Gastautor / 15.08.2017 / 06:30 / Foto: Orren Jack Turner / 13 / Seite ausdrucken

Der Todfeind der Regierung: Die Physik (2)

Von Günter Keil.

Geothermiekraftwerke: Wer Geothermiekraftwerke bauen will, sollte sich eigentlich vorher überlegen, ob es nicht ungleich sinnvoller ist, die aus dem Untergrund kommende Niedertemperaturwärme zu Heizzwecken zu nutzen. Gerade im kühlen Norden ist der Bedarf an Heizwärme viel größer als der an Strom – und die Temperatur der Thermalquellen ist für diese Anwendung brauchbar. Aber wenn man aus völlig unverständlichen und anscheinend ideologischen Gründen immer nur Strom haben will, egal, ob sich die jeweilige „erneuerbare“ Energiequelle überhaupt dafür eignet und auch egal, was dann die Kilowattstunde kostet, dann hat man die deutsche Situation.

Und man sieht sich der Thermodynamik gegenüber und im Falle der Stromerzeugung dem Carnotschen Kreisprozess, der den theoretischen erreichbaren Grenzwert des Wirkungsgrades für eine ideale, regenerative Wärmekraftmaschine definiert. Er hängt allein von den beiden Betriebstemperaturen ab: Von der Eingangstemperatur des Thermalwassers, die wohl kaum über 130 oC übersteigt und der Ausgangstemperatur des Kühlwassers – bestenfalls also 15 bis 20 oC. Das gibt nach Carnot einen theoretischen Wert von 30 Prozent. Der Wert für eine reale, nicht reversible Anlage dürfte bei 18 Prozent liegen. (Ein Kohlekraftwerk mit einer Frischdampftemperatur von 540 oC und einer Kühlwassertemperatur von 15 OC hat einen Carnot-Wirkungsgrad von 65 Prozent; tatsächlich aber 38 Prozent.)

Der Rest ist etwas Mathematik: Bei 18 Prozent an Wirkungsgrad erzeugt ein Geothermiekraftwerk bei hohen Kapitalkosten recht wenig Strom – der dann entsprechend teurer ist. Das gleiche Elend wie bei dem Solarstrom: Hohe Kosten, wenig Strom – und der ist bei der Photovoltaik auch noch Wetter- und Tageslicht-abhängig. Man kennt die Rechnung, die zwar nicht die Sonne schickt, wohl aber die Chinesen. Bei der Geothermie bezahlt man die Kapitalkosten und den hohen Wartungsaufwand.

Das Carnotsche Gesetz verurteilt auch Aufwindkraftwerke zum Dasein als nutzlose Investitionsruinen, denn sie bestehen aus einem mehrere hundert Meter hohen Kamin, in dem am Boden durch die Sonne erhitzte Luft aufsteigt, was von einer im Kamin steckenden Windturbine zur Stromerzeugung genutzt wird. Weil die System-Eingangstemperatur der Warmluft am Boden noch geringer als die des Thermalwassers bei der Geothermie ist und die Verluste der Windturbine noch dazu kommen, ist die Stromausbeute mehr als kläglich. Dennoch steht so eine Anlage (wenn sie noch steht) in Spanien; vor Jahren mit deutschem Steuergeld bezahlt. Die Physik war auch schon früher der Feind deutscher Bundesregierungen.

Die erforderlichen Stromspeicher kann es gar nicht geben

Stromspeicher: Von Anfang an kritisierten Fachleute, dass der ganzen Energiewende ein entscheidendes Schlüsselelement im System fehlt: Ausreichende Speicher für die Überbrückung von langen Flauteperioden, in denen die gesamte installierte Windkraft buchstäblich nichts liefert, als ob sie überhaupt nicht existiert. Gas- und Kohlekraftwerke und auch die Kernkraftwerke müssen dann den gesamten Strombedarf des Landes liefern, weil es die großen Speicher nicht gibt. Das Peinliche daran: Es kann sie auch gar nicht geben, wie man auf dem bekannten Bierdeckel leicht ausrechnen kann.

Um eine zweiwöchige Flaute ohne die konventionellen Kraftwerke und nur mit gespeichertem Strom zu überbrücken, braucht man mehrere tausend riesige Pumpspeicherwerke wie das im thüringischen Goldisthal. Und das ist vollkommen irreal. Nicht einmal ein Prozent davon wäre in Deutschland realisierbar: Es fehlen geeignete Standorte, die Kosten wären exorbitant . aber vor allem sind die Bürger nicht mehr bereit, Naturlandschaften wegen der Fehlplanungen der inkompetenten Erfinder der Energiewende zu opfern – siehe das aufgegebene Projekt an der Rur und die Bürgerinitiativen in Bayern.

