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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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70374 Stuttgart - Bad Cannstatt

Biohof-Gemeinschaft Baum des Lebens

30. November 2011 3 30 /11 /November /2011 14:19

In der jüngsten Vergangenheit war so viel von Elektromobilität die Rede, dass man eigentlich schon von einem Hype sprechen kann. Grund genug, sich einmal Gedanken zu machen, ob und wie sich Elektromobilität im großen Stil und vor allem auch die Versorgung der Elektrofahrzeuge mit Strom realisieren lassen und ob es Alternativen dazu gibt.

Elektrisches Dreirad Elektroauto Ayrton Perry 1882 

Der Gedanke des Elektroautos ist so naheliegend, dass diese Form des Autos so alt ist wie das Auto mit Verbrennungsmotor: Elektro-Dreirad von Ayrton & Perry aus dem Jahre 1882

    Der Elektromotor ist im Prinzip ein idealer Fahrzeugantrieb, weil er einfach aufgebaut ist, unter Last anlaufen kann und vor allem auch sein Drehmoment weitgehend unabhängig von der Drehzahl erzeugt. In dieser Hinsicht ist er dem Verbrennungsmotor haushoch überlegen. Das kann man auch daran erkennen, dass vor der Verfügbarkeit hydraulischer Getriebe für große Leistungen Kombinationen aus Generator und Elektromotor zur Kraftübertragung bei Schiffen, vor allem aber auch bei Lokomotiven und teilweise bei überschweren Lastwagen eingesetzt wurden und auch noch heute eingesetzt werden. Außerdem funktioniert bei der Eisenbahn der reine elektrische Antrieb schon seit vielen Jahrzehnten einwandfrei.

   Ein weiterer Vorteil des Elektroantriebes ist, dass Elektromotoren prinzipiell auch als Generatoren laufen können und daher beim Bremsen Strom erzeugen und so Energie zurückgewinnen können. Das wird zum Beispiel bei Bergbahnen gemacht und ist bei Elektroautos ebenfalls machbar.

Problem Stromversorgung

   Das Problem des Elektroantriebes ist die Stromversorgung. Bei Schienenfahrzeugen ist es leicht lösbar, da diese sowieso an ihre Gleise gebunden sind und daher die Fahrleitung keine zusätzliche Einschränkung darstellt. Bei Trolley- oder Oberleitungsbussen lässt es sich mit einigem technischen Aufwand auch in den Griff bekommen, da diese ja ebenfalls auf bestimmten Linien verkehren.

   Ein echtes Problem jedoch ist die Stromversorgung bei Straßenfahrzeugen für den Individualverkehr. Hier muss ein Vorrat an elektrischer Energie auf dem Fahrzeug mitgeführt werden – und hier gibt es noch keine wirklich überzeugende Lösung. Das wirklich alltagstaugliche Elektroauto gehört zu den Dingen, die wie künstliche Intelligenz und sich selbsttätig lenkende Autos bereits seit undenklichen Zeiten „in naher Zukunft“ kommen werden.

   Tatsächlich wurden bereits in der Vergangenheit immer wieder Versuche gemacht, Elektrofahrzeuge im Straßenverkehr zu etablieren, die regelmäßig scheiterten. Der Grund war immer derselbe: Der Akku war zu schwer, zu teuer und das Laden dauerte zu lange.

Der derzeitige Elektromobilitäts-Hype näher betrachtet

       So wie Elektrofahrzeuge derzeit gepusht werden – die Grünen haben vor einiger Zeit sogar allen Ernstes geäußert,  demnächst kleine Zweiräder mit Verbrennungsmotoren komplett verbieten zu wollen - könnte man meinen, die Probleme mit den Akkus seien nun tatsächlich gelöst. Bei näherem Hinsehen wird man jedoch feststellen, dass alles andere der Fall ist: Zwar wurden hier in den letzten Jahren Fortschritte gemacht, doch wirken sich diese nur graduell aus. Die Probleme bleiben im Prinzip weiter bestehen; die Speicherung elektrischer Energie ist immer noch an Masse gebunden, das Laden benötigt Zeit und die Akkus bleiben teuer.

   Wenn man sich überlegt, was eine Autobatterie kostet und wie lange sie lebt, kann man sich vorstellen, was man für einen Akku bezahlen muss, der genügend Kapazität hat, um damit einige Stunden Auto zu fahren. Und diese Ausgabe kommt alle paar Jahre auf den Besitzer eines Elektrofahrzeuges zu. Schon bei einem elektrischen Gabelstapler ist die Batterie das teuerste Teil. Ein solches Gerät hat dabei nur einige wenige kW Leistung, wohingegen es bei einem Auto um einige -zig oder gar mehr als hundert kW geht, wenn man Fahrleistungen erwarten möchte, die sich mit denen von herkömmlichen Kraftfahrzeugen vergleichen lassen. Der teure Akku mit seiner begrenzten Lebensdauer ist auch der Hauptgrund dafür, dass das Fahren mit einem Elektroauto auf die Länge, wenn überhaupt, nur geringfügig billiger ist, als die Benutzung eines mit einem herkömmlichen Zerknalltreibling ausgerüsteten Fahrzeugs.

Laden an der heimischen Steckdose oder an der Elektrotankstelle?

   Auch die Ladezeiten der Akkus haben sich nicht entscheidend verkürzt, wobei gerade kurze Ladezeiten neue Probleme aufwerfen würden: Nimmt man einmal an, ein Akku benötigt zum Laden etwa die gleiche Zeit wie zum Entladen und man würde ein Elektroauto mit einer durchschnittlichen Last von 20 kW betreiben. Dann müsste der Akku jeden Tag genauso lange laden wie das Auto gefahren wird und zwar mit einem Ladegerät, dass 20 KW leistet.

   Die Wärmeverluste in Trafo und Gleichrichter nicht gerechnet, müsste der Netzanschluss dazu einen Strom von 200000W:230V = 87 A liefern. Zum Vergleich: Ein normaler Hausanschluss ist mit 16 A abgesichert. Natürlich könnte man zum Laden einen eigenen Stromkreis und alle drei Phasen des Stromnetzes nutzen wie man das z.B. auch bei Elektroherden macht. Dann hätte man insgesamt 48 Ampere zur Verfügung, was aber immer noch nicht reicht.

   Man würde also einen Stromanschluss benötigen, wie Handwerksbetriebe mit kräftigen Maschinen ihn haben. Erst recht, wenn Technologien verfügbar würden, die ein schnelleres Laden ermöglichen: Wenn der Akku für durchschnittlich 20 kW Last zum Beispiel zehn Mal so schnell geladen werden soll, wie er sich entlädt, brauchte man bereits 870 A und wieviel man benötigt, um einen Tesla Roadster in der gleichen Zeit aufzuladen, wie man ein herkömmliches Auto betankt, traue ich mich gar nicht auszurechnen, ganz zu schweigen davon, was dabei für elektromagnetische Felder entstehen würden, von denen man ja auch ganz und gar nicht weiß, ob sie unschädlich für Mensch und Tier sind.

Strassenverkehr mit PKW und LKW Ampel Westumgehung Aalen Un

Durchgesetzt hat sich jedoch der Antrieb mit Verbrennungsmotor, da der dafür erforderliche Brennstoff seehr einfach mitzuführen ist

    Dazu kommt, dass bei einer allgemeinen Verbreitung von Elektroautos die Stromversorger diese Mengen an elektrischer Energie zusätzlich liefern und verteilen müssten, wofür das vorhandene Netz gar nicht ausreicht. Selbst wenn man die Elektroautos an zentralen Stromtankstellen lädt, die wie größere Firmen direkt an das Mittelspannungsnetz angeschlossen würden, müsste man zumindest dieses entsprechend ausbauen, auch wenn man in Rechnung stellt, dass die Autos zu einem Teil dann aufgeladen werden, wenn anderweitig weniger Strom benötigt wird. Immer wird dies nämlich auch nicht der Fall sein: Schließlich würden einige ihr Auto auch aufladen, während sie bei der Arbeit sind, also zu den Zeiten, wenn sowieso schon viel Strom benötigt wird.

     Wenn man sich jedoch andererseits einmal eine grobe Vorstellung davon macht, wieviel Energie benötigt wird, um all die Autos fahren zu lassen, die bei uns täglich unterwegs sind, kann man sich leicht vorstellen, dass die Stromversorger ihre helle Freude an der Elektromobilität haben, auch wenn sie für sie hohe Investitionen in ihre Netze bedeuten würde: All die vielen kWh, die wir heute in Form von Sprit bei den Ölgesellschaften kaufen, dürften sie zusätzlich liefern, wenn es nur noch lauter Elektroautos gäbe. Das würde sich in der Tat lohnen, denn der Verkehr verbraucht bei uns in etwa so viel Energie wie die privaten Haushalte.

Und die Alternative?

   Wie man sieht, wäre es schon einmal nicht ganz einfach, den Strom heranzuschaffen, den man benötigen würde, wenn irgendwann alle Kraftfahrzeuge mit Strom betrieben würden. Außerdem wäre es doch mit einigen Unannehmlichkeiten und zusätzlichen Kosten für den einzelnen Kraftfahrer verbunden.

   Mit einem genormten Wechselsystem für Batterien, die dann in den Elektrotankstellen geladen würden, wenn anderweitig wenig Strom benötigt würde, ließe sich das Laden wohl etwas komfortabler und die Elektroautos verfügbarer machen. Allerdings würde das wiederum Schwierigkeiten mit der Normung machen und zusätzliche Kosten verursachen, denn es müsste in einem solchen Falle ja pro Fahrzeug mehr als eine Batterie vorhanden sein. Auch ein Mietsystem würde hier nicht viel einsparen. Schließlich muss auch über die Miete der Kaufpreis der Batterien hereinkommen – und zusätzlich der Aufwand und der Gewinn des Vermieters.

   Tatsache ist und bleibt vorerst, dass sich Energie für Fahrzeuge am besten in Brennstoffen mitführen lässt, wobei krass ausgedrückt der Kohlentender einer Dampflok noch effektiver ist als ein Akku. Flüssigkeiten sind in dieser Hinsicht am einfachsten handzuhaben, weswegen Benzin- und Dieselantriebe die Autotechnik seit langem dominieren. In einem Kilogramm Benzin oder Dieselöl steckt ganz einfach mehr Energie als man in ein Kilogramm Akku stopfen kann und eine kWh ist in Form von Kraftstoff schneller in den Tank gepumpt, als in Form von Strom in den Akku.

Otto-Motor

Der Viertakt-Ottomotor war ursprünglich ein Gasmotor, für die Adaption auf flüssige Brennstoffe war einiges an Ingenieurarbeit nötig: Benz, Diesel, Bosch...

     Etwas aufwendiger zwar als flüssige Kraftstoffe sind Gase zu handhaben, dennoch funktioniert es heute schon sehr gut: Propan- und Erdgasmotoren bewähren sich einwandfrei in Autos. Zudem ist beim Gasauto nur die Tankanlage aufwendiger, der Moto selbst wird vereinfacht. Der gute, alte Viertakter von Ottos Nikolaus war zuerst ein Gasmotor; dass er irgendwann dann auch mit Benzin und sogar Öl lief, war gar nicht so einfach hinzubekommen.

