Posts

Elektromobilität – Irr- oder Ausweg

Die EU gibt es vor: Zur Umsetzung des Kyoto-Protokolls und Begrenzung der CO2-Emissionen sind jetzt schärfere Abgasbestimmungen in Kraft. Ab diesem Jahr (2020) darf der durchschnittliche CO2-Ausstoß einen Grenzwert von 95 Gramm/km pro Modell in der Fahrzeugflotte eines Herstellers nicht überschreiten. Obendrein soll dies mit dem RDE-Prüfzyklus, der den WLTP-Prüfzyklus ergänzt, praxisnahe überprüft werden. Pro Gramm über diesem Limit werden jeweils 95 € fällig und zwar für jedes individuelle Fahrzeug! (Quelle: https://ec.europa.eu/clima/policies/transport/vehicles/cars_en)

Wenn man bedenkt, dass der Flottendurchschnitt der 11 größten Hersteller in Europa derzeit etwa 120 g CO2 pro km beträgt, versteht man sofort, dass dies für die EU ein glänzendes Geschäft wird. Laut Berechnung der Analysten von JATO Dynamics werden pro Jahr 34 Millionen € zusammenkommen!

Das setzt die europäischen Hersteller natürlich gewaltig unter Zugzwang, vor allem da sie die Strafzahlungen in den unteren Marksegmenten nicht so einfach an den Endkunden weitergeben können, denn sonst bricht ihr Markt zusammen. Daher setzen nun alle Volumenhersteller auf Hybrid-, Plug-in-Hybrid-Antrieb und letztendlich auch verstärkt auf Elektroantrieb. Insbesondere fällt hier VW auf, wo man gleich ganz aus dem Verbrennungsmotor aussteigen wollte (mittlerweile scheint man aber da dort umzudenken). Ein hohes Risiko, denn die Akzeptanz von Elektrofahrzeugen ist auf dem Markt bisher gering.

Die breite Masse der Autofahrer steht der reinen Elektromobilität nach wie vor skeptisch gegenüber. Probleme wie Reichweite, Ladedauer und temperatur- sowie betriebsbedingte Schwankungen der Reichweite sind nach wie vor Argumente, die gegen Elektrofahrzeuge ins Feld geführt werden. Doch ein viel schlagkräftigeres Gegenargument ist ihr hoher Preis. Zwar fördert die Politik den Umstieg, doch rechnet sich dieser zum gegenwärtigen Zeitpunkt nur über Jahre.

Auch wenn bei Elektrofahrzeugen wesentlich weniger Unterhalts-, Wartungs- und Betriebskosten pro Fahrkilometer anfallen, bleibt ihre Rentabilität für den Verbraucher zweifelhaft.

Daher stellt sich die Frage, warum Elektromobile so teuer sind, obwohl sie weniger mechanische Komponenten mit hohem Fertigungsaufwand benötigen.

Warum sind Elektrofahrzeuge so teuer?

Als Antwort zitiere ich hier aus einem Artikel von Dr. Hans-Niklaus Müller (https://www.umweltnetz-schweiz.ch/themen/ressourcen/3213-in-akkus-von-smartphones-oder-elektroautos-immer-ist-cobalt-drin.html) vom 19. Juli 2020:

Die globale Jahresproduktion an Kobalt liegt derzeit bei 124.000 Tonnen. Mit dem aktuellen Stand der fortschrittlichsten Technologie werden 400.000 Tonnen reines Kobalt für 30 Millionen Batterieautos mit 90-kWh-Akku benötigt. Für kleinere Akkus mit geringerer Reichweite ließen sich zwar mehr Fahrzeuge ausrüsten, aber diese Reduzierung wird vom Trend zu größeren Akkus mit größerer Reichweite und der steigenden Nachfrage nach Elektroautos bei weitem überkompensiert. Schon in wenigen Jahren ist folglich mit Kobalt-Engpässen zu rechnen. Allein durch die steigende Nachfrage nach Lithium-Ionen-Akkumulatoren dürfte der globale Rohstoffbedarf an Kobalt bis zum Jahr 2030 gegenüber 2006 um das 3-bis 5-Fache steigen. Schon 2017 hat sich der Preis für die Tonne Kobalt auf 70.000 Dollar mehr als verdoppelt und 2018 mit 95.000 USD einen absoluten Spitzenwert erreicht.

Hier zeigt sich, dass es bereits mit den Rohstoffen anfängt. Die Akkus, landläufig Batterien genannt, die Elektrofahrzeugen als „Tank“ oder Energiespeicher dienen, sind schon von der Basis her teuer. Dazu kommt eine aufwändige Fertigung, die gegenwärtig vor allem in China stattfindet, das sich einen Löwenanteil der Rohstoffe gesichert hat. Dabei ist nicht zu vergessen, dass etwa die Hälfte der Jahresförderung von Kobalt für andere Anwendungen benötigt wird. Aus diesem Grund stehen also derzeit nur etwa 62.000 Tonnen Kobalt pro Jahr für den E-Fahrzeugbau zur Verfügung. Das heißt für 30 Millionen batteriebetriebene Elektromobile (BEVs) ist ein Fertigungszeitraum von mehr als sechs Jahren zu veranschlagen!

