Nachhaltigkeit



Co2


CO2 (Kohlendioxyd) entsteht bei jeder Verbrennung von Kohlenstoff. Egal, ob wir Holz, Kohle oder Erdöl verbrennen. Kommt der Kohlenstoff aus fossilen Lager-stätten wie Kohle oder Erdöl, belastet er die Atmosphäre zusätzlich mit CO2. Stammt der Kohlenstoff hingegen aus Holz oder Biogas, wurde dieser Kohlen- stoff erdgeschichtlich vor wenigen Jahren oder sogar Monaten gebunden, verän- dert die CO2-Bilanz also unwesentlich. Dieser erdgeschichtlich sehr junge ge- bundene Kohlenstoff der Pflanzenwelt wird anteilsmässig fortlaufend und innerhalb weniger Monate nach der Freisetzung wieder gebunden. Das Problem ist also nur der "alte" Kohlenstoff, eben aus "fossiler" Quelle. Er wird in den Kreislauf zusätzlich eingebracht und verändert so das Klima.


Energie aus Wind KANN UNTER UMSTÄNDEN die Belastung durch fossilen Kohlenstoff reduzieren?


Wird der durch ein Windkraftwerk erzeugte Strom sofort verbraucht und macht er nicht erst den Umweg über das öffentliche Stromnetz, kann diese Energiequelle als "wenig CO2 belastend" gelten. Ersetzt man damit ein Kohlekraftwerk, das mehr CO2 erzeugt, trägt das zu einer Verminderung des weltweiten CO2 - Ausstosses bei. Es darf aber nicht ausser Acht gelassen werden, dass der Bau und der Transport einer solchen Anlage enorme Mengen an fossilem Kohlenstoff in die Atmosphäre bringt:


Für den Stahlturm und die Armierungen des Fundaments werden ca. 30 Tonnen Kohle für die Stahlerzeugung und die Veredelung verbrannt. Alleine für den Transport des riesigen Baukrans sind mehrere Schwertransporte notwendig. Der Aushub des Fundaments und der Transport des Betons benötigen hunderte von Lastwagenfahrten mit tausenden von Kilometern zurückgelegter Distanz. Diese Fahrzeuge benötigen Unmengen an Treibstoff - fossiler Kohlenstoff, der bei der Verbrennung das gefürchtete Klimagas CO2 erzeugt. Diese als "Graue Energie" bekannte Belastung wird bei der Beurteilung der Windenergie peinlichst verschwiegen. Sie fliesst auch nicht oder nur unvollständig in die Beurteilung der Umweltverträglichkeit dieser Anlagen mit ein. So gibt es 'Experten', die einer Windkraftanlage schon nach wenigen Monaten der Stromproduktion den klimaneutralen Betrieb attestieren - eine Behauptung, die sich rechnerisch einfach widerlegen lässt. Siehe Ecoinvent Doku (S.79) unten.


Wird durch Windkraft erzeugter Strom in das Stromnetz gespiesen, ist das Problem noch grösser: Da die Einspeisung von Windstrom ins Netz enormen Schwankungen unterliegt, muss hinter jedem Windkraftwerk ein "Schatten- kraftwerk" mitlaufen, das im Falle eines Leistungsabfalls sofort zur Verfügung steht (30 Sekunden). Die Leistung des Schattenkraftwerks geht dabei zum grössten Teil verloren. Im europäischen Stromnetz werden dazu Kohle- und Gaskraftwerke verwendet. Da diese Kraftwerke bei starkem Windaufkommen auf Minimallast fahren, stossen sie verhältnismässig mehr CO2 aus, als wenn sie auf Vollast fahren könnten. Die 30% Teillast geht zu einem grossen Teil verloren. Windstrom, direkt ins Stromnetz gespiesen, verursacht damit einen Anstieg des CO2 - Ausstosses, anstatt ihn zu verringern!                         (Quelle: www.windland.ch)


Materialverbrauch


In der Fachzeitschrift Nature Geoscience Vol. 6, November 2013 wurde ein Vergleich gezogen. Ihre Berechnungen ergaben: Für die gleiche installierte Kapazität benötigen Windkraftanlagen  bis zu 15 Mal mehr Beton, bis zu 90 Mal mehr Eisen, Kupfer und Glas als konventionelle Kraftwerke.

Die installierte Kapazität ist jedoch nicht die relevante Vergleichsgröße. Schließlich liefern Windkraft- und Photovoltaikanlagen im deutschlandweiten Mittel nur rund 17 bzw. 7 Prozent der installierten Kapazität – und dies erratisch. Die Vergleichswerte müssten also jeweils noch mit einem Faktor von bis zu fünf bei Windkraft und bis zu 14 bei Photovoltaik multipliziert werden.