   Das ganz besonders Tolle bei der Sache mit dem Gasantrieb ist, dass es jetzt möglich ist, „künstliches Erdgas“ aus elektrischem Strom herzustellen. Damit ließe sich unser Mobilitätsproblem allem Anschein nach sogar auf Basis regenerativer Energiequellen lösen, wobei dann lediglich Benzin- bzw. Dieseltanks, Kraftstoffpumpen, Vergaser und Einspritzanlagen aus der Autotechnik verschwinden und vollends durch Gastanks und Mischeinrichtungen ersetzt würden.   

Fazit

   Man kann also getrost davon ausgehen, dass sich der derzeitige Hype um die so genannte Elektromobilität totlaufen wird. Mit der Methangewinnung mithilfe von elektrischem Strom aus regenerativen Quellen wird das Speichern von Strom im großen Stil möglich, da Methan wie alle typischen Brennstoffe ganz einfach eine wesentlich höhere Energiedichte aufweist als ein Akkumulator. Aus genau diesem Grunde eignet es sich auch gut als Energieträger für Fahrzeuge.

      Mithilfe von Elektromethan lässt sich die bereits vorhandene Autotechnik auch mit Energie aus regenerativen Quellen wie Sonne, Wind und Wasser nutzen. Da die Elektromethan-Technik gut skalierbar ist, kann sie auch regional eingesetzt werden. Elektromethan-Anlagen, die zu kleineren Windparks passen sind machbar und ermöglichen es, regional gewonnene Energie auch regional zu speichern. Dadurch wird es möglich auf regionaler Ebene sowohl zu jeder Zeit die Stromversorgung sicherzustellen als auch den Kraftverkehr mit Energie zu versorgen. Der Vebrennungsmotor könnte dann eventuell auf längere Sicht durch Brennstoffzellen und Elektromotor ersetzt werden.  Eine solche Technologie hätte den Vorteil gegenüber dem Vebrennungsmotor, dass man auch hier beim Bremsen Energie zurück gewinnen kann. Dafür wäre dann zwar auch wieder ein Akku nötig, aber der könnte kleiner - und damit leichter und billiger - ausfallen, als der eines reinen Elektroautos. Allerdings müssten Brennstoffzellen dazu erst einmal wesentlich kleiner und leichter werden, als sie es heute sind.

     Brennstoffzellen funktionieren im Prinzip auch mit Methan, es sind auch schon Brennstoffzellen-Heizgeräte für Erdgas auf dem Markt. Von Brennstoffzellen-Elektroautos für Erdgas hört man allerdings kaum etwas oder gar nichts. Daher wird uns auch beim Einsatz von Energie aus regenerativen Quellen für den Straßenverkehr der Vebrennungsmotor doch noch eine Weile erhalten bleiben.      

   Zusätzlich sollte soviel Verkehr wie möglich von der Straße auf die Schiene verlagert werden. Wie schon zu Anfang angedeutet macht der Elektroantrieb bei Schienenfahrzeugen durchaus Sinn. Zudem benötigen Schienenfahrzeuge weniger Energie und können, wenn sie elektrisch angetrieben werden, direkt mit Ökostrom betrieben werden. Das wiederum mach den Umweg über das Elektromethan immer dann überflüssig, wenn Energieangebot und -bedarf zusammenpassen, was ja auch des öfteren vorkommt.

 

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21. November 2011 1 21 /11 /November /2011 11:09

Was es bei uns bisher nur als Lösung für Haushalte oder sonst im kleineren Rahmen gab, wird in Senden bei Ulm nun in größerem Stil ausprobiert: Ein Holzgaskraftwerk  soll ab Dezember - zunächst im Probebetrieb - 12.000 Haushalte mit Strom und 20.000 mit Wärme versorgen.

 

meterholz-stapel gespalten am waldrand

Holz ist eine regenerative Energiequelle, aus der man Strom nach Bedarf erzeugen kann

   Über die Holzgastechnik habe ich hier auf meinem Blog ja schon einmal geschrieben. Holzgastechnik ist im Gegensatz zur Photovoltaik "Low-Tech", sie kann im Prinzip von jeder Schlosserei gebaut und gewartet werden. Außerdem kann man mit Holzgaskraftwerken genau so wie mit Biogas den Strom je nach Bedarf erzeugen und so beispielsweise die schwankende Leistung von Windkaftwerken ausgleichen.

   Als weiterer Energieträger im Energiemix der Zukunft sorgt Holz zudem für mehr Diversifizierung und wirkt so Auswüchsen entgegen, wie etwa Energiepflanzen-Monokulturen und Regenwaldzerstörung bei der Anlage von Palmöl-Plantagen. Auch das Holz, das zunächst stofflich, also für Möbel oder am Bau, verwendet wurde, kann nach dieser Nutzung noch energetisch genutzt werden - zum Beispiel mit der Holzgastechnik.     

   Besonders in waldreichen Gegenden wie der Umgebung von Ulm sind Holzgaskraftwerke sinnvoll. Gegenüber der Nutzung des Holzes mit Dampfkraftwerken (Hackschnitzel, Pellets) bringen sie eine höhere Ausbeute an Strom. Meckern muss man nur darüber, dass man bei uns erst jetzt mit dieser Technik kommt, während sie in anderen Ländern schon länger genutzt wird.

  Wie das Beispiel des Holzkraftwerks in Ulm und die kleineren Anlagen zeigen, ist die Holzgastechnik sehr gut skalierbar. Kleine Anlagen sind für Selbstversorger interessant, größere können lokal oder regional eingesetzt werden. Damit dienen Holzgaskraftwerke einer flexiblen, kleinräumigen und dezentralen Energieversorgung, also der Regionalisierung. Dazu kommt, dass man wie bereits erwähnt, für Bau, Wartung und Reparatur keine Spezialfirmen benötigt. Dadurch bleibt das Geld in der Region, welches für diese Maßnahmen ausgegeben wird, was wiederum den regionalen Wirtschaftskreisläufen zugute kommt.      

 Mehr über das Ulmer Holzgaskraftwerk steht übrigens in diesem SPON-Artikel.  

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23. September 2011 5 23 /09 /September /2011 16:20

Ein Team von Forschern an der TU Chemnitz entwickelt derzeit gerade Solarzellen, die ganz einfach auf Paier gedruckt werden. Erste Erfolge haben sich bereits eingestellt; mit den bisher hergestellten Zellen können bereits kleine elektronische Geräte betrieben werden wie Versuche zeigten.

   Der Clou dabei: Die Zellen werden auf ganz normales Papier gedruckt und zwar mit ganz gewöhnlicher Drucktechnik, da sich die verwendeten Schichten wie ganz normale Druckfarbe verwenden lassen. Das Drucken findet unter ganz gewöhnlichen Umgebungsbedingungen statt und kann von jeder Druckerei ausgeführt werden. Ein Reinraum wie man ihn bisher noch bei der Solarzellenproduktion benötigt ist dazu nämlich nicht erforderlich. Am Ende ihres Lebens können die gedruckten Solarzellen wie Verpackungsmaterial aus Papierwerkstoffen als Altpapier entsorgt werden.

  Ein Nachteil der neuen Solarzellen, deren Name 3PV (Printed Paper PhotoVoltaics) lautet, ist ihre bisher noch geringe Lebensdauer und der ebenfalls derzeit noch geringe Wirkungsgrad. Letzteren wollen die Forscher noch deutlich verbessern und die kurze Lebensdauer wird durch den günstigen Preis aufgewogen.

 

Mehr Informationen zu der neuen Technik gibt es auf der 3PV-Website

 

 

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22. August 2011 1 22 /08 /August /2011 09:38

Dass ich nicht an die menschengemachte Klimaerwärmung glaube, dürfte ja allgemein bekannt sein. Trotzdem bin ich, wie wohl ebenfalls bekannt ist, ein großer Befürworter der Regenerativen Energien. Wie passt das zusammen?

Eisbaer babies wie knutDass unsere Glühbirnen sie töten, ist zwar ausgemachter Humbug, aber... (Bild: U.S. Fish and Wildlife Service, PD)

 

   Laut Grundgesetz findet ein Zensur bei den Medien in unserem Lande ja nicht statt. Interessant ist jedoch, dass die etablierten, die Mainstream-Medien dennoch in dieser Hinsicht eine mehr oder weniger einheitliche Linie vertreten: CO2 ist böse, Glühlampen killen Eisbärbabies und so weiter... Ich finde es daher gut, dass es eine Menge Seiten im Netz gibt, welche die Behauptung, unsere Technik würde durch ihre CO2-Emissionen das Klima erwärmen, hinterfragen und aufzeigen, dass sie Blödsinn ist.

Regenerative Energien - warum? 

   Was ich jedoch nicht gut finde, ist, dass dabei vielerorts auch auf die Gewinnung von Energie aus regenerativen Quellen eingeprügelt wird. Tatsache ist dabei leider, dass auch die Nutzung von alternativen Energiequellen oft genug der Umwelt zum Schaden gereicht: Noch größere Mais-Monokulturen bei den Energiebauern, Regenwaldzerstörung durch Palmöl-Plantagen und derartige Dinge sind jedoch ungute Auswüchse, die darauf zurückzuführen sind, dass auch an sich sehr sinnvolle Technologien aus reiner Profitgier ohne Rücksicht auf Verluste genutzt werden. Dass dies geschieht, liegt nicht nur an der Geldgier einzelner, sondern auch an einer Politik, die solche Geldgier fördert.

   Deswegen jedoch regenerative Energiequellen generell zu verteufeln bedeutet, das Kind mit dem Bade auszuschütten. Die Nutzung alternativer Energiequellen ist nämlich aus ganz anderen Gründen notwendig: Zum einen gehen unsere fossilen Energieträger zu Ende. Bei der Kohle ist das so klar, dass die Maus keinen Faden abbeisst. Was Erdöl und Erdgas betrifft, mehren sich zwar die Anzeichen, dass die Lomonossow-Theorie falsch ist und Erdöl sowie Erdgas möglicherweise tatsächlich nachgebildet werden. Leider können wir uns jedoch derzeit weder darauf verlassen, dass das so ist, noch darauf, dass, wenn es so ist, auch genug Erdgas und Erdöl neu entsteht, um unseren Energiebedarf auch in Zukunft zu decken.

Regenerative Energien und Regionalisierung

   Man kann sich dafür interessieren, wie und warum unser Geldsystem mit Zins und kreditgeschöpftem Geld der Grund sowohl für die (scheinbare) Notwendigkeit der Globalisierung als auch für ihr (tatsächliches und beobachtbares) Scheitern ist. Man kann es auch bleiben lassen, weil einem die Wirkungsweise von Fiat-Geld und moderner Geldmechanik zu hoch ist. Jedoch bleibt die reale Wahrnehmung, dass die Globalisierung für uns "kleine Leute" nichts taugen kann: Obwohl wir aufgrund der technischen Entwicklung mit immer weniger Arbeit immer besser leben müssten, müssen wir für sehr bescheidene Zuwächse am Lebensstandard immer mehr arbeiten.

 windstrom windraeder aalen waldhausen

... aber trotzdem ist Strom aus Wind...