Anteil der Elektromobilität im Verhältnis zum weltweiten Pkw-Bestand

Gegenwärtig beträgt der weltweite Pkw-Bestand etwa 1,125 Milliarden Fahrzeuge.

Rechts- und Urheberhinweis: Dieses Diagramm stammt von der Website des Umweltbundesamtes, einer öffentlichen Domäne, und wird nur zu nicht-kommerziellen Zwecken hier wiedergegeben (https://www.umweltbundesamt.de/bild/weltweiter-autobestand).

Der Anteil an Elektrofahrzeugen beträgt weltweit gerade einmal 5,6 Millionen (https://www.sonnenseite.com/de/mobilitaet/zahl-der-elektroautos-steigt-weltweit-von-34-auf-56-millionen.html). Zwar definiert dieser Artikel nicht, ob Hybridfahrzeuge in dieser Zahl eingeschlossen sind, doch betrug der Marktanteil von E-Fahrzeugen (Hybrid- sowie reinelektrische Pkw) an Neuzulassungen laut Umweltbundesamt Anfang 2019 gerade einmal 1,85 %. Daher legt sich nahe, dass die erwähnten 5,6 Millionen Elektrofahrzeuge auch Hybridlösungen beinhalten.

An diesen Zahlen zeigt sich, dass Skepsis gegenüber der Umstellung des Markts auf Elektrofahrzeuge angebracht ist.

Hybride benötigen zwar nur eine wesentlich kleinere Batterie, aber dafür zwei Antriebssysteme: Elektroantrieb und Verbrennungsmotor. Daraus ergibt sich logischerweise ein höherer Preis, doch kann man damit über kürzere Strecken emissionsfrei fahren. Zudem gibt es hier kaum Akzeptanzprobleme, doch der höhere Preis wirkt abschreckend, wenn ihr Zusatznutzen wie Fahrerlaubnis in Umweltzonen für den Fahrzeughalter nur bedingt relevant ist.

Umweltentlastung durch reine Elektrofahrzeuge?

Selbst wenn 30 Millionen Elektrofahrzeuge in den nächsten 6 Jahren gebaut werden sollten, sind dies weniger als 3% des weltweiten Fahrzeugbestands. Die Auswirkungen auf den globalen CO2-Ausstoß sind folglich marginal.

Zum gegenwärtigen Stand der Technik ist daher eine Entlastung der Umwelt durch reine Elektrofahrzeuge eine reine Wunschvorstellung. Zwar würde ein hoher Anteil von Elektrofahrzeugen in Metropolen und stark urbanisierten Gebieten eine kleinflächige Entlastung bewirken, doch sind wir von einer weltweiten Entlastung noch weit entfernt – und unsere Umwelt kennt keine Grenzen!

Der Pkw-Bestand in Europa allein betrug 2017 bereits 252 Millionen Fahrzeuge (https://www.focus.de/auto/news/fahrzeugbestand-in-europa-schon-mehr-als-eine-viertelmilliarde-pkw_id_7806379.html )! Um die von der EU angestrebten Reduzierung von 20% für 2020 nur mit Elektrofahrzeugen zu erzielen, wären 50 Millionen Elektrofahrzeuge notwendig (Einsparungen durch neue Abgastechnologien usw. vernachlässigt). Die Klimaziele der EU für 2020 finden Sie hier: https://ec.europa.eu/clima/policies/strategies/2020_de. Von diesem Ziel sind wir aber weit entfernt. Zudem nützt es der Umwelt nichts, wenn Elektrofahrzeuge mit schmutzigem Kohlstrom geladen werden.

Ladedauer – ein weiterer Faktor, mit dem die Akzeptanz steigt und fällt

Die Ladedauer ist heute noch eine markante Schwachstelle von batteriebetriebenen Fahrzeugen. Selbst an Schnellladesäulen dauert es 20 Minuten, bis wieder genug Energie für 270 km „getankt“ ist. Das kann Urlaubsfahrten deutlich verlängern, insbesondere wenn man in Stoßzeiten noch warten muss, bis ein Ladeplatz frei wird.

Deshalb ist die Reduktion der Ladedauer ein Ziel der Forschung. Laut Bericht in der Japan Times (https://www.japantimes.co.jp/news/2019/10/31/business/tech/battery-charges-car-in-10-minutes/“ \l „.XhdaMEdKhPY“) und Aussagen in anderen Publikationen lässt sich die Ladedauer auf 10 Minuten verkürzen, indem man eine Lithium-Ionen-Batterie mit spezieller Struktur zum Laden auf 60°C aufheizt. Und mit einer komplett neuen Batterietechnologie soll der Ladevorgang sogar  in nur ca. 35 Sekunden abgeschlossen sein (Quelle: https://www.smart-energy.com/industry-sectors/storage/new-battery-technology-to-charge-an-ev-100-times-faster/). Doch ist dies Zukunftsmusik und gegenwärtig nicht anwendbar. Zudem verkürzt Schnellladen die Lebensdauer der Batterien erheblich.

Verfügbarkeit von Lademöglichkeiten – ist sie ausreichend?

