Nordhessische … Erneuerbare Energien, Klima und Nachhaltigkeit

Abstract

Dieser Artikel ist eine bislang kleine Sammlung von Fragen und Antworten sowie Aspekten zu den Themen erneuerbare Energien, klimawirksame Emissionen sowie Nachhaltigkeit. Es werden einige der gängigsten Punkte thematisiert. Der Artikel erhebt dabei nicht den Anspruch der Vollständigkeit und wird später um weitere Punkte ergänzt.

Das ehemalige Kernkraftwerk Würgassen an der Weser war 23 Jahre in Betrieb, der Rückbau war mit einer Dauer von 17 Jahren nicht sehr viel kürzer.

Fragen und Antworten zur Solarenergie []

Und wenn über Deutschland eine geschlossene Wolkendecke ist?
Diese Frage betont den nationalen Aspekt der Stromerzeugung sowie den der Speicherung. Die Antworten sind, dass es natürlich ein Stromverbund-Netz sowie verschiedene Energiequellen gibt, die elastisch auf das Angebot an anderer Energie reagieren können. Gerade bei fossilen Energiequellen stellt sich allerdings auch hier die Frage nach der Verfügbarkeit und dem „Verbundnetz“, denn in Deutschland wird keine Kohle mehr abgebaut und die eigenen Vorkommen an Erdöl und Erdgas sind wohl nicht so ergiebig. Stattdessen hängen wir hier in extremen Maße von Importen aus anderen Ländern ab. Was ist, wenn bei denen „die Sonne nicht mehr scheint“?

Fragen und Antworten zur Stromspeicherung []

Die Erzeugung von synthetischem Erdgas/Wasserstoff mit elektrischer Energie ist ineffizient.
Am ersten Hauptsatz der Thermodynamik – Energieerhaltung können auch die „erneuerbaren Energien“ nichts ändern. Das heißt, dass die Energie, die beim Verbrennen der Gase freigesetzt wird, vorher bei der Erzeugung der Gase nötig ist – unter Berücksichtung des Wirkungsgrads sogar etwas mehr, da ein Teil der hineingesteckten Energie in Wärme umgewandelt wird. (Hier schlägt dann der zweite Hauptsatz der Thermodynamik zu.) Bei fossilen Energieträgern ist die Energiedichte sehr hoch und daher wird zur Ausbeutung weniger Energie benötigt als in der geförderten Menge (Öl, Gas, Kohle) enthalten ist. Im Gegensatz zum synthetischen Gas können fossile Energieträger allerdings nicht „auf Zuruf“ hergestellt werden, sondern sind im Laufe von hunderten Jahrmillionen entstanden. Neben der Zeit war auch viel äußerer Druck nötig, sprich eine äußere Kraft auf die Ausgangsstoffe. Diesen Aufwand haben nicht wir betreiben müssen, sondern „von der Natur geschenkt“ bekommen. Fairerweise müssten Aufwand, Zeit und Elastizität der Produktion auch im Vergleich verschiedener Energieträger berücksichtigt werden.

Aspekte von CO2-Emissionen []

Die abgerissenen Kühltürme des ehemaligen Kernkraftwerks Philippsburg. Auf dem Gelände wird jetzt ein ein Hochspannungs-Konverter für Gleichspannung errichtet.
Holz ist nachwachsend und daher nachhaltigerer als fossile Brennstoffe.
Diese Aussage ist pauschal schwierig. Tatsächlich wächst Holz schneller nach als Kohle entsteht, allerdings ist der Brennwert und damit die Energiedichte geringer [Tabelle mit Energiedichten verschiedener Stoffe]. Es ist also eine größere (doppelt bis dreimal) Menge an Holz notwendig um den gleichen Brennwert wie Steinkohle oder Diesel zu erreichen. Allerdings setzt die Verbrennung von Holz nicht nur CO2, sondern auch Feinstaub frei, der eigentlich weggefiltert werden müsste. Und das freigesetzte CO2 ist das, welches vorher im Holz gebunden war. Die Verbrennung von Holz ist damit zwar unter Umständen eine Alternative zur Verbrennung fossiler Brennstoffe, löst allerdings nicht das Problem der CO2-Emissionen.
Betonfirmen gehören zu den größten CO2-Emittenten.
Das liegt in der Natur der Sache, genauer der Chemie des Betons. Ein wichtiger Bestandteil von Beton ist (Portland-) Zement, der aus Zementklinker und Calciumoxid (CaO) hergestellt wird. Die dort ablaufenden chemischen Reaktionen benötigen nicht nur viel Energie auf Grund der hohen Temperaturen, sondern setzen auch CO2 als Reaktionsprodukt frei. So entsteht das CaO beim Brennen aus Calciumcarbonat („Kalkstein“) gemäß der Reaktion CaCO3 + Δ → CaO + CO2. Zusammen mit Ton wird daraus Zementklinker gebrannt.
Die Verwendung von Holz als Baustoff hat den Vorteil, dass CO2 im Gebäude gebunden statt emittiert wird. Nicht nur Fertighäuser, sondern auch Hochhäuser können mit Holz gebaut werden. Dafür ist außerdem kein spezieller Sand nötig, der eine endliche Ressource beim Bauen mit Beton darstellt.
Eisen wird im Hochofen mit Steinkohlenkoks verhüttet, wobei CO2 freigesetzt wird.
Auch das liegt in der Natur der Sache. Roheisen im Hochofenprozess ist Fe2O3, das in elementares Fe überführt werden muss. Dafür gibt es Reaktionswege mit CO und H2. Für beide sind klassischerweise u. a. Koks nötig und produzieren CO2. Die Verwendung von (synthetischem) H2 kann hier helfen die CO2-Emissionen zu reduzieren.
Das Steinkohlenkoks enthält Schwefel, der das Eisen im Hochofenprozess „aufschwefelt“. Zur Entschwefelung wird CaO verwendet, das wie oben beschrieben aus Kalkstein gebrannt wird, wobei große Mengen CO2 freigesetzt werden. Die Reduzierung des Koksbedarfs im Hochofen reduziert dementsprechend auch die Notwendigkeit der Entschwefelung, so dass weniger CaO global benötigt und gebrannt werden muss.