ETH-Klimablog - Energie - ZeroEmission-lowEx-Gebäude (Teil 1)

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ZeroEmission-lowEx-Gebäude (Teil 1)

09.02.2012 von

In der Schweiz werden jährlich 8 Millionen Tonnen Gas und Öl in zirka 700’000 Heizkesseln verbrannt. Ist es möglich, dieselbe Energiedienstleistung mit Erdsonden, Hybridkollektoren und Wärmepumpen zu erzielen? Ich bin überzeugt, dass das geht. In diesem Blogbeitrag beginne ich damit, meine Idee des ZeroEmission-lowEx-Gebäudes vorzustellen – einem Gebäude, das keine Treibhausgasemissionen verursacht und nur wenig hochwertige Energie verbraucht. 

In meinem Konzept des ZeroEmission-lowEx-Gebäudes arbeite ich mit Wärmepumpen, Erdsonden und Hybridkollektoren. Auf diese Systeme möchte ich nun zuerst eingehen.

Die Wärmepumpe mit Erdsonde kombinieren

Die Wärmepumpe ist eine Maschine, die zwei unterschiedlichen Energiequellen zusammenmischt, um so Wärme einer gewünschten Temperatur zu erzeugen. Die eine Quelle muss zwingend sehr hochwertige Energie (im Fachjargon Exergie) liefern: mechanische oder elektrische Energie. Die andere Quelle kann eine Wärmequelle sein, deren Temperatur tiefer ist als die angepeilte Nutztemperatur. Das Verhältnis der Leistung aus der Niedertemperatur-Wärmequelle und der hochwertigen Leistung (elektrische Leistung) wird als Epsilon (e) bezeichnet. Dieses Verhältnis e ist entscheidend, um die Versorgung der Schweiz mit genügend Wärmeenergie auch am kältesten Tag des Jahres sicherzustellen.

Je höher die Temperatur der Niedertemperaturquelle ist, desto höher wird der Wert e, und desto weniger hochwertige Energie wie zum Beispiel Strom muss der Wärmepumpe zugeführt werden. Wie ich weiter unten im Detail rechnen werde, können wir davon ausgehen, dass nach der Wärmedämmung die Häuser im Jahr 2050 noch eine Spitzenleistung von 20 GW benötigen werden. Wir dürfen annehmen, dass die maximale elektrische Leistung aller Wärmepumpen der Schweiz am kältesten Tag nicht über 3 Gigawatt (GW) sein soll. Denn diese Leistung ist heute in allen Kernkraftwerken als Spitzenleistung installiert. Der e-Wert, den wir anstreben, um genügend Wärmeenergie zu produzieren, wird somit (20GW-3GW)/3GW = 5.66.

Auch eine sehr gute Wärmepumpe kann diesen Wert e = 5.66 nur ermöglichen, wenn das Niedertemperaturreservoir am kältesten Tag immer noch Wärme mit einer Temperatur von + 8°C liefert. Damit fällt die Aussenluft als Niedertemperaturreservoir definitiv ausser Betracht. Grundwasser wäre im Mittelland geeignet, ist aber nicht überall vorhanden. Als Niedertemperaturreservoir geeignet sind jedoch Erdsonden. Die Bedingungen dabei sind, dass die Erdsonden in eine Tiefe von über 300 Metern reichen und zwingend im Sommer regeneriert werden. Regenerieren bedeutet hier, dass dem Erdreich die im Winter entzogene Wärme im Sommer wieder zugeführt wird. Sind diese Bedingungen erfüllt, ist die Kombination von Wärmepumpe und Erdsonde ideal.

Der Hybridkollektor

Nebst Wärmepumpe und Erdsonde verspricht auch der Hybridkollektor Erfolg. Der Hybridkollektor ist der Kollektortyp, der die höchste Menge an Energie bei höchster Qualität aberntet.

