Wie sieht die Energieversorgung der Zukunft aus?

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— Projekt zur Rettung der Biosphäre —

 

 

 

Einleitung

Die Verwüstung des Planeten durch Ressoucenverbrauch hat eine katastrophal hohe Geschwindigkeit angenommen. Die kritischste Ressource für uns ist die Energie. Durch Energie kann Wasser gereinigt, Müll recycelt, Gift abgebaut und Rohstoff zurückgewonnen werden.
Durch kapitalistische Konkurrenz werden die Völker dieser Welt jedoch leider zum exzessiven Ressourcen- und Energie-verbrauch und zum exzessiven Ressourcenabbau gezwungen. Die Ahnung, daß die natürlichen Ressourcen knapp werden könnten, hat unter kapitalistischen Bedingungen nicht dazu geführt, daß Ressourcen langsamer und bedächtiger eingesetzt würden, sondern zu einer fieberhaften Suche und Neuerschließung von noch schwerer abbaubaren Bodenschätzen und oxidierbaren Energieträgern geführt. Die Tatsache, daß gerade Erschließung, Abbau und die fortgesetzte Oxidation von chemisch reduzierten Energieträgern der Biosphäre schadet, ist da nur ein alle Seiten störender Umstand, den man gern beiseite wischt, denn Energieversorgung ist die allererste Voraussetzung sowohl für Entwicklung, als auch für militärische oder wirtschaftliche Unterwerfung.
So muß daher festgestellt werden, daß die energetische Ungleichverteilung, die der kapitalistischen Welt entspringt, zu einer Unterwerfung der Niedrigenergieverbrauchsländer unter die Hochenergieverbrauchsländer führt.
Das darf nicht so bleiben! Diese Niedrigenergieverbrauchsländer sind die armen Länder dieser Welt. Sie werden, um ihre Armut zu überwinden, nach der Lebensweise streben, die sie im Norden sehen. Alles – einschließlich der Fehler – werden sie nachmachen. Daraus ergibt sich die Verantwortung eine global verallgemeinerbare Lebensweise zu entwickeln.

Anforderungen an ein Energiekonzept
Es muß daher ein Energiekonzept für den gesamten Planeten entworfen werden. Ein solches Konzept

  • muß Energie-Gerechtigkeit zwischen den Völkern herstellen und allen die Möglichkeit zur Entwicklung geben,
  • es muß ökonomisch nachhaltig sein,
  • es muß ökologisch nachhaltig sein,
  • es muß der Biosphäre genügend Raum geben und
  • es muß das Klima erhalten,
  • es muß ressourcenschonend sein.

 

Dabei treten bedeutende Schwierigkeiten auf.
Die erste (größte) Schwierigkeit ist die Herstellung der Energie-Gerechtigkeit. Ihr steht der Kapitalismus, der Imperialismus und das damit verbundene Vorherrschaftsstreben und das dadurch erzeugte ideologische Wachstumsdenken im Wege.

Hat man das alte Denken überwunden, stellt sich sofort die Frage nach der Energieeinsparung, da hierdurch die schnellsten und gravierendsten Effekte erzielt werden können.
Dann kommt die nachhaltige Energieerzeugung zum Zuge. Diese nachhaltige Energieerzeugung ist nur sinnvoll, wenn sie mithilfe von halbwegs effizienten Energiespeichern tendenziell volllastfähig gemacht wird.

 

Energieeinsparung

Die Energieeinsparung muß ausführlich in einem Extraartikel ← Hier dann Link behandelt werden. Hier werden einige „Kleinigkeiten“ erwähnt.
Wichtig ist natürlich, daß auch bei nicht-nachhaltiger Energieerzeugung alle Einsparpotentiale, wie z. B. Kraftwärmekopplung ausgereizt werden und ineffiziente Energieerzeugung immer weiter verboten wird.
 

Privater Bereich

Zum Zwecke der Energieeinsparung sind Mehrfamilienhäuserzusätzlich zu den 220 V-Netzen mit Niedrigspannungsnetzen auszustatten, die im Gebäude zentral und mit hohem hohem Wirkungsgrad versorgt werden. Diese Niedrigspannungsnetze sind heute als IT-Geräteversorger notwendig. Dabei werden ineffiziente Kleinsttransformatoren und Schaltnetzteile überflüssig. Steckerleisten der Zukunft haben außerdem einzeln abschaltbare Steckdosen. So können nicht notwendige Niedrigströme über große Widerstände und kleine Kapazitäten vermieden werden. Steckerleisten mit effizienten Zeitschaltungen werden benötigt.
 

