Energiewende - Technisch kein Problem
Photovoltaik - ist überm Berg
Zum Glück sind Solarstromanlagen inzwischen so billig geworden daß sie selbst für Privatleute Strom für ca. 10 Cent pro kWh erzeugen. Man erwartet auch für moderne Module immer noch eine Lebensdauer von 30 Jahren oder mehr.
Für größere Anlagen kommen wir in Portugal bis hinunter auf 1,114 cent pro kWh (allerdings wurde in dem Fall die Netzanbinduing nicht gerechnet).
Die Materialien sind gut recycelbar - im wesentlichen Glas und Metall der Halterungen. Die Siliziumschichten werden immer dünner, sind ähnlich unproblematisch wie Glas, Klebstoffe können verbrannt werden, Lötzinn ist inzwischen bleifrei, die Spurenelemente der Dotierungen sind nur "parts per million" - so kommt auch Arsen in geringsten Mengen in der Natur vor.
Das größte Problem ist hier daß wir die Herstellerindustrie jetzt zum zweiten Mal nach China (und die USA) abwandern lassen. Bei einer lebenswichtigen Technologie sind wir erpressbar.
Ich würde nicht auf die Perowskit-Solarzelle warten weil die aktuelle erprobte Technologie schon gut genug ist und weil die Achillesferse von Perovskit die Lebensdauer ist die leider noch weit entfernt von 30 Jahren ist.
Windkraft
Hier hemmt uns nur noch die Bürokratie und die von Fossilinteressen hinterfütterte Gegnerschaft. Die Windmühlen können zudem durch Massenproduktion noch etwas billiger weden. Es macht Sinn bereits bestehende Standorte durch doppelt so hohe Anlage zu ersetzen, die ein Vierfaches an Strom erzeugen, selbst abseits der Küste. Ein realistischer Strompreis ist 11 cent pro kWh, was aber angesichst der im Winter verstärkten Produktion ein guter Deal ist.
Es ist zu erwarten daß mit der Optimierung beim Bau größerer Anlagen und durch eine Produktion großer Stückzahlen noch Kostensenkungen möglich sind, vermutlich auf absehbarer Zeit jedoch nicht über 30%.
Lebensdauer ist wegen der starken mechanischen Lastwechsel leider nur etwa 20-25 Jahre. Immer nioch sehr gut da Windmühlen selbst abseits der Küsten die für ihre Herstellung benötigte "Graue Energie" in wenigen Monaten einspielt!
Die Technologie kann sehr gut wiederverwertet werden, mit Ausnahme der Windmühlenflügel. Dort ist das Recycling zwar möglich aber aufwendig. Dies sollte beim Bau bereis eingepreist werden. Mit hohen Temperaturen läßt sich jedoch alles einschmelzen, auch das Fiberglas.
Windmühlenflügel aus Holz sind in der Erprobung!
Tagesspeicherung
Gelöst: Aktuell durch Lithium, am besten LiFePO4, Lithium-Eisenphosphat, bald wird es stationäre Batterien auf Basis von Natrium geben. Lithium wird in die Mobilität gehen, Natrium in stationäre Speicher. Wir benötigen etwa 1 TWh Speicherfähigkeit für Autos, zufällig sind das genau die 1 TWh welche wir zum Ausgleich der Tag / Nachschwankungen vor allem der Photovoltaik benötigen..
Ein Speichervorgang kostet zur Zeit schon etwa 5 bis maximal 10 cent pro kWh. Es kann erwartet werden daß dieser Betrag noch erheblich sinken wird. Nur duch die hohe weltweite Nachfrage wird das bis zum Ausbau der Herstellerkapazitäten noch ein peear Jahre dauern.
Für Endnutzer lohnt sich aber heute bereits die Speicherung selbst erzeugten PV-Stroms - wenn er klug gesteuert wird und die kWh billiger als 300 EUR Systemkosten zu haben ist.
Saisonale Speicherung
Hier sind zwar mehrere Verfahren am Start, ich setze mein "Geld" jedoch nur auf die Methansynthese: "Power To Gas", Windgas vor allem.
Solarerstrag wird stark berechenbar sein, aller Solarstrom der nicht sofort verbraucht wird, wird in Natriumbatterien gespeichert werden. Da die Windkraft zeitlich unregelmäßig anfällt, wird vor allem Wind zur saisonalen Speicherung und Hydrolyse (Wasserstoffproduktion) eingesetzt werden. Dies hauptsächlich an der Küste da dort der Strom fast halb so teuer ist wie im Binnenland. Nebenbei braucht das auch eine Menge Süßwasser!
Rolle von Biogas
Bereits im Moment liefert das Biogas eine permanente Grundlast von 4,5 Gigawatt, also so viel wie 3-4 Atomkraftwerke! Das ist zwar super, die Produktion von Biogas aus Energiepflanzen wird jedoch abnehmen: Es müssen Moore wieder vernäßt werden um CO2 zu binden, dadurch wird Ackerfläche reduziert. Energiepflanzen sind im Vergleich zur Photovoltaik Unsinn, schon allein da die PV 20% Wirkungsgrad hat, Pflanzen nur 1-2%. Auch die weniger intensive Landnutzung kostet Ackerfläche! Es kommt hinzu daß wir immer weniger Wasser bekommen werden (die Menge wird höher, kommt aber mehr und mehr in Fluten runter, was den Pflamnzen nicht hilft).
