Erneuerbare Energie stammt – mit Ausnahme der Geothermie – aus einer einzigen Quelle: Die Sonne liefert uns Unmengen an Energie in Form von Lichtwellen und W\u00e4rmestrahlung. Sie treffen auf die Erde und werden seit dem Beginn des Lebens durch Pflanzen, Tiere und Menschen in andere Energieformen umgewandelt. In ihrem Ursprung ist es eine reine Kernenergie. Energie aus der Kernfusion von Wasserstoff in Helium.<\/p>\n
Die Photosynthese ist wohl das bekannteste Beispiel einer nat\u00fcrlichen Umwandlung von Sonnenenergie. Sie ist auch die erste Form von Energieumwandlung, die nicht auf Kernspaltung oder Kernfusion gr\u00fcndet. Sie hat auf der Erde ihren Anfang durch die Entstehung des Lebens genommen. Das Leben selbst ist eine komplizierte Form von Energieumwandlung. Ohne Energie gibt es deshalb auch kein Leben. Dabei muss man beachten, dass diese Urform von Energieumwandlung einen relativ schlechten Wirkungsgrad aufweist. Lediglich 3-5% der auf der Erde auftreffenden Sonnenenergie wird dabei in pflanzliche Materie und Zucker umgewandelt. Trotz dieses schlechten Wirkungsgrades entstanden alle fossilen und pflanzlichen Energietr\u00e4ger urspr\u00fcnglich aus der Energie der Sonne.<\/p>\n
Die Menschen haben mit der Zeit gelernt, diese Energie gezielt einzusetzen. Das Feuer hat die ersten Menschen schon bald gew\u00e4rmt, ihre Spiesse geh\u00e4rtet und ihre Nahrung zubereitet. Heute wird vor allem die sogenannte „Neue Erneuerbare Energie“ aus verschiedenen Zwischenformen der Sonnenenergie gewonnen: Wind, Wellen, Wasserkraft, Abfall, Pflanzenmaterial oder Holz. Die Umwandlung erfolgt mittels technischer Hilfsmittel. Wir werden hier die drei Hauptumwandler Windkraftnutzung, Photovoltaik und Sonnenthermik miteinander vergleichen.<\/p>\n
Um es vorwegzunehmen: Die Sonnenw\u00e4rmenutzung ist mit Abstand die erfolgreichste, ausgereifteste und sinnvollste Nutzung von „Neuer Erneuerbarer Energie“. Weit abgeschlagen, noch weit entfernt von der Photovoltaik, finden wir die Windenergie. Die weltweit nutzbare Windenergie betr\u00e4gt gerade mal 0.53 Watt pro Quadratmeter nichtglaziale Erdoberfl\u00e4che. Sonnenw\u00e4rme kann mit einem Anteil von 116 Watt pro Quadratmeter die 219-fache Leistung erbringen. Beide Technologien werden dabei wirkungsgradbereinigt und als effektiv nutzbare Energie im praktischen Einsatz verglichen. Selbst die Photovoltaik schneidet wesentlich besser ab, als die Windenergie: Mit 33 Watt pro durchschnittlichem Quadratmeter Landfl\u00e4che ist sie immer noch rund 62 mal wirkungsvoller als die Umwandlung von Windenergie in elektrische Energie. Wie kann das sein?<\/p>\n
Quellen: Siehe unter „Referenzen“<\/em><\/p>\n Als Vergleichsgr\u00f6sse f\u00fcr die einzelnen Umwandlungstechniken bew\u00e4hrt sich interessanterweise eine Fl\u00e4chengr\u00f6sse. Quadratmeter sind eine Einheit, in der Begriffe wie die Solarkonstante und durchschnittliche Leistung in Watt pro Quadratmeter in diesem Zusammenhang oft angewendet werden. Der Eintrag von Sonnenenergie ist ja auch bezogen auf die der Sonne zugewandte Seite der Erde, was im Endeffekt einer simplen Fl\u00e4che entspricht: Die Fl\u00e4che einer Halbkugel. Bei der Landfl\u00e4che werden nur die „unvereisten Zonen<\/em>“ ber\u00fccksichtigt, da sich die Dokumente f\u00fcr Windkraft auch nur auf diese Zonen beschr\u00e4nken. Die Bedeutung des globalen Windaufkommens muss bei dieser Anlage unber\u00fccksichtigt bleiben, weil die Zahlen nur f\u00fcr das Binnenwindaufkommen vorhanden sind. Eine Verschiebung des Verh\u00e4ltnisses hat das kaum zur Folge, da alle beschriebenen Technologien auch auf die komplette Erdoberfl\u00e4che angewendet werden k\u00f6nnen.