Dieser für die ganze Energiewende tödliche Systemfehler kann man der Unkenntnis der politischen Planer über die Fakten der Stromversorgung zurechnen; insofern ist es in der Tat die völlige Unkenntnis einfachster physikalischer Tatsachen. Aber es besteht der Verdacht, dass es der ideologischen Planergruppe völlig gleichgültig war, ob es überhaupt funktioniert. Viel wichtiger scheint gewesen zu sein, einen Zerstörungskrieg gegen die konventionelle Kraftwerkswirtschaft zu beginnen, an dessen Ende „irgendwie“ etwas Alternatives stehen könnte. Aber Hauptsache, das bisherige System ist erst einmal kaputt. Dass die Regierung auf diesem Wege immer weiter geht, liegt offenbar an der Angst vor der Blamage, wenn man das Scheitern der Energiewende-Politik eingestehen müsste.

Nun gibt es ein Ersatzprojekt: Elektrochemische Speicher. Also Batterien. Bereits zu Beginn der Automobile gab es den elektrischen Antrieb und seit über 120 Jahren forscht und entwickelt man an Batterien. Der inzwischen erreichte Stand dieser Technik ist bekannt. Die Automobilindustrie hat sich sehr bald von dieser Technik verabschiedet, weil das Antriebssystem Verbrennungsmotor und ein flüssiger Treibstoff in einem gerade einmal 100 Liter großen Tank alle Anforderungen an Reichweite, Kosten, Langlebigkeit, Sicherheit, Heizung des Fahrzeugs im Winter und auch Sauberkeit der Emissionen erfüllt. Für Letzteres ist die Technik gleichfalls sowohl für Diesel als auch Benziner entwickelt; sie auch einzusetzen, wird nach den unverständlichen Software-Tricksereien bei Dieselfahrzeugen keine Frage mehr sein.

Sind Batterien bereits dicht an der pysikalisch möglichen Grenze?

Nach mehreren gescheiterten Versuchen, die PKW mit elektrischem Antrieb zu einem die Kunden überzeugenden Angebot zu machen, war es in den letzten Jahren dazu still geworden. Die Batterien waren Schuld. Auch nach 120 Jahren ihrer Entwicklung gelang es nicht, ihr Gewicht, ihr Speichervermögen, ihre Kosten, ihre Lebensdauer und teilweise auch ihre sichere Verwendung derart zu verbessern, dass die damit ausgerüsteten PKW besser als die konventionell angetriebenen Vorgänger sind. Das hätte einigen Leuten zu denken geben müssen. Oder man hätte die Fachleute der physikalischen Chemie fragen können, woran es denn liegt und ob überhaupt irgendein überraschender Durchbruch mit der Überwindung aller Nachteile in Aussicht – oder überhaupt noch möglich – ist.

Man erhält dann recht pessimistische Aussagen, die beschreiben, welche Materialkombinationen überhaupt noch in Frage kämen und welche der hinsichtlich ihrer herausgehobenen Werte bezüglich der Spannungsreihe interessanten Typen derart gefährlich sind, dass eine Anwendung nicht in Frage kommt. Man stößt somit auf eine grundsätzliche Frage: Befindet man sich mit dem was man heute hat, bereits dicht an der Grenze, die von der Physik bestimmt wird ?

Bei der Photovoltaik sieht es schon länger so aus: Fortschritte erzielt man nur noch in der Optimierung der Fertigungsprozesse. Also teure Fortschritte im Prozentbereich, aber die von Politikern gerne beschworene Hoffnung auf den großen Durchbruch: Aussichtslos.

Auch das Argument, die sogenannte Elektromobilität diene dem Umweltschutz, greift nicht mehr, seit moderne, besonders sparsame Dieselantriebe mit ihren neuen Abgasreinigungs-Verfahren weniger Emissionen verursachen, als die Stromerzeugung, die noch lange auf Kohle- und Gaskraftwerken beruhen muss. Was vom Umweltschutz durch Elektrofahrzeuge bleibt, ist nur die Verlagerung der Emissionen, nicht ihre Vermeidung. Davon hat die Umwelt nichts. Eine weitere teure Aktivität der Regierung, die den angeblich angestrebten Zielen in keiner Weise dient. Das gilt auch für die übrigen Themenfelder der gesamten Energiewende.