 

   Daher muss jedem klar sein, dass die Zukunft eine starke Regionalisierung erfordert. Nicht zuletzt widerspricht es dem gesunden Menschenverstand, Dinge von weither zu karren, anstatt sie selbst zu machen,wenn man die Möglichkeit dazu hat: Zum einen macht man sich von anderen abhängig, zum anderen entsteht unnötiger Aufwand für den Transport.

   Das sind jedoch nur die offenkundigen Effekte. Bei genauerem Hinsehen stellt man fest, dass es noch weitere Wirkungen gibt: Durch die globaliserungsbedingte Versorgung mit Gütern von weither fließt Geld aus der Region ab. Theoretisch sollte dieses Geld von irgendwo her wieder zurückkommen, indem regionale Betriebe ihre Produkte nach auswärts verkaufen. Aber eben nur theoretisch: Besteht für die Produkte der örtlichen Betriebe auf einmal auf dem Weltmarkt kein Bedarf mehr, kommt kein Geld mehr herein, wobei jedoch weiterhin welches benötigt wird, um die Güter von auswärts zu bezahlen. Davon, dass örtliche Betriebe auch trotz weiterhin bestehendem Bedarf an ihren Produkten verschwinden, weil sie in Billiglohnländer verlegt werden, brauchen wir gar nicht zu reden.

  Wird nun Energie regional erzeugt, bleibt das Geld, welches für diese Energie bezahlt wird - und jeder weiß, dass wir einen erheblichen Teil unseres Geldes für Energie ausgeben - in der Region: Es geht beispielsweise an den Besitzer einer Windkraftanlage, der es dann auch wieder regional ausgeben kann. Wenn er durch sein Windrad (oder seine Windkraftfondsanteile) zusätzlich zu seinem anderen Einkommen Geld verdient, hat er mehr in der Tasche und ist eher geneigt, etwa in einem Hofladen einzukaufen statt bei A$$$ oder er lässt sich ein Möbelstück beim örtlichen Schreiner machen, anstatt eines von der Stange da zu erwerben, wo Idioten Einfach Alles Kaufen.

muehlgaben wehr aalen unterkochen

... Wasser und anderen Naturkräften eine sinnvolle Sache

 

   Natürlich geht das für regional gewonnene Energie bezahlte Geld nicht nur in den Konsum: Auch alternative Kraftwerke erzeugen Betriebskosten und was auf der einen Seite Kosten heißt, heißt auf der anderen Seite - Umsatz. Bau, Wartung und Reparatur von alternativen Kraftwerken können von kleinen, örtlichen Betrieben geleistet werden, was wiederum bedeutet, das das Geld in der Region bleibt. Die ortsansässigen Maurer, Maschinenbauer, Schlosser usw. verdienen mehr, können sich daher eher regionale Produkte leisten - und wiederum bleibt das Geld in der Region.

Regenerative Energie statt Lebensmitteln?

   Ein beliebtes Argument gegen regenerative Energiequellen ist, dass aufgrund ihrer Nutzung angeblich Biomasse zur energetischen Nutzung anstatt Nahrungsmiteln angebaut würde und dadurch der Hunger in der Welt zunähme. Das kann - wenn überhaupt - jedoch nur für die Energiegewinnung aus Biomasse gelten, nicht jedoch für Wind-, Wasser und Sonnenenergie.

   Was nun die Energiegewinnung aus Biomasse angeht, benötigt sie freilich Anbauflächen. Nun ist es aber so, dass weltweit - und ganz besonders bei uns - Anbauflächen brachliegen. Es ist also weder erforderlich, Ökosysteme zu ruinieren um Biomasse zu erzeugen, noch dafür weniger Lebensmittel zu erzeugen. Wo das trotzdem geschieht, ist es Folge einer verfehlten Politik - hinter der natürlich wieder Geldgier steckt.

  In diese Ecke gehören die Energiemais-Monokulturen hier genauso wie die Palmölplantagen in Südostasien. Grundsätzliche sollte man zur Energiegewinnung in erster Line die Biomasse nutzen, die zu sonst nichts taugt - und dabei zu allererst sämtliche Abfälle: Holz, zum Beispiel, kann man immer noch verheizen, wenn es zuvor einige Jahrzehnte als Möbel gedient hat. Die Abfälle, die bei seiner Gewinnung und bei der Gehölzpflege anfallen, natürlich auch: Hackschnitzel aus Schwachholz und Reisig, Säge- und Hobelspäne kann wunderbar verfeuern, um in Blockheizkraftwerken Wärme und Strom zu gewinnen.

  Wenn Energiebauern riesige Monokulturen anlegen, liegt das daran, dass das von der Politik geduldet bzw. sogar gefördert wird. Stattdessen könnte man Sinnvolleres fördern: Grenzertragsflächen, die für die Lebensmittelproduktion nicht mehr recht lohnen kann man immer noch für Energie-Biomasse nutzen. Heideflächen zum Beispiel, auf denen keine Schafe mehr weiden, muss man mähen, wenn man das Ökosystem erhalten will. Ab in die Biogasanlage mit dem Mähgut! Was Schafen als Energiequelle dienen konnte, taugt auch zum Vergären und Verstromen. Oder man nutzt die Flächen für anspruchslose Gehölze mit extrem kurzen Umtriebszeiten: Man lässt bestimmte Sträucher und Halbbäume wachsen, die man alle paar Jahre abschneidet und verhackschnitzelt.

  Wenn man den Bauern, wie gefordert und teilweise praktiziert, als Landschaftspfleger bezahlt, kann man das mit der Förderung von Energiegewinnung aus Biomasse verbinden. Landschaftspflege bedeutet in letzter Konsequenz ja vor allem, dass man unerwünschte Biomasse abschneidet - ab damit in die Biogasanlage oder ins Hackschnitzelkraftwerk!

  Wie pflegte mein Alter Herr immer zu sagen - viele Wenig geben ein Viel. Natürlich ergibt die vielseitige Nutzung von regenerativen Energiequellen in kleinem Maßstab im Einzelfall jeweils nur ein kleines Energieaufkommen. Aber es summiert sich. Und: Eine kleine Turbine an einem ehemaligen Mühlenwehr kann genauso ein paar nagelegene Häuser mit Strom versorgen, wie ein Hackschnitzelkraftwerk mit ein paar Hundert kW eine Siedlung - wobei beide immer wieder Wartungs- und Reparaturaufträge für das örtliche Handwerk bedeuten, also die regionale Wirtschaft beleben. Man muss kleinräumige Probleme auch kleinräumig lösen, dann kann man sie in jedem Einzelfall auch optimal lösen. Und die optimale Lösung für drei Häuser am Bach kann eben das ehemalige Mühlenwehr in der Nähe sein, dass aufgrund wasserwirtschaftlicher Aspekte so oder so auch nach Stillegung der Mühle bestehen bleiben musste. 

Die positive Seite des Klima-Hypes

   Natürlich ist es ärgerlich, dass uns mit der Klimareligion unter dem Deckmantel des Umweltschutzes das Geld aus der Tasche gezogen wird. Doch die Sache hat für uns auch einen Vorteil, den sich diejenigen, die den ganzen Schmu ausgekocht haben, vielleicht gar nicht bedacht haben: Wer "Klima" sagt, muss auch "Regenerative Energien" sagen. Daher müssen unsere Öberen - vielleicht mit heimlichen Zähneknirschen - diese nicht nur zulassen, sondern sogar fördern.

   Jetzt versuchen die großen Energiekonzerne auch, die Gewinnung von Strom aus regenerativen Quellen an sich zu ziehen. Die Politik hilft ihnen natürlich dabei, ihre Oligopolstellung möglichst auch dann zu behalten, wenn einmal sämtlicher Strom aus Wind, Wasser, Sonne und Bimasse gemacht wird. Das bedeutet für den kleinen Anwender voraussichtlich Kürzung der Förderungen kleiner und mittlerer Anlagen zugunsten von Unfug wie Desertec und Offshore-Windparks.

   Auch wenn das bitter ist, bedeutet es jedoch keineswegs das Aus für die Nutzung von regenerativen Energien auf regionaler, lokaler oder Haushaltsebene. Der große Vorteil der alternativen Stromgewinnungstechniken, ihrer Skalierbarkeit bleibt bestehen. Kleine Kraftwerke funktionieren trotzdem, auch wenn wir in Zukunft mehr dafür bezahlen müssen, weil wir weniger oder keine Zuschüsse mehr bekommen sollten. Daher bleiben diese Lösungen als Konkurrenz zur zentralisierten Stromerzeugung der Energieriesen bestehen, was zumindest bedeutet, dass sie uns in Zukunft nicht mehr beliebig viel Geld für ihren Strom abnehmen können, weil wir ihn ganz einfach selber machen, wenn er uns zu teuer wird.

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17. Juli 2011 7 17 /07 /Juli /2011 11:36

Als Windgas oder Elektromethan bezeichnet man ein Gas, das mit Hilfe von Elektrizität aus Wasser und CO2 hergestellt wird: Erst erzeugt man in der altbekannten Weise per Elektrolyse mit Strom Wasserstoff aus Wasser. Dann kommt der neuartige (oder gar nicht mal so neuartige, weil als Sabatier-Prozess schon lange bekannte) Schritt: Der Wasserstoff wird mit Kohlenstoffatomen aus CO2 zu Methan verbunden, dem entscheidenden Hauptbestandteil von Erd- und Biogas, der die Energie enthält.
          Insgesamt ist die Erzeugung von Methan aus Wasser und CO2 ein endothermer Vorgang, benötigt also Energie. Diese Energie wird in Form von Strom aus regegenerativen Quellen zugeführt. So erhält man aus dem unregelmäßig verfügbaren Wind- und Sonnenstrom "künstliches Erdgas", das mit der bestehenden, ausgereiften und gut funktionierenden Erdgas-Technologie genutzt werden kann. Außerdem kann man damit auch Auto fahren: Wir besitzen eine ausgereifte Vebrennungsmotorentechnik und haben diese bereits alltagstauglich für Erdgas angepasst, wie man an den einwandfrei funktionierenden Erdgasautos sieht.

Der Stein der Weisen?

   Ich bin ja einer, der tollen Patentlösungen immer skeptisch gegenübersteht, aber in der Technik gab es in der Vergangenheit immer wieder bahnbrechende Erfindungen. Diese Sache scheint mir höchstwahrscheinlich so etwas zu sein. Windgas oder Elektromethan darf man getrost mit der Bessemer-Birne und ihrer entscheidenden Verbesserung durch Thomas vergleichen, welche die Aufgabe, Stahl in großen Mengen zu günstigen Preisen verfügbar zu machen, löste.