Die für die Solarnutzung geeignete Dachfläche in der Schweiz beträgt rund 100 Quadratkilometer oder 100 Millionen Quadratmeter. Die darauf im Jahr eingestrahlte Solarenergie beträgt 80 Terawattstunden. Der an der ETH entwickelte und ab Mitte 2012 auf dem Markt erhältliche Hybridkollektor wandelt diese eingestrahlte Energiemenge um in zirka 15 Terawattstunden Strom und rund 33 Terawattstunden Wärme von 20-30°C.

Die Kombination mit Wärmepumpe und Erdsonde ist ideal, da die Abwärme des Hybridkollektors im Sommer die Erdsonden regenerieren oder direkt auf die Wärmepumpe geführt werden kann, was zu einem sehr hohen e für die sommerliche Warmwasserproduktion führt.

Wenn wir alle Heizkessel ersetzten…

Die Möglichkeiten von Wärmepumpe, Erdsonde und Hybridkollektor kennen wir nun. Welche Energiemenge benötigt aber die Schweiz in ihrem Gebäudepark?

Der Energieinhalt der in der Schweiz jährlich benötigten Brennstoffmenge von 8 Millionen Tonnen Gas und Öl entspricht 80 Terawattstunden. Die Heizkessel haben eine sogenannte Volllaststundenzahl von 2000 Stunden im Jahr. Das bedeutet, dass sie diese jährlich benötigte Brennstoffmenge in 2000 Stunden Laufzeit verbrennen könnten, wenn sie bei voller Leistung laufen. Daraus kann man errechnen, dass die in den Heizkesseln installierte Spitzenleistung zurzeit ca. 40 Gigawatt beträgt, was rund 40 Mal der elektrischen Spitzenleistung des Kernkraftwerks Gösgen entspricht. Wir können davon ausgehen, dass es gelingen wird, bis zum Jahr 2050 den Energieverbrauch der Gebäude trotz Zunahme der beheizten Fläche dank Wärmedämmung auf 40 Terawattstunden zu halbieren. Bei gleicher Volllaststundenzahl wären dann noch 20 Gigawatt Spitzenleistung erforderlich.

Das Fazit meiner Überlegungen: Um die 700’000 Heizkessel und die 8 Millionen Tonnen fossile Brennstoffe zu ersetzen, bräuchte es also:

  • 700 Millionen Meter Erdsonden
  • 85 Millionen Quadratmeter Hybridkollektorfläche
  • 1 Million zusätzliche Wärmepumpen

Die Investitionskosten dafür beliefen sich insgesamt auf etwa 150 Milliarden Franken. Nähme man sich 40 Jahre Zeit für die Investitionen, wären es 3.5 Milliarden oder 0.6% des jährlichen BIP. Als Vergleich: die Kosten für die fossilen Brennstoffe belaufen sich zurzeit auf 8 Milliarden pro Jahr.

In einem späteren Blog werde ich aufzeigen, dass 450 Meter tiefe Erdsonden von Vorteil sind, dass in Grundwasserschutzgebieten gebohrt werden kann, dass die Hybridkollektoren Teil des Daches werden können, dass das e einen Wert von 10 erreichen kann, dass die Fassade weniger gut gedämmt werden muss als bisher gedacht, dass auf die Wärmerückgewinnung aus der Abluft verzichtet werden kann, dass die Gebäudekühlung keine Kühltürme mehr braucht und so weiter.

Literaturhinweis

Hansjürg Leibundgut, 2011. «lowEx Building design für ZeroEmission Architecture». vdf Verlag. >Info

Zum Autor

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





Kommentare (18) >Alle Kommentare aufklappen>Alle Kommentare zuklappen

Sehr geehrter Herr Professor Leibundgut,

im obigen Beitrag kommen sie zum Schluss, dass Die zero-emission-Sanierung aller Gebäude in CH 150 Milliarden CHF kostet, was bei einem Zielzeitpunkt von 2050 jährliche Investitionen von 3.5 Milliarden bedeuten würde, also wengier als die 8 Milliarden pro Jahr, die für fossile Brennstoffe ausgegeben werden.

