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Weder CO2 noch Atom, das geht!

09.06.2011 von

Der derzeitige Bundesrat beschloss kürzlich den Ausstieg aus der Atomenergie – aus Angst vor Emissionen von Jod 91 und Cäsium 137 oder gar Plutonium 239. Letztes Jahr beschloss der Bundesrat, die CO2-Emissionen massiv zu reduzieren. Im Jahr 1995 begrenzte der Bundesrat die Emissionen von Feinstaub, im Jahr 1984 beschloss er, die Emissionen von SO2, NOx und VOC massiv zu reduzieren. Faktisch bedeutet das, dass die Technologien der Atomspaltung und der Verbrennung fossiler Energieträger in der Schweiz am Ende sind. Dies 25 Jahre nach Tschernobyl.

Das Spalten von Uran und das Verbrennen von Kohle, Gas und Öl machen als alleinige Technologien keinen Sinn. Haben noch nie Sinn gemacht. Denn damit gewinnt man «nur» Wärme (650 °C im Atomreaktor bzw. 1500 °C in der Gasturbine). Diese Wärme muss noch in mechanische oder elektrische Elektrizität umgewandelt werden, bevor sie uns dienen kann. Dafür braucht es Wärme-Kraft-Maschinen.

Wärme-Kraft-Maschinen haben ausgedient

Die ETH Zürich war eine der weltweit führenden Universitäten, die solche Maschinen entwickelte. Die hier ausgebildeten Ingenieure gründeten Firmen und lehrten wiederum an der ETH. Die Systeme wurden immer besser. Ungefähr im Jahre 1970 war der Höhepunkte erreicht in der akademischen Forschung dieser Wärme-Kraft-Maschinen.

Die nachfolgenden Jahre 1970 bis 2010 wurden zu einer «energie-technologischen Brache». Man wusste nicht präzise, in welche Richtung man weiterforschen sollte.

Dazu kommt, dass zwischen 2004 (3. Bericht der IPCC) und 2011 (Reaktorhavarie in Fukushima) die beiden Grundprozesse der Wärme-Kraft-Maschinen (die Verbrennung und die Kernspaltung) massiv an politischer Unterstützung verloren haben. Sie könnten uns damit zukünftig nicht mehr zur Verfügung stehen.

Einige Forscher versuchen, die Verbrennungstechnologien zu retten, indem sie das CO2 aus den Verbrennungsgasen abscheiden und deponieren wollen. Es ist für mich klar, dass dieser Versuch scheitern wird. Andere Forscher träumen davon, die Spaltprodukte der Atomreaktoren weiter zu spalten, bis die Reste sicher gelagert werden können. Ich glaube, dass auch dieser Versuch scheitern wird. Denn die nachgeschalteten Prozesse fressen zu viel (über 30 Prozent) der vorgängig produzierten Energie auf. Sowieso hat der Bundesrat den Ausstieg aus der Atomenergie beschlossen.

Welt ist energie-technologisch an Wendepunkt angelangt

Dieser Ausstieg ist machbar, weil die ETH Zürich sowie andere Universitäten wie auch Firmen aufgezeigt haben, dass neue Technologien zur Verfügung stehen, die sowohl Verbrennung wie auch Kernspaltung ablösen können. Anders als nach Tschernobyl im Jahr 1986 sind heute die neuen Technologien einsatzbereit.

Mein Szenario ist: Zusätzlich zum Atomausstieg wird man in einigen Jahren in einem internationalen Konsens entscheiden, dass keine Kohle, kein Öl und kein Gas mehr verbrannt werden dürfen, um Turbinen anzutreiben, die Strom erzeugen. Die Generatoren werden dann durch die Wind- und die Wasserkraft angetrieben. Der Wind- und Wasserkraftstrom wird gemischt werden mit Strom aus dem Prozess der Photovoltaik. In einer hauchdünnen Schicht Silizium wird Strom erzeugt, sobald Solarstrahlung auf sie trifft. In allen drei Prozessen (Wind, Wasser, Solarkraft) werden keine Materialien chemisch verändert. Man muss keine Abfallprodukte aus den Anlagen abführen. Die Elektrizitätserzeugung wird frei von Materialtransporten im Betrieb sein. Dieses Szenario ist deshalb realistisch, weil keine andere Technologie rasch genug zur Verfügung stehen wird. Uns bleibt also gar keine andere Wahl.

