichtung des Daches kann die Anlage für Jahresstromverbrauche von 3000 bis 7000 kWh ausgelegt werden. Klarerweise ist so eine Anlage nicht ganz billig - mit 85.000 bis 125.000 Euro muss man rechnen. Aber mit so einer Anlage völlig unabhängig vom öffentlichen Stromnetz zu sein, so dass einem drohende Blackouts nichts anhaben können, ist ein schöner Gedanke.



05.06.2022: Quo vadis Europa? Mit dem Ukraine-Konflikt haben wir (EU) schmerzlich gespürt, wie abhängig wir von Russland sind. Für unser angenehmes (Luxus-)leben bedürfen wir sehr viel Energie. Große Autos müssen bewegt, große Wohnungen beheizt, entfernte Urlaubsreisen brauchen aufwendige Transportmittel und eine fleischbevorzugte Ernährung bedarf hohen Ressourceneinsatz usw. Die dafür benötigten Energieträger beziehen wir teilweise aus der ganzen Welt, da sie in Europa nicht ausreichend zur Verfügung stehen. 

Auch für Batterien werden Rohstoffe benötigt, die in Europa kaum vorkommen, so z. B. kommt Kobald 70 % aus dem Kongo und Lithium zu 52 % aus Australien, 22 % aus Chile und 13 % aus China. Aber auch bei der Herstellung der Batterien (Stichwort Elektromobilität) haben wir uns von anderen Ländern, wie z. B. China abhängig gemacht, da diese effizientere Batterien produzieren können. Auch bei Solarmodulen sind wir mit über 90 % von Produkten aus dem fernen Ausland (hauptsächlich China) abhängig. Dass unsere Hightech-Geräte wie Handys und Computer und die darin laufenden Betriebssysteme nicht in Europa, sondern in den USA oder Korea, produziert werden, ist ebenfalls ein beträchtlicher Anteil unserer Abhängigkeit vom Weltmarkt.

Eine zusätzliche Abhängigkeit besteht darin, dass die Produktionsstätten vieler europäischer Firmen ins ferne Ausland verlagert wurden, da hier die Energieträger billiger, die Bürokratie und die Steuern geringer und die Löhne niedriger sind.  

Diese allgemeine Abhängigkeit vom Weltmarkt macht Europa "erpressbar" und zu welchen Kostensteigerung es kommt, wenn nur eine Androhung im Raum steht, dass Russland kein Gas liefern könnte, sehen wir gerade. Kaum auszudenken, was bei uns los ist, wenn wirklich kein Gas mehr geliefert werden sollte oder wenn die im fernen Ausland produzierten Produkte nur mehr eingeschränkt geliefert bzw. erheblich teurer werden. 

Von den goldenen Jahren muss sich Europa wohl langsam aber sicher verabschieden. Aber vielleicht ist es nur gerecht, weil wir ohnehin über unsere Verhältnisse und auf Kosten von anderen Ländern gelebt haben.


29.05.2022: Ukraine-Krieg: Langsam macht sich bei mir Verzweiflung breit, warum der Westen (EU-Staaten, USA) nicht endlich einsehen will, dass die bisherige Verteidigungsstrategie nur noch härtere Fronten schafft und immer mehr Leid verursacht. Selenskyj gibt jetzt zu, dass die Lage am Donbass immer schwieriger wird. Mit dem Einsatz immer schwererer Waffen ist keine Lösung in Sicht, weil Russland ebenso mit immer schwereren Waffen antworten kann. Hat Krieg schon einmal die Welt besser gemacht? Klar, ein paar Nutznieser gibt es immer, aber sonst sind alle Verlierer. Verstehe nicht, warum das unseren "Staatenlenkern" nicht bewusst ist. Mein Vertrauen in diese Leute schwindet immer mehr. 

