Dankenswerterweise dürfen hier folgende für diese Seite besonders relevante Zitate wiedergegeben werden, die wir zum Teil ergänzt haben:
Die Energiewende betrifft alle. Wir müssen den physikalisch bedingten Wandel begreifen und zielstrebig hinter uns bringen. Dieses Buch beschreibt die Ziele für den Wandlungsprozess.
Wir brauchen anspruchsvolle Gesetze zur Verwirklichung der Energieeffizienz. Andernfalls wird die Energie aus erneuerbaren Quellen die Energieverschwendung der alten Energietechnologien kaum decken können.
Fossiles Zeitalter = „Energieschlaraffenland“ (c) Franz Hein
Verantwortungsvolle Planung und funktionstüchtige Ausführung lassen sich nicht durch wohlgemeinte Begeisterung ersetzen.
Wir stehen also an einem historischen Wendepunkt. Zum Überleben der Menschheit muss sich der Umgang mit Energie grundlegend ändern. Es geht um die Rückkehr zum natürlichen Gleichgewicht zwischen Energieverbrauch und Umwelt. Ein stabiler Zustand kann nicht allein durch die Erschliessung sauberer und langfristig verfügbarer Quellen geschaffen werden, sondern muss verbunden sein mit einer möglichst effizienten Nutzung der von der Natur geernteten Energie. Siehe auch die Grenzen des Wachstums.
Die Frage, ob wir die Energiewende schaffen können, ist falsch gestellt. Wir müssen sie möglichst schnell hinter uns bringen.
Man streitet sich heftig über den „richtigen“ Weg in die Zukunft, ohne genaue Vorstellungen zu haben, wie diese Zukunft aussehen soll. Man möchte ein Haus bauen und diskutiert über das Baumaterial, bevor der Architekt die Baupläne gezeichnet hat. Für die Gestaltung eines Gebäudes ist Kreativität gefragt. Für die Energiewende gelten jedoch physikalische Gesetze, die sich nicht durch persönliche Einschätzungen oder parlamentarische Mehrheiten ändern lassen. Der Zustand nach der Wende ist physikalisch festgelegt und sollte deshalb als Ziel für den Wendeprozess dienen. Es führen jedoch viele Wege zu einer dauerhaft sauberen Energieversorgung. Diese Wege können regional sehr unterschiedlich sein. Sie richten sich nach dem örtlichen Energieangebot, dem lokalen wirtschaftlichen Umfeld, oder der historisch gewachsenen Energienutzung. Die Energiewende wird regional unterschiedlich verlaufen. Es gibt keinen Königsweg für die Energiewende. Die Wende verlangt viele Einzelmassnahmen, die sich alle am gleichen Ziel orientieren. Der Wendeprozess muss deshalb von unten nach oben verwirklicht werden. Erst nachdem im Endbereich der Energienutzung alle energetisch notwendigen Massnahmen verwirklicht worden sind, kann der Prozess „Energiewende“ als gelungen betrachtet werden. Dazu ist aber auch notwendig, dass die überregionale Energieversorgung begleitend sinnvoll gestaltet wird und den Wendeprozess wirksam unterstützt. Siehe dazu auch das Energiezellensystem.
In nachhaltigen Systemen kann es kein ewiges Wachstum geben. Vielmehr muss sich Wachstum innerhalb des Systems durch z. B. weitere Differenzierung abspielen. Die Evolution auf der Erde ist dafür ein Beispiel. Aber auch dafür war Energiezufuhr von außen – hier von der Sonne – unerlässlich. Siehe auch das Metanoia-Prinzip.
Der grundsätzliche Unterschied zwischen Sustainability und Permanenz soll am Beispiel der Sicherheitsprüfung von Fahrzeugen erläutert werden. Ein Fahrzeug wird aus dem Verkehr gezogen, wenn ein oder mehrere sicherheitsrelevanten Kriterien nicht erfüllt sind. Diese Regelung entspricht dem Permanenzgedanken. Mit dem Massstab der Sustainability gemessen könnte man gute Bremsen gegen schlechte Reifen oder eine mangelhafter Beleuchtung aufrechnen. Das Fahrzeug dürfte also weiterhin betrieben werden, solange der Mittelwert der gewichteten Mängel eine bestimmte Punktzahl nicht überschreitet. Man dürfte also mit schlechten Bremsen fahren, weil die Beleuchtung gut ist. Zu Recht müssen bei der Fahrzeugprüfung ohne Ausnahme alle sicherheitsrelevanten Fahrzeugteile einwandfrei funktionieren. Ebenso ist es bei der Gestaltung der Energiezukunft.
Beide Hauptsätze [der Thermodynamik] bilden die physikalische Basis der Energietechnik, heute und in Zukunft. Mit der Wende ändern sich nur die Energiequellen. Aufbauend auf den Grundlagen der Physik muss ein neues Netzwerk für die Ernte von Energie solaren Ursprungs, für die Energieverteilung und für die Speicherung und Nutzung geschaffen werden.
