Lastenfahrräder werden immer beliebter. In manchen Städten sind sie schon ein durchaus geläufiger Anblick. In Zeiten des allgegenwärtigen Gründenkens haftet ihnen der Nimbus des ökologisch Korrekten an: also weniger Abgase, weniger Feinstaub und alles in allem einfach umweltfreundlicher.
Zeit für einen Vergleich aus energietechnischer Sicht. Entsprechend den Angaben des deutschen Umweltbundesamtes (also gleichsam die Gralshüter des Gründenkens) verbraucht ein Lkw im statistischen Durchschnitt etwa 0,4 kWh pro Tonnenkilometer. Mit anderen Worten: für jede Tonne, die per Lkw einen Kilometer weit bewegt wird, schlagen 0,4 kWh zu Buche.
Wie sieht dem gegenüber die Bilanz des Lastenfahrrads aus? Auf dieser Webseite gibt es Informationen zum Energieverbrauch beim Radfahren. Nehmen wir der Einfachheit halber an, eine Last von 100 kg werde mit so einem Ding transportiert. Der Lastenradfahrer (80 kg schwer) sei mit einer Geschwindigkeit von 20 km/h unterwegs, und zwar eine volle Stunde lang. Das entspricht einem Energieverbrauch von 1,68 kWh.
Wenn wir insgesamt eine Last von einer Tonne (1000 kg) transportieren wollen, dann müssen wir diese auf mehrere Fahrräder verteilen, sagen wir zehn mal 100 kg. Die zehn Lastenradfahrer verbrauchen dann 16,8 kWh auf einer Strecke von 20 km. Wenn wir das nun durch 20 dividieren, bekommen wir den Energieverbrauch pro Tonnenkilometer: also 0,84 kWh.
Wir sehen also, dass der Transport mit dem Lkw deutlich energieeffizienter ist als jener mit dem Lastenrad. Es sei natürlich unbenommen, dass letzteres deutlich flexibler ist, wenn es darum geht, kleinere Lasten auf verstopften Straßen zu bewegen. Aber es ist wohl - nicht nur aus energetischer Sicht - etwas unrealistisch, den gesamten Lkw-Verkehr auf das Lastenrad verlegen zu wollen.
2017/10/10
Die Start-Up-Wette
Start-ups gelten als Hoffnungsträger, um aus der ökonomischen Dauerkrise zu kommen. Man verspricht sich Innovationen, Arbeitsplätze und nicht zuletzt neue Steuereinnahmen. Allerdings sind Start-ups risikobehaftet. Denn man weiß, dass etwa 90% dieser Hoffnungsträger nach zwei bis drei Jahren nicht mehr existieren. Und nur die verbliebenen 10% schaffen es, im Wirtschaftsleben Fuß zu fassen und sich gegen die alte Konkurrenz durchzusetzen. Und noch weniger werden zu echten Geldmaschinen à la Google, Amazon oder Microsoft.
Der Hype um die Start-ups ist manchen politisch Verantwortlichen wohl etwas zu Kopf gestiegen. Deshalb gibt es nun mancherorts Fördergelder (gesponsort aus Steuereinnahmen), in der Erwartung, dass im Teich der gerade geschlüpften Entenbabys der eine oder andere Schwan verborgen sein mag, der alle anderen Entlein prächtig überstrahlt und die Verluste aus den abgesoffenen Küken spielend wieder ausgleicht.
Ist das wirklich ein realistisches Szenario? Machen wir eine kleine Rechnung. Nehmen wir an, wir haben 10 Start-ups, die sich um unseren Geldsegen bewerben. Jedes Jungunternehmen bekommt von uns einen Scheck über eine Million Euro. Nach drei Jahren schauen wir wieder nach, was aus den jungen Küken geworden ist. Im statistischen Mittel sind nach dieser Zeit neun von ihnen verschwunden, und nur eines ist noch im Teich übrig. Mit anderen Worten: Wir haben bei unserer Wette (und um nichts anderes geht es) 9 Millionen versenkt, und nur eine Million ist noch im Rennen, um uns reich zu machen. Es ist vielleicht etwas zuviel verlangt, von einem erfolgreichen Start-up zu erwarten, dass es nach drei Jahren bereits soviel verdient, um unsere gesamten bisher angehäuften Verluste wieder auszugleichen. Aber vielleicht nach 10 Jahren? Um per Saldo ohne Verluste aus diesem Gambling auszusteigen, müssen wir also erwarten, dass sich der Wert des einen erfolgreichen Start-ups irgendwann verzehnfacht hat.
Man muss sich also fragen, wie viele Jungunternehmen es gibt, deren Wert innerhalb eines bestimmten Zeitraums um einen Faktor 10 zulegt. Nehmen wir an, unser Start-up hätte sich innerhalb von zehn Jahren im Wert verdoppelt. Keine schlechte Leistung, wie ich meine. Und dennoch wäre unser anfängliches Investment in diesem Fall immer noch negativ. Denn alles, was schlechter ist als ein Faktor zehn, macht uns effektiv ärmer. Alles, was besser ist, macht uns dafür reicher.
Was hier abgeht, ist also eine hochriskante Wette. Die Frage ist, ob diese Wette mit Steuergeldern finanziert werden muss.
Der Hype um die Start-ups ist manchen politisch Verantwortlichen wohl etwas zu Kopf gestiegen. Deshalb gibt es nun mancherorts Fördergelder (gesponsort aus Steuereinnahmen), in der Erwartung, dass im Teich der gerade geschlüpften Entenbabys der eine oder andere Schwan verborgen sein mag, der alle anderen Entlein prächtig überstrahlt und die Verluste aus den abgesoffenen Küken spielend wieder ausgleicht.
