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  • Publizist und Freier Dozent, von Hause aus Ingenieur sowie gelernter Mechaniker und gelernter Maurer, Querdenker, Naturfreund und -nutzer, technisch interessiert aber auch technikkritisch, glaube nicht alles was mir erzählt wird.
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Andreas Quiring  

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Biohof-Gemeinschaft Baum des Lebens

23. November 2013 6 23 /11 /November /2013 11:46

Mittlerweile ist bei uns die installierte Leistung an Kraftwerken, die Strom aus regenerativen Quellen gewinnen, so hoch, dass die Regenerativen einen spürbaren Beitrag zur gesamten Stromversorgung leisten. Vor diesem Hintergrund sollte auch mehr und mehr Skeptikern klar werden, dass eine Vollversorgung mit Energie aus regenerativen Quellen schon lange keine Utopie mehr ist.

winterabend

Auch bei 100% Regenerativen müssen die Lichter nicht ausgehen

Je näher nun das Ziel „100% Regenerative“ rückt, um so wichtiger wird es, sich Gedanken darüber zu machen, wie man mit 100% Regenerativen auch 100% Versorgung erreicht. Tatsächlich sind ein Energiemanagement mit fossilen Energieträgern und ein solches mit regenerativen Quellen zwei verschiedene Paar Stiefel. Daher wird mit der Umstellung auf Öko-Energie eine neue, komplexere Denkweise beim Sicherstellen der Versorgung notwendig.

Grund-, Mittel- und Spitzenlast

Das derzeitige Modell für die Planung der Energieversorgung kennt Grund-, Mittel- und Spitzenlast und Kraftwerke, die zur Deckung dieser Arten von Energiebedarf benutzt werden. Die Grundlast ist der Strombedarf, der praktisch immer vorhanden ist. Grundlastkraftwerke müssen sich nicht besonders gut regeln lassen. Man kann dafür Kraftwerke verwenden, die bei hohen Fixkosten geringe variable, also Kosten pro erzeugter kWh verursachen. Solche Kraftwerke arbeiten am wirtschaftlichsten, wenn sie ständig mit ihrer größten dauerhaft möglichen Leistung betrieben werden, da so die hohen Fixkosten am besten ausgenutzt werden. Typische Grundlastkraftwerke sind Braunkohle- und Laufwasserkraftwerke. Sie lassen sich zwar auch regeln – Wasserkraftwerke sogar sehr gut – sollten jedoch aus Gründen der hohen Fixkosten und bei Laufwasserkraftwerken auch, weil der Wasserstand meist gleichmäßig gehalten werden soll, möglichst gleichmäßig ausgelastet werden.

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Konventionelle Kraftwerke können Energie quasi nach Wunsch liefern (Foto:  Michael Wegner / pixelio.de)

Mittellastkraftwerke müssen etwas besser zu regeln sein. Sie werden vor allem dazu genutzt, die höheren Strombedarfe im Tagesgang zu decken. Dieser weist Zeiten auf, zu denen vorhersehbar mehr Strom benötigt wird, zum Beispiel zu den Zeiten wenn in Fabriken hauptsächlich gearbeitet wird oder beim Dunkelwerden, wenn überall die Lichter angehen. Steinkohlekraftwerke sind hier vor allem zu nennen, denn sie sind im billiger als Braunkohlekraftwerke, verursachen aber höhere Brennstoffkosten. Daher eignen sie sich dafür, nur zu bestimmten Zeiten benutzt zu werden, zu denen man dann die etwas höheren Kosten der kWh akzeptiert.
Spitzenlastkraftwerke schließlich sollen schnell anspringen und auch schnell wieder herunter zu regeln sein. Man verwendet sie, um auf Bedarfsspitzen zu reagieren, die nur kurz dauern und wenig vorhersehbar sind. Wenn hier nun die kWh auch etwas teuer ist, macht das nicht viel aus, denn man braucht sie ja verhältnismäßig selten. Für die Aufgaben von Spitzenlastkraftwerken kann man beispielsweise Gaskraftwerke einsetzen.

Normalerweise stehen die Brennstoffe für konventionelle Kraftwerke immer zur Verfügung. Daher können sie auch zu jeder Zeit Strom in dem Rahmen liefern, für den sie ausgelegt wurden. Das Stromanagement beschränkt sich deswegen hier darauf, vorausgeplant (Mittellast) oder ad hoc (Spitzenlast) auf den jeweiligen Strombedarf zu reagieren.

Das Problem der Volatilität

  Anders bei der Stromgewinnung aus Regenerativen: Hier kommt zum schwankenden Bedarf noch ein schwankendes Angebot hinzu. Wind und Sonne sind so genannte volatile (flüchtige) Energiequellen. Man kann von ihnen nicht erwarten, dass sie immer dann verfügbar sind, wenn man sie benötigt. Diesen Aspekt muss man ganz besonders berücksichtigen, wenn man eine 100%ige Versorgung aus regenerativen Quellen plant. Und ohne sie wird es kaum gehen, denn vor allem die Windkraft stellt ein riesiges Potential dar, welches auch noch zu sehr geringen Kosten genutzt werden kann. Auch die Sonnenenergie hat ein immenses Potential, dabei jedoch den Nachteil, das sie sehr teuer und vor allem mit Halbleitern genutzt wird, die industriell und mit Umweltbelastungen hergestellt werden. Hier sollte man auf jeden Fall den Umweg über die Solarthermie nicht vernachlässigen, also auch an Solar-Stirlingmotoren und solarbetriebenen Dampfkraftwerken forschen.

windraederwaldhausen

Mit Windkraft kann man im Prinzip genug Strom erzeugen - nur eben nicht immer genau dann, wenn man ihn gerade braucht

Ein guter Mix

Nun sind nicht alle regenerativen Energiequellen volatil. Biomasse kann wie fossile Brennstoffe auch, vorgehalten und zum gewünschten Zeitpunkt verstromt werden. Besonders Biogas kann sehr flexibel sein. Zwar lässt sich der Gärprozess nicht schnell regeln, aber das entstehende Gas kann gut gespeichert und dann verstromt werden, wenn Strom gebraucht wird.