Wasserkraft wird oft überschätzt.
Wegen der klimatischen Veränderungen muss man bei neuen Projekten kritisch prüfen, ob der heutige Wasserfluss auch in Zukunft zuverlässig garantiert ist. Siehe dazu Österreichischer Sachstandsbericht – Klimawandel 2014
Rationelle Energieverwendung bedeutet, Energie wertigkeitsgerecht einzusetzen.
Die Energiewende wird also mit innovativen Veränderungen im Bereich der Energienutzung verbunden sein.
Die Energiewende wird von unten nach oben verlaufen. Die wertigkeitsgerechte Energienutzung gepaart mit der lokalen und verbrauchsnahen Gewinnung von Energie aus permanenten Quellen ergibt in Ballungsgebieten einen Rest-Energiebedarf, für dessen Deckung Energie aus anderen Regionen beschafft werden muss.
Die Ernteanlagen sind sichtbar, denn sie müssen Solarstrahlen sammeln, Winde umwandeln oder Fliesswasser nutzen. Die Energiewende ist deshalb zwingend mit einer visuellen Veränderung des Landschaftsbildes verbunden.
Oft wird nur über Energiekosten und Wirtschaftlichkeit, also über finanzielle Dinge diskutiert und nicht über die wesentliche Frage der Energiebilanzen. Wir haben ein Energieproblem zu lösen, kein Finanzproblem und auch kein Technologieproblem.
Der Mensch braucht Wärme, nicht Heizöl, Erdgas oder Strom. Er braucht Ortswechsel, nicht Benzin oder Diesel, er braucht warmes Essen, nicht Erdgas oder Strom zur Beheizung von Kochgeräten. Viele dieser Grundbedürfnisse lassen sich mit unterschiedlichen Energieträgern erfüllen. Lediglich bei Dingen wie Beleuchtung, Kommunikation, Unterhaltung und Antrieben wird man kaum ohne elektrischen Strom auskommen können.
Erst nach einer sorgfältigen Abstimmung des physikalisch notwendigen Endenergiebedarfs auf die tatsächlichen Bedürfnisse der Energienutzer wird erkennbar, wie viel (wie wenig!) Energie und in welcher Form tatsächlich zur Verfügung gestellt werden muss. Die überregionale öffentliche Versorgung muss begleitend ermöglichen, dass räumlich und zeitlich unterschiedliche lokale Energiebilanzen ausgeglichen und somit ganzheitlich die Energieversorgung auf abgesicherter Basis gestaltet werden kann.
Der Energiebedarf der Menschheit kann problemlos gedeckt werden, wenn nach Steigerung der Energieeffizienz nur die Energie geerntet werden muss, die zur Befriedigung des wesentlichen Bedarfs benötigt wird. Nicht der heutige Primärenergieverbrauch, sondern die aktuellen Energiebedürfnisse bilden also die Richtschnur für die Erneuerung des Energiesystems.
Strom kann nur mit hohen Verlusten in chemische Energie (Elektrolyse von Wasser) verwandelt werden. Es ist einfacher, die Energienutzung von fossilen Trägern auf elektrischen Strom umzustellen, als mit Hilfe von Strom synthetische Energieträger zu erzeugen, damit man konventionelle Wärmekraftmaschinen weiter betreiben kann. Wärme kann auch elektrisch erzeugt werden, Fahrzeuge können mit Batterie fahren und die Industrie kann elektrisch fertigen. Die Substitution von fossilen durch synthetische chemische Energieträgern sollte kein Thema der Energiewende sein. Die Wende führt zu elektrischem Strom als primärer Energieträger. Wohl aber kann unabhängig und nach Möglichkeit begleitend eine Substitution heutiger Anwendungsbereiche für fossile Energieträger (Kohle, Erdöl, Erdgas) durch synthetisch erzeugte Ersatzstoffe angegangen werden, denn auch diese Substituion muss letztlich erfolgreich sein, da die fossilen Energieträger nur einen endlichen Vorrat umfassen. Auf dem Weg zur erfolgreichen Energiewende wird der Zugriff auf noch vorhandene fossie Energieträger zu Konfliktsituationen führen.
Der Speicherbedarf hängt jedoch sehr stark von den organisatorischen Massnahmen ab, mit denen sich Stromlieferung und Stromverbrauch synchronisieren lassen. Auf eine Stromversorgung rund um die Uhr im Überfluss kann man sich nicht mehr verlassen, sondern muss lernen, mit dem Stromangebot zu leben.
Das Nutzerverhalten muss sich an die geänderte Situation anpassen. Der Einsatz von Stromspeichern am Ort der Stromnutzung könnte ein wesentliches Element für das Gelingen der Energiewende werden.