<\/p>\n Sind diese Wirkungsgrade und die Leistung vergleichbar? Alle erw\u00e4hnten Technologien verf\u00fcgen \u00fcber den oben erw\u00e4hnten maximalen Wirkungsgrad, der nur bei optimalen Verh\u00e4ltnissen erreicht wird.<\/p>\n Bei Wind<\/strong> wird der Wirkungsgrad bei einer konstanten Windgeschwindigkeit von ca. 8.5 m\/s erreicht (30 Kmh). Bei Windkraft ist wichtig, zu wissen, dass die Leistung in der dritten Potenz der Windgeschwindigkeit zunimmt. Auf der anderen Seite m\u00fcssen Windkraftwerke bei sp\u00e4testens 35 m\/s (126 Kmh) aus technischen Gr\u00fcnden abgeschaltet werden. In der Regel findet die Abschaltung schon viel fr\u00fcher statt (24-28 m\/s). Der Wirkungsgrad f\u00e4llt markant zusammen, wenn Winde \u00fcber 14 m\/s erreicht werden. Die Nennleistung bleibt zwischen der Nennwindgeschwindigkeit und der Abschaltwindgeschwindigkeit konstant hoch. Es werden kaum mehr als 2’000 Volllaststunden j\u00e4hrlich erreicht. An Binnenstandorten (Distanz zur K\u00fcste ist entscheidend) f\u00e4llt auch dieser Wert schnell unter eine akzeptable Gr\u00f6sse. Windkraft ist die unzuverl\u00e4ssigste erneuerbare Energiequelle. Der Intervall zwischen Flaute und Windaufkommen kann im Extremfall Wochen betragen. Die Speicherung des damit gewonnenen Stroms ist bisher kaum gel\u00f6st. Die Speicherung mittels Wasser in Speicherseen ist nur in Ausnahmef\u00e4llen eine in der Praxis funktionierende L\u00f6sung, weil der Strommarkt den teueren Windstrom aus der Schweiz kaum daf\u00fcr verwenden will, w\u00e4hrend er deutschen Windstrom praktisch gratis bekommt. Die deutschen Windr\u00e4der verf\u00fcgen heute noch \u00fcber praktisch keine M\u00f6glichkeit der Speicherung in Pumpspeicherkraftwerken. Es muss daher davon ausgegangen werden, dass ein grosser Teil des erzeugten Stroms nie an der Steckdose eines Kunden ankommt. Was nicht sofort verbraucht wird, ist verloren. Die fehlende Steuerm\u00f6glichkeit der Leistung f\u00e4llt bei dieser Technologie extrem ins Gewicht. Das hat unerw\u00fcnschte Nebeneffekte wie systemische Treibhausgasemissionen und die Notwendigkeit von mitlaufenden Ersatzkapazit\u00e4ten f\u00fcr die Stabilisierung des Stromnetzes zur Folge.<\/p>\n Die Umsetzung von Sonnenw\u00e4rme<\/strong> leidet unter Bew\u00f6lkung und Nebel. Der Vorteil ist aber, dass die Sonne mit Sicherheit jeden Tag scheint. Das erh\u00f6ht das theoretische Potenzial und wirkt sich auch in der Praxis stabiler aus, als das zum Beispiel bei Wind der Fall ist. Da die Energie nicht umgeformt werden muss, ist der Wirkungsgrad entsprechend hoch. Sonnenw\u00e4rme kann in der Praxis auch eine indirekte positive Wirkung f\u00fcr den Stromverbrauch haben. Dann n\u00e4mlich, wenn sie den Boiler ersetzt , der den wertvollen elektrischen Strom in warmes Wasser umwandelt. Mit Sonnenenergie vorgew\u00e4rmtes Wasser muss mit weniger elektrischer Energie zum Kochen gebracht werden. Die Warmwassernutzung im Haushalt und Betrieb kann mit Sonnenw\u00e4rme weitgehend gel\u00f6st werden. In den gem\u00e4ssigten Gebieten ist die Warmwasseraufbereitung w\u00e4hrend 9 Monaten des Jahres zuverl\u00e4ssig sichergestellt. W\u00e4hrend den \u00dcbergangszeiten von Winter\/Fr\u00fchling und Herbst\/Winter kann damit auch ein guter Teil der Heizenergie gewonnen werden. Die problematischen Monate sind Dezember und Januar. In dieser Zeit ist der W\u00e4rmeeintrag marginal und muss durch eine alternative Energiequelle \u00fcberbr\u00fcckt werden (Holz ist ideal). Eine Ausrichtung der Kollektoren nach S\u00fcd oder S\u00fcdwest ist wichtig. Werden die Kollektoren nachgef\u00fchrt, kann der Energieeintrag vor allem in den \u00dcbergangszeiten zwischen den Winter\/Fr\u00fchling und Herbst\/Winter stark verbessert werden.