Für Laternenparker sind die Lademöglichkeiten äußerst bescheiden, insbesondere wenn auch am Arbeitsplatz keine Ladesäule verfügbar ist. Wer jedoch über ein Haus verfügt, kann bequem an einer Steckdose über Nacht laden. Und wer in eine spezielle Ladestation investiert, lädt auch wesentlich schneller. Die Ideallösung ist natürlich eine Solaranlage auf dem Dach mit Stromspeicher, wodurch der Fahrzeugbetrieb vollkommen klimaneutral ohne CO2Ausstoß erfolgt. Aufgrund des Fehlens von Lademöglichkeiten, wird Elektromobilität für viele nicht realisierbar sein.

Netzkapazität – eine weitere Schwachstelle

Laut einer Analyse des Verbands der europäischen Stromnetzbetreiber (EDSO) aus dem Jahr 2018 entstehen durch Elektromobilität zusätzliche Lasten in den Niedrig- und Mittelspannungsnetzen (https://www.edsoforsmartgrids.eu/wp-content/uploads/EDSO-paper-on-electro-mobility-2.pdf). Zwar können die bestehenden Netze angeblich die zusätzliche Last durch die gegenwärtige, aber auch zukünftige E-Fahrzeuganzahl verkraften, doch stellt die Spitzenlast ein Problem. Werden zu viele Fahrzeuge auf einmal geladen, kommt es zu einer Lastspitze. Die erforderliche Spitzenlastkapazität erfordert daher entweder einen Ausbau der Netze und/oder das Einrichten einer intelligenten Netzsteuerung – beides teure Unterfangen. Ein Ausbau der Netze bedeutet größere Kabelquerschnitte und stärkere Transformatoren usw. – denken Sie hier z. B. an die damit verbundenen Tiefbauarbeiten. Eine intelligente Netzsteuerung umfasst eine vernetzte, großflächige Lastüberwachung sowie schnellstartende Kraftwerke (Gaskraftwerke – also fossile Brennstoffe).

Die massiven Investitionen wird der Verbraucher wahrscheinlich über höhere Strompreise finanzieren – zumindest teilweise. Und höhere Strompreise schmälern den Vorteil der E-Fahrzeuge bei den Betriebskosten.

Fazit

Solange Elektrofahrzeuge im Vergleich zu gleichwertigen Verbrennern viel teurer sind, wird sich die Elektromobilität nach den Gesetzen des Marktes nicht durchsetzen. Neue Batterietechnologien werden dies vielleicht ändern, doch das ist Zukunftsmusik! Da Elektrofahrzeuge wesentlich mehr kosten als hinsichtlich Nutzbarkeit und Leistung gleichwertige Verbrenner, werden die Bürger in der Mehrheit den Verbrenner wählen – oder kein neues Fahrzeug kaufen, was für unsere Industrie, Arbeitsplätze usw. sehr abträglich ist.

Die Politik versucht nun gegenzusteuern: Mit Förderprämien und auch mit Umweltabgaben, Umweltzonen und erhöhten Kraftstoffsteuern. Dass dies nicht immer von der Bevölkerung widerspruchslos hingenommen wird, kann man an den Gelbwesten-Protesten in Frankreich sehen. Letztendlich sind einfach zu viele Menschen für ihr tägliches Leben auf das Auto angewiesen und der öffentliche Nahverkehr gerade in ländlichen Regionen ist keine Alternative.

Kurzum, wir stehen vor einem Dilemma, das wir durch eine zu teure Elektromobilität nicht kurzfristig lösen werden.

Auch wenn die Politik den CO2-Ausstoß auf Biegen und Brechen bis 2030 um 30% reduzieren will, ist die reine Elektromobilität zum gegenwärtigen Stand der Technik wegen der Rohstoffsituation dazu einfach nicht in der Lage. Aufgrund der durch die Rohstoffknappheit begrenzten Stückzahlen ist eine spürbare Umweltentlastung durch batteriebetriebene Elektrofahrzeuge heute nicht realisierbar! Und gleichzeitig fährt die Mehrzahl weiterhin Verbrenner, wodurch der Ausstoß nicht spürbar sinkt.

Anders sieht es bei Hybridfahrzeugen aus, doch die kommen eben auch mit Mehrkosten, die sich nicht alle leisten können. Aber wäre ich vor die Wahl gestellt, E-Fahrzeug oder Hybrid, würde ich mich für einen Hybrid entscheiden.

Natürlich gibt es bereits im Ansatz zwei Alternativen zur Elektromobilität: Die mit Wasserstoff betriebene Brennstoffzelle und der Einsatz von synthetischen Kraftstoffen. Auf sie möchte ich bald in separaten Artikeln eingehen.

Klimawandel?

Die Medien sind voll vom Klimawandel – er wird schon fast zur Religion. Verfechter und Leugner bekämpfen sich aufs Messer und irgendwie scheint die Vernunft auf der Strecke zu bleiben. Die einen wollen Verbote, die anderen wollen auf nichts verzichten. Kompromisse scheinen jedenfalls nicht möglich.