Mithilfe der Kombination von volatilen Quellen und Biomasse lassen sich flexible „Energieparks“ aufbauen: Bis zu einem gewissen Grad ergänzen sich bereits Wind und Sonne. Wenn die Sonne nicht scheint ist es öfter windig und umgekehrt. Allerdings gibt es auch Bewölkung ohne Wind genauso wie sonniges und gleichzeitig windiges Wetter.

Es bietet sich zum Beispiel an, Sonnen und Windkraftwerke mit Biogasanlagen zu koppeln. Solange Sonne und Wind genug Strom liefern, wird das gleichzeitig erzeugte Biogas in einem Gasbehälter gespeichert. Sowohl Solarzellen und Solar-Stirlingmotoren als auch Biogasmotoren lassen sich gut regeln. Wenn die Kapazität aller drei Kraftwerke und die des Gasbehälters aufeinander abgestimmt sind, kann ein ein solches Verbundkraftwerk praktisch zu jeder Zeit zwischen Null und der Höchstleistung flexibel in Anspruch genommen werden. Zumindest im kleinzelligen, dezentralen Stil – und genau so sollte Stromerzeugung aus regenerativen Quellen ja auch stattfinden – kann man so eine sehr einfache bedarfsgeführte Stromversorgung bauen, ohne an Grund-, Mittel- und Spitzenlast zu denken.

Stromspeicherung mit Windgas

Schade ist es bei einer solchen Anlage, dass Wind- und Sonnenenergie ungenutzt bleiben, wenn aus ihnen zusammen mehr Strom gewonnen werden kann,als im Augenblick benötigt wird. Um diesen Nachteil zu beseitigen, benötigt man eine Möglichkeit, überschüssigen Strom zu speichern.

Auch diese Möglichkeit ist in Sicht: Mit Hilfe der Elektrolyse und des Sabatier-Prozesses lässt sich mit Strom Methan herstellen, aus dem auch Erdgas besteht. Dazu benötigt man noch CO2, das jedoch im Biogas vorhanden ist, welches nichts anderes darstellt, als eine Mischung aus Methan und CO2. 
Man muss das CO2 noch nicht einmal vom Methan trennen, sondern kann das Biogas direkt in den Sabatierprozess einbringen. Aus dem enthaltenen CO2 und dem zugeführten Wasserstoff entstehen Wasser und Methan. Wenn man das Wasser und gegebenenfalls noch ein paar sonstige Verunreinigungen abscheidet, hat man praktisch reines Methan, was wie gesagt das gleiche ist wie Erdgas.

Ist die Anlage nun so ausgelegt, dass mehr Methan erzeugt wird, als in wind- und sonnenarmen Zeiten für die Stromerzeugung benötigt wird, kann man den Überschuss anderweitig verwenden. Man kann ihn in das Erdgasnetz einspeisen, wo genügend Speicherkapazität vorhanden ist bzw. mit verhältnismäßig einfachen, längst beherrschten und bewährten Techniken zusätzlich geschaffen werden kann. Man kann ihn aber auch zum Autofahren verwenden, wobei Erdgasautos samt Betankungstechnologie im Gegensatz zu elektrischen bereit heute alltagstauglich sind. Eine solche Anlage auf genossenschaftlicher Basis betrieben könnte ein ganzes Dorf mit Strom, Heizwärme und Kraftstoff für Autos versorgen.

607163 web R K B by Wilhelmine Wulff pixelio.de

Biogas kann auch gespeichert und bei Bedarf verstromt werden, daher ist es bereits jetzt eine gute Ergänzung zur Windkraft. Bigaskraftwerke können aber auch CO2 liefern, welches man zur Erzeugung von ebenfalls speicherbarem Methan mittels überschüssigem Wind- oder Sonnenstrom benötigt. (Foto: Wilhelmine Wulff / pixelio.de)  

Problem Wirkungsgrad der Windgaserzeugung

Ein Kritikpunkt an der Windgaserzeugung ist der verhältnismäßig geringe Wirkungsgrad von etwa 60%. Das hört sich zunächst nicht so gut an. Jedoch sollte man dabei bedenken, dass Windkraft an sich schon sehr billig ist und dass man bei Erzeugung von Strom mit konventioneller Technik immer auch den Energiebedarf für die Beschaffung, also Gewinnung, Transport und ggf. Aufbereitung, in die Betrachtung des Wirkungsgrades einbeziehen muss.

Dazu kommt, dass man mithilfe von Windgas praktisch jegliches Windaufkommen „mitnehmen“ kann. Man darf wohl davon ausgehen, dass bei einer Vollversorgung mit Strom aus regenerativen Quellen soviel Windkraft im Energiemix sein wird, dass es Zeiten mit mehr Windstrom gibt, als man braucht. Diesen sonst zu 100% „verschenkten“ Windstrom kann man mit Windgas dann wenigsten zum Teil nutzen.

Problem Kohlendioxid-Mangel

  Von Skeptikern der  Windgaserzeugung wird auch die Frage gestellt, wo das viele Kohlendioxid für die Methanisierung des Elektrolyse-Wasserstoffs herkommen soll. Sollte das CO2 für den Sabatier-Prozess jedoch knapp werden, gäbe es noch die Möglichkeit, das im Abgas der Biogasmotoren enthaltene wiederzuverwenden. Das ginge vermutlich besonders gut, wenn man anstelle von Luft den Sauerstoff aus der Elektrolyse für den Betrieb der Motoren nehmen würde. Ein zusätzlicher Vorteil dabei wäre, dass so auch keine Stickoxide entstehen würden.

Soweit das aus Windstrom erzeugte Methan wieder verstromt wird, kann ein kompletter Kreislauf stattfinden: Wasserstoff aus der Elektrolyse plus CO2 ergibt Methan und Wasser. Dieses ergibt beim Verbrennen im Gasmotor mit dem Sauerstoff aus der Elektrolyse weiteres Wasser und außerdem Kohlendioxid, also wiederum die Stoffe, die man für die Elektrolyse und den Sabatier-Prozess braucht.

  Somit wäre eine reine Wind- oder Sonnenstromanlage mit Speicherung des überschüssigen Stroms mithilfe von Windgas möglich, die außer für eine Erstbefüllung und zum Ausgleich von Verlusten kein CO2, benötigt, sofern alles erzeugte Gas wieder verstromt wird. In dem Maße, in dem die Anlage jedoch auch Gas nach außen liefern soll, benötigt sie auch Kohlendioxid.