In den Schweizer TV-Nachrichten vom 22.4.2012 wurde nun aber von 280 Milliarden CHF bis 2050 gesprochen. Dies sei das Ergebnis, zu dem die Konferenz kantonaler Energiedirektoren gekommen sei. Beat Vonlanthen, der Direktor der Konferenz kantonaler Energiedirektoren geht davon aus, dass eine Investition dieser Grössenordnung nicht bis 2050 umgesetzt werden könne, so dass das Ziel von 100% zero-emission Gebäuden erst später erreicht werde.

Im übrigen fällt auf, dass die Medien heute alles mit dem Atomausstieg in Zusammenhang bringen und deshalb von der Gebäudesanierung auch eine Stromeinsparung erwarten, zum Beispiel durch PV auf dem Dach. Deshalb wird auch meist von energetischer Sanierung gesprochen. Ihr Begriff es ZeroEmission-lowEx-Gebäudes und der Gedanke, dass die vollständige Dekarbonisierung das Ziel sein soll, hat es noch nicht bis in die Medien geschafft.

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Sehr geehrter Herr Silvestri,
tut mir leid für das Missverständnis. Gaskraftwerke mit Carbon capture wären tatsächlich mit den Zielen vereinbar, allerdings werden heute in Deutschland nicht einmal Gaskraftwerke ohne Carbon capture gebaut, sondern Steinkohle und Braunkohlrkraftwerke, weil nur die konkurrenzfähigen Strom erzeugen. Später könnte sich das aber vielleicht ändern.

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Sehr geehrter Herr Holzherr
Wenn Sie die Studie der „Energiezukunft der Schweiz“ aufführen, darf ich dieselben Annahmen übernehmen. Der Lebenszyklus-CO2-Emissionen eines Gaskraftwerkes mit capture-Technologie beläuft sich um 50 g CO2/kWh:

0.00005 t CO2/kwh * 6’000’000’000 kwh = 300’000 t CO2

Wieso sollten die Ziele der ETH Studie nicht erreicht werden?
Uebrigens steht in dieser gleichen Studie:
„Selbst wenn für einen wahrscheinlichen Wert von 10 TWh für diese Restmenge ausschliesslich Gaskraftwerke – allerdings mit CO2-Abtrennung – eingesetzt würden, wären die nationalen Klimaziele für das Jahr 2050 mit zusätzlichen etwa 0.5 Mt verbleibenden CO2 aus der Stromerzeugung (90% CO2-Abscheidung, 50%-Kraftwerkswirkungsgrad) erfüllbar“

Ich bin aber kein Gaslobbist, wenn der elektrische Strom durch Alternativen erzeugen lässt um so besser.

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@Kommentar von Ivo Silvestri. 10.03.2012, 10:56

Sehr geehrter Herr Silvestri,
Eine fossile Stromversorgung (8 Millionen Tonnen Gas und Öl) für die Schweiz- wie von ihnen vorgeschlagen – würde zwar in Kombination mit dem Verzicht auf fossile Heizungen den Gesamt-CO2-Ausstoss der Schweiz reduzieren. Doch mit der erreichten CO2-Reduktion wären sie immer noch weit von den Zielen entfernt, die in Energiezukunft der Schweiz genannt werden. Zitat:
… muss der CO2-Ausstoss der Schweiz im Jahr 2050 von heute 40 Mt auf etwa 14 Mt abgesenkt werden. Pro Kopf gerechnet, bedeutet dies eine Absenkung von heute 5.1 t auf etwa 1.6 t im Jahr 2050.
Um dies zu erreichen wird in diesem Bericht gefordert, dass Raumheizung/-klimatisierung weitgehend CO2 frei realisiert wird (in Übereinstimmung mit ihrem Vorschlag) und dass die fossile Stromerzeugung nur 0.5 Megatonnen CO2 freisetzt. Soviel (0.5 Megatonnen CO2) emittiert aber bereits ein einziges Gaskraftwerk pro Jahr (siehe dazu Tabelle 2 im oben referenzierten Bericht).