Da sich Europa mit Öl und Gas abhängig von Russland gemacht hat und Putin nun auch die Auslieferung des Getreides aus der Ukraine verhindern kann, ist Putins Macht größer, als der Westen bisher immer zugegeben hat. Ohne das ukrainische Getreide drohen vor allem in Teilen der 3. Welt Hungersnöte. Viele Städte in der Ukraine sind ohnehin bereits größtenteils zerstört, die Bevölkerung geflohen und es sind auch viele Unschuldige ums Leben gekommen. Darüber hinaus haben größere Kriege immer auch Währungskrisen verursacht und deutlich macht sich dies bereits durch die hohe Inflationsrate in vielen Ländern Europas. Die langfristigen Auswirkungen der Sanktionen und der Spaltung zwischen den einzelnen Staaten (USA, China, EU und Russland) sind kaum vorhersehbar und können für uns alle noch fatale Folgen haben.

Es hilft nichts - der Westen muss unbedingt einen Schritt auf Putin zugehen, auch wenn es noch so schwer fällt. Bei solchen Verhandlungen müssten m. E. die besten Psychologen herangezogen werden. Das unmoralische Verhalten von Putin lässt sich bestimmt psychologisch begründen. Auf dieser Grundlage müssten dann die Gespräche aufgebaut werden. Jeder Mensch und so auch Putin hat doch auch eine emotionale bzw. verständnisvolle Seite. 

Auch wenn das jetztige Entgegenkommen Geld kostet und vielleicht je nach Verhandlungsgeschick eine Grenzverschiebung zur Folge hat, so glaube ich, ist dieser Verlust wesentlich kleiner, als wenn man bei der bisherigen Strategie bleibt und die Folgen, wie oben beschrieben, eintreten werden.


26.05.2022: Atomare Bedrohung: Eigentlich haben wir geglaubt, dass der sog. "Kalte Krieg" mit dem Zerfall der Sowjetunion beendet werden konnte. Einige Jahre hat es wirklich so ausgeschaut, als ob die Menscheit aus der Geschichte gelernt hätte und ein länger anhaltender Frieden zwischen den Weltmächten eingetreten ist. Leider wurden wir durch den Ukraine-Krieg eines Besseren belehrt und nun ist auch die atomare Bedrohung wieder in den Vordergrund gerückt. 75 Jahre nach dem Abwurf der 1. Atombombe am 06.08.1945 in Hiroshima hat das zdf diese informative Darstellung der Entwicklung der atomaren Bedrohung ins Netz gestellt. Wer Genaueres über die Geschichte der Kernwaffen wissen möchte, wird bei wikipedia umfangreich informiert. Ein friedliches, neidloses Zusammenleben der Menschen und Völker wird leider immer eine Utopie bleiben.


15.05.2022: Regenwälder: Da der Klimawandel sehr eng mit unseren Regenwäldern verknüpft ist, möchte ich hier auf das Regenwaldportal von Dr. Tom Deutschle aus Hamburg verlinken. Absolut lesenswert, was er über dieses wichtige Thema zusammengetragen und ausführlich beschrieben hat. Unter diesem Link geht er auf Grundlegendes zum Ökosystem Regenwald ein. Die vielen Themen, die die Zerstörung des Regenwaldes betreffen, sind hier verlinkt. Diese gliedert er in 15 Kapiteln. Hier einzelne Informationen herauszugreifen ist kaum sinnvoll, weil eigentlich jedes Thema interessant und wichtig ist. Auf die Möglichkeiten den Regenwald zu schützen geht er auf dieser Seite ein.

 "Regenwaldschutz ist die einfachste Form für den Klimaschutz". Den Aufbau und das Betreiben einer solchen Webseite kann man nicht hoch genug schätzen. Er leistet hiermit einen wichtigen Beitrag für Leute die sich aufrichtig für den Klimaschutz interessieren und einsetzen. Vielen Dank und chapeau!