Mit Ausnahme von wenigen Gegenstimmen, steht der anthropogene, also menschengemachte Klimawandel laut Wissenschaft außer Frage. Natürlich muss die Mehrheitsmeinung nicht immer richtig sein. Man denke nur an Galilei, der mit seinem heliozentrischen Weltbild nicht nur den Klerus, sondern auch die damalige „Wissenschaft“ gegen sich aufbrachte.

Doch stand die Naturwissenschaft im 17. Jhdt. erst am Anfang und musste zunächst einmal mithilfe von empirischen Methoden mit vielen falschen Vorstellungen aus Antike und Mittelalter aufräumen. Mittlerweile sind die wissenschaftlichen Methoden jedoch zuverlässig. Auch ist eine Revision von Theorien in der Wissenschaft naturgemäß normal, wenn ein Fehler nachgewiesen werden kann. Dies ist der große Unterschied zu Dogmen und Ideologien, die ihre „Wirklichkeit“ immer nach dem jeweiligen Dogma ausrichten – umgekehrt wäre es ja kein Dogma.

Doch zurück zum Klimawandel. Als Laien können wir die wissenschaftlichen Aussagen zum Klimawandel nur schwer überprüfen. Schließlich ist meine Lebensspanne als Mensch zu gering, um Interpretationen von Eisbohrkernen durch Erfahrungswerte zu widerlegen. Zudem fehlen mir die Mittel, um Infrarot- bzw. Wärmeabstrahlung der Erde zu messen. Letztendlich ist es Glaubenssache. Da ich der Wissenschaft vertraue, muss ich zwangsläufig an die Aussage „Der Klimawandel ist vom Menschen beschleunigt“ glauben.

Dennoch wollte ich verstehen, warum ein CO2-Volumenanteil in der Atmosphäre von nur 0,04 ppm so heftige Auswirkungen auf das Klima haben soll?

Dazu habe ich mir zuerst die spezifische Wärmekapazität von (bei konstantem Druck) Kohlendioxid angesehen, also seine Eigenschaft Wärme zu speichern. Sie beträgt 875 kJ/kg, von Sauerstoff dagegen 915 kJ/kg, von Stickstoff 1009 kJ/kg und von Luft 1000 kJ/kg. Mit einer spezifischen Wärmekapazität von 2008 kJ/kg ist Wasserdampf das stärkste Treibhausgas.

(Quelle: Wikipedia und schweizer-fn.de/stoff/wkapazitaet)

Und warum sind dann CO2-Emissionen so maßgeblich für die Temperatur auf der Erde?

Ich musste also Google erneut bemühen, um mehr Einblick in den Wirkmechanismus von CO2 auf das Klima zu gewinnen (. Ich empfehle hierzu den für die Allgemeinheit verfassten Artikel vom Max-Planck-Institut https://www.mpimet.mpg.de/kommunikation/fragen-zu-klima-faq/wie-funktioniert-der-treibhauseffekt/ sowie den englischen Blog-Artikel http://clivebest.com/blog/?p=1169, der sich mit dem Geschehen vor allem am Atmosphärenrand etwas eingehender befasst und Fragen dazu stellt.). Und dann wäre da noch https://www.weforum.org/agenda/2019/09/why-carbon-dioxide-has-such-outsized-influence-on-earths-climate/

Hier eine kurze Zusammenfassung:

Wirkmechanismus von CO2 auf das Klima

Durch die Sonnenstrahlung heizt sich die Erdoberfläche tagsüber auf, während nachts diese Wärme wieder in das All abgestrahlt wird. Unsere Atmosphäre verhindert jedoch, dass die Sonnenstrahlung vollständig auf der Erde eintrifft. Sie wirkt wie ein teildurchlässiger Spiegel, der nur bestimmte Wellenlängen und nur einen Teil der Strahlungsenergie durchlässt, während der Rest der Strahlung ins All zurück reflektiert wird (Wolken z. B. reflektieren bis zu einem Viertel der Sonnenstrahlung). Gleichzeitig verhindern Wolken und Atmosphäre, dass die aus der Einstrahlung resultierende Wärme nachts komplett ins All abgegeben wird.

Die Atmosphäre mit ihren Gasen und Wasserdampf reflektiert also einen Teil der Einstrahlung von der Sonne und hält zudem einen Teil der Wärme zurück, die von der Erdoberfläche aufsteigt. Ohne unsere Atmosphäre wäre die Erde tagsüber sehr heiß und nachts sehr kalt.

Wenn Wasserdampf eine so fundamentale Rolle im Wärmehaushalt der Erde spielt, wieso können die geringen Mengen von CO2, Methan und Konsorten die Klimaerwärmung so maßgeblich beeinflussen?

Vereinfacht gesagt: Die Sonneneinstrahlung ist vorwiegend kurzwellig (0,4 bis 3 µm) und wird auf der Erdoberfläche in Wärme umgewandelt. Erfolgt keine Wärmezufuhr mehr, also nachts, wird die Wärme wieder abgestrahlt. Diese Wärme entweicht von der Erde in Form von Infrarotstrahlung (3 bis 100 µm). Da Treibhausgase wie Wasserdampf und CO2 aufgrund ihrer Molekularstruktur diesen Wellenbereich der Wärmestrahlung verstärkt aufnehmen und weitergeben, reflektieren sie diese Wärme zum Teil auf die Erde zurück. Deren Oberflächentemperatur steigt und die untere Atmosphäre heizt sich verstärkt auf, wenn nicht genügend Wärme abgestrahlt werden kann. Steigt der Treibhausgasanteil in der Atmosphäre, wird weniger Wärme in das Weltall abgestrahlt, wodurch sich der Boden zum Ausgleich der Strahlungsbilanz erwärmt.