Ist das wirklich ein realistisches Szenario? Machen wir eine kleine Rechnung. Nehmen wir an, wir haben 10 Start-ups, die sich um unseren Geldsegen bewerben. Jedes Jungunternehmen bekommt von uns einen Scheck über eine Million Euro. Nach drei Jahren schauen wir wieder nach, was aus den jungen Küken geworden ist. Im statistischen Mittel sind nach dieser Zeit neun von ihnen verschwunden, und nur eines ist noch im Teich übrig. Mit anderen Worten: Wir haben bei unserer Wette (und um nichts anderes geht es) 9 Millionen versenkt, und nur eine Million ist noch im Rennen, um uns reich zu machen. Es ist vielleicht etwas zuviel verlangt, von einem erfolgreichen Start-up zu erwarten, dass es nach drei Jahren bereits soviel verdient, um unsere gesamten bisher angehäuften Verluste wieder auszugleichen. Aber vielleicht nach 10 Jahren? Um per Saldo ohne Verluste aus diesem Gambling auszusteigen, müssen wir also erwarten, dass sich der Wert des einen erfolgreichen Start-ups irgendwann verzehnfacht hat.
Man muss sich also fragen, wie viele Jungunternehmen es gibt, deren Wert innerhalb eines bestimmten Zeitraums um einen Faktor 10 zulegt. Nehmen wir an, unser Start-up hätte sich innerhalb von zehn Jahren im Wert verdoppelt. Keine schlechte Leistung, wie ich meine. Und dennoch wäre unser anfängliches Investment in diesem Fall immer noch negativ. Denn alles, was schlechter ist als ein Faktor zehn, macht uns effektiv ärmer. Alles, was besser ist, macht uns dafür reicher.
Was hier abgeht, ist also eine hochriskante Wette. Die Frage ist, ob diese Wette mit Steuergeldern finanziert werden muss.
2017/10/07
Windstromerzeugung in Deutschland: 2016
Die folgende Abbildung zeigt die stündliche Windstromproduktion in Deutschland im Jahre 2016. Die entsprechenden Daten stammen von Paul-Frederik Bach, der in den letzten Jahren eine ganze Reihe von Informationen über regenerative Energieerzeugung in verschiedenen Ländern zusammengetragen hat.
Hierzu noch ein paar statistische Eckdaten:
Die durchschnittliche Stromproduktion pro Stunde betrug in diesem Jahr 8765 MWh mit einer Standardabweichung von 6865 MWh. Die Minimal- bzw. Maximalwerte betrugen 135 bzw. 33626 MWh, d.h. zwischen diesen beiden Extremen schwankte die Einspeisung aus Windkraftanlagen.
Aus der Abbildung wird unmittelbar der schwankende Charakter der Windstromerzeugung klar.
Hierzu noch ein paar statistische Eckdaten:
Die durchschnittliche Stromproduktion pro Stunde betrug in diesem Jahr 8765 MWh mit einer Standardabweichung von 6865 MWh. Die Minimal- bzw. Maximalwerte betrugen 135 bzw. 33626 MWh, d.h. zwischen diesen beiden Extremen schwankte die Einspeisung aus Windkraftanlagen.
Aus der Abbildung wird unmittelbar der schwankende Charakter der Windstromerzeugung klar.
2017/09/02
Stromerzeugung im Vergleich
Elektrifizierung ist der Trend unserer Tage. Alles soll wenn möglich elektrisch betrieben werden. Selbst das Automobil, bislang der Inbegriff der Fortbewegung mit fossilen Brennstoffen, soll in Zukunft nur noch mit Elektromotor und Batterie das Auslangen finden.
Welche Konsequenzen das für den Verkehrssektor hat, wurde in meinem letzten Post angedeutet. Die Stromproduktion müsste im Wesentlichen soweit ausgebaut werden, dass der Energiebedarf des Straßenverkehrs ausreichend abgedeckt werden kann.
Wenn heutzutage von (elektrischer) Energieerzeugung die Rede ist, fallen im Allgemeinen die folgenden Begriffe:
Elektrische Anlagen werden üblicher Weise durch ihre Leistung charakterisiert. Ein Motor mit 1000 Watt (1 kW) Leistung verbraucht pro Stunde eine Energie von einer Kilowattstunde (1 kWh). Ein Generator ist letztlich nichts anderes als ein quasi umgekehrt laufender Motor, wobei die technischen Charakteristika dieselben bleiben. Somit erzeugt ein Generator von 1 kW Nennleistung pro Stunde eine Energie von 1 kWh. Pro Tag sind das dann 24 kWh und pro Jahr entsprechend 8760 kWh. Das gilt natürlich nur, wenn der Generator das ganze Jahr über mit voller Leistung im Einsatz war. Ist er hingegen nur mit halber Leistung (50%) bei der Arbeit, dann produziert er eben auch nur 4380 kWh.
Dieses Verhältnis von tatsächlich produzierter Energie zu theoretisch möglicher Energieerzeugung nennt man Nutzungsgrad (capacity factor). Der Idealwert ist 100 % und wird in der Realität so gut wie nie erreicht. Die Gründe hierfür sind vielfältig. Doch darüber ein andermal mehr.
Sehen wir uns die Situation in Deutschland an. Die untenstehende Abbildung zeigt die Nutzungsgrade verschiedener Stromerzeugungsquellen. Die Rohdaten für diese Darstellung kommen übrigens von der europäischen Statistikbehörde Eurostat und gelten für das Jahr 2015.