Formeln Windgas richtig

Die chemischen Vorgänge bei der Erzeugung und Nutzung von Windgas

 

         In vergleichbarer Weise löst Windgas nun das Problem, das wir zwar mit Windkraft Strom in gewaltigen Mengen erzeugen, ihn aber nicht hunderprozentig nutzen können, weil er unregelmäßig und nicht immer dann zur Verfügung steht, wenn man ihn benötigt. Mit der Bessemer-Birne konnte man Stahl in großen Mengen erzeugen, was aber nicht viel nutzte, weil sie kein phosphorhaltiges Roheisen mag und dummerweise das meiste Erz solches Roheisen liefert. So wie nun die basische Ausmauerung von Sidney Gilchrist Thomas dieses Problem löste, löst die Windgasherstellung die Aufgabe, Windenergie speicherbar zu machen.
         Gleichzeitig passt diese Technik, weil sie CO2 verarbeitet, gut zur Biogastechnik: Biogas enthält nämlich weniger Methan als Erdgas und dafür sehr viel CO2, das ihme entzogen werden muss, wenn man es kompatibel zum Erdgas machen will. Dieses CO2 muss man nun nicht mehr davonzischen lassen, sondern kann es für die Windgaserzeugung nutzen. Man muss dabei noch nicht einmal das Kohlendioxid vorher vom Methan des Biogases abtrennen, sondern kann das Biogas in den Sabatierprozess einbringen und mit dem Wasserstoff aus dem darin enthaltenen CO2 Methan machen. Gewissermaßen raffiniert man also das Biogas zu Erdgas.      

Die tatsächliche Problematik

         Das Problem bei der Sache ist kein technisches, sondern es sind die Politik und die Lobby der großen Stromgeier und wahrscheinlich auch die Ölkonzerne: Windkraft und Biogas sind sowieso bereits skalierbare Techniken, die sich auch wunderbar in kleineren Anlagen zur lokalen und regionalen Energiegerwinnung einsetzen lassen. Wenn man nun den Strom aus Windenergie auch noch problemlos auf lokaler und regionaler Ebene speichern kann, sind die Strommultis weg vom Fenster, denn kein Mensch braucht mehr deren Großkraftwerke und Überlandleitungen. Erzeugt man nun auch noch den Treibstoff für den Kraftverkehr vebrauchernah in kleinen Betrieben auf dem platten Land - auch die Windgastechnik ist nämlich sehr gut skalierbar - bedeutet dies auch den Todesstoß für die Treibstoffsparte der petrochemischen Industrie.
         Dagegen werden die Konzerne sich mit Händen und Füßen wehren - und dabei natürlich ihre geballte Lobby-macht einsetzen. Das werden wir in den nächsten Jahren erleben. Wer sich nur aus den Mainstreammedien informiert, wird davon möglicherweise noch nicht einmal etwas mitbekommen, denn dort werden die Technologien der großen Energieversorger gefeiert und versucht, die wirkliche Energiewende zu verhindern, nämlich die hin zur kleinformatigen, dezentralisierten und regionalen Energiegewinnung in Bürgerhand. 
       Es ist auch gut möglich, dass die Energiekonzerne versuchen werden, die Windgastechnik an sich zu ziehen, zumal sie ja auch Erdgas verkaufen. Windgas lässt sich ja, wie die Windstromtechnik ebenfalls, nicht nur dezentralisiert in kleinen Einheiten, sondern auch mit großen Anlagen herstellen. Es ist daher durchaus denkbar, dass die Stromriesen die Windgastechnik aufgreifen und in ihre Konzepte der zentralisierten Nutzung von regenerativen Energiequellen einbinden, mit denen sie versuchen, auch weiterhin einen möglichst großen Teil des Strommarktes zu beherrschen.

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27. Mai 2011 5 27 /05 /Mai /2011 16:24

Vor zwei oder drei Jahren wurde die Stromgewinnung aus regenerativen Quellen noch ganz allgemein als typisch regionale Sache angesehen, die den Bedarf an überregionalen Hochspannungsleitungen stark vermindern, ja bei einer 100%igen Umstellung das Hoch- und Höchstspannungsnetz komplett überflüssig machte. Heute hingegen ist andauernd die Rede davon, dass für die Energiewende, die Umstellung auf Elektrizität aus erneuerbaren Quellen, ein teurer Ausbau des Hoch- und Höchstspannungsnetzes erforderlich sei.

   Was steckt hinter diesem Wandel? Die Antwort ist einfach: Die Energieriesen haben mittlerweile die Erneuerbaren Energien, zunächst vor allem die Windkraft, für sich entdeckt. Das ist jedoch keinesfalls eine wirklich gute Nachricht. Sie bedeutet, nämlich, dass die Oligopolisten, die uns jetzt mit ständig steigenden Strompreisen abzocken, Vorkehrungen treffen, um dies auch in Zukunft tun zu können.

Dezentrale Stromerzeugung aus regenerativen Quellen ist verbraucherfreundlich

   Noch vor gar nicht langer Zeit wurde die Stromerzeugung aus regenerativen Quellen von den großen Energieversorgern mehr oder weniger ignoriert, ja sogar insgeheim hintertrieben. Bei EnBW beispielsweise mauerte man damals und es hieß offiziell und scheinheilig, dass der Sektor der Regenerativen Energiequellen dort mit den bereits bestehenden Wasserkraftwerken hinreichend abgedeckt sei. Die wenigen Windgeneratoren, welche in Windparks standen und die Logos der großen Stromkonzerne trugen, hatten lediglich eine Alibifunktion.

   Der Grund dafür war ganz einfach, dass die Stromerzeugung aus regenerativen Quellen problemlos in kleinen Einheiten dezentral möglich ist. Das ist aber nicht das Geschäft von Vattenfall, RWE, E.on und EnBW. Sie sind darauf eingestellt, Strom in großen Anlagen wie Kohle- und Atomkraftwerken zentral zu erzeugen und ihn mit ihren Hoch- und Höchstspannungsnetzen zu verteilen. Wenn der Strom hingegen dezentral und verbrauchernah auf der Ebene des Mittelspannungsnetzes erzeugt wird – Windparks und größere Wasserkraftwerke sind hier angesiedelt – und zum Teil sogar auf der des Niederspannungsnetzes, in das kleine kommunale und private Biomasse-, Wasser-, Wind- und Sonnenkraftwerke einspeisen, werden Hoch- und Höchstpannungsnetze ganz einfach überflüssig. Und mit ihnen die Stromgiganten, die heute noch satt verdienen. Die können dann nämlich schlicht und ergreifend zumachen, weil ihnen, wie wir im Schwäbischen sagen, der Schnabel sauber bleibt.

   So war es zunächst im Interesse der großen Energieversorger, den Trend zu den regenerativen Energien mit ihrer Lobbymacht auszubremsen. Auf die Dauer ging das jedoch nicht, da Kohle und Uran auf jeden Fall nur begrenzt vorhanden sind und man auch besser noch nicht davon ausgeht, dass Lomonossow unrecht hatte, Erdgas und Erdöl ständig abiotisch entstehen und daher praktisch unbegrenzt vorhanden sind. Derzeit kommt man an den regenerativen Energiequellen einfach nicht vorbei.

   Also mussten Mittel und Wege gefunden werden, die Regenerativen Energiequellen kompatibel zur Konzernabzocke zu machen. Das ist im Prinzip ganz einfach, weil Strom aus regenerativen Quellen natürlich auch im großen Stil erzeugt werden kann: man muss nur mit seiner Lobbymacht die Politik dazu bringen, dies zu fördern. Und genau das ist RWE und Konsorten mittlerweile offenbar gelungen.

Utopischer und realistischer Unfug

   Ein Projekt, das in diese Richtung geht, ist der unsägliche Desertec-Unfug: In der Sahara soll Strom aus Sonnenenergie gewonnen werden, der dann mittels gigantischer Überland- man müsste eigentlich sagen „Überkontinent“-Leitungen nach Europa gebracht wird. Ganz abgesehen von den technischen Schwierigkeiten, die sich mit hinreichend Geld von Steuerzahlern und Stromkunden wohl lösen lassen, ist das ganze schon allein deswegen hirnrissig, weil man sich damit in einer so lebenswichtigen Sache wie der Energieversorgung von instabilen Staaten und Wüstenstämmen abhängig macht.

   Wesentlich realistischer – und bereits in der Umsetzung begriffen – ist jedoch der andere Unfug, nämlich die Offshore-Windkraft. Der tatsächliche Zweck dieser Version der Stromgewinnung ist nämlich einzig und allein, die „Energiehoheit“ weiterhin bei den großen Stromkonzernen zu belassen, damit diese im Geschäft bleiben und uns Stromkunden auch in Zukunft über die Löffel balbieren können. Wirkliche technische Argumente für diese Version der Windkraftnutzung gibt es nämlich nicht. Das zeigt zum Beispiel eine Studie der Stiftung 100% Erneuerbar, die nachweist, dass die dezentrale Erzeugung von Strom aus regenerativen Quellen erheblich billiger ist, als die konzernfreundliche Version, die unsere Regierigen durchsetzen möchten. Ganz abgesehen davon, dass dezentrale Regenerative Energie Bürgerenergie ist, weil die Kraftwerke wie bei Windparks Kleinanlegern, im Fall der Energiebauern Einzelpersonen oder wie etwa bei Blockheizkraftwerken Gemeinden oder Zweckverbänden gehören. Das ist natürlich das pure Gift für die Geschäfte der Stromriesen.

   In das Bild des Rummels um die Offshore-Windkraft passt natürlich auch, dass Günther Oettinger, der als Ministerpräsident den Bau von Windkraftanlagen in Württemberg nach Kräften behindert hat, jetzt Energiekommissar bei der EU ist, welche den Unfug mit der zentralisierten Erzeugung von Strom aus regenerativen Quellen natürlich unterstützt. Und gegen Ukasse aus Brüssel ist ja bekanntlich kein demokratisches Kraut gewachsen, da Gesetze, die diese umsetzen nicht einmal vom Verfassungsgericht kassiert werden können. Das jedoch nur am Rande.

Was ist zu tun?

   Zum Glück stehen wir der derzeit äußerst ungesunden Entwicklung nicht ganz machtlos gegenüber: Bisher gelten noch die Regeln des neuen Energiewirtschaftsgesetzes, die Einzelpersonen, Gemeinden usw. erlauben ihren eigenen Strom zu machen. Niemand kann uns zwingen, weiterhin Strom von den großen Anbietern zu beziehen. Wer seinen eigenen Strom macht, der ist unabhängig von den Konzernen. Wer sein Geld in Windkraftfonds anlegt, erzielt nicht nur gute Renditen, sondern hält auch ein Stück Energieversorgung in der Hand. Und wer sich lokal- oder regionalpolitisch engagiert – Gemeinderat, Kreistag, Bürgerinitiativen, regionale Wirtschaftsvereinigungen etc. – kann sich für Projekte der dezentralen Energieversorgung aus regenerativen Quellen stark machen. Nicht zuletzt sollten mittelständische Unternehmen, die entsprechende Anlagen bauen, etwa Biomassekraftwerke, Lobbyarbeit für die dezentrale Energieversorgung aus regenerativen Quellen leisten. Wenn es nämlich erst einmal aus der Politik heißt, dass die Förderung privater, kommunaler und reginaler Projekte zur Stromerzeugung nicht mehr nötig sei, weil die Versorgung durch die Stromriesen wieder gesichert ist, dann ist die Chance auf bezahlbaren Strom aus regenerativen Quellen vertan und wir müssen weiter bezahlen, was die Energieriesen verlangen.

 

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15. April 2011 5 15 /04 /April /2011 10:14

Sonne und Wind würden uns im Grunde genug Energie liefern, um unseren Bedarf an elektrischem Strom zu decken. Das Dumme ist, dass diese beiden Energiequellen nicht immer dann zur Verfügung stehen, wenn wir Strom benötigen. Das Speichern von elektrischer Energie ist jedoch ein Problem, an dessen Lösung schon seit vielen Jahrzehnten ohne entscheidende Erfolge gearbeitet wird. Mit einem Verfahren, mit Hilfe von elektrischem Strom Methan zu erzeugen, zeichnet sich mittlerweile eine intereressante Lösung ab.