Autor Dr. Ing. Günter Keil ist ehemaliger Ministerialdirigent im Bundesforschungsminsiterium.

In der nächsten Folge morgen: Windanlagen und Biogas

Siehe auch Folge 1, Folge 3.

Dieser Beitrag erschien zuerst auf Eike.

Foto: Orren Jack Turner Library of Congress via Wikimedia Commons

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Leserpost (13)
Jürgen F. Matthes / 16.08.2017

Der erste politische Hauptsatz heißt: Wie komme ich an das Geld in Deiner Tasche?

Wolf-Dietrich Staebe / 15.08.2017

In Deutschland, einem der noch bedeutendsten Industriestandorte der Welt,  nimmt die Unwissenheit der Bevölkerung über naturwissenschaftliche Themen, technische Abläufe, physikalische/chemische Gesetze usw. dramatische Ausmaße an. Viele Menschen hierzulande können zwar ihren Namen tanzen, mindestens 60 verschiedene Geschlechterrollen einnehmen und unsere Sprache mit Gender-Blödsinn verhunzen, sind gleichzeitig jedoch nicht dazu in der Lage, wenigstens überschlägig ihre Einkaufsrechnung zu überprüfen. Bei unserer Regierung ist dies Alles noch viel schlimmer ausgeprägt. Bestes Beispiel ist diese Person im Bundeskanzleramt, die angeblich promovierte Naturwissenschaftlerin sein soll, was ich so gar nicht glauben kann. Klar, Physiker sind keine Mathematiker, aber das kleine Einmaleins beherrschen - jedenfalls bisher - alle Vertreter beider Disziplinen. Bei den “Flüchtlingen” ( keine Obergrenze), der “Energiewende”, “Griechenlandhilfe”, “Eurobonds” usw. lassen Frau Merkel und ihre Gefolgsleute völlige Unkenntnis der Grundrechenarten erkennen. Wir sollten dafür sorgen, dass solche Leute und ihre Lakaien auf allen Ebenen schleunigst aus Ihren - meist gutdotierten Posten - aus eben diesen Positionen entfernt werden und auf die weitere Entwicklung Deutschlands keinen Einfluss mehr nehmen können.

Axel Großmann / 15.08.2017

Wer hat denn überhaupt all die “unbedenklichen” Grenzwerte definiert, für Feinstaub, NOx, SOx, CO, CO² und was nicht alles herangezogen wird, um die Welt der modernen Ablassprediger zu gestalten? Womöglich irgendwelche überbezahlten Technokraten bei der EU in Brüssel oder beim IPCC der UNO in New York? Die Menschheit in allen leidlich entwickelten Ländern wird immer älter, und man versucht, uns mit aller Gewalt einzureden, dass es noch nie so schlimm war wie derzeit! Nehmt doch endlich den Aushub von Stuttgart 21 und schüttet damit das Neckartor zu, anstatt ihn auf die Alb zu karren. Dann ist die Nation endlich diese Stuttgarter Feinstaub-Nabelschau los und man kann sich wieder wichtigeren Dingen zuwenden!

Klaus Kalweit / 15.08.2017

In schönen Stauffen im Schwarzwald war man auf die tolle Idee gekommen, die Geothermie zu nutzen. Man bohrte munter drauf los, über 100 Meter tief, und durchquerte dabei verschiedene Schichten. Unter einer wasserundurchlässigen Tonschicht befand sich ein Wasserreservoir, das sich nun durch das Bohrloch nach oben ausbreiten konnte. Dort gab es kalkhaltige Böden, die chemisch mit dem Wasser reagierten und sich im Volumen vergrößerten. Die Folge kann man fast im ganzen Ort besichtigen. Der Boden hob sich, es entstanden an vielen Häusern Spannungsrisse in den Fassaden. Die Bewohner der Häuser protestieren, indem sie oft rote Pflaster quer über die Risse malen. Ironischerweise ist das Rathaus besonders betroffen, es zeigt schwere Schäden. Wahrscheinlich streitet man immer noch, wer nun die Hausbesitzer entschädigt.

Jens Frisch / 15.08.2017

Das Grundproblem ist ein anderes: Unser gesamtes Wirtschaftssystem ist auf Wachstum angelegt - wachse oder sterbe! Was wir generell bräuchten, wäre ein geringerer Verbrauch - doch das widerspräche allem, wofür unsere Wirtschaft steht. Zuhause habe ich eine Heizung, die mit Fernwärme betrieben wird - funktioniert eins a und meine Stromrechnung liegt unter € 40 bei einer 65qm großen Wohnung.

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