<\/p>\n Photovoltaik<\/strong> hat das gr\u00f6sste Potenzial f\u00fcr eine Erh\u00f6hung des Wirkungsgrades. Man darf sie aber nicht untersch\u00e4tzen. Schon heute kann der j\u00e4hrlich ben\u00f6tigte Bedarf an Strom eines statistischen Haushalts\u00a0 auf dem eigenen Hausdach produziert werden (Jahresmenge, Arbeit, KWh). Das Problem ist die fehlende Leistung auf Zeit (KW). Sie kann nur in Ausnahmef\u00e4llen direkt erreicht werden, um die typischen K\u00fcchenger\u00e4te direkt betreiben zu k\u00f6nnen. Wenn in naher Zukunft ein funktionierender Kleinspeicher vorhanden ist, kann Photovoltaik den notwendigen Beitrag an die private Stromversorgung leisten. Es sind dann Insell\u00f6sungen denkbar, die ohne Komforteinbusse w\u00e4hrend des ganzen Jahres zuverl\u00e4ssig funktionieren. Gute Ans\u00e4tze f\u00fcr Speicherl\u00f6sungen sind in Entwicklung und lassen hoffen. Eine in der Praxis bereits funktionierende Speicherung ist die Redox-Vanadium-Batterie<\/a>. Sie ist gross, teuer und die Selbstentladung ist nicht optimal gel\u00f6st. Damit ist sie f\u00fcr Privathaushalte momentan keine echte Alternative.<\/p>\n Die Vergleichbarkeit der Wirkungsgrade und der Leistung pro Quadratmeter ist in diesem Vergleich gegeben. Alle Formen der Energieumwandlung haben spezifische Vor- und Nachteile in der Umsetzung. In der Regel heben sie sich aber weitgehend auf.<\/p>\n Kosten entstehen in verschiedener Hinsicht. Die Ecoinvent hat sich mit den verschiedenen Kosten der Umwandlungsformen auseinandergesetzt. Jeder Technologie muss neben den direkten Gestehungskosten auch indirekte Kosten angerechnet werden. Oft vergessen werden die indirekten Kosten f\u00fcr die Umwelt, die Landschaft und nat\u00fcrlich der Natur.<\/p>\n Windr\u00e4der<\/strong> haben dabei das gr\u00f6sste vernachl\u00e4ssigte Kostenpotenzial. Sie sind sehr in Mode und werden auch an den denkbar ungeeignetsten Standorten geplant und leider auch gebaut. Die Nachteile blendet man in der \u00f6ffentlichen Diskussion gerne aus oder sie werden bewusst ignoriert. Zu sch\u00f6n ist es, von einer atomkraftfreien Gesellschaft tr\u00e4umen zu k\u00f6nnen. Die Windr\u00e4der werden als passendes Argument missbraucht, weil das auch politisch und gesellschaftlich h\u00f6chst anerkannt ist. Vergleichen wir die effektive Leistung von Windkraft mit der effektiven Leistung von Sonnenw\u00e4rme, f\u00e4llt die Windkraft zu einer kleinen Marginalie der erneuerbaren Energieproduktion in sich zusammen wie ein Souffl\u00e9. Das Verh\u00e4ltnis zwischen Aufwand (Verbauung der Landstriche und H\u00fcgel mit tausenden von Windr\u00e4dern) und Ertrag (0.53 Watt pro Quadratmeter Erdoberfl\u00e4che) spricht B\u00e4nde. Windkraftnutzung hat kein Entwicklungspotenzial. Der Abbau der f\u00fcr die Windkraftwerke erforderlichen Metalle der „Seltenen Erden“ verursacht in China viel Leid. Das dabei anfallende radioaktive Thorium belastet im Anbaugebiet das Grundwasser. Hier halten sich die Atomkraftgegner gerne mit Kritik zur\u00fcck. Man hackt lieber auf alten verblichenen Zahlen und Werten der russischen Aufbereitungsanlage Majak herum – ohne den Beweis daf\u00fcr anzutreten, dass es da wirklich zu einer aktuellen Neukontamination kommen w\u00fcrde.