Kommerzieller Bereich

Im industriellen Bereich sind der Handel mit Emmisionsrechten und das unveränderte Selbstverständnis der Unternehmen, Aktiengesellschaften und Konzerne das größte Hindernis. Spekulation, Lobbyismus, kommerzielle Forschungsfälschung und Kartellbildung müssen strafrechtlich verfolgt werden. Die Privatheit öffentlicher Energienetze und großer Energieerzeuger ist abzuschaffen. (»Was ist schlimm an privater Energieversorgung?« (unfertig)) Private Energieerzeuger sind am Verkauf von viel Energie interessiert. Sie sind am Gewinn von Marktanteilen interessiert.

Ein besonders wichtiger Punkt ist die Privatheit des Abbaus energiehaltiger Rohstoffe. Sie führt zu Kriegen. Private Erschlie0ßung,privatere Abbau, private Verarbeitung und privater Handel mit Energieträgern ist global strafbewehrt zu verbieten.

 

Nachhaltige Energieerzeugung

Die Nachhaltige Energieerzeugung gewinnt Energie aus Sonnenenergie, Wind, Meeresströmungen, Wasserkraft, Erdwärme und später mal Kernfusion.
 

Flächenverbrauchsschlüssel
Die Energieerzeugung aus Sonnenenergie muß zunächst die Frage klären, wie viel Fläche für sie verbraucht werden soll,
da die Fläche von Phothermischen und Photovoltaischen Anlagen

  • mit der Grünfläche des Planeten konkurriert, wo Pflanzen ihre Sonnenkollektoren entrollen,
  • mit urbanen Flächen und
  • mit der Fläche für Wohnsiedlungen, sowie mit
  • Flächen, die der Nahrungsmittelproduktion dienen

konkurriert.

Für diese Flächenanteile ist gemäß zu ernährender Bevölkerung, und gemäß dem sinnbezogenen Wert der schützenden Biotope und gemäß den Entwicklungserfordernissen jeweils ein Schlüssel für Regionen, Länder und Kontinente festzulegen. Dabei kann entschieden werden, daß eine Gegend eine andere mehr mit Lebensmitteln versorgt, während eine andere die eine mehr mit Energie versorgt. Es versteht sich von selbst, daß ein solches Konzept unter den Bedingungen kapitalistischer Konkurrenz nicht zu realisieren – ja nicht einmal zu planen – ist.
 

 

Welche Einteilungen für Energieerzeugungen gibt es?

Einteilung nach Unabhängigkeit

Es gibt kleine private, institutionelle, kommunale mittelständische, große und sehr große Energieerzeuger. Die vielen Kleinen sind dezentral.
Die Zukunft der Energieerzeugung ist dezentral.
Daraus folgt, daß die großen Energieerzeuger die Kleinen heimlich oder offen bekämpfen, da diese ihnen Marktanteile wegnehmen. Bei diesem Kampf hilft Propaganda und Lobbyismus, infolge dessen auch Gesetzgebung und Obstruktion. Das führt z. B. zur Verschleppung des notwendigen Leitungsausbaus.

 

Einteilung nach Nachhaltigkeit

Nachhaltig sind alle regenerativen Energieformen, wenn sie nicht übernutzt werden. Die nachhaltigsten Varianten sind die ursprünglichsten und erneuerbarsten. Dazu gehören Sonnenenergie , Windkraft und Wasserkraft.
Die besten unter ihnen sind die mit dem höchsten Wirkungsgrad, da jedes Kraftwerk einen Eingriff in Natur oder Flächenverbrauch bedeutet. Einige Erzeugungsarten befinden sich noch am Anfang ihrer Entwicklung.

besser

  • Wasserkraft (viele Formen, praktisch ausgereift),
  • Photothermie (je nach Standort),
  • Windkraft (praktisch ausgereift),
  • Umkehr-Osmosekraftwerk,
  • Photovoltaik (je nach Entwicklungsstand),
  • Gezeitenkraftwerk,
  • Meeresströmungskraftwerk (je nach Entwicklungsstand),
  • Wellenkraftwerk (je nach Entwicklungsstand)

gut

 

Einteilung nach Wirkungsgrad

Schlechte Varianten sind alle Varianten, bei denen aus nicht-nachwachsendem Brennstoff durch Oxidation über den Weg der Wärmeerzeugung mechanische Energie und daraus elektrische Energie gewonnen wird.
Die schlechtesten unter ihnen sind die mit dem schlechtesten Wirkungsgrad. Sie erzeugen am meisten CO2. Bei der CO2-Erzeugung entspricht die Einteilung nach Wirkungsgrad der nach Nachhaltigkeit.