Man sieht sofort, dass der nukleare Sektor gut 90% von dem liefert, was theoretisch möglich ist. Im Bereich der Winderzeugung liegt man bei knapp 20%.
Vergleichen wir das nun mit der Situation in Österreich, so fällt auf, dass es keinen derart dominanten Teil gibt wie in Deutschland. Wasserkraft ist hier an erster Stelle zu nennen mit etwas über 30% Nutzungsgrad. Die Ausbeute der Windräder ist im Alpenland etwas größer als in Deutschland. Das dürfte sich aber spätestens dann zugunsten der nördlichen Nachbarn ändern, wenn mehr und mehr offshore Windkraftanlangen in Dienst gehen. Bemerkenswert ist der niedrige Nutzungsgrad der Stromerzeugung mit fossilen Brennstoffen (etwa 15%). Das deutet meiner Ansicht nach darauf hin, dass diese Kraftwerke einen sehr unwirtschaftlichen Betrieb fahren.
Sehen wir uns schließlich noch die Lage in Großbritannien (UK) an. Auch dort werden regenerative Energien sehr stark gefördert.
Wie schon in Deutschland liegt auch hier die Stromerzeugung aus Kernkraft weit vor allen anderen Quellen mit deutlich über 70%. Solar schneidet mit weniger als 10% noch schlechter ab als in Deutschland und Österreich. Es gibt eben etwas weniger Sonne auf der Insel. Bei der Winderzeugung hat UK allerdings die Nase vor den beiden anderen, was wohl auch mit dem großen offshore Anteil zu tun hat. Auch die fossilen Kraftwerke weisen auf der Insel mit annähernd 40% einen deutlich besseren Nutzungsgrad auf.
Als Fazit halten wir fest, dass die regenerativen Energien längst nicht an die Nutzungsgrade nuklearer Stromerzeugung herankommen. Windenergie kann günstigstenfalls auf etwas über 30% kommen, besitzt aber den Nachteil, dass sie sehr unstetig und damit kaum grundlastfähig ist. Mit der Unstetigkeit des Windstroms werde ich mich in einem anderen Posting beschäftigen. Photovoltaik kommt in unseren Breiten kaum über 10% hinaus und ist ebenfalls unstetig. Abgesehen von ihrer schwachen Ausbeute leiden die regenerativen Energien (außer Geothermie und Biomasse, die auch höhere Nutzungsgrade aufweisen, aber im gesamten Strommix nur eine kleine Rolle spielen) darunter, dass sie starken Schwankungen unterworfen sind. Daran können auch die besten Vorhersagemodelle, die alle Windänderungen bereits im Voraus erfassen sollen, nichts ändern. Denn selbst wenn man genau weiß, dass der Wind in einer halben Stunde stark abflauen wird und man deshalb ein Kraftwerk mit fossilen Brennstoffen hochfahren muss, so ändert das nichts daran, dass letzteres immer in Bereitschaft gehalten werden muss für den Fall der Fälle. Dieser Bereitschaftsmodus ist mit einem sehr schlechten Wirkunsgrad verbunden, was einem ökonomischen Betrieb durchaus abträglich ist.
Welche Konsequenzen das für den Verkehrssektor hat, wurde in meinem letzten Post angedeutet. Die Stromproduktion müsste im Wesentlichen soweit ausgebaut werden, dass der Energiebedarf des Straßenverkehrs ausreichend abgedeckt werden kann.
Wenn heutzutage von (elektrischer) Energieerzeugung die Rede ist, fallen im Allgemeinen die folgenden Begriffe:
- Windenergie
- Photovoltaik
- Wasserkraft
- Kohle- bzw. Gaskraftwerke, selten auch Dieselgeneratoren
- Kernkraft
Elektrische Anlagen werden üblicher Weise durch ihre Leistung charakterisiert. Ein Motor mit 1000 Watt (1 kW) Leistung verbraucht pro Stunde eine Energie von einer Kilowattstunde (1 kWh). Ein Generator ist letztlich nichts anderes als ein quasi umgekehrt laufender Motor, wobei die technischen Charakteristika dieselben bleiben. Somit erzeugt ein Generator von 1 kW Nennleistung pro Stunde eine Energie von 1 kWh. Pro Tag sind das dann 24 kWh und pro Jahr entsprechend 8760 kWh. Das gilt natürlich nur, wenn der Generator das ganze Jahr über mit voller Leistung im Einsatz war. Ist er hingegen nur mit halber Leistung (50%) bei der Arbeit, dann produziert er eben auch nur 4380 kWh.
Dieses Verhältnis von tatsächlich produzierter Energie zu theoretisch möglicher Energieerzeugung nennt man Nutzungsgrad (capacity factor). Der Idealwert ist 100 % und wird in der Realität so gut wie nie erreicht. Die Gründe hierfür sind vielfältig. Doch darüber ein andermal mehr.
Sehen wir uns die Situation in Deutschland an. Die untenstehende Abbildung zeigt die Nutzungsgrade verschiedener Stromerzeugungsquellen. Die Rohdaten für diese Darstellung kommen übrigens von der europäischen Statistikbehörde Eurostat und gelten für das Jahr 2015.
Man sieht sofort, dass der nukleare Sektor gut 90% von dem liefert, was theoretisch möglich ist. Im Bereich der Winderzeugung liegt man bei knapp 20%.