Hinzu kommt ein Rückkopplungseffekt in der Atmosphäre. Höhere Temperaturen durch von CO2 freigesetzter Wärme führt zu stärkerer Verdunstung und die wiederum zu mehr Wasserdampf in der Atmosphäre, der die Wärme zurück auf die Erde reflektiert. So weit, so gut …

Stickstoff und Sauerstoff bilden zusammen etwa 99% der Atmosphäre, speichern aber keine Wärme – im Gegensatz zu den langkettigen Moleküle wie Kohlendioxid, Dampf, Methan. Diese Gase sind für den Wärmespeicherungseffekt verantwortlich.

Entscheidend ist, dass die oberen Schichten der Atmosphäre kaum Wasserdampf enthalten, aber Kohlendioxid. Daher dominiert der CO2-Effekt den Wärmehaushalt der Erde (im Vergleich zu Wasserdampf). Auch abzulesen an der Erdgeschichte: während Eiszeiten war der CO2-Anteil der Luft geringer als in warmen Zeitaltern (Eiskerne!).

Zusammenfassend also Wasserdampf ist für den natürlichen Treibhauseffekt ausschlaggebend, während Kohlenstoffdioxid bei Klimaänderungen bestimmend wirkt. Treibhausgase wie Kohlendioxid oder Methan wirken demzufolge wie ein Katalysator und beschleunigen den Klimawandel.

Wir wissen anhand von Messungen auch, dass der CO2-Anteil der Atmosphäre und Temperaturen eng verknüpft sind. Ein weiteres Indiz für den Klimawandel in die Atmosphäre ist der Temperaturanstieg der letzten 100 Jahre in den letzten 40 Jahren deutlich verstärkte. Aber ist jetzt der menschengemachte CO2-Eintrag in die Atmosphäre der Grund oder der CO2-Anstieg nur Korrelation?

Ein weiterer Faktor, über den ich keinen Beitrag finden konnte: Bei Verdunstung entsteht Kälte, weshalb der Wasserkreislauf mit erhöhter Verdunstung doch dämpfend auf die Erwärmung wirken müsste. Ob diese „Verdunstungskälte“ den Erwärmungseffekt ausgleichen kann?

Sicher, aufgrund des thermodynamischen Prinzips geht die bei der Verdunstung absorbierte Energie in den Wasserdampf über, also die Wärme bleibt erhalten. Doch steigen die Wolken ja auf und verlieren diese Wärme durch Kondensation in den höheren Schichten wieder an die Atmosphäre. Dabei ist anzunehmen, dass ein Teil dieser Energie in das Weltall entweicht. Und durch verstärkte Wolkenbildung wird ja gleichzeitig die Sonneneinstrahlung auf die Erde reduziert.

Leider habe ich trotz Googeln weder auf Englisch noch Deutsch etwas Brauchbares über den zu erwartenden Dämpfungseffekt gefunden.

Und wie wirken sich z. B. Wirbelstürme aus? Wird hier nicht durch den Aufstieg von riesigen Säulen feuchter Luft bei deren Kondensation Energie freigesetzt, die zum Teil in das All abgestrahlt wird?

Fazit

Eigentlich wollte ich einen Artikel schreiben, der die Maßnahmen der Politik zur Eindämmung von CO2 beurteilt. Stattdessen beginne ich an meinem Glauben an den Erklärungen zum Klimawandel zu zweifeln und als Laie bin ich ob der Komplexität der klimatischen Abläufe ziemlich hilflos.

Mein jetziger Erkenntnisstand: Das Klima wandelt sich, wie schon immer. Inwieweit menschliche Aktivitäten dazu beitragen, ist mir angesichts des geringen anthropogenen Treibhausgasanteils (noch?) nicht klar. Hätte ich doch lieber Physik studiert!

Stattdessen weiß ich nur von Dürrejahren aus der Geschichte … und wie schon die Bibel einem bösen Pharao sieben Jahre Dürre androhte, kamen die auch gerne in Batches.

So und jetzt ein bisschen Voodoo-Klimavorhersage: Ich erwarte, dass wir noch ein, zwei oder Dürresommer bekommen werden, dass dann aber das Pendel umschlägt – aufgrund von Selbstregulierung des Klimas (die allerdings immer verspätet eintritt). Doch werden wir in Zukunft sicher mit mehr Extremwetter rechnen dürfen. Aber wird sich das nicht allmählich stabilisierend auf den Wärmehaushalt der Erde auswirken?

Schlussfolgerung

Eigentlich ist es vollkommen egal, ob der Klimawandel nun vom Menschen gemacht ist oder nicht.