schlecht ↑

  • Erdgas,
  • Erdöl,
  • Steinkohle,
  • Braunkohle,

ganz schlecht ↑
 

Nutzung von Meeres- und Gezeitenströmungen

Einige Meeresströmungen sind klimarelevant und dürfen nicht abgeschwächt werden. Sie dürfen daher nicht zur Energieerzeugung verwendet werden. Man kann jedoch an den meisten Stellen Gezeitenkraftwerke errichten. Wo es keine nutzbaren Gezeitenströmungen gibt, kann man mithilfe betonierter Kanäle zum Meer künstliche Gezeitenströmungen erzeugen. Dieses Verfahren lohnt sich am meisten dort, wo der größte Tiedenhub zu finden ist. Aufgrund der zunehmenden anthropogenen Gefährdung von Sandstränden ist bei der Anlage zu beachten, daß die Küstenlinie nicht beeinträchtigt werden darf, weshalb der Kanal am Strand bzw. an der Küste unterirdisch verlaufen muß. Dadurch wird der normale Sandtransport und die natürliche Küstenentwicklung nicht beeinträchtigt.

 

Abbildung 1
 

 

 

 

 

 

 

Abbildung 1: Küstenschonendes Gezeitenkraftwerk mit künstlichem Reservoir
 

Um beide Strömungsrichtungen gut nutzen zu können, wird die Zuleitung zum Reservoir durch eine Obere (Zu-) und eine untere (Ableitung) und die Turbinen in beiden Richtungen ausgelegt. Die Turbinen können kurz und breit für hohen Druck oder lang und schneckenförmig für geringe Tidenhübe ausgelegt werden.

 

Komplexität

Für die Energiewende ist jedoch nicht nur die Art der Energieerzeugung, sondern auch die Weiterleitung und die Weiterverwendung wichtig.

 

Weiterleitung

Die erzeugte Energie und gerade die dezentral erzeugte Energie muß weitergeleitet und mitunter noch aufbereitet werden. Diese Weiterleitung muß unbedingt öffentlich organisiert werden. Im Kapitalismus ist bei privaten Leitungen keine Netzneutralität zu gewährleisten. Dazu sind die Leitungen den Energiekonzernen zu enteignen. An Verteilungsknotenpunkten sollen sinnvoller Weise gleich Energiespeicher installiert werden.
Leitungen zu den dezentral gelegenen neuen Erzeugern müssen verlegt werden. Energiespeicher werden sowohl dezentral, regional, als auch zentral benötigt.
 

 