 

Zum Autor

Hansjürg Leibundgut ist Professor für Gebäudetechnik an der ETH Zürich. Persönliches Zitat und Biografie

 

 

 





Kommentare (16) >Alle Kommentare aufklappen>Alle Kommentare zuklappen

@Kommentar von werner witschi. 22.06.2011, 11:10

Sehr geehrter Herr Witschi,

Alle Dächer der Schweiz zugekachelt mit Solarpanels soll nach ihnen nur eine Gewöhnungssache sein? Doch damit habe nicht nur ich Probleme. Sogar SwissSolar, der (Selbstdeklaration) Branchenverband für alle Anwendungsformen der Energie von der Sonne hat kürlich via Presse verlauten lassen, sie gehe davon aus, das Solarpanels zukünftig durch eine ins Dach integrierte Form der Sonnenenergienutzung verdrängt werden zum Beispiel in Form von Solardachzieglen
Wenn sie dieses Problem schlicht verneinen, gehören sie eben auch zu den Leuten, bei denen der Glaube an eine Religion – die Solarenergie – Zweifel dorthin zurückdrängt, wo sie hingehörten: ins Reich der Finsternis.
Wer glaubt gibt sich gern Illusionen hin: Beispielsweise dass es ein Leben nach dem Tod gebe oder dass man sich mit ein paar Solarpanels von der Fremdenergie abnablen könne. Das könnte man nur wenn man die überschüssige elektrische Energie in eigenen Batterien speichern würde, was jedoch heute noch viel zu teuer ist. Deshalb speisen alle Solardachbesitzer ihren Strom ins Netz, dass dann damit zurrecht kommen muss. Durch Ausbau bis auf Stufe Quartier um den Spitzenstrom abzuführen und durch insgesamt 1000 km neue Hochspannungsleitungen allein in CH um den Strom zu und von den Pumpspeichern und Produktionsorten zu leiten.

Ich bin gleicher bzw. anderer Meinung: Daumen hoch 2 Daumen runter 1

Grüezi Herr Holzherr
Ich mag mich so vage an die Zeiten erinnern, als man die Dächer nicht mehr mit Schilf, sondern mit Ziegeln abdeckte, wow, gingen da Proteste durch die Dörfer.
Ortsbilder wurden schon immer verändert und werden auch in Zukunft verändert. Sie kommen mir vor, wie Denkmalpfleger (hatte schon mehrmals damit zu tun). Da ist so ein Argument mit Hand und Fuss: „Mir gefällt das nicht, ich hätte dies gerne in schwarz“.

Ich hab jetzt wieder zu tun, die nächsten Häuser warten und die Kunden, die sich möglichst von der Fremdenergie abnabeln wollen. Das suchen und lesen von Studien, die aufzeigen dass eine lokale Energieproduktion aus den immer gleichen 1000 Gründen nicht gehen soll, überlasse ich Ihnen.

Grüsse, Werner Witschi

Ich bin gleicher bzw. anderer Meinung: Daumen hoch 2 Daumen runter 0

@Kommentar von werner witschi. 19.06.2011, 11:03

Sehr geehrter Herr Witschi,
Neu erstellte Häuser sollten meiner Ansicht nach nicht mehr auf eine fossile Heizung angewiesen sein, was mit einer Kombination von Dämmung, Wärmepumpe und/oder Solarkollektoren erreicht werden kann.

Von Solarpanels auf jedem Hausdach halte ich nicht viel. Aus folgenden Gründen:
– Solarpanels auf jedem Dach sind viel teurer als Freiflächensolaranlagen an günstigen Standorten (CH im Wallis)
– Solarpanels auf jedem Dach verändern die Ortsbilder allüberall
– Eine autarke Versorgung ist mit Solarpanels auf jedem Dach nicht möglich, weil der Strom ins Netz eingespeist werden muss. Würden die meisten Häuser Solarpanels auf dem Dach haben, müssten zudem die Netze bis auf Ebene Quartier ausgebaut werden um den Spitzenstrom (am Mittag) abführen zu können

Beurteilung der Idee Solarpanel auf jedem Dach zu installieren:
– Bis zu 2 Mal teurer als Solarpanels an sonnenbegünstigten Standorten, was zu Strommehrkosten von einigen Milliarden pro Jahr für die Schweiz führt
– Verändert Ortsbilder negativ
– Erfordert Netzausbau bis auf Quartierebene
– Erweckt die Illusion einer Autarkie. Autarkie mit Solarpanel gibt es aber nur wenn man den Strom in einer Batterie speichert.