Außerdem sollten so schnell wie möglich Biogasspeicher neben die Biogasanlagen gebaut werden um die Stromerzeugung in die Nachtzeiten zu verlagern. Biogas wird man aber wegen seines großen Volumen und hoher Verluste bei der Komperssion für nciht länger als 24 Stunden speichern können.
Elektromobilität
Nur ein Teil der bestehenden Autoflotte kann als Elektroauto "weiterfahren" - es wird mehr Leihautos geben aber wenn wir den ÖPNV ausbauen heißt das im Umkehrschluß daß insgesamt weniger Individualverkehr mit dem PKW geschehen wird.
Es wird aber eine ganze Weile dauern bus genug Lithium gefördert wurde. Die Preise werden fallen und im Oberrheingraben kann Lithium sogar sehr sauber abgebaut werden. Vermutlich entscheidet sich aber die Politik aber gerade für den dreckigeren Abbau von Lithium in Serbien. Bei Serbien kann man nur hoffen daß sie nicht quasi zu Putin überlaufen wie Orban.
Agrar-Photovoltaik
Hat eine sehr große Zukunft: Firmen wie Next2Sun zeigen daß man Ackerbau und PV kombinieren kann indem man die Module senkrecht und auf eine Nord-Süd-Achse aufstellt: Die Sonne scheint morgens auf die Vorderseite, abends auf die Rückseite der Module (dann mit 85% der Leistung vergleichen mit der Vorderseite). Diese Kombination reduziert die nutzbare Ackerfläche nur um 10%, die Bauern haben also Einnahmen aus zwei Quellen. Es gibt natürlich auch andere Ideen wie Überkopfanlagen, je nach Pflanzen. Durch die Verlangsamung der Luft ist damit zu rechnen daß sich auch Erde ablagert bzw. nachts das Abregnen wahrscheinlicher wird.
Hierzu läuft gerade wichtige Forschungen u.a. an der Uni Hohenheim bei Stuttgart.
Legale Quellen von Kohlenstoff
Wenn wir bald alle Kohle, alles Gas und Öl im Boden lassen, woher kommen dann die hunderttausend Rohstoffe der chemischen und pharmazeutischen Industrie? Woher kommt in Zukunft der Kohlenstoff als Bestandteil aller organischen Chemikalien? Das ist den meisten Menschen heute nicht ansatzweise bewußt.
Ich sehe nur zwei "legale" Kohlenstoffquellen: Müllverbrennung und Biogas.
Da wir wirklich den Eintrag von CO2 stoppen müssen (bis auf Atmung und unvermeidliche Emissionen bei der Nahrungsproduktion) müssen wir das CO2 bei der Müllverbrennug komplett abscheiden und wiedernutzen. Die Chancen dazu stehen gut da Verbrennungsuft vergleichsweise sehr hohe Konzentrationen von CO2 enthält die sich wiederum gut weiterverarbeiten lassen.
Biogas hat ebenfalls 40% CO2 (eine hohe Konzentration) aber wie oben beschroeben muß die Produktion zurückgehen. Energiepflanzen sind Unsinn, es muß deutlich weniger Fleisch gegessen und Kuhmilch getrunken werden. Damit wird der Eintrag der Rohstiffe fürs Biogas schwinden.
Metallproduktion
Metallverhüttung kann heute bereits direkt mit Elektrizität und Wassertoff geschehen, Koks ist nicht nötig.
Beton
Ein großes Problem da selbst wenn man nur erneuerbare Energe zum "Kalkbrennen" verwendet (Zementherstellung) wird immer nich sehr viel CO2 an die Atmosphäre abgegeben. Wir müssen deutliche Anstrengungen unternehmen, sie viel wie irgend mögich mit Holz und Holzwerkstoffen zu bauen!
Landwirtschaft
Erhält zusätzliche Einnahmen über Windkraft, Photovoltaik, spielt eine wichtige Rolle bei der Biogasnutzung, kann auch Hydrolyseure aufnehmen die das CO2 zu Methan verwandeln. Gespeichertes Methan ist aus meiner Sicht die einzige schnell machbarm bezahlbare Form einer saisonalen Enegiespeicherung (für die "Dunkelflaute").
Die Landwirztschaft wird aber viel weniger Tiere und tierische Produkte liefern, sich bezahlt um die Wiedervernässung von Mooren kümmern und mit weniegr Wasser auskommen müssen. Landschaften werden zu Regenrückhalteflächen umgebaut wreden.
Wasserstoff
Der Champagner der Energiewende (...)
Chemische Industrie
asa
Wärmepumpen
Sind heute schon die wirtschaftlichste Weise Gebäude zu heizen, wie es die skandinavischen Länder vorwachen. Es wrid definitiv nicht mit Syntheseöl. Synthesemethan oder auch nur Wasserstioff geheizt werden weil die Wirkungsgrade weitr hinter der Wäörmepumpe zurückbleiben.