07.05.2022: Ukrainekrieg: Wenn man die Bilder aus der Ukraine, insbesonere aus dem inzwischen völlig zerbombten Mariupol sieht, kommen mir schon langsam Zweifel, ob der bisherige Weg der Waffenlieferungen für die Verteidigung der Ukriane der richtige Weg ist. Eine Lösung scheint mit dieser Verteidigungsstrategie jedenfalls nicht in Sicht zu sein. Immer mehr Städte werden total zerstört, es kommen dabei unschuldige Menschen ums Leben bzw. es werden Millionen Bürger zur Flucht gezwungen und eine Lösung auf Frieden scheint sich immer weiter zu entfernen. Deutlich wird dies z. B. auch durch die Äußerungen des Chefs der Münchner Sicherheitskonferenz, Christoph Heusgen, er schließt eine Zusammenarbeit mit Kremlchef Wladimir Putin nach Kriegende aus. "Jegliche Zusammenarbeit mit Putin ist unmöglich. Russlands Präsident hat sich von der zivilisierten Welt verabschiedet", sagte Heusgen den Zeitungen der Funke-Mediengruppe am 07.05.2022 - vgl. hier.. 

Ich weiß nicht, was in den bisherigen "Friedensverhandlnungen" zwischen dem Westen und Russland gesprochen wurde, da wir aber nicht mehr wollen, dass so viele unschuldige Menschen unter dem Krieg leiden müssen sowie ganze Städte total zerstört werden, müssten wir m. E. wirklich einen Schritt entgegen gehen und Kompromissbereitschaft signalisieren und evtl. sogar darüber reden, was der Westen tun soll, um dieses Leid zu beenden. Wenn Putin dann wahrscheinlich in erster Linie die Kapitulation der Ukraine verlangt, dann könnte man verhandeln unter welchen Bedingungen dies zu bewerkstelligen wäre. Die erste Bedingung wäre selbstverständlich ein Waffenstillstand, was schon einmal ein ganz großer Schritt wäre, um das Leid zu beenden. Wenn dann die Kampfhandlungen eingestellt würden, wären Friedensverhandlungen m. E. viel rationaler, weil diese nicht mehr ständig von Horormeldundungen auf beiden Seiten beeinträchtigt werden. Wie jetzt der Krieg, würden sich die Verhandlungen wahrscheinlich auch lange hinziehen, aber immerhin muss dabei die Bevölkerung nicht mehr in Angst und Schrecken leben und es müssen keine Unschludige sterben. Putin hätte sicher auch Interesse, dass die Kampfhandlungen eingestellt werden, da diese ja offenbar nicht so verlaufen sind, wie er sich das vorgestellt hat.


05.05.2022: Impfnebenwirkungen: Allmählich lässt es sich nicht mehr verheimlichen, dass beträchtlich mehr Impfnebenwirkungen auftreten als bisher verharmlosend angegeben wurde - vgl. hier oder hier. Gemäß der Charite-Studie würden nach jeder 125. Impfung schwere Komplikationen auftreten - das wären bei 1000 Geimpften 8 Personen.

Als „schwere Nebenwirkungen“ gelten demnach Symptome, die über Wochen oder Monate anhalten und eine medizinische Behandlung erfordern. Konkret zählen dazu unter anderem Herzmuskelentzündungen, überschießende Reaktionen des Immunsystems oder neurologische Störungen, also Beeinträchtigungen des Nervensystems. Bei in Deutschland rd. 120 Mio. durchgeführten Impfungen würden davon rd. 1 Million Menschen betroffen sein, in Österreich wären es rd. 150.000. Die indirekten Impfnebenwirkungen, wie die Beeinträchtigung des Immunsystems durch die relativ dicht aufeinander folgenden Impfungen und in der Folge der größeren Gefahr in irgend einer anderen Weise krank zu werden, ist hierbei noch gar nicht erfasst.

In Deutschland hat die Diskussion um Impfschäden schon eine breitere Personengruppe erreicht, in Österreich offenbar noch nicht. Da sich die Politik und der Großteil der sog. Experten so für die Impfung und sogar für eine Impfpflicht starkt gemacht haben, wird dieses Problem so gut es geht verharmlost bzw. die gesundheitlichen Beeinträchtigungen auf andere vermeintliche Ursachen abgewälzt (vgl. den Beitrag am 10.04.2022).