Ich bin gleicher bzw. anderer Meinung: Daumen hoch 0 Daumen runter 2

Guten Morgen Herr Holzherr
ca. 1/3 des Energieverbrauchs entfällt auf den privaten Haushalt. Dieser Drittel ist sich noch zuwenig bewusst, dass er zum Produzenten werden kann und seinen Anteil von Fremdenergie zu einem grossen Teil substituieren kann. Nun hat da der heutige Versorger natürlich kein Interesse dies zu stark zu kommunizieren, würde doch 1/3 des Absatzes wegfallen.
Wir sind heute weit weg von einer möglichst autarken Energieversorgung. Beim Oel/Gas zu 100% vom Ausland, beim Strom zu 40% vom Ausland abhängig.
Wir haben letzte Woche bei einem Kunden die Gasleitung plombiert, da nicht mehr nötig zum Heizen und das EW hat sehr, sehr widerwillig einen Produktionszähler installiert. Wärme und Strom für fast 500m2 Wohnfläche kommen nun vom Dach.
Wenn wir von autarker Versorgung sprechen wollen, dann haben es alle Eigenheimbesitzer in der Hand dies für sich zu realisieren. Eigentlich interessiert die Roadmap 2050 dieses Segment nicht.

Es ist Zeit, das die Politik Neubauvorschriften erlässt, welche den Anteil der Eigenproduktion auf dem Dach definieren. 100% ist Ziel, weniger gibt Malus, mehr gibt Bonus. Da bin ich etwas provokativ und sag immer, dass es egal ist, wie viel Energie ein Haus verbraucht, solange es vom eigenen Dach kommt, ist es ok.

Wenn unnötiger Verbrauch endlich abgestellt wird (z.B. Elektrospeicher) und der Eigenverbrauch aus der eigenen Quelle kommt, da bleibt für die Wirtschaft einiges übrig um zu wirtschaften.

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Sehr geehrter Herr Witschi, sehr geehrter Herr Professor Leibundgut,

Ich möchte hier aber auf die konkrete Frage eingehen, die ein Energiesystem basierend auf Wind+Sonnenenergie mit sich bringt. Heute wird eine CO2-freie Energieversorgung über Wind+Sonne am besten mit einer Kombination von Energiespeichern (Pumpspeicher, etc.) und einem weiträumigen Strommnetz (mindestens ganz Europa) hoher Übertragungskapaziztät gewährleistet.

Dies hat Konsequenzen. Von den alten Zielen für die nationale Stromversorgung:
1) möglichst kostengünstig
2) prioritär Nutzung heimischer Energiequellen
3) möglichst autarke Energieversorgung (wg. Kriegen/Konflikten)
bleiben mit Wind+Sonne als dominierenden Energiequellen nur noch 1) und 2
Eine Energieautarkie ist mit EE zu teuer. Die Menge nötiger Speicher sinkt nämlich stark, wenn die unregelmässige Stromproduktion mit Wind+Sonne mit einem europaweiten Stromnetz ausgeglichen wird.

Konsequenzen aus dem nötigen mindestens europaweiten Stromnetz:
– Windenergie sollte in Europa dort genutzt werden, wo es am meisten Wind hat (Atlantikküste)
– Sonnenenergie sollte in Europa in Spanien, Griechenland, in CH im Wallis, genutzt werden
– Einspeisevergütungen sollten überall in Europa gleich hoch sein (vom EU-Energiekommissar vorgeschlagen, scheiterte)

Aufbau eines europaweiten Erneuerbaren Energiesystems:
– Die Roadmap 2050 hat als Hauptelement ein europaweites Stromnetz hoher Kapazität, ferner wird Sonne im Süden, Wind am Atlantik produziert
– Bei Roadmap 2050 hängen alle EU-Länder im Energiebereich stark voneinander ab
– EE auf Europaebene funktioniert noch nicht: D hat am meisten Solarpanels, obwohl Spanien doppelt soviel Sonne hat