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Wie sieht eine Rechnung aus, falls auf die Atomenergie verzichtet wird und als Beispiel Gaskombikraftwerke eingesetzt würden:
8 Millionen Tonnen Gas und Öl entspricht 80 Terawattstunden (siehe oben). Wird 25% dieser fossilen Treibstoffe in Gaskombikraftwerken verbrannt mit einem Wirkungsgrad von 50% so resultieren 10 TWh elektrischer Strom.
Gemäss der Rechnung oben sind 6TWh (2000h x 3GW) elektrischer Strom nötig. Unter dem Strich resultieren 15+(10-6) = 19 Twh zusätzlicher elektrischer Strom.

=> CO2 Ausstoss durch Heizungen wird ca. halbiert. Gegenüber heute noch ca. 1/4. Die Investitionskosten werden über die eingesparte Brennstoffmenge und dem erzeugten elektrischen Stroms möglicherweise komplett kompensiert.

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Vielen Dank für den Hinweis, Herr Leibundgut. Wir haben den Fehler im Artikel korrigiert und entschuldigen uns dafür.
Die ETH-Klimablog-Redaktion

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Sehr geehrte Blogger,
Gestatten sie mir eine kurze Replik. In den Kommentaren wurde viel über das Wort „Energieleistung“ gerätselt. Die Auflösung des Rätsels ist ganz einfach: Beim Aufbereiten des Artikels durch die Klimablog-Redaktion wurde das Wort „Energieleistung“ eingefügt, das jedoch „Energiedienstleistung“ heissen sollte. Ich habe dies nicht bemerkt in der Korrekturlesung. Es tut mir leid.

Die Energiedienstleistung ist Heizen, das Warmwasser-Erzeugen, das Beleuchten, das Bohren, etc. Der Begriff wurde vom SIA eingeführt vor 20 Jahren.

Detailliertere Information zu unserem ZE-lowEx-Konzept vermittelt mein buch lowEx Builing Design, erschienen im vdf-Verlag.

Ab Mitte März werden die Folien meines neuen Vortrags auf dem Nezt verfügar sein (u. anderem unter http://www.viagialla.ch), den ich erstmals am 1. März in Bern halten werde.

Hansjürg Leibundgut

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@Kommentar von Hansulrich Hörler. 15.02.2012, 16:25

Herr Hörler,
saisonale Erd-Wärmespeicher in mittlerer bis grosser Tiefe, die mit Wärmepumpen bedient werden, Wasserwärmespeicher in Schaumbeton, Phasenwechselmaterialen (PCM) wie Paraffin oder Salzhydrate, die die Latentwärme des Aggregatwechsel ausnutzen und damit bis 3 Mal effizienter pro kg sind als Wasser, massive Betonkerne, die als Wärmepuffer dienen, usw. – kurzum die Liste der Technologien, die die Gebäudetechnik energetisch revolutionieren und den Einsatz von fossilen Brennstoffe erübrigen, ist lang.

In der Realität greifen die meisten Mieter und Hausbesitzer auf billige und/oder einfachste Möglichkeiten zurück. In Frankreich z.B. ist Heizen mit Strom verbreitet, denn es gibt – vor allem in Südfrankreich – Winter, in denen praktisch nicht geheizt werden muss, so dass Heizen mit einem mobilen elektr. Heizgerät am einfachsten und billigsten ist.