23.04.2022: Energiebilanz der Erde und Treibhauseffekt: Die uns auf der Erde zur Verfügung stehende Energie erhalten wir fast ausschließlich inform von elektromagnetischer Strahlung von unserer Sonne. Die Sonne strahlt aufgrund ihrer hohen Oberflächentemperatur von etwa 5.700° C hauptsächlich im kurzwelligen, sichtbaren Wellenlängenbereich. 

Global strahlt die Erde etwa die gleiche Leistung elektromagnetischer Energie zurück ins Weltall, die sie auch von der Sonne im Mittel empfängt, so dass ein stationärer Zustand vorhanden ist - vgl. wikipedia. Im der nachfolgenden Abbildung sind die wesentlichen Energieströme dargestellt:

Die nachfolgende Abbildung zeigt ein Beispiel einer Modellrechnung zur mittleren jährlichen Strahlungsbilanz der Erde:

Angetrieben werden die Wärmevorgänge an der Erdoberfläche und in der Atmosphäre von der Sonne. Die Stärke der Solarstrahlung in der Erdbahn wird als Solarkonstante bezeichnet und hat etwa einen Wert von 1367 W/m². Diese Leistung kann nach dem sog. Stefan-Boltzmann-Gesetz P = sigma * T^4 berechnet werden, indem man die vorhandene Solarstrahlung im Abstand der Erde zur Sonne ermittelt. Die Sonne strahlt kugelförmig aus und im Bereich der Erde beträgt die vorhandene Strahlung dann P = sigma * T^4 * Radius_Sonne^2 / Radius_Erdbahn^2 = 1.367 W/m². Mit der Stefan-Boltzmann-Konstante sigma = 5,67 * 10^(-8) Wm^(-2)K^(-4), dem Radius der Sonne = 696.340.000 m, dem Radius der Erdbahn = 150.000.000.000 m (150 Mio. Kilometer) und der Strahlungstemperatur der Sonne von 5.770 K.

Energiebilanzen werden mit einem Mittelwert der Einstrahlung auf die Erdoberfläche gerechnet: Die Erde erhält Solarstrahlung auf der Fläche des Erdquerschnitts pi * R² und hat eine Oberfläche von 4 * pi * R². Diese beiden Flächen haben ein Verhältnis von 1 : 4, d. h. gemittelt über die ganze Erdkugel erreicht eine Strahlung von 1367 / 4 = 341,3 W/m² die Oberfläche. Durch Wolken, Luft und Boden (vor allem Eis und Schnee) wird ein Anteil von etwa 30 % der eingestrahlten Sonnenenergie wieder in den Weltraum reflektiert – das sind etwa 102 W/m². Die restlichen 70 % werden absorbiert (78 W/m² von der Atmosphäre und 161 W/m² vom Boden) – das sind zusammen 239 W/m². Würde der Erdboden nur von einer Strahlung in Höhe von 239 W/m² bestrahlt, so würde die Erdoberfläche im Mittel eine Temperatur von etwa −18 °C annehmen, wenn sich die Wärme gleichmäßig über die Erde verteilen würde.

Diese -18 °C lassen sich nach dem o. g. Stefan-Boltzmann-Gesetz P = A*sigma*T^4 einfach berechnen (vgl. wikipedia) mit P = Leistung, und A = Fläche,

Die Erde hat eine Albedo (Rückstrahlvermögen) von 0,3, d. h. 30 % der einfallenden Strahlung wird reflektiert. Die wirksame Strahlung Pw ist also (1 - 0,3) * P und die Gleichung für das Strahlungsgleichgewicht der Erde ohne Atmosphäre wird zu: (1 - 0,3) * P = A*sigma*T^4, umgestellt nach T ergibt sich und mit den Parametern des Planeten Erde (mit der Fläche A = 1, da pro m²):

Aber es gibt eine weitere Bestrahlung durch die aufgeheizten Treibhausgase mit 333 W/m², die sog. atmosphärische Gegenstrahlung. Damit absorbiert die Erdoberfläche insgesamt 161 W/m² + 333 W/m² = 494 W/m². Mit dieser Strahlungsleistung ergibt sich die auf unser Erde vorhandene mittlere Erdoberflächentemperatur unter der Atmosphäre von +14 °C. Die Differenz zwischen den -18 °C und den +14 °C, also 32 °C, wird dem Treibhauseffekt zugeschrieben.