Feststeht, dass sich die menschlichen Aktivitäten negativ auf die Umwelt auswirken und das kann jeder sehen, der vor die Tür auf unsere versiegelten Flächen tritt. Und eine kaputte Umwelt zerstört unsere Lebensgrundlagen genau wie der Klimawandel.

Jedes Jahr werden auf Borneo und Sumatra, aber auch in Brasilien riesige Waldflächen abgefackelt (und bis dato gebundenes CO2 freigesetzt). Kohlemeiler und Schifffahrt pusten gewaltige Mengen von Abgasen in die Luft, Industrie und Straßenverkehr tragen ihr Scherflein zur Verschmutzung bei und der Zustand der Ozeane ist bedenklich, fast eine Milliarde Rinder furzt Methan… Und den Zustand der Ozeane will ich gar nicht erst erwähnen. Die Reihe lässt sich beliebig fortsetzen.

Hier gilt es gegenzusteuern und zwar nicht mit Feigenblättern wie Emissionshandel oder Propagieren von Elektromobilität, sondern mit Maßnahmen, die eine echte Wirkung entfalten. Hier ein paar Vorschläge:

Erneuerbare Energien und Atommeiler statt Kohlekraftwerke (ja Kernkraft ist nicht 100% sicher und der Strahlenmüll ist ein Langzeitproblem, aber das haben wir schon längst).

Schifffahrt zwingen, umweltfreundlichere Diesel einzusetzen, zum Beispiel alle europäischen Häfen für Schiffe sperren, die mit Schweröl laufen. Wer will kann die Umrüstung subventionieren (schafft oder erhält Arbeitsplätze) …

Ausbau des Schienenverkehrs. Es ist einfach lächerlich, dass wir z. B. kein paneuropäisches Hochgeschwindigkeitszugnetz haben und fliegen müssen. Auch die USA usw. würden von Hochgeschwindigkeitszügen profitieren.

Auffischen des Plastikmülls aus dem Müllstrudel im Atlantik und Pazifik (warum Fischer nicht von der UN dafür bezahlen lassen? Das würde auch den Fischbeständen Zeit geben sich zu erholen). Übrigens, Plastik in den Meeren reduziert die Sonneneinstrahlung und beeinträchtigt daher die Mikroflora und -fauna (die Sauerstoff produzieren und auch beim Klima eine wichtige Rolle spielen dürfte).

Großflächige Wiederaufforstung, wo der Boden noch nicht komplett erodiert ist. Ein Vorteil: Dies würde in Entwicklungsländern neue Arbeit schaffen – durch Anpflanzen sowie durch nachhaltiges Bewirtschaften (Weide- und Waldwirtschaft lässt sich nämlich kombinieren).

Die Liste lässt sich beliebig fortsetzen. Und natürlich kann jeder dazu beitragen: Weniger Rindfleisch essen, regionale Produkte bevorzugen, nicht jeden neuen Schrott kaufen usw. Aber für die großen, wirkungsvollen Maßnahmen ist die Politik gefragt. Dies wiederum erfordert den Druck der Bürger, aber auch die Abkehr von Dogmen der grünen Jünger. Und ja, die obigen Vorschläge lassen sich wirtschaftsverträglich umsetzen.

Energiewende – ein deutsches Debakel?

Die Energiewende ist gescheitert – bis jetzt zumindest, denn sie bringt der Umwelt nur wenig Entlastung. Trotz eines Anteils der regenerativen Energien von mittlerweile etwa 40% am Strommix, ist der CO2-Ausstoß in den letzten Jahren kaum gesunken. Im Jahr 2017 wurden knapp 800 Millionen Tonnen Kohlendioxid freigesetzt (Quelle: EDGAR Datenbank der EU), 2018 waren es nur 760 Millionen Tonnen (Quelle: Reuters GB), also 4,8% weniger. Das klingt auf den ersten Blick recht gut. Doch laut einem Diagramm zu den Treibhausgas-Emissionen seit 1990 (Quelle: Bundesumweltamt) ist dies das erste Jahr mit einer signifikanten Reduktion seit 2009! Die 8 Jahre davor stagnierten die CO2-Emissionen bei etwa 800 Millionen Tonnen.

Warum sinken die Treibhausgas-Emissionen so langsam? Ganz einfach: Fukushima. Angesichts einer Welle von medial geschürter Hysterie beschloss die Bundesregierung unter Merkel 2011 den Ausstieg aus der Kernkraft. Die entfallende Leistung der Kernkraftwerke wurde durch Kohlenmeiler ersetzt, um die Grundlast zu sichern.

Und was ist eigentlich Grundlast?

Zur Erinnerung: Das ist der Mindeststromverbrauch an einem Tag – 2005 summierte er sich in Deutschland auf den bisherigen Höchstwert von 40 Gigawatt (sagt Wikipedia). Diese Grundlast muss stets abrufbereit sein. Verbrauchsspitzen werden dagegen durch schnell regelbare Kraftwerke abgefangen. Dazu gehören Pumpspeicher- sowie Gaskraftwerke. Entsteht ein erhöhter Bedarf werden diese Kraftwerke zugeschaltet, um den zusätzlich benötigten Strom zu liefern.