  Ist eine Biogasanlage mit im Verbund, fällt im Gärprozess und beim Verstromen auch CO2 an. Hier könnte also in dem Maße auch Windgas nach außen geliefert werden, wie Kohlendioxid bei der Biogasherstellung und -verstromung entsteht. Wenn Windgas ohne eine an die Anlage zu dessen Erzeugung gekoppelte Biogasanlage erzeugt werden soll, kann dies aber auch auf jeden Fall überall dort geschehen, wo bei (industriellen) Prozessen Kohlendioxid entsteht – beispielsweise bei der Herstellung von Alkohol durch Gärung. Außerdem ließe sich sicher auch das CO2 aus Kompostieranlagen nutzen, wobei dies allerdings schade wäre, weil eigentlich alles, was zum Kompostieren geeignet ist, auch zu Biogasherstellung taugt.

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6. Oktober 2013 7 06 /10 /Oktober /2013 11:48

Es ist gut, dass das Internet alternative Medien ermöglicht, die ohne Kontrolle durch die Geldsäcke abweichende Meinungen, Ansichten und Informationen verbreiten können. Sehr gut ist es auch, dass dadurch unter anderem jedermann die Möglichkeit hat, sich über Gegenmeinungen zur neuen Weltreligion "Klimaschutz" zu informieren. Leider ist es nun aber so, dass im Zusammenhang mit dem an sich sehr guten Klimaskeptizismus auch blind auf die Nutzung von regenerativen Energiequellen eingedroschen wird.   

Selbstverständlich ist die menschengemachte Globale Erwärmung kompletter Humbug, Volksverarsche und Abzocke. Darüber sollte man eigentlich gar nicht mehr diskutieren müssen. Die Nutzung regenerativer Energien hingegen ist eine ganz andere Baustelle. Dass sie durch den Klimaschwindel promotet wird, ist lediglich Glück im Unglück, ändert aber aber gar keinen Fall etwas daran, dass sie eine sehr gute Sache ist.

Ob nun die Erdöl- und -gasrerserven entsprechend der Lomonossow-Theorie schnell zu Ende gehen oder sich wieder auffüllen, wie die Anhänger der abiotischen Theorie glauben, spielt zunächst überhaupt keine Rolle, ganz abgesehen davon, dass wir vorerst besser noch vom ungünstigeren Szenario ausgehen sollten, um auf der sicheren Seite zu sein. Fakt ist aber vor allem, dass wir in die Deutschland weder viel Erdöl noch viel Erdgas haben und unsere Steinkohlevorkommen sehr tief liegen und im Gegensatz zu den beiden anderen definitiv endlich sind.

Daher sind regenerative Energiequellen unsere einzige Möglichkeit, uns von der Ölpreis-Abzocke zu befreien und energiemäßig autark zu werden. Weil regenerative Energiequellen praktisch überall nutzbar sind, ermöglichen sie es, Energie dezentral zu erzeugen. Das dient wiederum der Regionalisierung und befreit Kommunen, Unternehmen und Privathaushalte aus dem Würgegriff der Energiemultis.

Leider ist es nun aber so, dass die Energiemultis die regenerativen Energiequellen auch für sich entdeckt haben. Nachdem sie zunächst in Schockstarre gefallen waren, da sie ihre Felle davon schwimmen sahen, wenn überall die Energie in der Nähe der Vebrbraucher gewonnen würde, sind sie nun auf den Trichter gekommen, dass sich regenerative Energiequellen auch zentral nutzen lassen und sie so weiterhin mit ihrem Stromnetz die Leute abzocken können. Den nötigen Umbau sollen wir, die Steuerzahler und Energiekunden ihnen bezahlen. Das ist im Wesentlichen der Inhalt von Muttis Energiewende, die in Wirklichkeit gar nichts mit Fukushima zu tun hat, sondern damit, dass die Energieriesen mittlerweile ein Konzept entwickelt hatten, nach dem sie auch unter den neuen Gegenheiten mehr oder weniger da Monopol auf die Stromversorgung  behalten können. 

Was bekämpft werden muss, ist also nicht die Nutzung von regenerativen Energiequellen an sich, sondern deren Vereinnahmung und zentralisierte Nutzung durch die Energiekonzerne. 

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26. Dezember 2012 3 26 /12 /Dezember /2012 00:01

In einem Kommentar hat mich mein Kollege, der zynische Menschenfreund, auf einen echt interessanten Song zum Thema Glühlampenverbot aufmerksam gemacht.

 

 

Da Kommentare hier bei Oberblog leider aufgrund des dafür ungünstigen immer ein wenig untergehen, habe ich das Video hier noch einmal eingefügt. Schaut auch mal auf der Website der "Zwa Voitrottln" und beim zynischen Menschenfreund vorbei!

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28. November 2012 3 28 /11 /November /2012 10:25

  Strom aus regenerativen Quellen zu gewinnen, war zunächst etwas, das den Energie-Multis gar nicht gefiel: Wind, Sonne und Co. lassen sich nämlich wunderbar regional und lokal nutzen, so dass Kommunen, Privatleute und Kleinanleger daran verdienen und das Geld in der Region bleibt. Großkraftwerke und Hochspannungsnetze zur überregionalen Verteiliung werden dann überflüssig - und damit das ganze Geschäft der Stromriesen.

   Zunächst verharrten die großen Energieversorger (zumindest scheinbar) in Schockstarre und ignorierten die Entwicklung. Dann kamen sie auf den Trichter, dass man ja auch die nachhaltige Stromerzeugung zentralisieren, die Verteilung über die überregionalen Netze der Stromriesen beibehalten, so das Oligopol auf den Strom (weitestgehend) behalten und auch mit den regenerativen Energiequellen weiterhin Kohle satt abgreifen könne. Den dafür nötigen Neubau von Höchst- und Hochspannungstrassen soll natürlich der kleine Mann bezahlen - unter dem Tarnwort "Energiewende". Nun gibt es Probleme, die unsäglichen Offshore-Windparks, mit denen man derzeit die Norsee zupflastert, ans Netz zu bringen. Das kann teuer werden und die fälligen Entschädigungszahlungen, darf dann wie ich gerade auf SPON lese der Verbraucher bezahlen

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10. Mai 2012 4 10 /05 /Mai /2012 15:47

Es ist eigentlich kaum nachvollziehbar, aber doch wahr: Es gibt tatsächlich Menschen, die gegen Windkraft sind und sich sogar in Bürgerinitiativen zusammenfinden. In der Regel geht es dabei um spezielle Projekte, die Anwohner nicht vor die Nase gesetzt bekommen möchten. Ich vermute einmal, dass dies nach dem Floriansprinzip funktioniert: Eine zukunftssichere Stromversorgung möchte man schon haben, aber bitt'schön keine Windmühle in Sichtweite.