Speicherung

Effizienz und Kapazität

Elektrische und nichtelektrische Energiespeicherung

Man kann mit Generatoren elektrische Energie erzeugen. Man kann elektrische Energie in viele andere Energiearten umwandeln.
Was uns aber fehlt, ist ein großer Energiespeicher, der elektrische Energie speichert und effizient wieder abgibt. Dabei hat sich gezeigt, daß mit elektrischen Kondensatoren sehr effiziente Speicher tatsächlich existieren, jedoch leider nicht sehr leistungsfähig sind. Es können nämlich nur gewisse Grenzflächen (2D) der Kondensatoren aufgeladen werden, welche gegeneinander isoliert werden müssen. Will man die Kondensatoren stärker aufladen, braucht man dickere Isolierungen – also mehr Platz oder mehr Flächen, die man gekrümmt bzw. dreidimensional anordnet – also wieder mehr Platz. Benötigt werden also prinzipiell Speicher, die Energie in ihrem Volumen (3D) speichern können. Dazu muß die Energie irgendwie gebunden werden.
Es werden daher für Energiespeicherungen in der Regel Umwandlungen in andere Energieformen angestrebt, die jedoch nach Hin- und Rückumwandlung einen beträchtlichen Verlust aufweisen.
Relativ effiziente Energiespeicher sind dabei die erwähnten Kondensatoren und die Akkumulatoren, die jedoch sehr viel Platz benötigen und sehr viel Masse besitzen. Kondensatoren sind letztlich zweidimensionale Speicher und besitzen eine geringe Speicherkapazität.
Akkumulatoren sind eine chemische Form der Energiespeicherung (chemische Energie). Ihre Kapazität hängt von ihrer Chemie ab.
Eine andere Möglichkeit ist die Speicherung im Gravitationsfeld der Erde. Dabei haben sich der Formlosigkeit der Trägermasse wegen, Pumpspeicherkraftwerke bewährt. Pumpspeicherkraftwerke müßten jedoch in großem Umfange erst gebaut werden.
Derzeit noch gebräuchlich ist die Energiespeicherung in einem scheinbaren Energieträger. Computerspieler wissen, was „fuel low“ bedeutet, denn alle sind schon einmal mit einem Fahrzeug mit einem verschwenderischen Verbrennungsmotor gefahren. Daraus resultiert die kulturell verwurzelte Ansicht, es gäbe „Energieträger an sich“. Die scheinbar besonders platzeffiziente chemische Speicherung im scheinbaren Energieträger beruht dabei darauf, daß es sich um (reduzieren) Brennstoff handelt und die eine Komponente des Energiespeichers (O2) in der Atmosphäre vorhanden ist und daher nicht mitgeführt werden muß. Die chemische Energie steckt dabei in potentiellen chemischen Bindungen, die noch nicht existieren (im chemischen Potential). Aus diesem Grunde kann die Speicherdichte von Akkumulatoren, die die chemische Energie mit an Ionen gebundenen Ladungen speichern, niemals mit der Energiespeicherdichte von Brennstoffen mithalten. Allerdings ist die Nutzung von Brennstoffen zur Nutz-Energieerzeugung bei Fahrzeugen und zur Elektroenergiegewinnung schlecht. Elektrischen Speichermedien kommt daher dann Bedeutung zu, wenn die in ihnen gespeicherte Energie elektrisch benötigt wird, zur Erzeugung von Licht oder Bewegungsenergie genutzt wird. Aus diesem Grunde haben elektrische Bahnen, die keine Energiespeicher mitführen müssen, eine große Zukunft.
Tatsächlich wird an Akkumulatoren mit immer höherer Speicherdichte gearbeitet.
 

Praktische Speicherung

Die Energiespeicherung ist das große Zukunftsthema. Leider gibt es bisher keine ausgereiften Energiespeicher in nennenswerter Größe. Die verrückte und gemeingefährliche Automobilindustrie arbeitet derzeit an mobilen Energiespeichern, wohl wissend, daß die Lithiumvorräte nicht für die gesamte Erde reichen. Leier ist die Produktion von Personenkraftwagen immer noch legal.
Der derzeit nötigste Einsatzort ist hingegen die Zwischenspeicherung von partiell verfügbarer alternativ erzeugter Energie. Gerade dafür werden Speicher mit hohem und höchstem Wirkungsgrad benötigt.
Einen hohen Wirkungsgrad besitzen Speichermethoden, die nur wenige Energieumwandlungen benötigen.
Recht gut sind die wenigen Pumpspeicherwerke. Auf dem flachen Land müssen Pumpspeicherwerke als riesige Zylinder ausgelegt werden. Um den Wirkungsgrad zu erhöhen, werden dem Wasser Salze, wie Natium- oder Kaliumchlorat beigemischt. Um zusätzlich Masse zu machen, können auch Iodid-Ionen und in geringen Mengen die ansonsten explosiven Perchlorationen hinzugefügt werden. (Im Falle von Kaliumionen muß das Perchlorat weggelassen werden.) Falls das teure Strontium verfügbar ist, kann dieses die Lösung noch schwerer machen. Die Lösung muß so zusammengesetzt sein, daß die Viskosität nicht wesentlich erhöht wird. Viskositätsverringernde Substanzen können hinzugefügt werden.

 

Gewaltiger Bedarf an Energiespeichern

Da Energiespeicher zu einem gewissen Zeitpunkt der Umstellung den Bedarf für Transport, Haushalte und Industrie zu decken haben, wird eine für heutige Verhältnisse unvorstellbare Menge Speicher benötigt. Energiespeicher werden an Leitungsknotenpunkten, an Kraft- und Umspannwerken, sowie auch dezentral benötigt.

Daher kann man leider nicht nur auf Speicher mit höchsten Wirkungsgraden setzen. Man muß leider fast jede erdenkliche Sorte von Energiespeicher nutzen, um die ganze Welt damit zu versorgen. Ansonsten sind erneuerbare Energien nicht verallgemeinerbar. Das bedeutet, daß man zur Not selbst auf Blei-Schwefelsäure-Akkumulatoren zurückgreifen muß.