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Strom aus Windkraft: Das Problem seiner unregelmäßigen Verfügbarkeit wird gerade gelöst

 

   Ein älterer Lösungsansatz ist die Herstellung von Wasserstoff mit Hilfe des überschüssigen Stroms aus Wind- und Sonnenenergie durch Elektrolyse: Wasser wird durch Strom in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten, der dann als Brennstoff dienen kann. Die Sache ist elegant, hat aber einen Haken: Wasserstoff lässt sich schlecht lagern, denn seine Moleküle sind so klein, dass sie sogar durch die Stahlwandung einer Gasflasche hindurchdiffundieren.  

   Beim Fraunhofer-Institut in Kassel arbeitet man schon länger an einem verbesserten Verfahren, aus Strom Gas zu machen und hat das Problem im Prinzip bereits gelöst: Zunächst wird auch dabei durch Elektrolyse Wasserstoff hergestellt. Anschließend lässt man diesen jedoch mit CO2 reagieren und erhält Methan.

"Künstliches" Erdgas

   Das ist eine geniale Sache, denn Methan ist aufgrund seiner größeren Moleküle nicht nur ohne Probleme lager- und transportfähig, sondern auch  der entscheidende Bestandteil von Erdgas. Im Prinzip erzeugt man also mit Hilfe von Strom Erdgas. Das bedeutet aber nichts anderes, als dass alles, was man sich für Erdgas ausgedacht und gebaut hat, auch mit dem "Ökostrom-Methan" genutzt werden kann, einschließlich der bereits vorhandenen Infrastruktur zur Speicherung und Verteilung des herkömmlichen Erdgases.

   Man kann nun das mit Hilfe von Windstrom erzeugte Methan natürlich wieder verstromen und zwar mit ganz gewöhnlichen Erdgaskraftwerken, also zum Beispiel auch in Blockheizkraftwerken. Man kann damit aber auch wie mit allen Arten von Gas - vom altväterlichen Stadtgas über Propan und Butan bis zum Biogas - kochen, heizen, beleuchten und - Autofahren. Die Umrüstung eines herkömmlichen PKW mit Ottomotor für Erdgas ist zwar etwas aufwendiger und teurer als die Umrüstung für Propan, aber dennoch bezahlbar und schon lange alltagstauglich.

    Ein weiterer Aspekt ist, dass mit "Elektromethan" und auf Erdgas, also auf Methan umgerüsteten Ottomotoren die gesamte derzeitige Autotechnik beibehalten werden kann und dabei noch nicht einmal die Gläubigen der Klima-Ablassreligion, die es ja immer noch geben soll, ein schlechtes gewissen haben müssen. Gleichzeitig spart man teure und aufwendige Infrastruktur ein, die man für Elektroautos benötigen würde - von den Umweltbelastungen durch Herstellung und Entsorgung der Akkus gar nicht zu reden.

Wirkungsgrad und Skalierbarkeit     

   Bei der Erzeugung von Methan mit Hilfe von Windstrom werden, so schätzt man, etwa 40% der eingesetzten Energie verloren gehen. Das hört sich zunächst nach recht viel an, wobei man jedoch einmal überlegen sollte, wieviel Energie eingesetzt werden muss, bis aus Rohöl im Boden verkaufsfertiger Kraftstoff an der Zapfsäule geworden ist oder aus einem Kohleflöz Kohle im Bunker eines Kraftwerks.

   Dazu kommt, dass schon mit den derzeit vorhandenen Kapazitäten von Windkraftwerken zu Zeiten mit viel Wind und geringer Stromnachfrage schiergar mehr Strom gemacht wird, als man gebrauchen kann. Über den Wirkungsgrad von "nur" 60% muss man also keineswegs weinen, zumal Windstrom ja zu den entsprechenden Zeiten buchstäblich im Überfluss und zu verhältnismäßig geringen Kosten erzeugt werden kann.

   Eine interessante Frage ist nun die der Skalierbarkeit: Kann man wirtschafliche Anlagen zur Methanerzeugung mit Strom in Größen bauen, die zu den üblichen Größen von Windkraftwerken bzw. Windparks passen?

   Was die Wasserstoffgewinnung angeht, dürfte das sicherlich der Fall sein und auch Reaktoren, die aus Wasserstoff und CO2 Methan machen, müsste man entsprechend klein bauen können. In "Haushaltsgröße" vieleicht nicht gleich, aber in Größen, die zu den heute vorhandenen Windparks passen, sollte das machbar sein, eventuell sogar für einzelne Windräder in der Größenordnung von einem oder einigen Megawatt. Bei SPON ist Gas aus Strom gerade Thema eines Artikels, in dem unter anderem von Interessenten die Rede ist, die Anlagen in der Größenordnung von zehn Megawatt bauen möchten.

   Das liegt genau in der Größenordnung von Windrädern, die heute typischer Weise ein bis zwei Megawatt Leistung haben, wobei der Trend auch in Richtung fünf Megawatt geht. "Elektromethan"-Anlagen für Windparks in Größen wie sie über Fonds von Kleinanlegern finanziert werden, sind also keine Utopie.    

   Das Gegenstück, das Gaskraftwerk, das aus dem Methan wieder Strom macht, ist in dieser Hinsicht auf keinen Fall ein Problem. Gaskraftwerke kann man von wenigen Kilo- bis zu vielen Megawatt bauen und für noch größere Leistungen mehrere Aggregate zusammenschalten.

Wirtschaftliche Bedeutung 

   Wichtig ist, dass die Technik der elektrischen Methanerzeugung nun so schnell wie möglich mittelständischen Unternehmen zur Verfügung steht, die Anlagen in Größen bauen, die sich für die lokale und regionale Energieversorgung eignen. Energie aus regenerativen Quellen muss nämlich Bürgernenergie bleiben und der Regionalisierung dienen. Genauso wichtig ist, dass Bau und Wartung von Anlagen zur Gewinnung von Energie aus regenerativen Quellen Sache des Mittelstandes bleibt. Auf diese Weise kommen nämlich Arbeitsplätze in die Fläche und verbleibt Kaufkraft in den Regionen.

  Insgesamt scheint das "Elektromethan" das zu sein, was man bei uns im Schwabenland "a Bombagschicht" (eine Bombengeschichte) nennt. Nun geht es darum, mit dieser Technik die Regionen zu stärken: Ständig an der Steckdose verfügbarer Strom aus heimischem Wind und Gas fürs Auto aus regionaler Erzeugung mit Technik von mittelständischen Unternehmen wären ein wichtiger Schritt auf dem Weg weg von der globalen Abzocke.        

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4. April 2011 1 04 /04 /April /2011 13:58

Feinstaub-Panik, CO2-Ablasspredigten, NOX-Geschrei, ein Deutscher Wald, der aufgrund von saurem Regen schon gar nicht mehr da sein sollte – alles das hatte und hat in hohem Maße mit unserem liebsten Spielzeug, dem Auto zu tun. Hat der Verbrennungsmotor, der universelle Antrieb des 20. Jahrhunderts im neuen Jahrtausend ausgedient?

     Vor Jahren ging hier bei uns in der Region eine Zeit lang das große Hosensausen herum. Bei Daimler hatte man etwas über Wasserstofftechnolgie verlautbaren lassen und nun sah man das Ende des Verbrennungsmotors und der herkömmlichen Automobiltechnik gekommen. Da es hier einige Autozulieferer gibt, sah der hiesige Mittelstand schon – angeblich – seine Felle davon schwimmen und versuchte, mit Panikmache die Löhne bei den Metallverarbeitern zu drücken. So lächerlich oder noch besser gesagt, grotesk dieser buchstäbliche Sturm im Wasserglas war, ist es doch interessant, die Frage zu stellen, ob und welche Rolle der Verbrennungsmotor bei der zukünftigen Nutzung regenerativen Energiequellen spielen wird.

   Was offiziell der Umwelt schadet und was nicht, hängt leider nicht nur von naturwissenschaftlichen Fakten, sondern auch von Politik und Ideologie ab – und dahinter stecken bei genauem Hinsehen wirtschaftliche und machtpolitische Interessen. Es ist beispielsweise recht interessant, dass der Dieselmotor just zu der Zeit vom Umweltwunder zum Umweltmonster mutierte, als er sich vom schwerfällig vor sich hin nagelnden Bauerntriebwerk zu einer Maschine entwickelt hatte, die es in puncto Komfort und Fahrleistungen durchaus mit den Aggregaten Ottonischer Funktionsweise aufnehmen könnte. Jeder vernünftige Mensch hätte seit dieser Zeit den Diesel als Antrieb für sein neues Auto zumindest ernsthaft erwogen und ein großer Teil hätte sich wohl auch dafür entschieden.

Der böse Diesel

   Mit den modernen Turbo- und Common-Rail-Dieselmotoren können Dieselautos spritzig sein wie es früher nur flotte Benziner waren, brauchen jedoch wesentlich weniger (und meist billigeren) Kraftstoff. Von den früheren Unbillen, denen der Dieselpilot ausgesetzt war, ist lediglich noch der gegenüber Ottomotoren deutlich kernigere Klang geblieben. Der ideale Antrieb für ein privates Personenbeförderungsmittel also. Doch just, als es so weit war, stellte man sonderbarerweise urplötzlich fest, dass der hochgelobte vermeintliche Umweltfreund eine böse Dreckschleuder sei, die argen Dieselruß erzeuge und das auch noch in Form von schlimmem, schlimmem Feinstaub.

   Wenn es darum geht, uns etwas Gutes zu tun, bewegen sich Politik und Bürokratie bekanntlich sehr, sehr behäbig. Selbst wenn das Verfassungsgericht den Regierigen ausdrücklich aufgibt, eine gesetzliche Regelung zu schaffen oder zu modifizieren, um grundrechtswidrige Zustände zu beheben, mahlen die Mühlen des Staates sehr, sehr langsam und so lange bleiben verfassungswidrige Zustände wie etwa die unsäglichen Hartz-VI-Regelungen eben bestehen – zum Nutzen aller Beteiligten – bis auf die Betroffenen, versteht sich. Anders, wenn es gilt, dem Bürger auf Geheiß irgendwelcher Lobbies in die Tasche zu grapschen: Als die Mär vom bösen, bösen Dieselaggregat aufkam, ward flugs eine Strafsteuer auf Selbstzünder-Automobile erdacht und zurecht gezimmert, welche den wirtschaftlichen Vorteil, den Dieselautos dem Autler gebracht hätten, wieder zunichte machte.

   Ein großer Schelm, dem auffällt, dass dies auch etwa zu der Zeit geschah, als immer mehr Güter mit LKW auf der Straße transportiert wurden. Und ein noch größerer Schelm, wer es wagt zu fragen, warum bis in allerjüngster Zeit nie die Rede von den Unmengen von Dieselruß aka krebserregendem Feinstaub war, den doch die mit Dieselmotoren ausgerüsteten LKW in die Luft blasen müssen, wenn die Geschichte stimmt, aufgrund derer man bis heute noch Diesel-PKW-Fahrern unverschämt tief ins Portemonnaie langt.