Ort2 frueher abend windkraftwerk 400 

Verschandeln Windkraftwerke Ortsbilder...

 

  Natürlich ist auch die Windkraft kein Patentrezept, aber es ist die Form der Energiegewinnung aus regenerativen Quellen, die am besten funktioniert, den preisgünstigsten Strom liefert und wohl auch die größten Mengen an Strom liefern kann. Zudem lässt sie sich wie die meisten regenerativen Energiequellen dezentral nutzen und trägt somit zur drigend nötigen Regionalisierung bei. Kurzum: Es ist die regenerative Energiequelle, von der wir uns derzeit am meisten versprechen dürfen.

  Windkraftgegener haben tatsächlich ein paar Argumente vorzubringen, die aber zum Teil großer Blödsinn sind. Beispielsweise die der "Horizontverschmutzung",  der angeblichen Gefahr für Vögel und Fledermäuse und einem angebliche "Spinnennetz" von Hochspannungsleitungen, welche man benötige, um den erzeugten Strom von den Windrädern zu den Verbrauchern zu leiten.

Landschaft Morgennebel Windkraftwerk 400

... und Landschaften?

 

  Tatsächlich sparen Windkraftwerke, so man sie dezentral baut und nicht in Form der unsäglichen Offshore-Windparks, ebenfalls "horizontverschmutzende" Hochspannungsleitungen ein, da sie einer regionalen Energieversorgung auf der Ebene des Mittelspannungsnetzes dienen. Was die toten Vögel und Fledermäuse betrifft, wird vermutet, dass da eifrige Windkraftgegner dann und wann auch nachhelfen, indem sie Tierkadaver unter Windrädern ablegen. Tatsächlich jedoch sind Hochspannungsleitungen und leider auch die Eisenbahn schuldig am Tod vieler Vögel, was bisher aber keine Art an den Rand des Aussterbens gebracht hat. Auch mit dem Auto erwischt man dann und wann einmal einen Vogel - und Säugetiere noch viel, viel öfter. Ganz lassen sich Schäden an Mitlebewesen, die von unseren technischen Eirrichtungen verursacht werden, eben leider nicht immer ausschließen.

  Das Argument der Volatilität der Windkraft, das auch immer wieder vorgebracht wird, gilt indes auch für den wesentlich teureren Solarstrom. Dieser Nachteil lässt sich jedoch in beiden Fällen verhältnismäßig einfach ausschalten, indem man mit überschüssigem Wind- und Solarstrom Elektromethan ("Windgas") erzeugt, dass ins Erdgasnetz eingespeist und dort gespeichert werden kann.

  Eine Auflistung der gängigen Argumente der Windkraftgegner und der entsprechenden Gegenargumente, findet sich übrigens auf der Website des Solarenergie Fördervereins Deutschland und einiges zum Thema "Infraschall durch Winkraftanlagen" auf der Website wind-ist-kraft.de.        

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25. April 2012 3 25 /04 /April /2012 10:26

Das Gas Methan ist dem Namen nach vielen oder gar den meisten der Leute gar nicht bekannt, die es in Form von Erdgas täglich nutzen. Dabei ist es ein erstklassiger Energieträger, der sich zur Versorgung sowohl stationärer wie auch mobiler Energieverbraucher nutzen lässt. Und vor allem kann es auch auf verschiedenerlei Weise aus nachwachsende Rohstoffen erzeugt werden, so dass man ohne weiteres die gesamte vorhandene Erdgastechnik selbst nach einer 100%igen Umstellung auf Energie aus erneuerbaren Quellen weiter nutzen kann.    

     Für den Chemiker gehört Methan zur so genannten homologen Reihe der Alkane (früher hießen sie Paraffine), also der einfachsten Sorte von Kohlenwaserstoffen, welche Summenformeln der Form CnH2n+2 mit n = 1, 2, 3, ... besitzen. Das Kohlenstoffatom besitzt in diesem Zusammenhang vier Bindungsmöglichkeiten, das Wasserstoffatom eine. Daher kann ein Kohlenstoffatom sich mit vier Wasserstoffatomen zu Methan, dem einfachsten Alkan mit der Summenformel CH4, verbinden, so wie das in der Abbildung zu sehen ist.

Homologe Reihe der Alkane

Die ersten fünf Vertreter der homologen Reihe der Alkane, der einfachsten Kohlenwasserstoffe

     Anstelle des einen Wasserstoffatoms kann aber auch die Bindung an ein weiteres Kohlenstoffatom erfolgen, welches seinerseits an seinen drei verbleibenden Bindungsmöglichkeiten ebenfalls drei Wasserstoffatom sitzen hat. Diese Verbindung hat dann die Formel C2H6 und heißt Äthan - oder Ethan, wie man heute meist schreibt. Das Spiel lässt sich fortsetzen, indem man immer anstelle des letzten Wasserstoffatoms der Kette ein neues Kohlenstoffatom mit drei weiteren Wasserstoffatomen - man bezeichnet diese Struktur auch als Methylrest - ansetzt. Dann erhält man nacheinander Propan, Butan, Pentan, Hexan usw.