 

Wasserstoffspeicher

Wie in »Planetostatische Nachhaltigkeit« beschrieben, gibt es gerade bei langfristiger Nutzung von Wasserstoff gravierende Gründe, die Wasserstoffspeicher sorgfältig zu kapseln. Bei den Materialien ist es wie mit den Akkumulator-Materialien – die besten reichen aufgrund ihres Vorkommens in der Erdkruste nicht aus. Deswegen müssen unterschiedliche in der Regel kolloidale Metalle genutzt werden, um Wasserstoff zu speichern. Da Wasserstoff in der Natur nicht erzeugt wird und nicht verlorengehen soll, wird hier ein Beispiel von einem Wasserstoffspeicher beschrieben.

Da Wasserstoff einige Metalle spröde werden läßt, sollte die Zuglast des Speichers nicht auf Metallen liegen, sondern auf Kohlefasern oder es sollten elementare Unterspeicher geringen Durchmessers genutzt werden. Diese Frage ist deswegen bemerkenswert, weil die von mir vorgeschlagenen Speicher mehrfach vakuumgekapselt sein sollen.

Die elementaren Unterspeicher bestehen also aus Metallkolloiden, die von einem diffusionsverzögernden Metallschaum umgeben sind. Dann kommt die eigentliche Ummantelung. Über dieser Ummantelung liegt ein schwaches Vakuum, das so viele Elementarspeicher einschließt, daß es von einer schwachen Pumpe, die vergleichsweise wenig Energie verbraucht, aufrecht erhalten werden kann. Der Wasserstoff wird einfach zurückgepumpt. Diese Speicher werden wiederum zu größeren Speichereinheiten zusammengefaßt, welche ebenfalls durch ein Vakuum umschlossen sind, weshalb ihre Hülle durch Stützen stabilisiert sein muß. Eine Vakuumpumpe hoher Qualität jedoch mit geringem Volumendurchsatz und geringem Energieverbrauch erhält dieses schwache Vakuum aufrecht. Dieses Speichermodul wird mit vielfältigen anderen Modulen in ein hausartiges Gerüst über- oder unterirdisch montiert und das Gerüst durch ein abgedichtetes Gebäude, das ein Vakuum halten kann, umhüllt (innere Stützstruktur). Um dieses Vakuum zu halten, sollte es Standardöffnungen mit Schleusen geben, durch die zur Wartung ganze Module auf Schienen entfernt werden können. Ein Reparaturtank wird benötigt. Für den Normalbetrieb wird auch hier ein Vakuum erzeugt, dem sich jedoch eine auf Diffusion beruhende Gastrennanlage anschließt. Damit dieser Anreicherungsaufwand sich lohnt muß die Anlage eine Mindestgröße haben.
Diese Anlage erfüllt das Kriterium keinen Wasserstoff verlorengehen zu lassen und nur wenig Energie zu benötigen. Diese kann solar erzeugt werden.

Prinzipiell erforscht werden sollten außerdem chemische Wasserstoffspeicher auf der Basis polymerer Lewis-Basen. Solange diese nicht an ihrer Leistungsgrenze arbeiten, geht wenig Wasserstoff verloren.

 

Gravitationspotential-Lagespeicher

Energie kann durch Lageänderung im Gravitationsfeld der Erde gespeichert werden. Als Gravitationspotentialspeicher eigenen sich die bekannten Pumpspeicherwerke, einige Ableitungen davon, wie der Ringwallspeicher und der solide Lagespeicher, der einen festen Körper im Gravitationsfeld hebt.

Pumpspeicherwerke werden in der Regel unter Ausnutzung natürlicher Gegebenheiten konstruiert. Im flachen Land ist es jedoch notwendig, riesige Zylinder aufzustellen und als Flüssigkeiten schwere Salzlösungen zu verwenden. Die Turbine kann (wenn man bei geplanter Entnahme mit einer Verzögerung zurecht kommt) mit einem Schwungradsystem gekoppelt werden, um am Ende des Auslaufens auch bei niedrigem Druck noch Energie über ein Differentialgetriebe zu ergänzen.
Diese Systeme sind aufwendig. – Dazu später mehr!