Verweis Diskussion Roadmap 2050

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@Herr Jost: Genau und zu allem vergessen wir, dass gerade wegen Personen, welche Wege gefunden haben, wir hier sind wo wir heute sind.
Zitate Herr Holzherr:
Die Schweiz hat allerdings wesentlich schlechtere Ausgangsbedingungen und Vorausetzungen, ihren Strom erneurbar zu erzeugen (mit den neuen Erneuerbaren):
@1: ja und 60% mit Wasser
@2: ja und die Schweiz importiert primär im Winter von 18.00 bis 06.00 Strom. Für unsere Wirtschaft? Wohl kaum.
@3: ja und, ein Grund, auf erneuerbare zu verzichten? Dafür haben wir bessere Ertragsbedingungen bei der solaren Stromproduktion. Besp. Musteranlage, 10kWp: Nürnberg: 9260 kWh, Bern: 10’000 kWh, St. Moritz: 13’000 kWh. Für Wärme ist die Ertragslage im selben Verhältnis höher.
@4: Da sind sie wohl nicht mehr auf dem Laufenden. Weil die Kosten überproportional sinken, hat der Nationalrat die KEV die letzten Jahre auch 18%, statt nur 8% reduziert.
@5: Aber bitte, woher ist denn das wieder. Wir können uns wohl im Punkt einig sein, dass, wenn alle externen Kosten beim „billigen“ AKW-Strom internalisiert sind, diese Zeitspanne erst recht viel tiefer liegt.
@6: Wahnsinn, da muss man aber den Deutschen ein Kränzchen winden. Trotz den wahnsinnig hohen Strompreisen sind die Exportweltmeister… und wir? Ach ja, da war doch die Forderung von economysuisse: „Billiger Strom“, passt zu „möglichst wenig Steuern“ und „auf keinen Fall einen Grundlohn“ und generell „möglichst optimale Rahmenbedingungen“. Wie bei einem Reaktor wird der Betondeckel auf der Flexibilität unserer Wirtschaft immer dicker.

Es ist einfacher, Gründe zu suchen, als Wege zu beschreiten. Aber das interessante ist nun mal, dass wir in der heutigen Situation viele Wege offen haben und dadurch unser Gewerbe stützen können.

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Kommentar von Roger Meier. 11.06.2011, 14:18

klar den Bericht von BP lese ich jedes Jahr
und man muss ihn sorgfaeltig lesen
(wenn man keine Angst vor unangenehmen News hat!)

Die Reserven Zahlen stimmen eben einfach nicht.

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„nein, man wird einfach in einigen Jahren
nicht mehr genug Kohle, Oel und Gas haben um die Ruinen (in Europa) zu betreiben“

Nö. Peak Oil ist zwar nahe, aber es reicht schon noch für eine Weile, vor allem beim Gas. Bei Kohle sowieso.

Wer keine Probleme mit der Realität hat, dem empfehle ich die Bp Statistical Rewiev:

http://www.scribd.com/doc/57372351/BP-Statistical-Review

Besonders interessant sind die Reserves-to-Production ratios, R/P. D.h. das Verhältnis zwischen Production und dem Auffinden von neuen Reserven. Das Erdgas reicht z.B. noch 58 Jahre, wenn man nicht mehr weitersuchen WUERDE. Da man aber weitersucht, reicht es noch länger.

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Sehr geehrter Herr Jost,
bei ihren zwei letzten Kommentaren, erhält man den Eindruck, es gehe ihnen um den Atomausstieg. Doch dieser ist in der Schweiz bereits beschlossen. Der Beitrag von Herrn Professor Leibundgut handelt ja auch von etwas anderem: nämlich von seiner Überzeugung, Photovoltaik, Wind- und Wasserkraft seien langfristig sowohl der Nuklearenergie als auch der fossilen Energie überlegen und würden irgendwann beide ablösen.

Und genau das betrifft ja die Energiezukunft der Schweiz. Jetzt ohne Atomzukunft sind die wichtigsten Alternativen Erdgas und Erneuerbare. Übrigens gilt das auch für Deutschland und in ihrem verlinkten Film wird ja explizit gesagt: „Für einen Zeitraum werden wir Kohle- und Gaskraftwerke vermehrt nutzen müssen, mit erhöhtem CO2-Ausstoß für einige Jahre.“
Später (ab 2020) sollen in Deutschland dann die Erneurbaren die fossilen Energien mehr und mehr ablösen.