Vergleichen wir das nun mit der Situation in Österreich, so fällt auf, dass es keinen derart dominanten Teil gibt wie in Deutschland. Wasserkraft ist hier an erster Stelle zu nennen mit etwas über 30% Nutzungsgrad. Die Ausbeute der Windräder ist im Alpenland etwas größer als in Deutschland. Das dürfte sich aber spätestens dann zugunsten der nördlichen Nachbarn ändern, wenn mehr und mehr offshore Windkraftanlangen in Dienst gehen. Bemerkenswert ist der niedrige Nutzungsgrad der Stromerzeugung mit fossilen Brennstoffen (etwa 15%). Das deutet meiner Ansicht nach darauf hin, dass diese Kraftwerke einen sehr unwirtschaftlichen Betrieb fahren.
Sehen wir uns schließlich noch die Lage in Großbritannien (UK) an. Auch dort werden regenerative Energien sehr stark gefördert.
Wie schon in Deutschland liegt auch hier die Stromerzeugung aus Kernkraft weit vor allen anderen Quellen mit deutlich über 70%. Solar schneidet mit weniger als 10% noch schlechter ab als in Deutschland und Österreich. Es gibt eben etwas weniger Sonne auf der Insel. Bei der Winderzeugung hat UK allerdings die Nase vor den beiden anderen, was wohl auch mit dem großen offshore Anteil zu tun hat. Auch die fossilen Kraftwerke weisen auf der Insel mit annähernd 40% einen deutlich besseren Nutzungsgrad auf.
Als Fazit halten wir fest, dass die regenerativen Energien längst nicht an die Nutzungsgrade nuklearer Stromerzeugung herankommen. Windenergie kann günstigstenfalls auf etwas über 30% kommen, besitzt aber den Nachteil, dass sie sehr unstetig und damit kaum grundlastfähig ist. Mit der Unstetigkeit des Windstroms werde ich mich in einem anderen Posting beschäftigen. Photovoltaik kommt in unseren Breiten kaum über 10% hinaus und ist ebenfalls unstetig. Abgesehen von ihrer schwachen Ausbeute leiden die regenerativen Energien (außer Geothermie und Biomasse, die auch höhere Nutzungsgrade aufweisen, aber im gesamten Strommix nur eine kleine Rolle spielen) darunter, dass sie starken Schwankungen unterworfen sind. Daran können auch die besten Vorhersagemodelle, die alle Windänderungen bereits im Voraus erfassen sollen, nichts ändern. Denn selbst wenn man genau weiß, dass der Wind in einer halben Stunde stark abflauen wird und man deshalb ein Kraftwerk mit fossilen Brennstoffen hochfahren muss, so ändert das nichts daran, dass letzteres immer in Bereitschaft gehalten werden muss für den Fall der Fälle. Dieser Bereitschaftsmodus ist mit einem sehr schlechten Wirkunsgrad verbunden, was einem ökonomischen Betrieb durchaus abträglich ist.
2017/08/15
2040 in GB
In Großbritannien gibt es Bestrebungen, ab 2040 keine Autos mit Verbrennungsmotoren mehr zuzulassen. Andere Länder haben Ähnliches bekundet.
Eines der wesentlichsten Elemente unserer Gesellschaft ist die allgegenwärtige Mobilität. Wenn man sich überlegt, woran eigentlich unser Wohlstand hängt, dann ist die Mobilität ein zentraler Faktor. Menschen und Güter sind mobil. Millionen von Menschen fahren täglich mehrere Kilometer zur Arbeit, mit öffentlichen Verkehrsmitteln oder mit ihrem Privatfahrzeug. Millionen Tonnen an Gütern werden täglich von einem Ort zum anderen bewegt. Nicht aus Jux und Tollerei, sondern allein zu dem Zweck, unsere Wirtschaft am Laufen zu halten. Man stelle sich vor, all das würde plötzlich aufhören, und male sich die Konsequenzen aus.
Doch zurück zu Großbritannien. Versuchen wir ansatzweise uns vorzustellen, was ein Umstieg von benzingetriebenen Autos auf Elektrofahrzeuge nach sich ziehen würde. Dabei setzen wir voraus, dass das Niveau der Mobilität gleich bleibt. Laut der britischen Statistikbehörde belief sich 2014 der Benzinverbrauch auf 13,9 Mio. Tonnen Rohöleinheiten, der Dieselverbrauch betrug 25 Mio. Tonnen Rohöleinheiten. Wenn man diese Werte auf elektrische Einheiten umrechnet, erhält man 161,7 TWh (Terawattstunden) für Benzin bzw. 290,8 TWh für Diesel.
Wenn man nun die Mobilität beibehalten möchte, dann führt kein Weg daran vorbei, die Energie, die heute noch von Benzin und Diesel geliefert wird, aus anderen Quellen zu ersetzen. Denn um Menschen und Güter in Bewegung zu halten, bedarf einer bestimmten Energie. Ohne Physik geht es definitiv nicht.
Beschränken wir uns im folgenden auf benzingetriebenen Fahrzeuge, um eine Vorstellung davon zu erhalten, welche Ersatzkapazitäten an elektrischer Energieerzeugung wir benötigen. Ich unterstelle ferner, dass der Elektroantrieb gross modo doppelt so effizient ist wie ein Benziner. Ob das tatsächlich der Fall ist, muss sich noch zeigen. Nehmen wir also an, dass wir anstatt der 161,7 TWh lediglich 80 TWh für den Betrieb der Elektroautos brauchen. Um diese Energie zu erzeugen, brauchen wir neue Kraftwerke, denn der bestehende Kraftwerkspark reicht längst nicht aus, um die Mobilität abzudecken.