Die Entkopplung von Stromnutzung und Stromlieferung durch Einsatz dezentraler Stromspeicher wie auch sonstiger Energiespeicher (z. B. Wärmespeicher, Kältespeicher) besonders auch im lokalen Bereich ist wesentlich sinnvoller als der Einsatz von zentralen Speichern. Wenn zentrale Speicher eingesetzt werden, sollten Anteile daran einem dezentralen Energiemanagement in Energiezellen auch messtechnisch über die Istwertaufschaltung unterliegen können. Das ist vergleichbar mit Geldanlagen auf einer Bank, die eigenverantwortlich genutzt werden, obwohl der Anteil nur virtuell anhand einer Kontoführung für Überweisungen genutzt wird. Im Übrigen kann über die Istwertaufschaltung innerhalb eines umfassenden Energieinformationsystems jedwede Energiezelle sich an Komponenten anderer Energiezellen messtechnisch ausgeprägt und damit auch lokal verwertbar beteiligen.
Robuste dezentrale Strukturen = Energiezellen
Zum Beispiel könnte man statt einer grossen Batterie eine kleinere zusammen mit einem kleinen Generator installieren, den man nur dann mit lokal bevorratetem Treibstoff betreibt, wenn die Batterie den benötigten Strom nicht mehr liefern kann. Immer ist aber die Energiebevorratung insgesamt zu betrachten. Auch ein lokal bevorrateter Treibstoff gehört einbezogen, genauso wie die Logistik für das Auffüllen lokaler Vorräte. Das Stromnetz ist nur eine andere Form der „Logistik“. Siehe etwa auch das Thema „Stirlingmotor“
Wenn der Preis für den Transport von elektrischer Energie zwischen den Energiezellen sich nach der der dafür notwendigen Leistung und nach der Transportentfernung sowie nach aktuellen Energiemengenpreise richten würde, wären die Aufwendungen für den Transport besser zugeordnet, denn die Einrichtungen sind für höhere Leistungen teuerer und die auftretenden Transportverluste hängen von der Netzebene wie auch von der Entfernung (also vom inneren Widerstand des Transportsystems) ab. Der aktuelle Energiemengenpreis ist nützlich, um das lokale „Bevorratungsmanagement“ so zu steuern, dass einerseits ein beruhigender Vorrat vorhanden ist und andererseits ein günstiges Auffüllen des Vorrates durchgeführt wird. Die Verantwortlichkeit für einen ausreichenden Vorrat muss soweit wie möglich lokal zugeordnet werden. Das Netz dient dann „nur“ für den zeitlichen und räumlichen Ausgleich der Bevorratung zentral und dezentral. Jegliche Art von Energiepufferung ist essentiell wichtig für die Beherrschung der unvermeidlichen Volatilitäten bei der Energie“ernte“ und bei der Energienutzung. Ohne eine ausreichende Pufferung ist die Energiewende zum Scheitern verurteilt.
Einspeisevergütung: Die Verquickung von Kapitalkosten und Betriebserlösen widerspricht allen Regeln der Betriebswirtschaft. Mit dieser „Milchmädchenrechnung“ werden alle Anreize für die wirtschaftliche Optimierung von Stromproduktion, und Stromlieferung beseitigt. Der eingespeiste Strom wird auch dann zu einem günstigen Pauschalpreis eingespeist und vergütet, wenn er keinen Handelswert besitzt. Negativstrompreise wären ein Zeichen dafür, dass die Bevorratungsmöglichkeiten im gesamten System erschöpft sind. In einem Gesamtsystem gilt aber immer der Energieerhaltungssatz. Statt über Preise wäre der Stand der gesamten Energiebevorratung (zentral und dezentral) als Beobachtungs- und Steuerungsgröße von großer Bedeutung. Wenn sich ankündigt, dass absehbar keine Bevorratungsmöglichkeiten mehr im Gesamtsystem vorhanden wären, müsste die Energiezufuhr bewusst gedrosselt oder Energie ins Weltall abgestrahlt werden.
Für die Rückverstromung von künstlich erzeugtem Methangas (= Erdgas) kann man nur etwa ein Sechstel der eingesetzten elektrischen Energie zurückgewinnen.
Es bringt wenig, Altbausanierungen zu fordern und zu fördern, denn auch sanierte Gebäude werden schon bald wieder zu Sanierungsobjekten werden. In vielen Fällen ist es besser, alte Gebäude abzureissen und durch neue zu ersetzen, die den Nullenergie-Standard erfüllen.
Die Energiewende geht alle an. Sie muss deshalb auch im Konsens mit allen Bürgern „erledigt“ werden. Die Wende kann man der betroffenen Bevölkerung nicht einfach verordnen, denn mündige Wähler sind in Energiefragen bereits in hohem Masse sensibilisiert.