<\/p>\n Die Wirkungsgrade liegen nah beim theoretischen Maximum von 59%. Die von Rudolf Rechsteiner in seinem Buch „Gr\u00fcn Gewinnt“ postulierte L\u00f6sung mit hunderttausenden von Windr\u00e4dern kann nicht funktionieren und verblasst bei n\u00e4herer Betrachtung als reine Propaganda f\u00fcr den Atomausstieg. Die Euphorie Rudolf Rechsteiners<\/a> f\u00fcr Windkraft ist nur damit zu erkl\u00e4ren, dass er als Gesch\u00e4ftsf\u00fchrer oder Pr\u00e4sident der ADEV selber Windkraftwerke gebaut und verkauft hat. Wie \u00fcbrigens noch manch andere „Gr\u00fcne Politiker<\/em>“ der Schweiz, die sich bezeichnenderweise nicht nur aus der Gr\u00fcnen Partei rekrutieren. Opportunismus ist den Politikern aller Couleur eigen.<\/p>\n Die Wirkung auf die Zahl der lokalen Arbeitspl\u00e4tze wird stark \u00fcbersch\u00e4tzt. Die Wartungsarbeiten werden meist regional gel\u00f6st. Die lokalen Anlagenwarte d\u00fcrfen die Betonsockel reinigen und die frische Farbe auftragen. Mit der Fernwartung wird auch die Steuerung in den Hauptsitzen der grossen Windradfirmen gel\u00f6st. Es gibt kein regionales Arbeitsplatzpotenzial, das erw\u00e4hnenswert ist. Dies zeigt die internationale Erfahrung zu diesem Thema. An den Versprechungen der Verk\u00e4ufer und Betreiber hat das noch nichts ge\u00e4ndert. Auch die vermeintliche CO2 – freie Produktion ist genauer betrachtet nicht gegeben. Laut ecoinvent verursachen Windkraftwerke w\u00e4hren ihres Lebens 11 Gramm Co2 pro produzierter Kilowattstunde – direkt. Systemisch betrachtet sind es weit mehr<\/a>.<\/p>\n Die Photovoltaik<\/strong> ist aber auch nicht ohne Tadel. F\u00fcr die Produktion fallen Unmengen an direkt und indirekt emittierter Treibhausgase an. Die daf\u00fcr verwendeten Rohstoffe sind teilweise sehr selten und ihre Gewinnung und Verarbeitung alles andere als unproblematisch. Die Photovoltaik hat aber zwei Vorteile: Das Entwicklungspotenzial ist relativ gross. Die Lebensdauer der Sonnenpanels ist praktisch unbeschr\u00e4nkt, mit Sicherheit aber ein Vielfaches der Windkraftwerke. In der Regel sind sie wartungsfrei. Das Arbeitsplatzpotential ist wesentlich gr\u00f6sser als bei Windkraft, da die Panels von lokalen Handwerkern meist in Zusammenhang mit einer Dachsanierung eingebaut werden.<\/p>\n Die Sonnenw\u00e4rme<\/strong> ist die einzige Energieumwandlung, die eigentlich gar nichts mit Umwandlung, sondern eher mit Energieaustausch zu tun hat. Der Wirkungsgrad ist unerreicht hoch, kann aber auch nicht mehr wesentlich gesteigert werden. Die Sonnenw\u00e4rme, richtig eingesetzt, ist eindeutig die hoffnungsvollste Variante der Neuen Erneuerbaren Energie in den gem\u00e4ssigten Zonen der Erde, also auch bei uns. Ausgerechnet sie wird durch die Kostendeckenden Einspeiseverf\u00fcgung (KEV) nicht subventioniert, weil in der Regel kein Strom umgewandelt wird. Sie hat es auch gar nicht n\u00f6tig. Sonnenw\u00e4rme hat das Potenzial, einen entscheidenden Beitrag an unsere Energieversorgung zu leisten. Viel mehr als die hochgelobten Windkraftwerke. Mit praktisch null Nachteilen bei Produktion und Emission. Mit einer traumhaften Lebenserwartung und damit dem wohl bestm\u00f6glichen „Return on Investment“. Das lokale Arbeitsplatzpotenzial ist mit Abstand das gr\u00f6sste aller beschriebener Technologien. Sogar die Kollektoren werden oft in der Schweiz gefertigt.<\/p>\n Die Vorteile von Sonnenthermik und Photovoltaik<\/strong> – gerade in ihrer Kombination – ist \u00fcberw\u00e4ltigend. Es ist nicht nachvollziehbar, dass man aus energetischen Gr\u00fcnden die Windkraft \u00fcberhaupt noch einsetzt. Der Grund ihres Einsatzes liegt bei einer fehlgeleiteten politischen und finanziellen F\u00f6rderung mit quersubventioniertem Geld. Das zieht nicht die Energie aber umso mehr die profitorientierten Kleinkr\u00e4mer, Windradverk\u00e4ufer und Investoren an. F\u00fcr die Frage der Energiewende haben Windkraftwerke definitiv keinen entscheidenden Anteil. Wir sollten das schleunigst akzeptieren und uns den Technologien zuwenden, die dem Ziel einer ehrlichen, \u00f6kologischen Energieproduktion schon heute sehr nahe stehen.