Erzeugen stochastische (also vom Zufall abhängende) Energiequellen wie z. B. Windkraftwerke mehr Energie als benötigt wird, müssen die Grundlastkraftwerke wie Kohlekraftwerke, Atomkraftwerke usw. heruntergeregelt werden, um eine Überlastung des Netzes zu verhindern. Leider sind diese Kraftwerkstypen nur bedingt regelbar. Alternativ leitet man den überschüssigen Strom in die Netze der Nachbarstaaten ab, die dann mit Überlastung zu kämpfen haben.

Fällt jedoch die stochastische Energie aus, muss die Grundlast durch die schnell regelbaren Kraftwerke oder durch Strom aus dem Ausland ergänzt werden.

Die Kosten

Der Umstieg auf erneuerbare Energien sollte den Verbraucher ja nur eine Kugel Eis pro Jahr kosten, so Jürgen Trittin, seines Zeichens Umweltminister 2005. Stattdessen darf der deutsche Durchschnittshaushalt mit die höchsten Strompreise in Europa berappen. Zum Vergleich in Frankreich zahlen Sie 0,18 €/kWh, in Deutschland dagegen 0,30 €/kWh. Ein durchschnittlicher Stromverbrauch pro Haushalt von etwa 7 MWh/Jahr kostet in Frankreich 1260 €, in Deutschland 2100 €. Das liegt sicher auch an den hohen Steuern und Abgaben auf Strom – in Deutschland ganze 54% (www.verivox.de), in Frankreich dagegen werden nur 37% erhoben (Quelle: total.direct-energie.com).

Ganz klar, der deutsche Staat verdient am Stromdesaster und der Energiewende gewaltig mit, wie www.stromauskunft.de bezeugt: Während der Stromverbrauch zwischen 2000 und 2018 nur um fünf Prozent gestiegen ist, haben sich in derselben Zeit die Einnahmen aus der Strom- und Umsatzsteuer auf inzwischen über 13,5 Milliarden Euro mehr als verdoppelt.

Fatale Bilanz:

Deutschland hat seinen CO2-Ausstoß in den letzten Jahren nicht merklich reduziert, dafür aber mit die höchsten Strompreise in Europa. Woran liegt das?

Die Energiewende ist eine Mogelpackung, wenn nicht Betrug am Bürger!

Zunächst einmal verdienen ja alle prächtig an der Misere – der Staat wie die Kraftwerks- und Stromnetzbetreiber. Interessant hierbei, dass die Betreiber von AKW und den größten Kohlekraftwerken die gleichen sind – REW, EnBW, Vattenfall. Die LEAG (Lausitz Energie u. Kraftwerk AG) ist hier die einzige Ausnahme mit ausschließlich Braunkohlemeilern. Den anderen Betreibern der Grundlast-Kraftwerke kann es also letztlich egal sein, mit welchen Kraftwerken sie den Strom erzeugen, denn Wettbewerber sind ja nicht weiter in Sicht. Und der Bundesregierung erst recht, denn sie schöpft unter dem Mäntelchen des Klimaschutzes stets aus dem Vollen. Wer in die Ofenröhre, oder besser gesagt in die Kraftwerkschlote guckt, sind die Verbraucher, vulgo Bürger, und natürlich die Umwelt.

Und warum kommt die Energiewende nicht voran?

Auch wenn wir bis zu 40% des deutschen Energiebedarfs mit erneuerbaren Energien abdecken können, heißt dies noch lange nicht, dass der Verbrauch kontinuierlich durch Wind- und Solarkraft abgedeckt werden kann.

Die Crux ist, dass die erneuerbaren Energien nicht grundlastfähig sind – solange sie nicht gespeichert werden können. Pumpspeicher-Kraftwerke stehen nur im begrenzten Maße zur Verfügung und die Redox-Flow-Batterien sind noch viel zu teuer, wenn auch vielversprechend. Also setzt man auf Kohle und andere fossile Energieträger und alle Akteure verdienen fleißig mit. Der Verbraucher zahlt ja…

Ein weiteres Problem ist, dass die meiste Windenergie im Norden der Republik erzeugt wird, aber der größte Verbrauch im Süden anfällt. Leitungstrassen rufen genauso viel Widerstand hervor wie Windräder. Und der Klageweg ist lange…

Ein paar Vorschläge, um den CO2-Ausstoß auf das versprochene Maß zu senken.

Wenn man sich die Verteilung des CO2-Ausstoßes (Quelle: de.statista) ansieht, schlägt die Energie- und Wärmeerzeugung mit etwa 42% zu Buche. Das erklärt auch, warum Frankreich mit einer auf AKW basierten Stromversorgung wesentlich besser als Deutschland abschneidet, obwohl der Verkehrsanteil ähnlich ist. Nur am Rande, laut einer Schätzung des Umweltbundesamtes betrug der Anteil des Verkehrs an den CO2-Emissionen etwa 20%.

Wir könnten die deutschen CO2-Emissionen um jährlich 150 Millionen Tonnen also um rund 20% senken, wenn wir die Kohle als Energieträger als Zwischenlösung wieder durch die Atomkraft ersetzen (es gibt abgeschaltete Meiler, die sich mit relativ niedrigen Kosten wieder hochfahren lassen). Wohl gemerkt, als Zwischenlösung!