Nicht nur der Diesel

   Erst in jüngster Zeit ist auch der LKW-Diesel im Hinblick auf Feinstaub ein wenig ins Gerede gekommen. Wohl, weil sich das nun nicht mehr so gut vermeiden lässt, nachdem man nun auch den Otto-Motor als bösen Feinstaub-Emittenten ausgemacht hat und mehr und mehr aus den Städten verbannt. Besonders schlimm sind die Zweitakter dran, die ja ihr Schmieröl zu bläulichem Dunst verkokeln, wie es die bösen Tabakraucher mit ihrem Qualmkraut tun.

   Aber im Sinne der reinen Lehre sollen auch viertaktende Mopeds von der Straße verschwinden. Allen Ernstes wird mittlerweile gefordert, kleine Zweiräder nur noch mit Elektromotor zu erlauben. Nicht nur, dass nach dem Willen der vergreisten und verspießerten Althippies von den Grünen künftig nur noch elektrisch betriebene kleine Zweiräder eine Allgemeine Betriebserlaubnis erhalten sollen, nein, sie wollen irgendwann auch den bereits vorhandenen Mopeds das Knattern verbieten.

   Dass dies fast schon verfassungswidrig ist, weil es genau genommen ein Eingriff in die Eigentumsrechte der Besitzer von mit Zerknalltreiblingen angetriebenen Mopeds und Rollern ist, wird unsere ehemals langhaarigen Weltverbesserer kaum anfechten. Schließlich haben die ehemals im Plenarsaal turnbeschuht Strümpfe strickenden Friedensbewegten die Regeln des großen Spieles Politik und Wirtschaft schon längst gelernt und genehmigen auch schon einmal einen Kriegseinsatz der Bundeswehr, wenn es dem Erhalt der Koalition und damit von einträglichen Mandaten und Ministersesseln dient.

Ist der Elektroantrieb die Lösung?

   Elektroautos und -zweiräder sind bei genauem Hinsehen eine erstklassige Pfründe für die Industrie: Wer sich ein solches Gerät kauft, lacht natürlich zunächst wie eine Gummihexe, da er sein Vehikel kostengünstig an der Steckdose in der heimatlichen Hütte betankt. Doch die spätere Gesichtsverlängerung ist bereits vorprogrammiert: Akkus leben nicht ewig und sind teuer. Das sollte eigentlich jeder wissen, der ein Kraftfahrzeug hat, denn bereits eine ganz gewöhnliche Autobatterie für Parklicht und Starter kostet allerhand und eine, die per Elektromotor das ganze Auto in Bewegung setzen und einige Stunden durch die Gegend fahren lassen kann, natürlich umso mehr.

   Wie da die Bilanz über ein Auto- oder Rollerleben aussieht, wird sich zeigen, wenn die heute bereits verkauften Exemplare in die Jahre gekommen sein werden. Ich vermute: Erfreulich – aber für die Industrie, nicht für den Verbraucher. Eine weitere herrliche Abzockmöglichkeit besteht darin, die Batterien bei den allfälligen neuen Modellen ein wenig zu verändern (natürlich durch Verbesserungen zum Wohle des Kunden), so dass man nach einigen Jahren ein neues Fahrzeug kaufen muss, weil es für das alte, bis auf den ausgelutschten Akku noch vollständig intakte, keine Batterien mehr gibt. Von der Umweltbilanz unter Einbeziehung von grauer Energie und Schadstoffbelastung aus Produktion und Entsorgung – die Akkuherstellung ist mit allerhand giftigen Stoffen verbunden und alte Akkus sind bekanntlich Sondermüll – wollen wir erst gar nicht reden.

     Akkus sind nicht nur teuer und gemessen an anderen Maschinenelementen kurzlebig, sondern auch schwer. Man soll ja niemals nie sagen, aber vorerst ist die Speicherung von elektrischer Energie noch an Masse gebunden. Alltagstaugliche Elektromobile hätte es bereits vor hundert und mehr Jahren gegeben, wenn das Problem mit dem Akku nicht wäre. Das ließ die verschiedenen Modelle, die immer wieder einmal auftauchten und die meist an sich auch einwandfrei liefen, regelmäßig scheitern. Dieses Problem wurde bis heute nicht gelöst und wird wohl auch nicht wirklich gelöst werden, bis hier etwas ganz Neues entdeckt wird.

Und der Wasserstoff?

   So etwas ganz Neues zum Speichern von elektrischer Energie hätte die Wasserstofftechnologie sein können: Es ist bestechend elegant,einfach und naheliegend, mit Hilfe elektrischer Energie Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff aufzuspalten und später wieder zu Wasser zu verbrennen, um die so gespeicherte Energie zurückzugewinnen. Das könnte eine gute Lösung sein. Um aus Wasserstoff und Sauerstoff elektrischen Strom zu machen, braucht man noch nicht einmal eine Wärmekraftmaschine und einen Dynamo: Eine Brennstoffzelle ist viel einfacher und mit dem von ihr erzeugten Strom könnte man auch wieder einen elektrischen Fahrzeugantrieb speisen.

   Der Haken der ganzen schönen Sache besteht darin, dass der Wasserstoff nicht so will wie wir: Sein Molekül ist so klein, dass es sich nicht einsperren lässt und sogar bei sehr dichten Werkstoffen wie Eisen durch das Gefüge kriechen und so aus dem Behälter entfleuchen kann. Dadurch geht nicht nur wertvolle Energie verloren, sondern es entsteht auch Explosionsgefahr. Abhilfe ist aufwendig, teuer und – man wird es erraten haben – wiederum mit zusätzlichem Gewicht verbunden, was natürlich den Gewichtsvorteil des Wasserstofftanks gegenüber den Akkumulator mindert.

Der gute, alte Verbrennungsmotor

   Mit Hilfe von Brennstoffzellen kann man nicht nur Strom aus Wasserstoff machen, sondern z.B. auch aus Erdgas. So bestechend einfach diese Technologie auch ist, wirklich alltagstauglich scheint sie noch nicht zu sein: Die schon recht verbreiteten und bewährten Erdgasfahrzeuge nutzen in aller Regel herkömmliche Verbrennungsmotoren mit Hubkolben.

   Der Verbrennungsmotor nach Otto oder Diesel ist eigentlich ein kinetisches Unding, zumindest jedoch ein Anachronismus. Wie eine Kolbendampfmaschine aus längst versunkenen Zeiten besitzt er jede Menge hin- und hergehende Massen, was eigentlich nicht sein soll. Kinetisch besser ist es, wenn die sich in einer Maschine bewegende Massen nicht oszillieren sondern rotieren. Turbinentriebwerke konnten sich jedoch noch nicht durchsetzen, wohl vor allem auch wegen den hohen Drehzahlen, mit denen sie laufen.

   Auch dem Kreiskolben- oder Wankelmotor blieb der große Durchbruch bislang versagt. Abgesehen davon, dass auch er oszillierende Massen nicht vollständig vermeidet, da sein Kolben nicht wirklich kreist, sondern auf einer unrunden Bahn durch die Kammer hampelt, wirft er in der Praxis fertigungstechnische und Haltbarkeitsproblem auf. Zunächst sind sein Kolben und die Kammer nicht rund, sondern haben Konturen, sie man eigentlich erst mit moderner CNC-Technologie so ohne weiteres herstellen kann. Richtig schön maß- und formgenau lassen sich nun halt einmal am besten drehrunde Teile erzeugen – so wie etwa Kolben, Kolbenringe und Zylinderbohrungen eines traditionellen Hubkolbenmotors. Frühere Wankelfahrzeuge scheiterten auch am Problem, die Kolbenkanten gegen die Kammerwand abzudichten.

   So ist der gute, alte Hubkolbenmotor nach Diesel oder Otto, im Zwei- oder Viertaktverfahren arbeitend, derzeit immer noch die beste Lösung, wenn es darum geht, mechanische Arbeit mit Hilfe von brennbaren Gasen oder Flüssigkeiten zu erzeugen, vor allem, wenn damit Fahrzeuge angetrieben werden sollen. Wie flexibel er ist, zeigt sich nicht zuletzt an den Holzvergasern, mit deren Hilfe man zwar unter allerhand Unannehmlichkeiten, aber immer hin eben doch, mit ganz gewöhnlichem Holz Auto fahren kann.

   Mit brennbaren Gasen und Flüssigkeiten lässt sich Energie in verhältnismäßig wenig Masse speichern, wobei für Fahrzeuge Flüssigkeiten am einfachsten zu handhaben sind. Nicht umsonst waren es der Benzin- und später auch der Dieselmotor, die das Auto zum problemlos zu handhabenden individuellen Verkehrsmittel machten.

Heute und und Zukunft  

   Mittlerweile existieren aber auch einsatzfähige Techniken für den Betrieb von Fahrzeugen mit Gas. Andererseits lassen sich aus dem nachwachsenden Rohstoff Biomasse brennbare Flüssigkeiten und Gase erzeugen. Die Techniken, Ethanol und Methan (also Biogas) herzustellen, sind bereits verfügbar und technisch gar nicht anspruchsvoll. Die Stoffe selbst haben sich als Treibstoffe bewährt, wobei das Methan meiner Ansicht nach derzeit noch die Nase vorn hat: Der Alkohol hat zwar den Vorteil, flüssig und damit leicht handhabbar zu sein, ist aber wenig effizient: Nur Zucker und indirekt Stärke lassen sich zu Ethanol vergären, außerdem kostet es Energie, es aus der vergorenen Maische zu destillieren. Zu Methan kann aber auch die Zellulose werden, die den größten Teil von Biomasse aus Pflanzen ausmacht und es entsteigt der Gärplempe im Bioreaktor von selbst als im Prinzip bereits verwendbares Gas.

     Mittlerweile sind jedoch auch flüssige Brennstoffe aus Biomasse in Sicht. Man kann prinzipiell aus Methan natürlich längerkettige Kohlenwasserstoffe, also Benzin und Diesel synthetisieren, was jedoch aufwendig ist. Es wird aber mit genetisch veränderten Mikroorganismen experimentiert, die aus Pflanzenmasse solche Kohlenwasserstoffe erzeugen. Es klappt bereits mit Zucker, Ziel ist aber, auch Zellulose zu Benzin oder Diesel verarbeiten zu können - etwa durch eine der "Benzingärung" vorgeschaltete Aufspaltung der Zelluloseketten in kleinere Zuckermoleküle.

   Eine weitere Technik, an der geforscht wird, besteht darin, mit Hilfe von Elektrizität aus CO2 und Wasser Kohlenwasserstoffe zu erzeugen. Diese Technologie wären dann gleichzeitig Lösungen für das Problem der durch das Wetter bedingt schwankenden Stromerzeugung aus Wind- und Sonnenenergie und für das, den Strom aus diesen Energiequellen zum Antrieb von Fahrzeugen zu nutzen. Auch mit der Herstellung von Brennstoffen aus CO2 und Wasser mit Hilfe von Sonnenlicht wird experimentiert, was ebenfalls gleichzeitig das Problem der schwankenden Verfügbarkeit der Sonnenenergie lösen würde.