Die wahre Herausforderung ist deshalb die Breitenwirkung einer neuen nichtfossilen Technologie. Damit die meisten Hausbesitzer nichtfossile und nicht-elektrische Heizungen installieren muss entweder Zwang ausgeübt werden oder aber der Preis für Heizstrom und für Öl und Gas als Brennmaterialien muss sehr hoch sein.
Ihr Vorschlag von bis zu 400 m tiefen Erdbohrungen würde grosse Investitionskosten für jeden Hausbesitzer bedeuten (sicher mehr als 50’000 Fr.) – ausser eine ganze Siedlung nutzt einen solchen Tiefenspeicher.

Die wahre Herausforderung ist also nicht die Technologie, sondern die Umsetzung. Nur wenn deutlich mehr als die Hälfte der Gebäude nichtfossil geheizt werden, werden die klimakompatiblen Energieziele (<= 2 Tonnen CO2 pro Kopf) für das Jahr 2050 erreicht.

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Möchte mit Herrn Hansjürg Leibundgut in Kontakt treten.
Habe ein Privathaus mit Hallenbad, WP Heizung mit Erdsonden 2 x 150m. Benötige bei Aussentemp. von unter -10 Grad 50 bis 55 Grad
Vorlauf für Hallenbadlüftung. Die Erdsondentemp fällt bei längerer
Kälteperiode auf 0 bis 2 Grad beim Eingang der WP. Der Wirkungsgrad der WP COP fällt auf 2,5
Würde die Beheizung mit Schwimmbad Solarkollektoren während der
Sommer und Herbstzeit eine Verbesserung bringen.
Wie lange bleibt die Energie in den Erdkollektoren gespeichert?

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Hallo Herr Ramadani,

„Daher Ihr Vorschlag ist mehr als berechtigt, wir brauchen eine Wissensgestütztetechnologie mit gute Zukunftsszenarien.“

Ich wuerde eher/genauer(?) sagen:
Wir muessen a) erkennen das unsere Methode uns in
eine „hoffnungslose“ Sackgasse gebracht hat.
und b) (mit Einstein) Man kann ein Problem nicht mit den gleichen
Methoden loesen die das Problem erzeugt haben.
und c) wenn wir heute nich Nachhaltig leben
dann brauchen wir keine undefinierbare
„nachhaltige Entwicklung“ sondern
eine „Entwicklung zur Nachhaltigkeit!“

Dazu muessen wir alle verstehen was „Nachhaltig“ ist und was nicht. (und ich spreche nicht von dem nachhaltigen Muell aus
der Chemie und den KKW’s!)

und auch hier gilt das Zitat von Einstein:

„ Die können aber nicht von Politiker und anderen , sondern viel mehr von Technikern, Ingenieuren, Wissenschftlern etc. herbeigeführt werden.“

Also, nein! Entweder finden wir alle gemeinsam mit
der Natur einen Weg wie wir Menschen in und mit der
Natur Nachhaltig leben koennen oder
wir als Spezies und mit uns viele viele andere werden
aussterben.

In dem Zusammenhang nochmal das Zitat von Leonard Peltier
(mal googlen wer das ist)

“I don’t know how to save the world. I don’t have the answers or The Answer. I hold no secret knowledge as to how to fix the mistakes of generations past and present. I only know that without compassion and respect for all of Earth’s inhabitants, none of us will survive—nor will we deserve to.”
― Leonard Peltier, Prison Writings: My Life Is My Sun Dance

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Herr Dittmar,

Sie brengen es auf dem Punkt, die Erde und Ihre Masse -wir sind die jüngsten Zeugen- mit dieser Parameter gibt es -ohne grosse veränderungen- wenn nicht mehr, sicher die letzten 10’000 Jahre.
Noch sichere die lezten 50 Jahre und wie Sie schreiben, nicht viel geworden. Daher Ihr Vorschlag ist mehr als berechtigt, wir brauchen eine Wissensgestütztetechnologie mit gute Zukunftsszenarien. Die können aber nicht von Politiker und anderen , sondern viel meh von Technikern, Ingenieuren, Wissenschftlern etc. herbeigeführt werden.