Soll die weltweite Stromproduktion aus Photovoltaik und Windkraft von derzeit 400 TWh auf 12.000 TWh in 2035 und 25.000 TWh in 2050 gesteigert werden – wie es das WWF vorhersagt -, so müssen 3.2 Milliarden Tonnen Stahl, 310 Millionen Tonnen Aluminium und 40 Millionen Tonnen Kupfer produziert werden und in die Errichtung der neuesten „Ökostrom“-Anlagen fließen.

Dies entspräche einem jährlichem 5 bis 18 prozentigem Anstieg der weltweiten Produktion dieser Metalle über die nächsten 40 Jahre. Der Übergang zu Erneuerbaren Energien würde die Abhängigkeit von  fossilen Brennstoffen durch die Abhängigkeit von Metallen und Mineralien ersetzen. 

(Quelle: www.vernuftkraft.de)


Prof. Schmidt-Bleek ein Pionier der Umweltforschung, mahnt seit Langem: Wir brauchen eine Ressourcenwende, wenn wir auf diesem Planeten eine Zukunft haben wollen. Unsere »Umweltschutzmaßnahmen« reduzieren zwar den Schadstoffausstoß, erhöhen aber unseren Bedarf an Ressourcen: Wir verbrauchen mehr Wasser, seltene Erden und andere Rohstoffe. Um an diese zu gelangen, zerstören und verschmutzen wir immer schneller immer mehr Land und befördern dadurch den Klimawandel, den wir eigentlich bremsen wollen. Es ist schon lange höchste Zeit, einen neuen Weg zu beschreiten!


Prof. Schmidt-Bleek: Nichts für die Umwelt, alles fürs Geschäft – wie Politik und Wirtschaft die Welt zugrunde richten.


Neodym


Die Produktion getriebeloser Windräder führt wegen des Einsatzes von Neodym zu katastrophalen  Umweltzerstörungen. Greenpeace China schlägt Alarm, da die Folgen jetzt schon unabsehbar sind.
Umweltschützer in Deutschland und Windkraftbefürworter ignorieren dieses Problem, wohl auch deshalb, weil es in China bei der Produktion von Wind- kraftanlagen auftritt und nicht hier.
Im nordchinesischen Baotou ist die Umwelt bereits so stark verseucht, dass viele Anwohner schwer krank sind. Das Wasser ist bereits nachhaltig kontaminiert.
Studien berichten von einer deutlich erhöhten Krebsrate, da bei der Trennung des Neodyms vom geförderten Gestein neben giftigen Abfallprodukten auch radioaktives Uran und Thorium freigesetzt wird.

 

Unten ein Bericht von den zuständen in China



Energieamortisationszeit von Windkraft-anlagen


Zur energetischen Amortisation von Windkraftanlagen gibt es immer wieder Diskussionen mit Ergebnissen, die weit auseinander liegen. Es wird daher im folgenden eine Berechnung der Energieamortisationszeit an Hand eines 1,5 MW-Windrades als Beispiel gegeben.

1) Daten für die Materialien nach den Angaben für das Windrad von München-

    Fröttmaning, auf dem Schuttberg neben der Allianz Arena

2) abgezogen sind die Kosten für die Materialien, die ca. 10% der Gesamtkosten

    des Münchner Windrades von 2,25 Mill. € ausmachen.

3) „Spezifischer kumulierter Energieverbrauch“ des produzierenden Gewerbes, 

    s.Statist. Bundesamt

4) s. Klaus Heinloth, „Die Energiefrage“

5) Einspeisevergütung 10ct/kWh für 20 Jahre: Wartung, Reparaturen,  Aus-

    zahlungen an Kapitalgeber

Ein Windrad liefert in Deutschland im Durchschnitt 1500 Volllaststunden Strom, mit diesem Mittelwert liefert das als Beispiel gewählte 1,5MW-Windrad 2,25 Millionen kWh pro Jahr. Beim derzeitigen Strommix bei uns werden damit 6,75 Millionen kWh Primärenergie eingespart (Wirkungsgrad=1/3).

Natürlich ist die Energieamortisationszeit sehr wesentlich vom Standort abhängig. An der Küste mit viel Wind wird viel Strom erzeugt (man rechnet mit 2000 Volllaststunden), dort beträgt die Energieamortisationszeit 2,5 Jahre, im Binnenland mit 900 Volllaststunden sind es 5,5 Jahre.