 Erdgas, Biogas und Windgas         

  Methan ist der Hauptbstandteil von Erdgas und - das ist das Tolle - Biogas. Auch das so genannte Windgas ist Methan, welches entsteht, indem man zunächst mit Hilfe von elektrischem Strom aus Wasser Wasserstoff erzeugt und diesen dann mit CO2 im so genannten Sabatier-Prozess reagieren lässt, wobei Wasser und Methan entstehen. Dieses Methan nennt man Elektromethan und kann es auch als Solargas bezeichnen, wenn der zu seiner Erzeugung verwendete Strom aus der Photovoltaik stammt - oder auch ganz einfach als EE-Gas, wobei "EE" für "Erneuerbare Energien" steht. Der Name "Windgas" ist jedoch häufiger, weil man mit Hilfe von Elektromethan vor allem die Aufgabe lösen kann, die riesigen Mengen von Windstrom zu speichern, die leider oft zur Unzeit anfallen und deren sinnvolle Nutzung bislang noch eines der echten Probleme der Windenergienutzung darstellt.

methan-molekuel als dreidimensionals kugelmodell

So sieht ein Methanmolekül als Kugelmodell aus

 

     Erdgas ist je nach Ursprung oft verhältnismäßig reines Methan, Windgas aufgrund seines Herstellungsprozesses ebenfalls. Biogas hingegen kann recht große Anteil an CO2 enthalten, weswegen man es in der Regel aufbereiten muss, um es zu Erdgas kompatibel zu machen. Das CO2 aus dem Biogas kann nun aber auch dazu verwendet werden, mit Wasserstoff weiteres Methan zu erzeugen. Und das Schönste dabei: Man braucht das CO2 gar nicht erst von dem Methan des Biogases zu trennen, sondern kann dieses direkt in den Sabatier-Prozess einleiten. So wird gewissermaßen das Biogas mit geringeringerem Methan- und Energiegehalt zu "künstlichem" Erdgas mit höherem Methan- und Energiegehalt raffiniert. Und natürlich kann man auch CO2 aus anderen Quellen verwenden.

Methan aus Holzgas

       Auch aus Holz lässt sich ein brennbares Gas herstellen, welches energetisch genutzt werden kann. Die Meisten haben wohl schon von so genannten Holzvergaser-Fahrzeugen gehört oder gelesen, die während der Treibstoffknappheit im und nach dem Zweiten Weltkrieg benutzt wurden. Auch heute experimentieren noch und wieder einige Leute mit solchen Fahrzeugen, manchmal kommt sogar etwas darüber im Fernsehen. Holzgasfahrzeuge sind zwar recht unhandlich, doch bei stationären Motoren, speziell in Blockheizkraftwerken, ist die Holzgastechnik eine brauchbare Sache und sogar schon auf dem Markt.       

  Holzgas ist ein sehr giftiges Gas, da es zu einem großen Teil aus Kohlenmonoxid besteht und hat einen verhältnismäßig geringen Brennwert. Das ist nicht weiter schlimm, wenn es wie bei Holzgas-Krafftwerken direkt am Ort seiner Entstehung vebraucht wird. Zum Aufspeichern oder Transportieren über größere Entfernungen eignet es sich jedoch nicht besonders.

  Das macht aber fast nichts aus, denn mittlerweile kann man auch Holzgas zu Methan weiterverarbeiten und so wiederum zu Erdgas kompatibel machen. So kann man auch aus Hölzern, welche sich sonst zu nichts Rechtem eignen, einen Brennstoff gewinnen, denn man mit der vorhandenen Technologie nutzen kann. Im Verhältnis zu den Mengen an Energie, die sich mit Windstrom gewinnen lassen, ist das Potential der Energie aus Holz zwar wohl eher bescheiden; dennoch ist es vorteilhaft, das man auch damit Gas erzeugen kann, welches sich mit der vorhandenen Erdgastechnik verwenden lässt.

Das gute, alte Erdgasnetz

      Als man vor über 40 Jahren das giftige, gefährliche und mit einem verhältnismäßig geringen Brennwert ausgestattete Stadtgas durch Erdgas ersetzte, hatte man im Sinn, einen leistungsfähigeren, saubereren und weniger gefährlichen Energieträger einzuführen. Dass man damit einen noch viel größeren Schritt in die Zukunft machte, als geplant war wohl kaum jemandem klar. Auch als man dann Jahre später auch kleinere Kommunen, die  zu den Zeiten des Stadtgases kein Gaswerk und daher auch noch kein Gasnetz hatten, sowie auch Dörfer auf dem flachen Land an das Erdgasnetz anschloss, dachte wohl immer noch kaum einer an den Glücksfall, den das Vorhandensein dieses Netzes heute für die Umstellung auf Energie aus regenerativen Quellen bedeutet.    

    Bereits in unserem vorhandenen Erdgasnetz lassen sich gewaltige Mengen an Energie speichern. Und wenn das nicht reichen sollte, braucht man lediglich mit der bereits bekannten, bewährten und beherrschten Technik zusätzliche Leitungen und Speicher zu bauen und nicht etwa etwas ganz Neues zu erfinden.

Erdgas- bzw. Methanauto vs. Wasserstoffauto und Elektroauto

    Im Grunde könnten alle einpacken, die sich jetzt noch mit Wasserstoff- und Elektroautos befassen. Es gibt zwar angeblich bereits funktions- und betriebssichere Wasserstofftanks für Autos, nur kosten diese ein Heidengeld und sind mächtig schwer. Wasserstoff als Treibstoff für Verbrennungsmotoren macht ebenfalls Probleme, die nur mit hohem technischen Aufwand - und daher für teuer Geld - zu lösen sind. Auch Brennstoffzellen kann man mehr oder weniger getrost in die Tonne treten, denn sie sind ebenfalls zu schwer und zu teuer. Schwer und teuer sind ebenfalls die Akkus von Elektroautos, wobei hier hinzukommt, dass man einen Akku stundenlang laden muss, ein Tank für flüssigen oder gasförmigen Brennstoff jedoch in Minuten gefüllt ist.

      Über Elektroautos braucht man trotz des derzeitigen lächerlichen Hypes um die "Elektromobilität" garnicht mehr zu reden; dass und warum daraus vorerst nichts werden kann, habe ich bereits in einem  eigenen Artikel dargelegt. Man braucht gar nicht so weit zu gehen und zu überlegen, dass sich im Prinzip auch flüssige Kohlenwasserstoffe, also für die Treibstoffherstellung geeignete Flüssigkeiten, aus Methan herstellen lassen. Das Erdgasauto ist nämlich ein bereits alltagstaugliches und verhältnismäßig kostengünstiges Fahrzeug, das mit Methan betrieben wird. Genauso wie alle Heizungen, Herde, Blockheizkraftwerke und industrielle Anlagen, die heute mit "echtem" Erdgas betrieben werden, funktioniert es genausogut mit "künstlichem" Erdgas, also Methan, das mithilfe von Energie aus regenerativen Quellen gewonnen wurde.