   Bei all diesen Technologien hat vorerst der gute, alte Hubkolben-Verbrennungsmotor weiterhin seine Aufgabe: Er verwandelt die so gewonnenen Brennstoffe in mechanische Arbeit für den Antrieb von Fahrzeugen oder Dynamomaschinen. Wie es also aussieht, wird er auch bei der Nutzung von regenerativen Energiequellen seine Bedeutung vorerst behalten. Er wird sogar eher an Bedeutung gewinnen, denn zu den weiterhin in Kraftfahrzeugen verbauten Zerknalltreiblingen werden weitere in Blockheizkraftwerken eingesetzten Maschinen hinzukommen, welche die aus Biomasse oder CO2 erzeugten Kohlenwasserstoffe verstromen.

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27. März 2011 7 27 /03 /März /2011 12:09

Benzin und/oder Dieselöl aus billigen Rohstoffen selbst zu machen, wäre ein wertvoller Beitrag zur Lösung unserer Energieprobleme. Theoretisch lassen sich aus Biomasse natürlich sämtliche Kohlenstoffverbindungen synthetisieren, das Problem dabei ist, dies auch in praktisch mit vetretbarem Aurfwand hinzubekommen. 

Können Bakterien Benzin machen?

   Auf einer bekannten Website mit "streng geheimen Insiderinformationen" fand ich vor einiger Zeit bereits einen Beitrag, der ein neuartiges Benzin ankündigte, das nicht aus Erdöl hergestellt werde und wahnsinnig billig sein würde. Jetzt gab es wieder eine ähnliche Meldung, die sich jedoch auf Dieselöl bezog. Näheres in beiden Fällen natürlich nur für die Bezieher der hauseigenen gedruckten und kostenpflichtigen Postille.

   Natürlich erweckt so etwas die Neugier des Selbstversorgers. Der Plausibilitätsprüfung anhand des gesunden Menschenverstandes hält eine solche Meldung natürlich stand: Sowohl Benzin als auch Dieselöl sind Gemische aus sehr einfachen Kohlenwasserstoffen, so genannten Alkanen, die sich im Prinzip auch künstlich zusammenbauen lassen. Der Knackpunkt ist lediglich, eine Methode zu finden, dies kostengünstig und mit möglichst wenig Energieaufwand zu tun.

   Das Blättchen, für das besagte Seite wirbt, zu kaufen kam natürlich nicht in Frage: Kohle für Informationen auszugeben, die man nicht nachprüfen kann, ist Dummheit. Wenn man solche Informationen jedoch nachprüfen kann, müssen sie logischerweise auch anderswo zu finden sein – und dann braucht man kein Geld dafür auszugeben, jedenfalls nicht in der heutigen Zeit: Irgendwo wird sich im Netz etwas darüber finden lassen. Ich gehe nämlich ganz einfach davon aus, dass etwas, das geheim bleiben sollte, aber dennoch durchgesickert ist, in der Regel mehr als einer Person bekannt sein dürfte. Der einsame Insider, der Zugang zu geheimsten Geheiminformationen hat und diese zahlenden Lesern zugänglich macht, ist mir einfach suspekt.

Genaues Hinsehen lohnt sich

   Dazu kommt, dass die meisten Dinge, die nicht bekannt werden sollen, nicht wirklich geheim gehalten, sondern ganz einfach lediglich nicht an die große Glocke gehängt werden. Oft genug findet man solche Dinge sogar in den etablierten Medien, nur dass sie eben an wenig prominenter Stelle erscheinen und nur einmal. Dinge, welche die Masse wissen und glauben soll, werden hingegen mehrfach auf den Titelseiten der Printmedien und gleich am Anfang von Nachrichtensendungen zu epischer Breite ausgewalzt.

  Während Zeitungen und Zeitschriften im Altpapier landen – bekanntlich ist ja nichts so alt wie die Zeitung von gestern – Fernseh- und Radiosendungen verklingen, bleiben auch (scheinbar) nebensächliche Dinge, die in Netzpublikationen veröffentlicht wurden, in aller Regel längere Zeit einsehbar. Das ist einer der großen Vorteile des Internets für den, der sich eigenständig informieren will.

   Also, langer Rede kurzer Sinn: Tatsächlich fand ich im Netz einen älteren SPON-Artikel zu diesem Thema. Dort ist die Rede davon, dass sich kleine Gentechnik-Startups im Silicon Valley mit der Herstellung von Kohlenwasserstoffen mit Hilfe gentechnisch veränderter Mikroorganismen befassen. Und zwar nicht wie auf der genannten Website behauptet, aus Kohlendioxid und Wasser, jedenfalls nicht direkt. Indirekt, wenn man so will, schon, denn die besagten Mikroorganismen erzeugen Benzin und Dieselöl aus Zucker. Zucker wird jedoch wiederum von Pflanzen mit Hilfe der Photosynthese aus Kohlendioxid und Wasser erzeugt.

   Bei genauerem Hinsehen ist ein Mikroorganismus, der leicht flüchtige, brennbare Kohlenstoffverbindungen erzeugt gar nicht so sensationell: Hefepilze beispielsweise erzeugen Ethanol und Fäulnisbakterien das heute als Biogas bekannte Sumpfgas Methan. Dieses ist übrigens die einfachste Verbindung aus der homologen Reihe der Alkane, zu deren längerkettigen Vertretern ja auch die Bestandteile von Benzin und Dieselöl gehören.

  Eine Zelle, die direkt aus Kohlendioxid und Wasser Kohlenstoffverbindungen erzeugt, ist jedoch etwas ganz anderes: Dazu ist Energiezufuhr erforderlich. Grüne Pflanzenzellen tun so etwas, sie machen mit Hilfe von Lichtenergie aus Wasser und CO2 komplexere Kohlenstoffverbindungen, nämlich Zucker. Fäulnisbakterien und Hefepilze tun das Umgekehrte. Sie bauen komplexere Kohlenstoffverbindungen wie Zellulose (übrigen auch ein Zucker) zu einfacheren ab, wobei Energie frei wird, die diese Lebewesen für ihre Stoffwechselvorgänge verwenden. Die resultierenden einfachen Kohlenstoffverbindungen, Methan und Ethanol, enthalten jedoch immer noch Energie, die wir nutzen können, wenn wir sie vollends zu CO2 und Wasser verbrennen.

  Mit der Biogasherstellung ist ja schon ein wichtiger Schritt getan, nämlich der, aus Biomasse auf einfache Art einen Brennstoff zu gewinnen, der in Verbrennungsmotoren genutzt werden kann. Der Nachteil dabei ist, dass es sich um einen gasförmigen Treibstoff handelt, der nicht so gut gehandhabt werden kann, wie ein flüssiger. Ethanol aus Pflanzen hat den Vorteil, flüssig zu sein, ist aber sehr wenig effektiv: Zum einen kann nur der Zucker aus einer Pflanze zu Alkohol vergoren werden, abgesehen von de Stärke, die man jedoch zunächst in Zucker verwandeln muss wie etwa beim Mälzen der Gerste zum Bierbrauen. Außerdem benötigt man zum Destillieren des Alkohols Energie, die man nicht mehr zurückbekommt.

   Toll wäre daher ein Mikroorganismus, der einen Brennstoff erzeugt, der „freiwillig“ aus der Gärbrühe herauskommt wie Methan, dabei aber flüssig ist wie Alkohol. Genau so etwas zu schaffen, soll den Firmen im Silicon Valley gelungen sein: Ihre Mikroben erzeugen längerkettige Alkane, also Benzin bzw. Dieselöl, das auf der Gärbrühe schwimmt und nur abgeschöpft zu werden braucht.

Ein Bombengeschäft?

   Der Haken bei der Sache ist bis jetzt noch, dass der Vorgang nur mit Zucker klappt. Immerhin lässt sich damit aber im Prinzip bereits alles verwerten, was man heute zur Bioethanol-Herstellung benutzen kann. Der nächste Schritt könnte jedoch darin bestehen, die Mikroorganismen dazu zu bringen, nicht nur Zucker, sondern auch Zellulose zu verdauen – die ja übrigens auch ein Zucker ist, auch wenn sie nicht süß und wasserlöslich ist, wie etwa Trauben-, Frucht- oder Milchzucker.

   Wenn die biotechnische Herstellung von Benzin undst/oder Dieselöl aus Zellulose gelingt, versprechen sich die betreffenden Firmen ein Riesengeschäft davon. Dann wird es nämlich möglich sein, aus praktisch beliebigen Pflanzen(abfällen) Treibstoff zu erzeugen.

   Allerdings sehe ich dabei, subversiv wie ich nun einmal bin, schon wieder eine Möglichkeit, den Unternehmen zum eigenen Vorteil in die Suppe zu spucken: So wie sich die Sachlage darstellt, besteht das Problem lediglich in der Schaffung der Mikroorganismen, die Benzin bzw. Diesel erzeugen. Sind diese erst einmal vorhanden, ist die Treibstoffherstellung damit watscheneinfach. Und da es sich um Lebewesen handelt, werden sich die Dinger auch vermehren.

   Wie es aussieht wird also jeder, der in den Besitz dieser Baktrien oder Pilze gelangt, mehr oder weniger mit Haushaltsmitteln in der Lage sein, seinen eigenen Treibstoff zu machen. Aus dem Artikel ist zu entnehmen, dass ein Reaktor mit 1000 Litern Inhalt in einer Woche soviel Dieselöl erzeugt, wie man aus einem Barrel Rohöl gewinnen kann. Das dürfte also für den Hausgebrauch reichen. Der Gedanke hat einigen Charme: Wenn die Dieselöl erzeugenden Mikroorganismen erst einmal den Erfindern entwischt und unter die Leute gekommen sind, wird mancher sich im Hinterhof sein Dieselöl selbst brauen und die Kulturen, wenn sie sich entsprechend vermehrt haben, im Freundeskreis weitergeben, wie man das von Kefirknollen und dergleichen kennt.

     Ob ein solcher Trend das Geschäft der Erfinder wirklich kaputt machen würde, ist allerdings fraglich. Bis jetzt peilt zumindest die eine der beiden Firmen nämlich an, die Zellulose mit anderen Verfahren zu kleineren Zuckerbausteinen zu zerhacken, was wohl nicht so leicht zu Hause machbar wäre - man brauchte also, auch wenn man an die Mikroorganismen kommt, doch immer noch zuckerhaltige Biomasse als Ausgangsmaterial. Es dürfte außerdem nicht ganz einfach sein, die notwendigen Mengen Pflanzenmasse für den hausgebrauten Sprit aufzutreiben. Die Gemüseabfälle aus der Küche werden jedenfalls nicht ausreichen. Am ehesten wird das also etwas für Landwirte, allenfalls für die Besitzer größerer Gärten sein. Für Selbstversorger im klassischen Sinne also zwar durchaus, jedoch nicht wirklich für jeden. Und schließlich können ja auch Molkereien Joghurt verkaufen, obwohl jedermann sein Joghurt auch problemlos selbst machen kann.

Fallobst zum Autofahren

     E10 hat ja bislang keinen guten Ruf, was aber nichts daran ändert, dass das Autofahren mit Alkohol durchaus seinen Charme hat. Ob nun Alkohol im Kraftstoff den derzeitigen Motoren etwas tut, sei dahingestellt. Jedoch wird, unabhängig davon, ob wir in Deutschland da mitmachen oder nicht, in anderen Ländern in Zukunft wohl mehr und mehr Alkohol im Benzin sein und daher die Autos so gebaut werden, dass sie das auf jeden Fall vetragen.