 

Ringwallspeicher

Ringwallspeicher sind weit ökonomischer, da sie nicht ganz so hoch sein müssen, wie diese Zylinder und trotzdem in Abhängigkeit vom Durchmesser eine riesige Menge Wasser fassen müssen. Da das Wasser seine Makrokonformation von dreidimensional zu annähernd zweidimensional ändern muß, braucht man für alle Sorten von Pumpspeicherwerken jedoch eine enorme Fläche. Ansonsten ist diese Idee eine gute. Der Vorteil des Ringspeichers liegt erstens darin, daß er in sich selbst mit hochfesten Fasern verspannt werden kann und daher (im Vergleich zu einer Staumauer) besonders sicher ist und darin, daß die runde Form bei höchstem Flächeninhalt den geringsten Aufwand erfordert.

 

Solider Gravitationspotentiallagespeicher

Daher wird neuerdings eine weitere Methode – der erwähnte solide Lagespeicher favorisiert. Dieser besteht aus einem riesigen aus dem Felsen geschnittenen senkrechten Zylinder, der hydraulisch nach oben gedrückt wird und so beim Absinken eine Turbine antreiben kann. Die bisher öffentlich favorisierten Lagespeicher haben einige Fehler. Zunächst sollen sie riesig groß (1 km im Durchmesser) sein und trotzdem mit Dichtungsringen abgedichtet werden. Sie sollen (nur von unten durch eine riesige Wasssermenge hydraulisch hebbar) glatt aus dem Felsen geschnitten werden. Das ist aus mehreren Gründen problematisch.
Zunächst gibt es keinen Riesenfelsen aus homogenem Material und er kann auch nicht einfach (dichtend) glatt bearbeitet werden. Er bräuchte eine künstliche Oberfläche.
Zum anderen hat kein Felsen eine homogene Massenverteilung. Der Felsen muß davor mit einer harten glatten Schicht versehen und nach der Abdichtung vom Untergrund gelöst und auf Haltesockel gestellt werden. In der Praxis würde er sich verkanten und unbrauchbar werden. Ein einziger Unfall, ein einziger Sprung kann die Dichtigkeit zerstören oder eine Katastrophe auslösen.
Daher wird dieses Konzept hier verändert.

 

Konzept eines soliden Gravitationspotential-Lage-Energiespeichers

Zunächst muß der Speicher eine kleinere Dimension haben, denn Energie soll dezentral gespeichert werden und sie soll auch an einer Stelle verbraucht werden können, während an einer anderen Stelle Energie gespeichert werden muß. Man sollte also lieber mehrere kleine Speicher haben und streng zwischen Speichern, die gerade geladen und Speichern die gerade entladen werden, unterscheiden. Der Durchmesser muß technisch handhabbar bleiben. Daher sind hundert Meter Durchmesser für dezentral verteilte Speicher genug. Diese Speicherkörper besitzen eine enorme Masse und werden im Unterschied zum obigen Modell nicht auf einer durch Gestein berandeten Hydraulikflüssigkeit gelagert, sondern von einer extra hergestellten Hydraulik aus kohlefaserverstärkten Stahlrohren gehalten. Die Hydraulik besteht aus vielen einzelnen synergischen Systemen, die sich bei Ausfall oder Undichtigkeit gegenseitig ersetzen – also leicht redundant sind. Der Vorteil ist, daß die Hydraulik bei Ausfall oder Undichtigkeit nicht zu einer Katastrophe führt und daß der Zylinder nicht dicht mit dem Gestein abschließen muß, sondern (sogar federnd) in senkrechten Schienen geführt werden kann. Die technische Leistungsfähigkeit der Hydraulik begrenzt die Höhe des Zylinders und den Hubweg. Aufgrund der hohen (seitlichen) Dichte der Hebesysteme unter dem Zylinder kommt man letztlich wider auf eine so große Wassermenge (Hydraulikflüssigkeit), daß man eine Turbine betreiben kann.
Dieser solider Lagespeicher hat denn Vorteil gegenüber Pumpspeicherwerken, daß auch am Ende des Absinkens noch die gleiche Energie, wie am Anfang geliefert wird, da das Gravitationsfeld homogen genug ist. Am unteren Ende muß eine anspruchsvolle federnde Auflage existieren. Diese wird durch Stahldornen realisiert, die zahlreich zwischen der Hydraulik in den Untergrund stechen um auf vorbereitete Lager zu treffen. Die kinetische Energie der Endbewegung wird so in eine Schwingung umgesetzt, die durch ein weiteres Zugsystem aus Stahlseilen aufgenommen, durch umgekehrte Flaschenzüge transformiert und durch einen Generator mit Schwungrad umgewandelt werden muß. Die enorme Größe erfordert unbedingt ein Abfangen und eine Umwandlung der kinetischen Energie.
Seitlich werden Zugänge zur Reparatur und zum Austausch einzelner Hydrauliksysteme benötigt.
 