Eine sehr schöne Erklärung des Treibhauseffektes findet man bei wikipedia: "Der Treibhauseffekt ist die Wirkung von Treibhausgasen wie Wasserdampf, Kohlenstoffdioxid, Methan und Ozon in einer Atmosphäre auf die Temperatur der Planetenoberfläche wie die der Erde. Er bewirkt dort eine Temperaturerhöhung. Der Effekt entsteht dadurch, dass die Atmosphäre weitgehend transparent für die von der Sonne ankommende kurzwellige Strahlung ist, jedoch wenig transparent für die langwellige Infrarotstrahlung, die von der warmen Erdoberfläche und von der erwärmten Luft emittiert wird. Die Analogie zwischen dem atmosphärischen Treibhauseffekt und einem Gewächshaus besteht in der Gemeinsamkeit, dass Licht nahezu ungehindert in das System eindringt, während die daraus entstehende Wärme das System weniger leicht verlassen kann. Je stärker der Wärmefluss nach draußen gedämmt wird, desto höher steigt im Inneren die Temperatur, bis ein Gleichgewicht zwischen umgewandelter Lichtenergie und Wärmeverlust erreicht wird".

Der größte Teil des Treibhauseffekts wird mit einem Anteil von ca. 36 – 70 % (ohne Berücksichtigung der Effekte der Wolken) durch Wasserdampf in der Atmosphäre verursacht. Kohlenstoffdioxid in der Erdatmosphäre trägt ca. 9 – 26 % zum Treibhauseffekt bei, Methan ca. 4 – 9 % und troposphärisches Ozon ca. 3 – 7 %.

Als anthropogener Treibhauseffekt wird die Verstärkung des natürlichen Treibhauseffekts durch menschliche Aktivitäten bezeichnet. Dieser resultiert vor allem aus der Freisetzung verschiedener Treibhausgase wie Kohlenstoffdioxid (CO2), Methan (CH4), Lachgas (N2O) und troposphärischem Ozon (O3). Seine Folge ist die Globale Erwärmung, d. h. ein Anstieg der globalen Durchschnittstemperatur der Erde im Vergleich zu vorindustriellen Zeiten. Er ist besonders stark mit ca. 0,2 Grad Celsius pro Dekade in den letzten 50 Jahren zu beobachten gewesen. 

Im Gegensatz zu den auf geologischen Zeitskalen stattfindenden natürlichen Klimaveränderungen, läuft der anthropogene Klimawandel in extrem kurzer Zeit ab. Neueren Studien zufolge vollzieht sich die gegenwärtig zu beobachtende Freisetzung von Kohlendioxid rascher als in allen bekannten Erwärmungsphasen der letzten 66 Millionen Jahre. Das gleiche gilt für die gegenwärtig beobachtete Rate der Temperaturveränderung. Die globale Erwärmung von der letzten Eiszeit zur heutigen Warmzeit war eine Erwärmung um etwa ein Grad pro 1000 Jahre. Die Erhöhung der Treibhausgaskonzentration seit der Industrialisierung führte zu einem Anstieg der globalen Durchschnittstemperatur um ca. 1,1 Grad (Referenzzeitraum 1850–1900). Die bei einem „business as usual“-Szenario (repräsentativer Konzentrationspfad RCP 8.5) wahrscheinlichste zukünftige Temperaturerhöhung von ca. 5 °C bis 2100 würde sogar mit einer Geschwindigkeit von 5 °C/100 Jahre ablaufen - vgl. folgende Abbildung mit dem Verlauf der CO2-Konzentration im Laufe der Zeit (siehe wikipedia).