   Das bedeutet natürlich auch, dass man dann sein Benzin problemlos auf eigene Faust mit Alkohol strecken kann. Sinnvoll ist das natürlich nur, wenn man entsprechend billig an den Fusel kommt. Exzessive Selbermachen werden natürlich sofort daran denken, das Zeug selbst zu brennen. Selbstverständlich ist das verboten, aber technisch kein wirklich großes Problem.

   Selbst Schnaps zum Trinken zu köcheln ist abgesehen von der Strafbarkeit ein heißes Eisen: Wenn man etwas falsch macht, kommt dabei gerne einmal das hochgifte Methanol heraus. Außerdem braucht man gute Rohstoffe um guten Schnaps zu machen. Jeder Hersteller guter Obstbrände weiß, dass man edle Obstschnäpse nur aus Obst machen kann, das man ebensogut als Tafelobst verkaufen könnte.

   Wenn der Schnaps aber nur als Kraftstoff dienen soll, sind beide Probleme nichtig. Man kann dann ohne weiteres alles, was genügend Zucker enthält verwenden und muss lediglich darauf achten, dass der Fusel möglichst nahe an die technisch mögliche 96%-Marke kommt.  Ob er scheußlich schmeckt und/oder giftig ist, spielt keine Rolle, es muss lediglich brennen. Angegammeltes Fallobst, Obst, dass weggeschmissen wird, weil es sich nicht mehr verkaufen lässt und vielleicht sogar Trester aus der Mosterei ließen sich verwenden.

   Solches Zeugs ließe sich natürlich auch auf jeden Fall zur Bezinherstellung mit den beschriebenen Wunderbakterein verwenden. In diesem Falle würde man auch noch den Aufwand des Brennens (und die daraus resultierende Gefahr der Strafverfolgung) vermeiden. Allerdings müsste man erst einmal an diese Bakterien kommen.

  Lassen wir uns also überraschen, was die Zukunft bringt. In jedem Falle sollte man als Selbstversorger die Entwicklungen bei Biokraftstoffen im Auge behalten: An eine eigene Ölquelle wird man kaum kommen, an die Möglichkeit, seinen eigenen Biokraftstoff zu erzeugen, schon eher...     

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11. Januar 2011 2 11 /01 /Januar /2011 15:54

Vor einigen Tagen habe ich hier in der Rubrik Technik-Knowhow erläutert, wie ein Stirlingmotor  funktioniert. Das hat natürlich seinen Grund: Wie ich bereits in dem betreffenden Artikel erwähnt habe, ist der Stirlingmotor besonders im Zusammenhang mit den regenerativen Energiequellen interessant und daher eine nähere Betrachtung wert.

   Das Besondere am Stirlingmotor ist, dass er in der Lage ist, aus Wärme mechanische Energie zu erzeugen. Natürlich tun das auf den ersten Blick sämtliche Wärmekraftmaschinen. Der Unterschied zwischen dem Stirlingmotor und anderen Wärmekraftmaschinen jedoch besteht darin, dass er mit „irgendwelcher“ Wärme arbeiten kann, die anderen jedoch Wärme benötigen, die man speziell für sie erzeugt.

stirling blockheizkraftwerk

Blockheizkraftwerk mit Stirlingmotor (Bild:  Wtshymanski, PD)

 

   Bei einer Dampfmaschine muss man mit Wärme Dampf erzeugen und diesen dann arbeiten lassen. Daher muss die Wärmequelle schon einmal mindestens 100 °C heiß sein, besser noch heißer, da man für einen einigermaßen brauchbaren Wirkungsgrad mit überhitztem Dampf arbeiten muss. Die Wärme für einen Otto- oder Dieselmotor muss durch Verbrennung von Kraftstoff im Zylinder erzeugt werden. Daher braucht man geeignete Kraftstoffe wie Benzin oder Dieselöl.

Nachwachsende Rohstoffe und herkömmliche Wärmekraftmaschinen

     Selbstverständlich kann man sowohl Brennstoff für einen Dampfkessel als auch Otto- und Dieselkraftstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen gewinnen. Beim Diesel ist es relativ einfach, weil sich im Prinzip alle Pflanzenöle auch als Dieselkraftstoff eigenen. Schwieriger wird es beim Ottomotor: Im Prinzip kann man zwar aus allem, was Kohlenstoff enthält sämtliche Kohlenwasserstoffe erzeugen, also auch diejenigen, die im Benzin enthalten sind. Das ist jedoch technisch aufwendig und damit teuer.

Robert Stirling

Der schottische Pfarrer Robert Stirling, der den nach ihm benannten, heute wieder hochaktuellen Motor erfand

 

   Prinzipiell einfach geht es schon mit der Dampfmaschine beziehungsweise der Dampfturbine: Dampf kann man im Prinzip mit allem erzeugen, was man verbrennen kann und natürlich auch mit bereits vorhandenen ausreichend heißen Wärmequellen wie etwa der Erdwärme. Der Umgang mit Dampf erfordert jedoch einen recht hohen technischen Aufwand. Das liegt daran, dass ein einigermaßen wirtschaftlicher Dampfkessel recht aufwendig gebaut sein und ein hoher technischer Aufwand betrieben werden muss, um die Gefahren zu bannen, die von den hohen Drücken und Temperaturen in der Dampftechnik ausgehen. Dampftechnik wäre also, wenn überhaupt, allenfalls in Verbindung mit aufwendigen Sicherheitssystemen und vorgeschriebener Wartung durch Fachbetriebe etwas für Privathaushalte, wobei dann wohl die Wirtschaftlichkeit auf der Strecke bleiben würde und darüber hinaus Abhängigkeiten entstehen würden, die dem Selbstversorgergedanken widersprechen.

Die Besonderheit des Stirlingmotors

   Der Stirlingmotor verbindet nun gewissermaßen die Vorteile eines Verbrennungsmotors mit denen einer Dampfmaschine. Man kann ihn einerseits wie eine Dampfmaschine im Prinzip mit jedem beliebigen Brennstoff betreiben. Andererseits kommt er wie ein Verbrennungsmotor ohne eine aufwendige Kesselanlage aus.

   Das ist jedoch noch nicht alles: Gewissermaßen als Bonus ist der Stirlingmotor viel einfacher aufgebaut als ein Viertakt-Verbrennungsmotor. Und er ist, anders als eine Dampfmaschine, nicht auf eine bestimmte Mindesttemperatur der Wärmequelle angewiesen. Eine beliebte Spielerei sind zum Beispiel Modelle von Stirlingmotoren, die man sich auf die Handfläche stellt. Sie arbeiten mit dem Unterschied zwischen der Körper- und der Umgebungstemperatur.

   Natürlich hängt die Leistung, die man mit einem Stirlingmotor erzeugen kann, außer von der Baugröße auch vom Temperaturgefälle ab, was übrigens für alle Wärmekraftmaschinen gilt. Bei kleinen Temperaturunterscheiden sind so zwar auch nur kleine Leistungen drin, aber dennoch kann man mit dem Stirlingmotor so manches Joule Abwärme nutzen, das sonst ungenutzt an die Umgebung abgegeben würde.

Energiequellen für den Stirlingmotor

     Wärme ist zwar verhältnismäßig leicht zu erzeugen, dafür aber gewissermaßen die geringwertigste Form von Energie. Wärme war die erste Form der Energie, die der Mensch zu erzeugen lernte, indem er herausfand, wie man sich ein Feuerchen anzündet. Zunächst konnte man damit aber nichts weiter anzufangen, als für eine warme Behausung zu sorgen, warme Mahlzeiten und Getränke zuzubereiten, später dann auch einfache industrielle Prozesse wie Salzsieden, Erzverhüttung oder Glasmacherei betreiben. Um mit Wärme jedoch für Bewegung zu sorgen, brauchte es mehr als nur eine Wärmequelle.

   Der Charme des Stirlingmotors besteht nun vor allem darin, dass er die einfache Energieform Wärme direkt nutzen kann. Abgesehen davon, dass Stirlingmotoren überall da erwägenswert sind, wo Abwärme anfällt, kann man sie auch mit jeder Art von Wärme betreiben, die man extra für sie gewinnt.

   Das bedeutet, dass man einen Stirlingmotor zum Beispiel mit einem Holzfeuer beheizen kann. Das ist eine gute Alternative zu einer Dampfmaschine. Im Gegensatz zu einer Dampfmaschine ist ein kleiner Stirlingmotor mit Holzfeuerung etwas, das man ohne weiteres auch in einem Privathaushalt betreiben kann und auch wesentlich einfacher, billiger und leichter zu bedienen als eine Holzvergaseranlage mit Verbrennungsmotor. Selbstverständlich lässt sich ein Stirlingmotor aber auch in eine Feuerung einbauen, die ansonsten Heizzwecken dient: Heizkessel mit einem eingebauten Stirlingmotor zur Stromerzeugung gibt es bereits.

   Theoretisch kann man die Antriebswärme für einen Stirlingmotor natürlich auch mit Rapsöl, altem Frittenfett oder Biogas erzeugen. Praktisch wäre das im Rahmen eines ganzheitlichen Konzeptes zur konsequenten Nutzung von regenerativen Energiequellen jedoch nicht sehr sinnvoll: Stoffe, die sich auch für Verbrennungsmotoren eignen, sollte man für den Betrieb von Fahrzeugen verwenden, da sich der Stirlingmotor hier wohl eher weniger gut eignet.

   Angenommen man hat Holz und Biogas zur Verfügung und möchte Strom machen und Autofahren: Dann wäre es sinnvoll, das Auto mit dem Biogas zu betreiben und dass Holz zur Stromerzeugung mit einem Stirlingmotor zu verwenden. Ein Fahrzeug mit Stirlingmotor müsste man sich erst entwickeln, das Autofahren mit Biogas hingegen ist kein Problem: Eine Aufbereitungstechnik, die Biogas so konzentriert und reinigt, dass es kompatibel zu Erdgas ist, existiert genauso wie Autos, die mit Erdgas und daher auch mit aufbereitetem Biogas fahren. Die Stromerzeugung aus Holz mit einem Stirlingmotor hingegen ist im Prinzip sogar noch einfacher als mit einem Gasmotor. Übrigens ein gutes Beispiel dafür, dass es bei der Nutzung von regenerativen Energiequellen auch darauf ankommt, was man für was verwendet.

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Solarkraftwerk mit Stirlingmotor (Bildquelle: Sandia)

 

   Ein besonders interessantes Anwendungsfeld für den Stirlingmotor ist die Sonnenwärme: So wie man mit einem Hohlspiegel Sonnenenergie zur Dampferzeugung benutzen kann, kann man damit auch einen Stirlingmotor betreiben. Auch das gibt es sogar schon zu kaufen und es funktioniert recht gut. Ein großer Vorteil den diese Technik gegenüber der Photovoltaik hat: Man braucht keine Halbleiterfabrik dafür, jede gut ausgerüstete mechanische Werkstätte kann so etwas bauen. Das schafft natürlich Arbeitsplätze beim regionalen Mittelstand und nicht bei ostasiatischen Zulieferern von Großkonzernen.

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