Die politische Dimension

  Natürlich wird die Forschung an der Wasserstofftechnik, Elektroautos und Brennstoffzellen nicht eingestellt. Sie wird von Leuten betrieben, die damit jede Menge Geld vom Staat und von gutgläubigen Zeitgenossen abgreifen, die solchen Unfug kaufen. Diese Leute haben natürlich eine stärkere Lobby als die noch junge Windgas- bzw. Elektromethantechnik.

    Man darf auch nicht vergessen, dass Elektromethan eine gut skalierbare Technik ist. Das bedeutet, dass sie in Dimensionen einsetzbar ist, die denen von Windparks und anderen Kraftwerken entsprechen, die regenerative Energiequellen nutzen, also auf der Ebene von Landkreisen, Kommunen, Zweckverbänden, Genossenschaften und mittelständischen Unternehmen. Auch die dafür notwendige Technik kann - wie die zur Stromerzeugung aus regenerativen Quellen ebenfalls - von kleinen und mittleren Unternehmen gebaut, installiert, gewartet und repariert werden.

    Das fördert natürlich den - politisch überhaupt nicht erwünschten - derzeit bereits zu bemerkenden Trend hin zur Regionalisierung und wieder weg von der Globalisierung. Auch wäre es ein Albtraum für die Mineralölindustrie sowie die Strom- und Gaskonzerne, wenn die Leute in Zukunft beim städtischen Windgaswerk oder der Windgasgenossenschaft des Landkreises tanken, von dort auch ihr Gas und ihren Strom beziehen und so ihr Geld in der Region verbleiben lassen würden. Der vollendete Alptraum für die Konzerne wäre natürlich, wenn Strom, Heiz- und Fahrzeuggas dann auch noch mit Regionalgeld bezahlt würden und sich so bei der Energie, einem der größten Posten unter den Ausgaben von Privathaushalten und Unternehmen, regionale Geldkreisläufe bilden würden, die vom von den Banken generierten und vorsätzlich verknappten "gesetzlichen" Geld vollständig unabhängig wären.

      Das sind die Widerstände, gegen die sich die Methantechnik wird durchsetzen müssen. Da es sich um eine sinnvolle und zum größten Teil bereits funktionierende Technik handelt, wird sie das aber wohl tatsächlich schaffen, wenn nicht etwas noch besseres erfunden wird. Lustigerweise kommt das nicht nur davon, dass es sich dabei um eine Technik handelt, die von kleinen Unternehmen und Einzelpersonen vorangetrieben werden kann, sondern es liegt nicht zuletzt auch daran, dass sich Politik und Industrie mit dem Klimaschwindel und dem Treibhaus-Dogma selbst ein Bein gestellt haben, da sie sich vor diesem Hintergrund nicht mehr gegen die Nutzung regenerativer Energiequellen sperren könnne, ohne unglaubwürdig zu wirken.

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22. April 2012 7 22 /04 /April /2012 12:09

Windgas - und zwar echtes Windgas, mit Windstrom erzeugtes Methan - ist eine feine Sache. Dumm, dass diese vielsprechende Technologie nun dadurch diskreditiert wird, dass Greenpeace unter diesem Namen eine dümmliche und im Grunde praktisch sinnlose Wasserstoff-Einspeisung in unser Erdgasnetz betreibt.   

     Greenpeace hat bei vielen Leuten noch immer einen guten Ruf und war sicher einmal ein tolle Sache. Mittlerweile wird bereits die schiere Größe und Kommerzorientierung des "Umweltschutz-Konzerns" kritisiert. Wes Geistes Kind man bei Greenpeace mittlerweile ist, zeigt aber vor allem auch, dass diese angeblichen Umweltschützer fleißig beim Klimaschwindel mitmischen und sicher auch von der Abzocke profitieren, die damit betrieben wird.

     Auch das groß gefeierte "Windgas"-Projekt von Greenpeace ist in Wirklichkeit lediglich ein Potempkinsche Fassade. Unter dem irreführenden Namen "Windgas" wird hier ein Gastatrif verkauft, der zwar sicherlich den Kassen des Öko-Multis nutzt, kaum jedoch dem Verbraucher, der Umwelt oder der Entwicklung der echten Windgastechnik zur Marktreife.

Wasserstoff ist kein "richtiges" Windgas

   Was Greenpeace macht und in der Materie nicht beschlagenen Vebrauchern als tolle Öko-Idee verkauft, ist folgendes: Man erzeugt mit überschüssigem Windstrom Wasserstoff und speist diesen in das Erdgasnetz ein. Das kann nämlich bis zu 5% Wasserstoff vertragen, ganz reines Methan ist ja Erdgas schon von Hause aus nicht.

   Das Problem mit dem Wasserstoff ist, dass das H2-Molekül so klein ist, dass es anders als z.B. Propan bei herkömmlichen Behälterwänden - wie etwa die Stahlwandung von normalen Gasflaschen oder Leitungsrohren - zwischen den Atomen hindurchschlüpft und davon geht. Genau das auch ist der Grund dafür, dass Autos, die mit dem per Elektrolyse im Grunde watscheneinfach herzustellendem Wasserstoff fahren, noch nicht marktfähig sind: dichte Wasserstofftanks sind ganz einfach zu schwer, zu aufwendig und vor allem zu teuer.

   "Richtiges" Windgas hingegen ist Methan - also praktisch das Gleiche wie Erdgas - das mit Hilfe des Sabatier-Prozesses aus CO2 und mit Windstrom gewonnenem Wasserstoff erzeugt wird. Das CO2 kann man z.B. aus Biogas nehmen, welches sich ja durch seinen höheren Gehalt an diesem Gas von Erdgas unterscheidet. Das Schöne: Man muss das CO2 noch nicht einmal vom Methan des Biogases trennen, sondern kann diese direkt in den Sabatier-Prozess einbringen. Dabei entstehen dann aus dem CO2 des Erdgases und dem zugeführten Windstrom-Wasserstoff Methan und Wasser. Das Wasser scheidet man ab und hat dann ein Gas, welches mehr Methan und weniger CO2 enthält als Biogas. Man hat also sozusagen mit Hilfe des Wasserstoffs das Biogas zu "künstlichem Erdgas" raffiniert. Leider geht ein Teil der im Wasserstoff steckenden Energie dabei verloren, da eben nicht nur Methan, sondern auch Wasser entsteht. Der Wirkungsgrad beträgt etwa 60%, was aber nicht weiter schlimm ist, da man Windstrom sehr billig erzeugen kann.