Die Schweiz hat allerdings wesentlich schlechtere Ausgangsbedingungen und Vorausetzungen, ihren Strom erneurbar zu erzeugen (mit den neuen Erneuerbaren):
1) In CH werden 40% des Stroms mit Atomkraft erzeugt, in D nur 20%
2) Deutschland exportiert heute sehr viel mehr Strom als es importiert. Es kann in Zukunft also mit geringerer Stromerzeugung auskommen (was aber ein Problem z.B. für Frankreich werden kann).
3) In CH hat es sogar an guten Windstandorten – von denen es ausser den Alpen nur wenige gibt – deutlich weniger Wind als in Deutschland
4) In CH ist Solarstrom um einiges teurer als in D, weil in CH die Arbeit (Installation, Anschluss usw.) teurer ist. Dementsprechend beträgt die Einspeisevergütung in CH heute 50 Rappen pro KWh (maximal sogar 60 Rappen), in D aber nur 33 Cent pro KWh
5) Solarstrom, auf die CH wegen Windmangel setzen muss, wird erst in 20 Jahren „bezahlbar“ (ständige Kostensenkung) sein
6) In CH ist der Strom heute billiger als in D, mit gleich viel Erneurbaren wie in D wäre der Strom in CH teurer als in D. Ein Vorteil für CH geht…

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Alleim aus der Tatsache, dass Technologien existieren, zu schliessen, dass der Atomausstieg UND die CO2 Reduktion gleichzeitig gelingen, ist etwa so wie zu glauben, dass in 10 Jahren 100000 Menschen auf dem Mond leben werden, nur weil man zum Mond fliegen kann.

Ich bin gleicher bzw. anderer Meinung: Daumen hoch 6 Daumen runter 0

Hier noch der Link zu der vorhin angesprochenen Sendung in der ARD:

http://www.ardmediathek.de/ard/servlet/content/3517136?documentId=7398960

Ich bin gleicher bzw. anderer Meinung: Daumen hoch 1 Daumen runter 2

Zu den Kommentaren von Martin Holzherr und Roger Meier kann ich nur sagen:

Wer will findet Wege, wer nicht will findet Gründe!

Im weiteren verweise ich auf den Beitrag in der ARD über den Atomausstieg und die Energiewende, der über folgenden Link zu sehen ist. Diese 45 Minuten lohnen sich hinzuschauen. Anschliessend gilt wiederum:

Wer will findet Wege, wer nicht will findet Gründe!

Ich bin gleicher bzw. anderer Meinung: Daumen hoch 3 Daumen runter 2

Sehr geehrter Herr Professor Leibundgut,

Eine autarke Versorgung der Schweiz mit Energie aus Sonne und Wind, bedeutet Eingriffe in das Landschafts- und Ortsbild an sehr vielen Stellen, ja fast flächendeckend. Die zukünftige Schweizer Energielandschaft unterscheidet sich also von der heutigen, wo man von der Energieerzeugung fast nichts sieht – ausser ein paar Staumauern und hässliche Kühltürme -, sehr deutlich.

Ihre Meinung als Professor für Gebäudetechnik, der ja immer auch die Auswirkung von Gebäuden auf ihre Umgebung berücksichtigt, ist bei Problemen wie den folgenden gefragt:

– Sollen die paar guten Standorte für Wind – vor allem der Jura – maximal für die Windstromerzeugung ausgenutzt werden oder gilt es das Landschaftsbild – z.B. im Jura – zu wahren
– Was halten sie davon, 7.5 MW-Windkraftanlagen mit einer Gesamthöhe von 200 m zu installieren? Oder ist es landschaftsgestalterisch problematisch, wenn diese Windräder auf dutzende von Kilometern hin sichtbar sind?
– Soll der Alpenraum vom Windradbau ausgenommen werden?
– Sollen möglichst viele Solarpanel auf die Hausdächer (verändert die Ortsbilder allüberall) oder sind Freiflächenanlagen an sonnenbegünstigten Standorten nicht nur kostengünstiger sondern sogar landschaftlich gesehen besser?
– Sollen die geplanten 1000 km Hochspannungstrasses, die die erneuerbare Energiezukunft wegen den nötigen Pumpspeichern, der Lastverteilung und der Batteriefunktion der Schweizer Seen für den EU-Strom benötigt, wenn möglich mit Erdkabeln realisiert werden, auch wenn diese viel teurer sind als Überlandleitungen?

