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Sonnenenergie gibt's im Überfluss. Aber...

Kategorien: Klimawissen
myblueplanet - today together for tomorrow, 04.11.2014

Solar-Energie ist der myblueplanet-Community ein Anliegen. Darum versorgen wir euch regelmässig mit Informationen zum Thema. Nachfolgend ein Artikel von Hanspeter Guggenbühl, freier Journalist, spezialisiert auf die Themen Energie-, Umwelt-, Verkehrs- und Wirtschaftspolitik.

Öl wird knapp – Sonnenenergie hingegen gibt es im Überfluss. Trotzdem harzt der Umstieg. Denn die Verdichtung der weit verstreuten Sonne ist aufwendig und teuer. Das zeigt sich vor allem im Verkehr.

Sonnenergie (Heidi Appel  / pixelio.de)

 

 

 

 

 

 

 

 

Bertrand Piccard will der Nutzung der Sonnenenergie einen Impuls verleihen. Deshalb liess er 2008 mit einem gesponserten Betrag von hundert Millionen Franken ein Flugzeug namens «Solar Impulse» bauen.1) Der mit Solarstrom angetriebene Flieger hat eine Spannweite von 80 Metern und kann eine Person (den Piloten) im 30- bis 70-Kilometertempo um die Welt transportieren. Zum Vergleich: Das mit Erdöl angetriebene doppelstöckige Grossraum-Flugzeug Airbus A380 hat ebenfalls 80 Meter Spannweite, befördert aber 800 Personen im 900-Kilometertempo von Kontinent zu Kontinent. Das von viel Medienecho begleitete Solarflugzeug zeigt damit weniger die Möglichkeiten als vielmehr die Grenzen auf, an die der Einsatz von Sonnenenergie im Luftverkehr stösst. Ähnlich verhält es sich im Schiffsverkehr: Das moderne Sun 21-Solarboot, mit dem 2007 fünf Passagiere mit leichtem Gepäck nach New York tuckerten, brauchte für den Weg über den Atlantik drei Mal mehr Zeit als Christoph Kolumbus vor über 500 Jahren mit seinem viel stärker befrachteten Segelschiff.

Viel Sonne, aber breit verstreut

Die Beispiele zeigen: Bei der Energie kommt es nicht nur auf die Menge an, sondern auch auf die Qualität. Mengenmässig ist die Energie der Sonne, welche die Erde wärmt und den Kreislauf von Wind, Wasser sowie Biomasse antreibt, schier unermesslich. Sie strahlt rund zweihundert Mal mehr Kilowattstunden (kWh) auf den Schweizer Boden, als Wirtschaft und Bevölkerung heute in Form von Erdöl, Erdgas, Holz, Atom- und Wasserkraft verbrauchen. Doch diese Energie ist breit gestreut und kommt auf der Erde stark verdünnt an. In der Fachsprache: Sonnenenergie verfügt über eine geringe Dichte. 

Deshalb braucht es viel Fläche und Aufwand, um die Sonnenenergie zu ernten und zu Elektrizität zu verdichten. Das illustriert wiederum Piccards Flugzeug. Dieses benötigt auf den weit gespannten Flügeln 200 Quadratmeter Solarzellen, um die vier Elektromotörchen mit einer Gesamtleistung von bloss 30 Kilowatt (40 PS) mit Strom zu versorgen. Zudem müssen Batterien mit total 400 Kilo Gewicht mitfliegen, um Solarstrom für den Nachtflug zu speichern. Zum Vergleich: Die gleiche Menge Energie, die 400 Kilo Batterien bunkern können, liesse sich in  neun Litern Erdöl respektive sieben Kilo Flugtreibstoff lagern. Darum tanken Flugzeuge Öl, nicht Sonne.

Wenig Erdöl, aber konzentriert

Beim Erdöl, das im Untergrund lagert, handelt es sich um Abfall aus Biomasse, welche die Sonne während Millionen von Jahren gebildet hat. Erdöl ist also gespeicherte Sonnenenergie, stark verdichtet und schnell verfügbar. So lassen sich aus einer modernen Tanksäule, die samt Platz fürs tankende Auto 30 Quadratmeter Boden beansprucht, in zehn Minuten 350 Liter Benzin oder rund 3000 kWh Energie abzapfen. Um gleich viel Solarstrom zu ernten, braucht eine auf dem Hausdach montierte Photovoltaik-Anlage mit 30 Quadratmeter Fläche ein ganzes Jahr. Die Differenz punkto Dichte und Preis erklärt, weshalb die Schweiz 2008 ihren Energieverbrauch immer noch zu 55 Prozent mit Erdöl und nur zu 0,013 Prozent mit Solarstrom deckte.