Keine wirkliche Lösung

    Mit dem reinen Wasserstoff von Greenpeace kann man jedoch nur einen kleinen Teil des Erdgases ersetzen. Vor allem geht das aber auch nur, solange noch Erdgas da ist. Wenn das einmal durch Biogas ersetzt werden muss, wird man dieses Biogas so oder so auf die gerade beschriebene Art raffinieren müssen, um die ganze Erdgasinfrastruktur weiter nutzen zu können. Wenn man dazu aber sowieso Wasserstoff und den Sabatier-Prozess (oder andere Hydrierverfahren) verwendet, macht es wenig Sinn, das "künstliche" Erdgas noch einmal mit reinem Wasserstoff zu strecken.

    Das ist der eine Grund, warum die "Windgas"-Technik von Greenpeace höchstens als Brückentechnologie taugt. Der andere Grund jedoch macht die ganze Geschichte zu lupenreinem Schrott: Der Anteil des Wasserstoffs am Erdgas darf nur 5% betragen. Da Wasserstoff nun auch noch auf den Liter bezogen einen sehr viel geringeren Brennwert hat, kann also nur ein winziger Teil der in Form von Ergas bezogenen Energie aus Winstrom stammen.  

   Außerdem  verbindet sich der eingespeiste Wasserstoff ja nicht mit dem Methan des Erdgases, sondern bildet mit diesem lediglich ein Gasgemisch. Die Wasserstoffatome müssten sich daher praktisch genauso leicht durch Rohr- und Behälterwandungen verabschieden können, wie das bei reinem Wasserstoff der Fall ist. Wenn das tatsächlich der Fall ist, würde es kaum auffallen, weil der gesamte Wasserstoff ja nur 5% des Gasgemisches ausmacht.    Daher muss auch die Frage erlaubt sein, ob sich nicht ein großer Teil der aus Windstrom gewonnenen und in Form von Greenpeace-"Windgas" dem Erdgas hinzugefügten Energie nicht durch Diffusion verflüchtigt, bevor sie den Gasanschluss des gläubigen Greenpeace-Adepten überhaupt erreicht.

Die Lösung: "echtes" Windgas

  Selbstverständlich ist aber die Idee, mit Hilfe von zur Unzeit erzeugtem Windstrom Gas zu machen, der Schlüssel zum Dilemma dieser volatilen Energiequelle. Nur muss man eben den nächsten Schritt gehen und mit Hilfe des Sabatier-Prozesses "echtes" Windgas, also "künstliches" Erdgas erzeugen. Das kann man dem Erdgas in beliebiger Menge zufügen, weil es im Hinblick auf technische Eigenschaften und Brennwert genau das gleiche ist. Man kann sogar das ganze Erdgas in einem ursprünglich dafür geschaffenen System durch Windgas ersetzen und beispielsweise Erdgasautos damit betreiben, ohne das man an diesen irgendwelche technischen Veränderungen vornehmen muss.

  Übrigens habe ich bereits vor einiger Zeit hier einmal einen Artikel über Windgas veröffentlicht. Dort kann man noch ein wenig mehr darüber nachlesen.

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30. März 2012 5 30 /03 /März /2012 11:34

Gestern gab es einen sehr interessanten und lesenswerten Kommentar zu meinem Artikel über Elektromobiltät (Kommenatr Nr. 3). Vielen Dank Dr. No! Da bei meinem Layout hier die Kommentare leider ein wenig untergehen, weise ich einfach mal explizit darauf hin.

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12. Februar 2012 7 12 /02 /Februar /2012 16:51

Angeblich stellt das kalte Winterwetter die Energiewende auf eine harte Probe. So jedenfalls konnte man in den letzten Tagen aus den "Qualitätsmedien" erfahren. Kaltreserven hätten angefahren werden müssen, um den Stromverbrauch zu decken. Sieht man jedoch genauer hin, stellt sich die Sache ganz anders dar, als nach den Meldungen in den Medien zu vermuten wäre. 

Grosskuchen Blick auf Dorf verschneit im Winter

Auch bei einer 100%igen Energieversorgung aus regenerativen Quellen werden wir nicht frieren müssen, wenn der Winter mal wieder ein Winter ist und nicht nur eine etwas kühlere Jahreszeit

       Dass Kaltreservekraftwerke angefahren wurden, mag ja sein, aber erstens sind die dazu da und zweitens waren wir selbst nicht etwa knapp an Strom. Wie es aussieht ist die Geschichte mit den Reservekraftwerken, die wir derzeit nutzen nämlich eine halbe Wahrheit - die, wie man weiß, nur allzuoft eine ganze Lüge ist: Tatsächlich haben wir wie das Internationale Wirtschaftsforum Regenerative Energien (IWR) mitteilt, zwischen dem 07. und 12. 02. 2012 mehr Strom exportiert als importiert. Sprich: Unsere Reserven mussten wir vor allem auch nutzen, um anderen mit Strom auszuhelfen. Darunter übrigens auch das Atomland Frankreich. „In der Zeit zwischen dem 07. und dem 10.02.2012 war Deutschland jederzeit Netto-Stromexporteur“, war von IWR-Direktor Dr. Norbert Allnoch in Münster zu hören. Und zwar sei das in in jeder einzelnen Stunde der Fall gewesen.

   Auch die Probleme, die sich derzeit bei der Erdgasversorgung anzubahnen scheinen, haben nichts mit der Möglichkeit oder Unmöglichkeit zu tun, unseren Energiebedarf aus regenerativen Quellen zu decken. Sie zeigen vielmehr lediglich auf, wie übel es für ein Land ist, bei der Energieversorgung auf Andere angewiesen zu sein.