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„Das vorgeschlagene System ist irgendwie bestechend.“

Klar, aber das war es auch schon vor 30 (50) Jahren.
Nur, leider ist in der Praxis daraus nicht viel geworden
und weder theoretische noch technologische Durchbrueche
sind uns in den letzten Jahrzehnten gelungen.

Sollten wir nicht aus der Geschichte lernen und
eine Planung der Zukunft auf unserem heutigen Wissen
basieren anstatt auf „Wunder“ zu hoffen?

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Das vorgeschlagene System ist irgendwie bestechend. Eine grosse Erdmasse von mittlerer Zimmertemperatur wird als Speicher verwendet, um mit minimalem Wärmepumpenaufwand Häuser im Winter zu heizen und im Sommer zu kühlen und die Wärmebilanz mit Sonnenkollektoren wieder auszugleichen.

Nicht optimal ist, dass an den kälteren Wintertagen kaum Fotovoltaikstrom für die Wärmepumpen zur Verfügung steht und dann wahrscheinlich thermische Kraftwerke hochgefahren werden müssen. Falls die Erdbohrungen noch um etwa 400 m tiefer sein könnten, wären keine Wärmepumpen mehr nötig für das Heizen.

Eine theoretisch sehr schöne Lösung für die Stabilisierung der Temperatur in gut isolierten Häusern wäre ein rein passives System mit Latentwärmespeichern von etwa 23 oC, deren Wärmebilanz über das Jahr durch den Lüftungsmodus ausgeglichen werden könnte. Im Winter wäre die Lufttemperatur im Haus dann vielleicht 21 und im Sommer 25 oC. Dazu wäre aber ein gutes entsprechendes Material mit einer Zusatzdicke von 10 bis 20 cm innen an den Aussenwänden und auf den Innenwänden nötig, also eine gewaltige Materialmenge. Das heute für ähnliche Zwecke verwendete Paraffin mit seiner Schmelzwärme ist wohl nicht ideal, schon wegen dem Verhalten bei Bränden! Auch würden die Investitionskosten mit dieser Methode die wegfallenden Betriebskosten möglicherweise nicht kompensieren. Aber die Weiterforschung auch in dieser Richtung wäre intressant!

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Sehr geehrter Herr Martin Holzherr
Die eingangs gestellte Frage seitens Herrn Prof. Leibundgut, und von Ihnen wiederholt, ist nichts anderes zu verstehen als so, wie die Frage gestellt worden ist. Die Antwort auf diese Frage wie ich schon mal festgehalten habe ist ohne Zweifel mit „Ja“ zu beantworten. Demzufolge Ihre Bemerkung „ scheint mir, sie ordnen den obigen Beitrag von Professor Leibundgut falsch ein“ stimmt nicht. Ich habe die Frage genau eingeordnet wie sie gestellt wurde. Ihre Bemerkung das, es hier um „…technische Machbarkeit, Wirtschaftlichkeit und Umsetzbarkeit“ geht, ist nichts neues und jeder Wissenschaftler, Ingenieur, Physiker etc. kann die Frage entsprechend aus seiner Sicht korrigieren; wie Sie es auch gerade – nicht aber auf dem Punkt gebracht- tun! Genau darum geht es hier; und auch meine Kritik; die vom Prof. Leibundgut gestellte Frage darf keinen Platz für Spekulationen, wie in Ihrem Fall – aus der „…technische Machbarkeit, Wirtschaftlichkeit und Umsetzbarkeit“ bereit stellen. Den damit spekulieren Sie, genau wie ich und jeder andere spekulieren könnte. Ein der Art Spekulation wäre z.B. dieser Aussage: die Frage wurde rein aus der Umweltaspekten gestellt und nicht wie sie es vermuten aus anderen Aspekten!Fazit: die Frage wurde nicht genug präzise gestellt und sehr spekulativ, was in der Forschung nicht üblich ist! Dahin Richtet sie meine Kritik.Ferner sie schreiben, ohne irgendwelche Argumente folgendes; “ Prof. Leibundgut fasst die Eckdaten der schweizerischen Wärmeversorgung kompakt zusammen und schafft damit das Fundament um mögliche Alternativen zur heutigen Versorgung zu evaluieren“. Die Eckdaten bilden überhaupt keinen derart Fundament -zumindest in die Wissenschaft nicht- wie sie es vermuten, denn diese Daten wie z.B. 700‘000 Heizkessel, 8 Millionen Tonnen Gas und Öl, etc. sind jeder Zeit bei der Amt für Statistiken erhältlich und somit kein grosses Fundament für das zukünftige