Abbildung 2
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Abbildung 2: Festkörper-Lagespeicher mit exemplarischer Hydraulik und einer exemplarischen Umwandlungseinrichtung für die kinetische Energie
 

Für die Umwandlung der kinetischen Energie nach dem Seilzug und dem Generator wird ein weiterer elektrischer Pufferspeicher benötigt, der die Leistungsspitze abfängt und die Einspeisung am Ende der Bewegung ermöglicht. Auch Bremszüge mit Schwungrädern können als temporäre Speicher verwandt werden.

 

Speicherung in Kohlenwasserstoffen – nichtelektrische Energieakkumulation

Derzeit wird viel über die Methanisierung von Wasserstoff nachgedacht. Methan ist ein sehr kleines Molekül und ein Treibhausgas. Daher ist Methan sehr flüchtig und kann die Biosphäre schädigen. In der belebten Natur wird Methan nur aus Versehen1 hergestellt. Es wird in der Atmosphäre nur durch Blitzschlag abgebaut. Entweicht es als Wolke, steigt es schnell auf und entkommt der sauerstoffreichen Schicht. Daher sollten etwas schwerere Moleküle hergestellt werden. Mit regenerativer Überschußenergie kann periodisch Carbid und daraus Azetylen hergestellt werden, woraus sich Butadien herstellen läßt,was dann hydriert werden kann. Durch Oligomerisierung und Hydrierung von Azetylen entstehen Gase, die zwar ebenfalls als Treibhausgase wirken könnten, jedoch wesentlich schwerer entkommen und immer in der sauerstoffreichen Schicht bleiben.
 

 

Gebrauch der Energie

Verschwendung eindämmen

Die Verwendung der Energie ist ebenfalls sehr politisch. Im Kapitalismus werden mit viel Energie viele sinnlose Produkte erzeugt. Es wird auch sehr viel Energie für Fortbewegung und Heizung verschwendet.
Von fundamentaler Bedeutung weltweit wird daher nicht nur die Effizienz,sondern auch die Art des Einsatzes der Energie sein. Wir erleben dieser Tage, daß die auf viele Arten korrupten kapitalistischen Regierungen eine Reihe von Industriebetrieben geringere Energiepreise bezahlen lassen will, während private Verbraucher mehr als den vollen Preis bezahlen sollen. Tausende Industriebetriebe beantragen eine “Ausnahmegenehmigung“, um von einer solchen Regelung zu profitieren. Eine solche kriminelle Regierung kann nicht mit der Energiewende betraut werden.

 

Überschußenergie und chemisches Potential – Produkte, die Energie enthalten

Das schwankende Mißverhältnis zwischen Energieerzeugung und Energieverbrauch kann verringert werden, wenn man planmäßig mit Kraftwerken die schlecht herunterzufahren sind oder vom Wetter abhängen, Zusatzenergie erzeugt. Diese temporäre Überschußenergie kann dann in Produkte umgeleitet werden, die nur durch chemische Reaktion herzustellen und bei deren Herstellung das chemische Potential zunimmt. Der Trick besteht also darin, diese Produkte nur dann herzustellen, wenn diese Überschußenergie anfällt.
Tatsächlich müssen Industriebetriebe, bei denen das Produkt, das sie herstellen, Energie enthält, weil z. B. eine endotherme chemische Reaktion mit ihm verbunden ist, einen besonders günstigen Preis bekommen. Dazu gehören die Produktion von Aluminium, Calziumcarbid oder Magnesium, Elektrostahl, einige Glas- und Keramik-Produkte, sowie die Aufbereitung von Metallen mittels Elektrolyse, Pyrolyseprodukte sowie entsalztes Wasser und evtl. die Herstellung von Ammoniak und Schwefelsäure. Sie benötigen eine Sondergenehmigung für diesen bevorzugten Energieverbrauch und sollten daher in öffentlicher Hand sein, da außerdem auch der Umfang ihrer Produktion öffentlich geplant sein sollte.

 

Mehrfach- und Nachnutzung der Energie

Bei der Produktion von Stahl oder Glas könnte hingegen die Abwärme genutzt und mit Wärmepumpen rekonzentriert werden. Wenn man also einige Produkte auf Kosten anderer Energieverwendungsarten fördert, dann muß die Gesellschaft jedoch ebenfalls entscheiden, wie viel von diesem Produkt überhaupt wirklich benötigt wird. Dieses Beispiel macht wieder deutlich, daß die Energiewende im Kapitalismus nicht möglich ist.