Wieviel sind 80 TWh? Diese Zahl wird etwas deutlicher, wenn man sich vorstellt, dass das beste deutsche Kernkraftwerk, das derzeit noch am Netz ist (Isar 2), pro Jahr etwa 11,5 TWh liefert. Jetzt wird die Sache etwas klarer. Um allein die britischen Benziner auf elektrisch umzustellen, braucht es also nicht weniger als 7 (in Worten: sieben) neue Kernkraftwerke des Typs Isar 2.
Diese Rechnung unterstellt, wie gesagt, eine doppelt so hohe Effizienz der Elektroautos verglichen mit den benzingetriebenen. Wenn man also das Vorhaben ernst meint, ab 2040 nur noch Stromer zuzulassen, dann sollte man schon jetzt mit der Planung des dazu benötigten Kraftwerksparks beginnen. Bekanntlich gehen für die Planung und Errichtung von Großkraftwerken leicht mehr als 10 Jahre ins Land. Und 2040 ist nicht mehr weit.
Und wir sollten auch nicht vergessen, dass wir bislang nur die Benziner betrachtet haben. Der Dieselverbrauch ist (siehe oben) um einiges höher. Da kommen dann noch mal vorsichtig geschätzte 10 Kraftwerke dazu. Es gibt also viel zu tun bei der Verkehrswende.
Eines der wesentlichsten Elemente unserer Gesellschaft ist die allgegenwärtige Mobilität. Wenn man sich überlegt, woran eigentlich unser Wohlstand hängt, dann ist die Mobilität ein zentraler Faktor. Menschen und Güter sind mobil. Millionen von Menschen fahren täglich mehrere Kilometer zur Arbeit, mit öffentlichen Verkehrsmitteln oder mit ihrem Privatfahrzeug. Millionen Tonnen an Gütern werden täglich von einem Ort zum anderen bewegt. Nicht aus Jux und Tollerei, sondern allein zu dem Zweck, unsere Wirtschaft am Laufen zu halten. Man stelle sich vor, all das würde plötzlich aufhören, und male sich die Konsequenzen aus.
Doch zurück zu Großbritannien. Versuchen wir ansatzweise uns vorzustellen, was ein Umstieg von benzingetriebenen Autos auf Elektrofahrzeuge nach sich ziehen würde. Dabei setzen wir voraus, dass das Niveau der Mobilität gleich bleibt. Laut der britischen Statistikbehörde belief sich 2014 der Benzinverbrauch auf 13,9 Mio. Tonnen Rohöleinheiten, der Dieselverbrauch betrug 25 Mio. Tonnen Rohöleinheiten. Wenn man diese Werte auf elektrische Einheiten umrechnet, erhält man 161,7 TWh (Terawattstunden) für Benzin bzw. 290,8 TWh für Diesel.
Wenn man nun die Mobilität beibehalten möchte, dann führt kein Weg daran vorbei, die Energie, die heute noch von Benzin und Diesel geliefert wird, aus anderen Quellen zu ersetzen. Denn um Menschen und Güter in Bewegung zu halten, bedarf einer bestimmten Energie. Ohne Physik geht es definitiv nicht.
Beschränken wir uns im folgenden auf benzingetriebenen Fahrzeuge, um eine Vorstellung davon zu erhalten, welche Ersatzkapazitäten an elektrischer Energieerzeugung wir benötigen. Ich unterstelle ferner, dass der Elektroantrieb gross modo doppelt so effizient ist wie ein Benziner. Ob das tatsächlich der Fall ist, muss sich noch zeigen. Nehmen wir also an, dass wir anstatt der 161,7 TWh lediglich 80 TWh für den Betrieb der Elektroautos brauchen. Um diese Energie zu erzeugen, brauchen wir neue Kraftwerke, denn der bestehende Kraftwerkspark reicht längst nicht aus, um die Mobilität abzudecken.
Wieviel sind 80 TWh? Diese Zahl wird etwas deutlicher, wenn man sich vorstellt, dass das beste deutsche Kernkraftwerk, das derzeit noch am Netz ist (Isar 2), pro Jahr etwa 11,5 TWh liefert. Jetzt wird die Sache etwas klarer. Um allein die britischen Benziner auf elektrisch umzustellen, braucht es also nicht weniger als 7 (in Worten: sieben) neue Kernkraftwerke des Typs Isar 2.
Diese Rechnung unterstellt, wie gesagt, eine doppelt so hohe Effizienz der Elektroautos verglichen mit den benzingetriebenen. Wenn man also das Vorhaben ernst meint, ab 2040 nur noch Stromer zuzulassen, dann sollte man schon jetzt mit der Planung des dazu benötigten Kraftwerksparks beginnen. Bekanntlich gehen für die Planung und Errichtung von Großkraftwerken leicht mehr als 10 Jahre ins Land. Und 2040 ist nicht mehr weit.
Und wir sollten auch nicht vergessen, dass wir bislang nur die Benziner betrachtet haben. Der Dieselverbrauch ist (siehe oben) um einiges höher. Da kommen dann noch mal vorsichtig geschätzte 10 Kraftwerke dazu. Es gibt also viel zu tun bei der Verkehrswende.
2017/08/13
Feinstaub - Muss Gehen bald verboten werden?
In letzter Zeit war wieder häufiger von Feinstaub die Rede. Die etwas verquere Diskussion über Dieselautos in Deutschland drehte sich unter anderem auch um die allgegenwärtigen Feinstaubemissionen. Wenn man informierte und sachliche Quellen zu Rate zog, konnte man herausfinden, dass die Feinstaubbelastung durch Dieselmotoren nur einen Teil (und zwar den kleineren) des Problems ausmacht.