Dennoch kann ich den Aufschrei buchstäblich hören … Kernkraft, die ist immens gefährlich und der Atommüll noch viel mehr.

Dazu kann ich nur sagen, dass moderne Kernkraftwerke um ein Vielfaches sicherer als Flugreisen sind. Bei Flugzugabstürzen sind wesentlich mehr Menschen zu Schaden gekommen als bei Kernschmelzen (Tschernobyl und Fukushima). Und fliegen Sie noch?

Und was ist mit dem Atommüll? Der ist hochgiftig – keine Frage. Aber wir haben bereits fast 15.000 Tonnen an radioaktiven Abfällen in Deutschland angesammelt. Gegenwärtig kommen jährlich 230 Tonnen hinzu. Macht das viel aus, wenn es halt 500 Tonnen pro Jahr werden? Ich glaube nicht, denn die Endlagerproblematik wird davon auch nicht weiter berührt…

Und noch einmal, dieser Vorschlag ist als Zwischenlösung gedacht!

Um den erneuerbaren Energien zum Durchbruch zu verhelfen, benötigen wir weitere Maßnahmen. Dazu gehören zum einen Speicherlösungen, zum anderen ein wirtschaftlicher Stromtransport von Nord nach Süd – ohne Blockaden durch aufgebrachte Bürger.

Speicherlösungen

Leider sind neuen Speicherkraftwerken aufgrund der Topografie Deutschlands enge Grenzen gesetzt. Doch was ist mit den riesigen Tagebaugruben? Könnte man die nicht in Speicherseen auf zwei Ebenen (ein Vorhalte- und ein tiefergelegenes Auffangbecken) verwandeln? Sicher sind hierfür gewaltige Investitionen notwendig. Doch statt 40 Milliarden in sinnlose ABM-Maßnahmen für arbeitslose Arbeiter aus dem Tagebau oder zukünftige leere Gewerbegebiete zu stecken, erscheint mir das zielführender. Und das könnte im Tagebau verlorene Arbeitsplätze ersetzen.

Übrigens haben auch alte Kohlebergwerke sehr tiefe Schächte, die man vielleicht in solche Speicherkraftwerke umfunktionieren könnte. Würde Arbeitsplätze im alten Kohlerevier schaffen … Nur so ein paar Gedanken, die sicher weitere Recherche erfordern.

Ein vielversprechender Ansatz ist zudem die Strom-Wasserstoffumwandlung mit anschließender Rückverstromung. Sicher, der Wirkungsgrad von ca. 43% (Wikipedia) ist nicht gerade berauschend. Allerdings sieht es bei den Kosten recht gut aus, wenn man Windkraft dafür einsetzt und das wäre auch nachhaltig. Gleichzeitig würde Wasserstoff der Brennstoffzelle den Weg ebnen, die wiederum die Emissionen durch den Verkehr mittelfristig senken würde. Besser noch: Die Strom-Wasserstoffkonversion würde wie ein Konjunkturprogramm im Norden wirken.

Elektrochemische Stromspeicher wie Lithium-Akkustacks oder Redox-Flow-Batterien sind eine weitere Komponente, wobei jedoch die Kosten eine nicht unerhebliche Rolle spielen. Bei Lithium-Stromspeichern in Privathaushalten mit Solaranlage dürfte sich die Investition jedoch innerhalb von 5 bis 10 Jahren amortisiert haben. Für den Großverbrauch werden neuerdings Redox-Flow-Batterien propagiert. Sie sind jedoch noch viel zu teuer, aber ein Anfang ist gemacht.

Stromtransport

Die zuverlässigste Windenergie kommt von der Küste, doch die großen Verbraucher sitzen im Süden. Um diesen Strom in den Süden zu transportieren, sind Leitungen großer Kapazität notwendig, die fehlen. Es sind mittlerweile Trassen geplant, doch formiert sich überall Widerstand gegen solche Leitungen. Eine unterirdische Verlegung ist äußerst kostspielig und zudem technisch sehr aufwändig (Stichwort: HGÜ-Leitungen). Aus Kostengründen werden wir auf lange Strecken Freileitungen einsetzen müssen. Mein Vorschlag: Entlang den Autobahnen und Bahntrassen, denn die erreichen mittlerweile fast jeden Winkel der Republik. Zudem ist der Zugang für Wartungsarbeiten deutlich einfacher. Gleichzeitig entfällt ein weiterer Eingriff in die Natur, denn Autobahnen bestehen bereits. In Siedlungsnähe könnte man ja unterirdisch verlegen. Und ästhetisch macht es keinen Unterschied, ob man auf eine Autobahn mit oder ohne Hochspannungsleitungen darüber blickt.

Nur so ein paar Ideen am Rande …

Fazit: Die bisherige Energiewende ist krachend gescheitert – mehr Kosten, nahezu unveränderte CO2-Emissionen sind die traurige Bilanz. Solange kein Umdenken erfolgt, ist auch keine Besserung zu erzielen. Stattdessen wird der Bürger unter Vorwand eines Klimaschutzes zunehmend abgezockt, ohne dass geliefert wird.

KDF