<\/p>\n Windkraft<\/strong>: Die Schweiz ist das wind\u00e4rmste Land Europas. Obwohl das europ\u00e4ische Windaufkommen vor allem entlang den K\u00fcsten gute Werte erreicht, kann das f\u00fcr die Schweiz nicht im Ansatz gelten. Die Windprofis Europas empfehlen unisono<\/a>\u00a0 6.5 Meter pro Sekunde auf Nabenh\u00f6he als das minimalst notwendige Windaufkommen f\u00fcr den sinnvollen Einsatz von Windkraftr\u00e4dern. Das wird in der Schweiz praktisch nirgendwo erreicht. Die Sch\u00e4den die der Natur, der Landschaft und den nahen Anwohnern drohen, stehen in keinem Verh\u00e4ltnis zur schwachen Wirkung. Selbst 1’000 Windr\u00e4der k\u00f6nnen im besten Fall gerade mal den kleinsten Teil der Spitzenlast des schweizer Stromnetzes liefern. Im schlechtesten Fall sind es kaum bemerkenswerte 0.3%. Der Windkraft kann in der Schweiz keinerlei Vorteil zugestanden werden. F\u00fcr die Energieproduktion machen sie aus keiner Betrachtungsrichtung einen Sinn.<\/p>\n Photovoltaik<\/strong>: Die Sonneneinstrahlung ist hier wesentlich besser als in Deutschland. Gerade auf h\u00f6her gelegenen Hausd\u00e4chern kann ein ansehnlicher Teil der privaten Stromverbrauchs produziert werden. Sinn macht das allerdings erst bei Anwendung eines kleinen Speichers und wenn das Konzept als Insell\u00f6sung geplant wird. Die Wirkung der Einspeisung in das Stromnetz kann nur schwer abgesch\u00e4tzt werden. Die notwendige Leistung zum Kochen und Heizen kann in der Regel nur aus einem Speichersystem zur Verf\u00fcgung gestellt werden. Das Potenzial ist gross, die Sch\u00e4den an Natur und Umwelt sind nicht ann\u00e4hernd so gross wie bei den Windkraftwerken. Diese Technologie wird auch in der Schweiz eine wichtige Rolle spielen.<\/p>\n Sonnenw\u00e4rme<\/strong> hat das gr\u00f6sste Potenzial in der Schweiz. Neben dem noch wichtigeren Thema „Energie Sparen<\/em>„, das wir hier nicht diskutieren, kann diese Technologie den gr\u00f6ssten Teil der Warmwasseraufbereitung und einen guten Teil an die Heizleistung \u00fcbernehmen. Der Wirkungsgrad und der effektive Energieeintrag ist enorm. Der gr\u00f6sste Vorteil ist aber das komplett und zuverl\u00e4ssig gel\u00f6ste Problem der Speicherung. W\u00e4rme kann im Wasser auch mehrere sonnenlose Tage \u00fcberdauern. Der W\u00e4rmeverlust dieser Speicherart ist marginal. In der Regel kann an 9 Monaten im Jahr das gesamte Warmwasser eines Haushalts oder Betriebs erzeugt werden. Die Nutzung von Sonnenw\u00e4rme schafft auch die meisten lokalen Arbeitspl\u00e4tze, weil von der Herstellung, der Beratung \u00fcber die Montage und bis zur Wartung alles von lokalen Betrieben und Handwerkern ausgef\u00fchrt werden kann und muss. Sonnenw\u00e4rme kennt keine negativen Folgen f\u00fcr Umwelt und Gesellschaft. Sie ist allen anderen Formen klar vorzuziehen.<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Eine Frage, die so noch kaum je diskutiert wurde Erneuerbare Energie stammt – mit Ausnahme der Geothermie – aus einer einzigen Quelle: Die Sonne liefert uns Unmengen an Energie in Form von Lichtwellen und W\u00e4rmestrahlung. 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Die Rechnung<\/h3>\n
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Diskussion<\/h3>\n
Kosten und Arbeitspl\u00e4tze<\/h3>\n
Vorteile\/Nachteile aus lokaler Sicht (Schweiz)<\/h3>\n
Referenzen<\/h3>\n
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