Das liegt vor allem daran, dass Staub aus vielerlei Ursprüngen in unser Leben tritt. Einer davon ist der Abrieb, der sich zwangsläufig beim Gehen ergibt. Bestimmt ist Ihnen, verehrter Leser, schon aufgefallen, dass sich die Absätze Ihrer Schuhe mit der Zeit mehr und mehr abrunden. Je nach zurückgelegter Laufstrecke müssen sie früher oder später repariert werden. Aus meinen eigenen Erfahrungen ist dies mindestens einmal im Jahr nötig.
Die Abnutzung der Schuhabsätze (und Sohlen) erfolgt graduell und ist von einem Tag zum nächsten kaum feststellbar. Der Grund für diesen Prozess ist die Reibung zwischen dem Schuh und der Straße. Und natürlich nutzen sich manche Schuhe schneller ab als andere. Jener Teil des Absatzes, der nach einiger Zeit nicht mehr am Schuh ist, hat sich als Staub in die Umwelt verflüchtigt.
Machen wir eine kleine, konservative Abschätzung, wieviel Staub sich da ergibt. Der Abrieb meiner Schuhe beträgt pro Jahr etwa ein Gramm, bei einer geschätzten Gehleistung von ca. 1 km pro Tag. Das ist als unterer Wert zu verstehen, d.h. de facto wird es wohl mehr sein. Doch darauf kommt es hier nicht an. Wir halten uns an den vorsichtigen Schätzwert von 1 g. Diesen Wert müssen wir mit der Anzahl der Bewohner einer beliebigen Stadt multiplizieren, um das gesamte Staubaufkommen verursacht durch Fußgänger zu erhalten.
Hoch gerechnet auf eine Stadt wie Brüssel, in der sich an Wochentagen mehr als eine Million Menschen aufhalten, bedeudet das mindestens eine Million Gramm an Schuhabrieb pro Jahr. Das entspricht einer Tonne an Feinstaub. Mindestens, wie gesagt.
Dazu kommen noch Staubemissionen aus dem Verkehr (Reifenabrieb etc.), der Industrie und anderen Quellen, die zugegeben etwas höher ausfallen.
Wer also meint, dass das Gehen ökologisch völlig unbedenklich sei, der irrt. Wie überhaupt jede menschliche Aktivität einen Eingriff in die Natur darstellt. Die Frage ist nur, wann die Grenzwerte für Feinstaub so weit gesenkt werden, dass auch Fußgänger von Verboten betroffen sein werden.
Das liegt vor allem daran, dass Staub aus vielerlei Ursprüngen in unser Leben tritt. Einer davon ist der Abrieb, der sich zwangsläufig beim Gehen ergibt. Bestimmt ist Ihnen, verehrter Leser, schon aufgefallen, dass sich die Absätze Ihrer Schuhe mit der Zeit mehr und mehr abrunden. Je nach zurückgelegter Laufstrecke müssen sie früher oder später repariert werden. Aus meinen eigenen Erfahrungen ist dies mindestens einmal im Jahr nötig.
Die Abnutzung der Schuhabsätze (und Sohlen) erfolgt graduell und ist von einem Tag zum nächsten kaum feststellbar. Der Grund für diesen Prozess ist die Reibung zwischen dem Schuh und der Straße. Und natürlich nutzen sich manche Schuhe schneller ab als andere. Jener Teil des Absatzes, der nach einiger Zeit nicht mehr am Schuh ist, hat sich als Staub in die Umwelt verflüchtigt.
Machen wir eine kleine, konservative Abschätzung, wieviel Staub sich da ergibt. Der Abrieb meiner Schuhe beträgt pro Jahr etwa ein Gramm, bei einer geschätzten Gehleistung von ca. 1 km pro Tag. Das ist als unterer Wert zu verstehen, d.h. de facto wird es wohl mehr sein. Doch darauf kommt es hier nicht an. Wir halten uns an den vorsichtigen Schätzwert von 1 g. Diesen Wert müssen wir mit der Anzahl der Bewohner einer beliebigen Stadt multiplizieren, um das gesamte Staubaufkommen verursacht durch Fußgänger zu erhalten.
Hoch gerechnet auf eine Stadt wie Brüssel, in der sich an Wochentagen mehr als eine Million Menschen aufhalten, bedeudet das mindestens eine Million Gramm an Schuhabrieb pro Jahr. Das entspricht einer Tonne an Feinstaub. Mindestens, wie gesagt.
Dazu kommen noch Staubemissionen aus dem Verkehr (Reifenabrieb etc.), der Industrie und anderen Quellen, die zugegeben etwas höher ausfallen.
Wer also meint, dass das Gehen ökologisch völlig unbedenklich sei, der irrt. Wie überhaupt jede menschliche Aktivität einen Eingriff in die Natur darstellt. Die Frage ist nur, wann die Grenzwerte für Feinstaub so weit gesenkt werden, dass auch Fußgänger von Verboten betroffen sein werden.
2017/07/23
Wärmedämmung - Eine Investition in die Zukunft?
Zum Thema Wärmedämmung gibt es sehr kontroverse Meinungen. Die einen loben die Energieersparnis und den Beitrag zum sogenannten Klimaschutz. Die anderen verweisen auf hohe Kosten und geringe tatsächliche Einsparungen. Wer hat Recht? - Eine mehr als legitime Frage.