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Herr Ramadani,

Sie sprechen interessante Punkte an die
eine Antwort des Autors verdienen!

Insbesondere:

„Fragen ob das möglich ist und nicht ob es Sinn macht und ob die Energiemenge vorhanden bzw. bereit gestellt werden kann?“

Genau, das ist auch fuer mich eine Kernfrage und
die Antwort scheint bekannt:

Wir haben nicht genug Energiequellen um ein ewiges Wachstum zu ermoeglichen!

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Sehr geehrter Herr Argjent Ramadani,

es scheint mir, sie ordnen den obigen Beitrag von Professor Leibundgut falsch ein, wenn sie schreiben Wenn wir genügend Strom haben, dann können wir die Energieumwandlung – für uns bekannte Formen- in Wärme, „Kälte“, Strömung etc.- ohne Zweifel einsetzen und verwenden.
Hier geht es nicht um Physik und physikalische Machbarkeit sondern um technische Machbarkeit, Wirtschaftlichkeit und Umsetzbarkeit. In dieserm Zusammenhang werden auch Professor Leibundguts Eingangssätze verständlich, die ich im folgenden noch einmal wiedergebe: In der Schweiz werden jährlich 8 Millionen Tonnen Gas und Öl in zirka 700’000 Heizkesseln verbrannt. Ist es möglich, dieselbe Energieleistung mit Erdsonden, Hybridkollektoren und Wärmepumpen zu erzielen?
Zugegeben besser wäre wohl die Formulierung: Ist es möglich, dieselbe Energie und Leistung mit Erdsonden, …. zu erzielen.

Prof. Leibungdut fasst die Eckdaten der schweizerischen Wärmeversorgung kompakt zusammen und schafft damit das Fundament um mögliche Alternativen zur heutigen Versorgung zu evaluieren. Mancher Journalist, der ganze Zeitungsbeilagen über Energiefragen schreibt, weiss nämlich z.B. nicht, dass (Zitat) die in den Heizkesseln installierte Spitzenleistung zurzeit ca. 40 Gigawatt beträgt. Ohne dieses Wissen fehlt den Planungen aber die „Erdung“.
Im folgenden eine kurze Anwendung der Aussage Der an der ETH entwickelte und ab Mitte 2012 auf dem Markt erhältliche Hybridkollektor wandelt diese eingestrahlte Energiemenge [80 TWH Solarenergie] um in zirka 15 TWH Strom und rund 33 THW Wärme von 20-30°C.
Ein Passivhaus benötigt pro m^2 und Jahr etwa 15 kWh Heizenergie. In CH gibt es weniger als 700 Quadratkilometer beheizte Flächen => 10.5 TWH können in einer reinen Passivhaus-CH also die Wärme liefern und die oben vorgeschlagenen Hybridkollektoren reichen dafür aus.