Nichts gelernt und Zeit vertan   

   Eigentlich sollte man das bereits bei der Energiekrise in frühen 70ern des letzten Jahrhunderts gemerkt haben. Seither wäre genug Zeit gewesen, Deutschland auf eine 100%ige Versorgung mit Energie aus regenerativen Quellen - und zwar aus eigenen - umzustellen. Das gilt nicht nur für die Stromproduktion, sondern genauso auch für die Versorgung mit Gas: Der Sabatier-Prozess, welcher die Erzeugung von Elektromethan (Windgas) ermöglicht, ist uralt, so wie übrigens auch die derzeit bereits wirklich praktikablen Techniken der Energiegewinnung aus regenerativen Quellen, die Nutzung von Windkraft, Wasserkraft und Biomasse.

autoverkehr an ampel aalen auffahrt umgehung

Des deutschen liebstes Kind, das Auto: Anders als die derzeit wie sauer Bier angepriesene "Elektromobilität" funktioniert der Antrieb von Straßenfahrzeugen mit Methan, also Erd-, Bio- oder Windgas schon lange einwandfrei

    Das Tollste am 1902 von dem französischen Chemiker Paul Sabatier erfundenden Sabatier-Prozess, mit dem man aus Wasserstoff und CO2 Methan,also Erdgas, erzeugen kann, ist das Folgende: Man benötigt für ihn keineswegs reines CO2. Er funktioniert genauso gut mit Mischungen dieses Gases. Daher kann man mit ihm das im Biogas enthalten CO2 zur Methanerzeugung verwenden. Der hohe CO2-Gehalt von Biogas ist aber nun genau der Parameter, der es vom Erdgas unterscheidet.

    Mit dem Sabatier-Prozess kann man also Biogas recht einfach zu "künstlichem" Erdgas gewissermaßen raffinieren. Den erforderlichen Wasserstoff erhält man aus der Elektrolyse von Wasser mit überschüssigem Windstrom. Da sich Biogas gut speichern lässt, kann man es immer dann raffinieren, wenn gerade mehr Windstrom da ist, als man benötigt und diesen auf diese Weise speichern. Auch das so zu erdgaskompatiblen Gas raffinierte Biogas lässt sich speichern und zwar mit der bereits vorhandenen, einwandfrei funktionierenden Erdgastechnik und den hier ebenfalls größtenteils bereits vorhandenen Kapazitäten.      

   Ein ausgewogener Verbund aus Biogas und Windkraft könnte so einen Großteil unseres Energiebedarfes decken. Auch stellen heute Null- bzw. Plusenergiehäuser technisch kein Problem mehr sind und es kann an vielen Stellen Energie für den lokalen Bedarf lokal im kleinen Stil gewonnen werden. Rätselhaft bleibt also nur, warum eine komplette Versorgung unseres Landes mit Energie aus regenerativen Quellen erst in Jahrzehnten möglich sein soll.  Erd- bzw. Wind-/Biogas kann man übrigens auch zum Autofahren verwenden, wie die vielen bereits einwandfrei funktionierenden Erdgas-PKW, -Busse und -LKW zeigen. Im Gegensatz zu den unsäglichen Elektroautos, um die derzeit ein unglaublicher Hype gemacht wird, sind diese Fahrzeuge nämlich tatsächlich alltagstauglich.               

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22. Dezember 2011 4 22 /12 /Dezember /2011 09:46

Die Technologien, mit denen man Strom aus regenerativen Quellen gewinnt sind in der Regel gut skalierbar, man kann sie also in unterschiedlich großen Maßstäben sinnvoll nutzen. Da darüber hinaus die Energiequellen Wind, Sonne und Biomasse praktisch überall verfügbar sind, eignen sich die alternativen Energiequellen gut für eine regionale Energiegewinnung. Das jedoch würde den großen Energiekonzernen das Geschäft verderben, das in einer zentralen Erzeugung und weiträumigen Verteilung von Strom besteht.

Strommasten im Mittelspannungsnetz 

Strommasten des Mittelspannungsnetzes: Bei einer regionalen Stromerzeugung wird das Hoch- und Hochspannungsnetz weitgehend überflüssig

 

   Es ist noch gar nicht so lange her, da ignorierten die großen Stromkonzerne die regenerativen Energiequellen. Zwar sah man hier und da in den Windparks auch Maschinen mit dem Logo eines der Energieriesen, aber diese paar Windräder machten mehr oder weniger den Eindruck, vor allem eine Alibi-Funktion zu haben.

Stromkonzerne entdecken regenerative Energiequellen für sich 

   Das hat sich mittlerweile geändert. Offenbar haben die Konzerne gemerkt, dass weder mit der Stromerzeugung aus fossilen Brennstoffen, noch mit Atomenergie auf die Länge gesehen noch Geld verdient werden kann und dass die regionale Stromerzeugung aus regenerativen Quellen ihnen das Geschäft verdirbt, da ihre Hoch- und Höchstspannungsnetze überflüssig werden. Daher versuchen sie jetzt, die Energiegewinnung aus regenerativen Quellen für ihre Art der Energiegewinnung und -verteilung zu adaptieren.

   Offshore-Windparks und Groß-Sonnenkraftwerke wie Desertec sind Versuche, regenerative Energiequellen zentralisiert zu nutzen. So könnten die Energiemultis den erzeugten Strom weiterhin über ihr Leitungsnetz verteilen und im Geschäft bleiben. Dass in diesem Zusammenhang offenbar auch wirkungsvolle Lobbyarbeit geleistet wurde, merkt man daran, dass trotz der so genannten Energiewende neuerdings ein schäferer Wind für die private, lokale und regionale Energiegewinnung aus regenerativen Quellen weht und auf einmal überall zu hören ist, dass die Umstellung auf regenerative Energiequellen einen teuren Ausbau der überregionalen Stromnetze erfordern würde.

Stadtwerke wehren sich

   Allerdings gibt es auch hier schon wieder ein Gegenströmung. Jetzt sind es die lokalen bzw. regionalen Energieversorger, die Stadtwerke also, die einen Platz auf dem Energiemarkt beanspruchen. Viele Stadtwerke wollen nicht mehr nur von auswärts bezogenen Strom verteilen, sondern selbst welchen erzeugen  - natürlich aus regenerativen Quellen. Das ist auch ein sinnvolle Sache, denn warum soll man Strom über weite Entfernungen heranschaffen, wenn man ihn auch vor Ort erzeugen kann?

  Wie man in diesem SPON-Artikel lesen kann, sind die kommunalen Versorger schon seit Jahren bestrebt, mehr elektrische Energie selbst zu erzeugen. Ihren Anteil an der Stromerzeugung von derzeit 10% wollen sie mittelfristig auf 25% mehr als verdoppeln. Das ist eine sinnvolle Sache, denn die Zukunft gehört nicht der Globalisierung, sondern der Regionalisierung.         

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