Aus persönlichen Erfahrungen kenne ich sowohl gedämmte als auch ungedämmte Behausungen. Ich habe vor etlichen Jahren in einer Wohnung gelebt, die nur einfach verglaste (und zudem recht alte) Fenster hatte. Im Winter hatte es dort ungeheizt etwa 16°C. Stellte ich abends die Heizung an, wurde es zwar schnell knuffig warm, nach dem Abschalten fiel die Temperatur allerdings fast ebenso schnell wieder auf den Ausgangswert zurück. Dieses Problem ließ sich durch den Einbau neuer doppelt verglaster Fenster beheben. Es blieb deutlich länger warm. Nur tauchte jetzt eben ein anderes Problem auf: Es musste regelmäßig gelüftet werden, weil sich sonst Schimmel bilden konnte. Schon hieraus sollte klar werden, dass es sich bei der Frage der Wärmedämmung keineswegs um eine simple Win-win-Situation handelt.
Der Brand des Grenfell-Towers in London und die Katastrophe, die sich daraus ergab, nicht zuletzt durch die Verwendung brennbarer Dämmmaterialien, hat wieder einmal die Frage aufgeworfen, wie sinnvoll es überhaupt ist, bestehende Objekte wärmemäßig zu isolieren.
Hier findet der interessierte Leser, was in den Medien nicht zu finden war, nämlich eine Analyse des energetischen und finanziellen Nutzens der nachträglichen Isolation des Grenfell-Towers. Ein guter Ausgangspunkt ist ein Blogpost in Euran Mearns Energy Matters und die sich daran anschließende Diskussion. Darin kam ein Teilnehmer zu der Abschätzung, dass die Amortisationszeit für die Wärmedämmung des Hochhauses mit etwa 250 Jahre veranschlagt werden müsste. Eine beeindruckende Zahl, die es wert ist, genauer unter die Lupe genommen zu werden. Dazu schätzte der Diskutant die Außendämmfläche des Hochhauses ab, nahm dazu noch die Wärmeleitungswerte der verwendeten Materialien und die Jahresdurchschnittstemperatur in London zur Hand und konnte daraus die Energieeinsparung bestimmen. Zusammen mit den Gesamtkosten für die Renovierung des Grenfell-Towers und den aktuellen Energiekosten, lässt sich somit die Amortisationszeit abschätzen.
Wir werden hierzu eine ähnliche Berechnung anstellen, die jedoch von einem ganz anderen Modell ausgeht, und anschließend unsere Erkenntnisse mit der obigen Abschätzung vergleichen. Der Grenfell-Tower besitzt mit seinen 24 Stockwerken eine Gesamtfläche von etwa 9600 m^2. Um die Wohnfläche mit dem Energieverbrauch in Beziehung zu setzen, benutzen wir statistische Daten aus Schweden, die dort jährlich erhoben werden. Schweden ist tendenziell kälter als England, kann daher für unsere Abschätzung als Extremfall dienen. Das heißt, unsere Werte für die Energieersparnis werden höchstwahrscheinlich über jenen aus London liegen. Das bedeutet gleichzeitig aber auch, dass die Amortsationszeit aus unserer Berechnung noch am unteren Ende dessen liegt, was man für England erwarten sollte. Denn wenn man weniger Energie spart, dauert es eben auch länger, bis man die Kosten wieder eingespielt hat.
Zurück zu den schwedischen Daten. Dort betrug der durchschnittliche Energieverbrauch (Heizung und Warmwasser) für Gebäude, die zwischen 1971 und 1980 gebaut wurden, 135 kWh pro m^2 und Jahr (2015). Der entsprechende Wert für Gebäude aus den Jahren zwischen 2001 und 2010 lag bei 108 kWh pro m^2 und Jahr.
Der gesamte Energieverbrauch des ungedämmten Hochhauses betrug also etwa 1296 MWh pro Jahr. Nach der Dämmung sollte der Verbruach auf etwa 1037 MWh gefallen sein. Die Differenz beträgt somit 259 MWh, also grosso modo 20%.
Womit wurde geheizt? Bei Bauten aus jener Zeit wahrscheinlich mit Öl oder Gas. Rechnen wir das Ganze mal mit Öl durch. Eine MWh Heizöl kostet in Großbritannien ca. 46 GBP (Stand Juni 2017). Die Kostenersparnis pro Jahr beträgt also etwa 12 000 GBP. Setzen wir das ins Verhältnis zu den Gesamtkosten für die Wärmedämmung von 2,6 Mio. GBP, so erhalten wir eine Amortsationszeit von 218 Jahren.
Wie sieht es mit Gas aus? Hier stehen Kosten von 28 GBP pro MWh zu Buche. Die Amortisationszeit wäre dann mehr als 350 Jahre.
Welche Art der Heizung wir auch zugrunde legen, die Zeit zur Einspielung der Kosten für die Wärmedämmung dürfte deutlich über der Lebensdauer des Hochhauses liegen. Um es noch einmal zu betonen, unser Modell beruht auf Vergleichsdaten aus Schweden. Die entsprechenden Werte für England sollten etwas niedriger sein, was auch für die Einsparungswerte gilt. Damit dürfte unsere Abschätzung am unteren Ende der Amortisationszeit liegen. Wir sehen gleichzeitig, dass die Abschätzung des Kommentators aus Energy Matters durchaus in die richtige Richtung wies.
Fazit: Was sich auf den ersten Blick als ein gutes Investment präsentiert, wird bei genauerer Betrachtung eine finanzielle Bürde über Jahrhunderte.