Die gesamte Energiewirtschaft kollabiert, nicht weil man die Energiewende verwirklicht hat, sondern weil das System nicht mehr mit fossiler Primärenergie gespeist werden kann. Wann dies geschieht ist heute nicht voraussagbar. Dass es passieren muss, ist jedoch unbestritten. Wiederum ist es die Physik, die uns Grenzen setzt. Die Energiewende ist also nur der Weg zu einer neuen Struktur des Energiesystems. Die Energiewirtschaft muss sich auf die Zeit nach der Wende einstellen und ihre Zukunft mit neuen Geschäftsmodellen gestalten. Die Erfahrungen der Vergangenheit können nicht mehr lange in die Zukunft extrapoliert werden.
Nach vollendeter Energiewende könnte ein auf Strom basierendes Energiesystem einen Gesamtwirkungsgrad von voraussichtlich über 80% erreichen. Man muss also nicht die heute benötigte Primärenergiemenge durch Strom aus permanenten Quellen ersetzen, sondern lediglich ein Drittel davon.
Technische und organisatorische Massnahmen können jedoch nur dann erfolgreich sein und ohne Widerstand der betroffenen Bürger verwirklicht werden, wenn alle verstanden haben, dass die Energiewende weder ein ideologischer Wunschtraum noch ein Mittel zur Gewinnoptimierung der Energiekonzerne ist, sondern eine physikalische Notwendigkeit, die zum Wohle aller möglichst schnell „erledigt“ werden muss.
Die Betreiber der Anlagen können ihre Gewinne optimieren und ihre möglichen Verluste minimieren, wenn sie eine vorausschauende Energiebevorratung betreiben, den aktuellen Zufluss an zu erntender Energie und den Bedarf an zu nutzender Energie möglichst gut prognostizieren und eigenen Strom zu Zeiten mit hohem Bedarf in Netz einspeisen sowie bei niedrigen Bedarf einer Speicherung zuführen. Wenn die Varianz bei der Energieplanung zusammen mit den Fahrplänen den Netzbetreibern mitgeteilt wird, ist den Netzbetreibern besser möglich, die Netzsicherheit zu gewährleisten, die Aufwendungen für die Einhaltung der Netzstabilität zu planen und Vorsorge zu treffen. Sobald diese Aufgabe der Netzbtreiber wie in der Versicherungswirtschaft als Risikovorsorge mit einer Prämienzahlung an die Netzbetreiber verbunden wird, gibt es genügend wirtschaftlicher Anreize, welche einen Ausgleich zwischen Angebot und Nachfrage schaffen. Das würde noch verstärkt, wenn das Einhalten der gemeldeten Varianz mit einen Prämiennachlass und eine Nichteinhaltung mit einer Prämienerhöhung (wie in der Kfz-Versicherung) verbunden wäre. Siehe dazu auch das Energiezellensystem.
Inhaltsverzeichnis
Vorwort von Dr. Bertrand Piccard 4
- Warum wenden? 7
- Notwendigkeit einer Energiewende 11
- Nachhaltigkeit – Sustainability – Permanenz 18
- Ziel der Energiewende 25
- Physik zur Energiewende 28
- Wahrnehmung von Energie 33
- Energiemenge und Energiewertigkeit 47
- Überirdische und unterirdische Quellen 58
- Energiebetrachtungen 62
9.1 Graue Energie 64
9,2 Betriebsenergie 66
9.3 Braune Energie 67
9.4 Energierücklaufzeit 69
9.5 Energiebilanzen und Energiewende 72
- Was braucht der Mensch? 75
- Was liefert die Natur? 78
- Energiespeicherung nach der Energiewende 81
- Endenergiebedarf nach der Energiewende 90
- Flächennutzung 99
- Flächenbedarf nach der Energiewende 104
- Energiewende von unten nach oben 112
- Energieversorgung nach der Energiewende 115
- Energiekosten nach der Energiewende 122
- Schaffung eines Wendebewusstseins 126
- Organisatorische Massnahmen 128
- Technische Massnahmen 132
- Luftschlösser 135
- Kosten der Energiewende 141
- Einspeisevergütung 145
- Finanzierung der Energiewende 150
- Geteilte Stromlieferung 154
- Auswirkungen der geteilten Stromlieferung 159
- Gesetzgebung für die Energiewende 164
- Schlusswort 168
- Literaturverzeichnis 170
Englisches Vorwort von Dr. Bertrand Piccard 172
Energiewende zu Ende gedacht – Was denn sonst?, Autor: Ulf Bossel, ISBN 978-3-033-04773-0, 174 Seiten A5, Preis: Fr. 30.-. Bestellungen bitte schriftlich an:
Dr. Ulf Bossel
Morgenacherstrasse 2F
CH-5452 Oberrohrdorf / Schweiz