 

Nutzen- und Gebrauchswertanalyse

Noch wichtiger ist der echte Gebrauchswert eines Produktes. Im Kapitalismus wird die Nachfrage nach sinnlosen Produkten durch Marketing geschürt. Die so entmündigten Kunden kaufen dann Dinge, die sie nicht brauchen oder Dinge, die schädlich sind. Eine öffentlich organisierte Nutzenanalyse für jedes einzelne Produkt hilft, das Chaos zu verringern. Privater Konkurrenzkampf zwischen Unternehmern schadet hier nur. Marketing gehört bei Strafe verboten. Werbung für billige Energie gehört schwer bestraft.
 

 

Wie sieht das Gesamtkonzept aus?

Alte Kohle- und Kernkraftwerke verlieren ihre Bedeutung. Die dort vorhandenen Energieleitungen liegen an der falschen Stelle. Daher können ehemalige Kraftwerksstandorte jedoch als Energiespeicherstandorte genutzt werden. Aufgrund der Zerstörung der Natur und der Biosphäre aus Profitgründen sind die Kraftwerksbetreiber zum Zwecke der Entschädigung zu enteignen und für den Abbau der Kraftwerke und die Endlagerung von radioaktivem Material haftbar zu machen. Leitungen zu neuen dezentral gelegenen Energieerzeugern sind zu verlegen.
Das gesamte Energienetz ist per Gesetz in öffentliche demokratisch kontrollierte Hand zu bringen.
Speicher aus Lagespeichern, aus Akkumulatoren und für die kurzfristige Schaltung aus Kondensatoren werden benötigt. Wasserstoff- und Methanspeicher sind zu erforschen und zu entwickeln. Der Straßenverkehr muß zum größten Teil auf die Schiene verlegt werden, wo wesentlich weniger Energie verbraucht wird. Mit dem Elektromotor kann die elektrische Energie dann sinnvoll genutzt werden.
Speicher sehr unterschiedlicher Größe und Ansprechdauer dienen

klein ↓

  • der dezentralen Speicherung der von Kleinsteinspeisern erzeugten Überschußenergie,
  • der Phasenanpassung,
  • der Netzregulierung,
  • der Anfahrüberbrückung von Havariegeneratoren,
  • der regionalen Speicherung von Einspeiseenergie über Nacht,
  • der Speicherung von Kraftwerksaustausch-Überbrückungsenergie,

groß ↓

  • der Speicherung von Kraftwerksanfahr-Überbrückungsenergie,
  • der Speicherung von Not-Energie und
  • der Speicherung von Schlechtwetterperiodenenergie,
  • der Katastrophenversorgung.

sehr groß

Man kann sehen, daß auch kleine Energiespeicher schon nützlich sind. Je mehr Energiespeicher in Gebrauch sind, desto effizienter ist das Gesamtsystem, da weniger Energie verloren geht.

Sind ausreichend Energiespeicher vorhanden, kann die temporäre Überkapazität bei den regenerativen Energiequellen genutzt werden, um spezielle Betriebe zu versorgen, die nur in diesem Falle anlaufen. Diese Betriebe produzieren die weiter oben aufgezählten Produkte, bei denen intrinsisch chemische Energie zugeführt wird und notwendig zum Produkt gehört.
 

 

Fazit

Für die Energiewende müssen alle Register gezogen werden.

  • Verringerung der Verschwendung,
  • Dezentrale Energieerzeugung,
  • Öffentliche Verteiler-Knoten mit öffentlichen Energie-Speichern,
  • Forcierte Erforschung von Energiespeichermedien,
  • Exzessiver Ausbau von Energiespeichern,
  • Verdichtung und Ausweitung des öffentlichen Verkehrs,
  • Umstellung von Warentransporten auf die Schiene,
  • Dezentrale Energiespeicherung spart Leitungsverluste,
  • Entwicklung riesiger Energiespeicher,
  • Planung der Verwendung der Energie,
  • Speicherung oder Ausnutzung (Management) von Überschußenergie.

So kann zu einer planetar verallgemeinerbaren Energieversorgung gefunden werden.

[Evariste]
 

 

Weiterführendes zu Energie und Mobilität

»Der energetische Blickwinkel in der Politik – Warum der Individualverkehr sterben muß«.
 

1 Methan kann von Pflanzen und Tieren nicht wiederverwandt werden. (Siehe auch »Der pH-Wert des Planeten«!)

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