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Sehr geehrter Herr Prof Leibungut

Ihre eingangs gestellte Frage als solches kann sehr einfach- zumindest aus heutiger Stand der Technik- mit ja beantwortet werden. Ich erlaube es mir aber zuerst – hoffe sie gestatten es mir- Ihre Fragestellung etwas – zumindest aus der formativen Sicht her- etwas näheres einzugehen damit ich die einfache Beantwortung dieser Frage argumentieren kann.
Ihre Frage „ Ist es möglich, dieselbe Energieleistung mit Erdsonden, Hybridkollektoren und Wärmepumpen zu erzielen“ habe erst einmal als eine Parodie der Art „Sokal-Affäre“ verstehen wollen. Ich dachte Sie machen sie sich Lustig mit dem Begriff Energieleistung! Ich frage mich was ist passiert, haben sie den Begriff tatsächlich verwenden wollen? Meine Frage scheint als eine Satire aber meine Motivation dahinter ist eine tiefer ernst denn diese Begriff kann nicht stehen bleiben in der Art wie sie es verwenden. Sie verwenden Begriffe in einer Weisse, die kaum ein Wissenschaftler oder Physiker ernst nehmen würde.
Im zweiten Teil Ihre Fraga finde ich nochmals seltsam. Ich nehme an- mit Energieleistung- meinen Sie die Energiemenge und eine entsprechende Leistung mit verschiedene Technologien wie Wärmepumpen etc. umzuwandeln und für Heizzwecke zu nutzen. Natürlich geht das, es braucht keine grosse Überlegungen und Argumente dafür, denn Sie Fragen ob das möglich ist und nicht ob es Sinn macht und ob die Energiemenge vorhanden bzw. bereit gestellt werden kann. Wenn wir genügend Strom haben dann können wir die Energieumwandlung – für uns bekannte Formen- in Wärme, „Kälte“, Strömung etc.- ohne Zweifel einsetzen und verwenden.
Ich schliesse meine Bemühungen zur diese Thema hiermit ab und hoffe auf weiter Interessante Artikel.

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Sehr geehrter Herr Professor Leibundgut,

In diesem Beitrag legen sie überzeugend dar, dass die grossen Kosten einer vollständigen Energiesanierung aller Gebäude in der Schweiz (150 Milliarden CH Franken) durch die Einsparungen bei den fossilen Brennstoffen wettgemacht werden.

Die Frage nach der zu verwendenden Technologie, um das Ziel einer vollständigen Dekarbonisierung aller Gebäude zu erreichen, beantworten sie mit einem System, das es heute noch nicht zu kaufen gibt. Wärmesonden, die tiefer als 250 m reichen sind noch im Experimentalstadium. Sie werden erst von wenigen Firmen angeboten und müssen robuster gefertigt sein als konventionelle Wärmesonden. Der Artikel Wie ETH-Professor Leibundgut die Energiewende schaffen will von Martin Läubli im Tagesanzeiger ist zur Vertiefung empfehlenswert.
Die Hybridkollektoren, die sie einsetzen wollen, sind ebenfalls noch keine Massenware und dementsprechend teuer. Dennoch handelt es sich sicher nicht um exotische Raketentechnologie, die sie hier vorstellen, sondern um Technologie, die mittelfristig einen hohen Standardisierungsgrad erreichen kann.

Für Probleme wie das Heizen auch in Perioden extremer Kälte (wie sie jetzt gerade herrschen) gibt es allerdings auch einfachere Lösungen, wie z.B. Holz-Zusatzheizungen, die nur im Bedarfsfall zum Einsatz kommen. Ihre Lösung ist allerdings eleganter und wohl – wenn einmal Standard – auch billiger.

Weniger optimistisch als sie bin ich, was die völlige energetische Sanierung aller Gebäude bis 2050 angeht. Der heutige Sanierungsgrad von gerade einmal 1 bis 2% aller Gebäude pro Jahr, von denen aber viele gar nicht energetisch, sondern andernweitig saniert werden, reicht nicht um dieses Ziel zu erreichen.

Ich bin gleicher bzw. anderer Meinung: Daumen hoch 7 Daumen runter 5

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