Aus persönlichen Erfahrungen kenne ich sowohl gedämmte als auch ungedämmte Behausungen. Ich habe vor etlichen Jahren in einer Wohnung gelebt, die nur einfach verglaste (und zudem recht alte) Fenster hatte. Im Winter hatte es dort ungeheizt etwa 16°C. Stellte ich abends die Heizung an, wurde es zwar schnell knuffig warm, nach dem Abschalten fiel die Temperatur allerdings fast ebenso schnell wieder auf den Ausgangswert zurück. Dieses Problem ließ sich durch den Einbau neuer doppelt verglaster Fenster beheben. Es blieb deutlich länger warm. Nur tauchte jetzt eben ein anderes Problem auf: Es musste regelmäßig gelüftet werden, weil sich sonst Schimmel bilden konnte. Schon hieraus sollte klar werden, dass es sich bei der Frage der Wärmedämmung keineswegs um eine simple Win-win-Situation handelt.
Der Brand des Grenfell-Towers in London und die Katastrophe, die sich daraus ergab, nicht zuletzt durch die Verwendung brennbarer Dämmmaterialien, hat wieder einmal die Frage aufgeworfen, wie sinnvoll es überhaupt ist, bestehende Objekte wärmemäßig zu isolieren.
Hier findet der interessierte Leser, was in den Medien nicht zu finden war, nämlich eine Analyse des energetischen und finanziellen Nutzens der nachträglichen Isolation des Grenfell-Towers. Ein guter Ausgangspunkt ist ein Blogpost in Euran Mearns Energy Matters und die sich daran anschließende Diskussion. Darin kam ein Teilnehmer zu der Abschätzung, dass die Amortisationszeit für die Wärmedämmung des Hochhauses mit etwa 250 Jahre veranschlagt werden müsste. Eine beeindruckende Zahl, die es wert ist, genauer unter die Lupe genommen zu werden. Dazu schätzte der Diskutant die Außendämmfläche des Hochhauses ab, nahm dazu noch die Wärmeleitungswerte der verwendeten Materialien und die Jahresdurchschnittstemperatur in London zur Hand und konnte daraus die Energieeinsparung bestimmen. Zusammen mit den Gesamtkosten für die Renovierung des Grenfell-Towers und den aktuellen Energiekosten, lässt sich somit die Amortisationszeit abschätzen.
Wir werden hierzu eine ähnliche Berechnung anstellen, die jedoch von einem ganz anderen Modell ausgeht, und anschließend unsere Erkenntnisse mit der obigen Abschätzung vergleichen. Der Grenfell-Tower besitzt mit seinen 24 Stockwerken eine Gesamtfläche von etwa 9600 m^2. Um die Wohnfläche mit dem Energieverbrauch in Beziehung zu setzen, benutzen wir statistische Daten aus Schweden, die dort jährlich erhoben werden. Schweden ist tendenziell kälter als England, kann daher für unsere Abschätzung als Extremfall dienen. Das heißt, unsere Werte für die Energieersparnis werden höchstwahrscheinlich über jenen aus London liegen. Das bedeutet gleichzeitig aber auch, dass die Amortsationszeit aus unserer Berechnung noch am unteren Ende dessen liegt, was man für England erwarten sollte. Denn wenn man weniger Energie spart, dauert es eben auch länger, bis man die Kosten wieder eingespielt hat.
Zurück zu den schwedischen Daten. Dort betrug der durchschnittliche Energieverbrauch (Heizung und Warmwasser) für Gebäude, die zwischen 1971 und 1980 gebaut wurden, 135 kWh pro m^2 und Jahr (2015). Der entsprechende Wert für Gebäude aus den Jahren zwischen 2001 und 2010 lag bei 108 kWh pro m^2 und Jahr.
Der gesamte Energieverbrauch des ungedämmten Hochhauses betrug also etwa 1296 MWh pro Jahr. Nach der Dämmung sollte der Verbruach auf etwa 1037 MWh gefallen sein. Die Differenz beträgt somit 259 MWh, also grosso modo 20%.
Womit wurde geheizt? Bei Bauten aus jener Zeit wahrscheinlich mit Öl oder Gas. Rechnen wir das Ganze mal mit Öl durch. Eine MWh Heizöl kostet in Großbritannien ca. 46 GBP (Stand Juni 2017). Die Kostenersparnis pro Jahr beträgt also etwa 12 000 GBP. Setzen wir das ins Verhältnis zu den Gesamtkosten für die Wärmedämmung von 2,6 Mio. GBP, so erhalten wir eine Amortsationszeit von 218 Jahren.
Wie sieht es mit Gas aus? Hier stehen Kosten von 28 GBP pro MWh zu Buche. Die Amortisationszeit wäre dann mehr als 350 Jahre.
Welche Art der Heizung wir auch zugrunde legen, die Zeit zur Einspielung der Kosten für die Wärmedämmung dürfte deutlich über der Lebensdauer des Hochhauses liegen. Um es noch einmal zu betonen, unser Modell beruht auf Vergleichsdaten aus Schweden. Die entsprechenden Werte für England sollten etwas niedriger sein, was auch für die Einsparungswerte gilt. Damit dürfte unsere Abschätzung am unteren Ende der Amortisationszeit liegen. Wir sehen gleichzeitig, dass die Abschätzung des Kommentators aus Energy Matters durchaus in die richtige Richtung wies.
Fazit: Was sich auf den ersten Blick als ein gutes Investment präsentiert, wird bei genauerer Betrachtung eine finanzielle Bürde über Jahrhunderte.
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