Die Vorräte des «schwarzen Goldes» sind jedoch begrenzt. Der Höhepunkt der globalen Ölförderungen, so zeigen Studien über den «Peak Oil», wird in einigen Jahren oder wenigen Jahrzehnten überschritten sein. Der Gasgipfel folgt schätzungsweise ein Jahrzehnt danach. Das zwingt uns, den Verbrauch von Erdöl und Erdgas möglichst rasch zu senken. Und mittelfristig müssen wir diese dichten und mithin hochwertigen Energieträger schrittweise ersetzen durch erneuerbare Energien, insbesondere die direkt einstrahlende und stark verdünnte Sonnenenergie.

Energie gleichwertig nutzen

Der Weg vom Öl zurück zur Sonne erfordert viel Aufwand und wird nicht überall einfach zu begehen sein. Deshalb ist es wichtig, die Reihenfolge der einzelnen Schritte klug zu wählen. Dabei helfen zwei einfache Regeln:

Hochwertige Energie sollte primär für hochwertige Dienste reserviert bleiben. Elektrizität zum Beispiel für den Betrieb von effizienteren Elektrogeräten oder unvermeidbare Hochtemperaturprozesse. Erdöl für die Herstellung von Kunststoffen oder den Betrieb von Motoren in Flugzeugen oder Fahrzeugen (wobei die Fahrzeuge weniger überdimensioniert und übermotorisiert sein sollten als die heutige Autoflotte). Es ist hingegen nicht sinnvoll, hochwertiges Erdöl oder Elektrizität zu verheizen, um Boilerwasser auf 60 Grad oder die Raumtemperatur auf 20 Grad zu erwärmen. Gerade bei diesen niederwertigen Energieanwendungen in Gebäuden besteht ein grosses und relativ schmerzloses Spar- und Substitutionspotenzial für Öl, Gas und Strom.

Niederwertige Energie hingegen wie eben die verdünnte Sonnenenergie sollten nicht auf Teufel komm raus in hochwertige Elektrizität oder zu Wasserstoff umgewandelt werden; zumindest solange nicht, als diese Umwandlung pro erzeugte kWh viel Fläche und Subventionen beansprucht. Beispiel: Auf dem Dach eines Wohnhauses lässt sich heute auf der gleichen Fläche vier Mal mehr Energie in Form von Nutzwärme als in Form von Elektrizität ernten. Deshalb sollten auf Wohnhäusern Solarkollektoren zur Erwärmung von Warmwasser und Raumtemperatur Priorität geniessen  gegenüber Photovoltaik-Anlagen, die aus Sonnenlicht Strom erzeugen. Die Subventionierung von Solarstrom-Anlagen auf einem Hausdach ist erst dann sinnvoll, wenn unter dem Dach kein Erdöl oder keine Elektrizität mehr verheizt wird. Wobei Ausnahmen diese Regel bestätigen.

Wenn Piccards Solarflugzeug den Blick dafür schärft, wo welcher Energieträger sinnvoll eingesetzt wird, gibt es für die hundert Millionen Sponsor-Franken einen Gegenwert. Andernfalls hätte man das Geld besser in die Produktion von Solarkochern in Afrika investiert.

1)Anmerkung der Redaktion: Mittlerweile wurde eine zweite, verbesserte Version des Fliegers, die «Solar Impulse 2», gebaut und getestet. 2015 soll die geplante Weltumrundung mittels Solarflugzeug Realität werden.

Wissenswertes zum Thema Solar-Energie

Die Stromspartipps von Hanspeter Guggenbühl

 

Die Bücher von Hanspeter Guggenbühl:

Das Geschwätz vom Wachstum
Orell Füssli Verlag, Zürich 2004
144 Seiten, broschiert
ISBN 3-280-05101-0

Die Energiewende
Rüegger Verlag,  2013
144 Seiten
ISBN 978-3-7253-0992-4

 

Bild: Heidi Appel  / pixelio.de

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