Wie die Fragen zeigen, gibt es auch einen Konflikt zwischen Landschafts- und Ortsbildschutz und dem Preis erneuerbar erzeugter Energie: Erdkabel anstatt Hochspannungsleitungen können 5 bis 10 Mal teurer sein, Solarpanel auf jedem Dach anstatt im Wallis liefern doppelt so teuren Strom. Ist der Abschied vom möglichst kostengünstig erzeugtem Strom ohne wirtschaftliche Nachteile überhaupt möglich?

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„Kommentar von Roger Meier. 09.06.2011, 21:23
“Zusätzlich zum Atomausstieg wird man in einigen Jahren in einem internationalen Konsens entscheiden, dass keine Kohle, kein Öl und kein Gas mehr verbrannt werden dürfen, um Turbinen anzutreiben, die Strom erzeugen”“

nein, man wird einfach in einigen Jahren
nicht mehr genug Kohle, Oel und Gas haben um die Ruinen
(in Europa) zu betreiben..

Ich bin gleicher bzw. anderer Meinung: Daumen hoch 3 Daumen runter 2

„Zusätzlich zum Atomausstieg wird man in einigen Jahren in einem internationalen Konsens entscheiden, dass keine Kohle, kein Öl und kein Gas mehr verbrannt werden dürfen, um Turbinen anzutreiben, die Strom erzeugen“

Aha, Neues aus dem Taka-Tuka-Fantasie-Land

Ich bin gleicher bzw. anderer Meinung: Daumen hoch 3 Daumen runter 6

Sehr geehrter Herr Professor Leibundgut,

in ihrem Blog-Artikel leiten sie die zukünftige Stromversorgung von ersten Prinzipien ab und entwerfen das Idealbild einer zukünftigen Strom- und Energieversorgung (Strom aus Wind+Sonne ist für alles gut), die ohne Materialverbrauch im Betrieb auskommt.

In dieser Vision gibt es keine Umweltbelastung, keinen Materialverbrauch – jedoch die Probleme von Wind+Sonne: Bei diesen Zukunftstechniken mit vielen positiven Aspekten, verhindern technische Lücken die breite Anwendung schon heute.

Jede der folgenden Innovationen könnten Wind+Sonne zum Durchbruch verhelfen:
1) Gäbe es billige Batterien grosser Kapazität wäre das Ideal der autarken Energieversorgung ohne Netz mit dem privaten Solarpanel möglich.
2) Gäbe es ein interkontinentales Stromnetz hoher Übetragungskapazität – z.B. Ein Netz das Europa und Asien umfasst – könnte es die unregelmässige regionale Stromproduktion ausgleichen. Obwohl schon heute technisch möglich – mit supraleitenden Kabeln-, wäre es jetzt noch prohibitiv teuer.

Neben den technischen Lücken um ihre Vision umzusetzen, gibt es noch ein weiteres Problem: In dicht-bevölkerten Ländern wie England, der Schweiz oder auch Deutschland würde eine Energieversorgung allein auf Sonne, Wind u. Biomasse basierend grosse Teile der Landfläche in Anspruch nehmen – ausser man reduziert den Pro-Kopf-Energiebedarf massiv (auf die viel-beschworenen 2000 Watt).

Was eine rein erneuerbare Energieversorgung beim heutigen Energieverbrauch bedeutet, zeigt sehr gut das Buch Sustainable Energy without the hot air und dort vor allem das Kapitel Can we live on renewables, wo David MacKey ganz Grossbritannien mit erneuerbarer Energie allein versorgt. Er benötigt dazu 75% der Landfläche von GB (das meiste für Biomasse), 200 Quadratmeter Solarpanel pro Person, 10% des Lands für Windräder, …

Ich bin gleicher bzw. anderer Meinung: Daumen hoch 4 Daumen runter 2

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