Zum Bau und Betrieb eines Windrades sind die Ressourcen:

1. Materialien wie Stahl, Zement, Kunststoff, (Transporte weggelassen) und Gelderforderlich. Die Ressource „Geld“ – sie wird häufig „vergessen“ – ist eine äußerst kostbare und nur in begrenzter Menge verfügbare Ressource, ist sie doch universell zu vielerlei Zwecken einsetzbar. Um diese in großer Menge erforderliche Ressource „herzustellen“, muß sie im Wirtschaftsprozess zuvor erarbeitet werden, wozu aber wieder Energie erforderlich ist. „Geld ist vorgetane Arbeit und damit vorab aufgewandte Energie“ (s. Prof. Klaus Knizia, s. www.buerger-fuer-technik.de/), die Umrechnung erfolgt wie oben unter 4) angegeben. Aber auch für den Betrieb eines Windrades ist Geld erforderlich, es ist ein immer währender Zuschussbetrieb. Durch die von allen Stromverbrauchern erhobene und an der Betreiber ausgezahlte Einspeisevergütung wurden Windräder per Gesetz „wirtschaftlich gemacht“. Ohne Einspeisevergütung gäbe es nicht die 19 000 Windräder in Deutschland. Daher muß die Einspeisevergütung berücksichtigt werden.

Ergänzung von Prof. Appel:

1. Für eine Wertschöpfung von 1,- € benötigen wir 2 kWh Primärenergie. Für Dienstleistungen ist es weniger, für Industrieanlagen mehr.

Für die Installation von 1 kW Leistung aus Wind- und Dampfkraftwerken müssen 1000,- bis 2000,€ investiert werden.

Danach muss für 1 kW Windleistung einschl. des notwendigen Schattenkraft- werks ca. 3000,- € investiert werden. Für den Bau dieser Anlagen sind dann mindestens 6000 kWh erforderlich. Bei einer Stromerzeugung von 1700 kWh im Jahr eines 1 kW Windgenerators muss der Generator mindestens 3,5 Jahre laufen, bis er einen 'Energieüberschuss erzielt.

Geschätzter Primär-Energieaufwand zur Erzeugung von 1 kg.

Stahl:   10 kWh            Preis:    0,6 € / kg
Aluminium:   50 kWh                 1,8   (diese Zahlen sind exakt)
Magnesium:  60 kWh                 3,5
Kupfer:   10 kWh                        3,5
Kunststoffe: 20 kWh                   2,-  bis 5,-

                                                                                                            (Quelle: www.eike-klima-energie.eu)


Recycling


Eine Windanlage zu entsorgen ist eigentlich kein Problem – schließlich ist der Turm-Stahl begehrt, auch das Kupfer aus den Turbinen findet Abnehmer.
Anders sieht es allerdings bei den Flügeln und den Gondeln aus, welche die Turbinen beherbergen. Das sind sperrige Teile aus Glasfaserkunststoffen, die sich nicht ohne Weiteres recyceln lassen. Nach einer Branchenstudie werden davon weltweit zukünftig etwa 50.000 Tonnen jährlich anfallen, rund ein Drittel davon in Deutschland.

Doch wohin damit? Bislang wurden die Flügel mit riesigen Baggerscheren einfach kleingeschnitten und landeten auf der Deponie. Das ist allerdings seit einigen Jahren verboten. Eine Nische witterte Zajons Logistik aus Melbeck in Niedersachsen. Das Entsorgungsunternehmen baute für sechs Millionen Euro eine Testanlage zur Zerkleinerung der Rotorflügel und tat sich mit dem Zementhersteller Holcim zusammen. Der kann einen Teil der zerkleinerten Flügel als Ersatzbrennstoff in seinen Zementöfen einsetzen.

Die Geschichte hat nur einen Haken. "Wir bekommen nur sehr wenige Rotorflügel", sagt Jörg Lempke, Geschäftsführer von Zajons Logistik. Die Anlage ist auf eine Kapazität von 60.000 Tonnen ausgelegt, das entspricht jährlich einigen Tausend Flügeln. Doch bislang erreicht Lempke gerade einmal zehn Prozent.

Den Windparkbetreibern ist das Recycling schlicht zu teuer. Mehrere Tausend Euro kostet es je Flügel. Da ist es teilweise günstiger, ausrangierte Flügel einfach einzulagern.                                                             (Quelle: Zeit Online)


EROI (Energy returned on invested)


Gerade für Stromerzeugungstechniken gibt es zur Bewertung der Energieef-fizienz eine wunderbar passende und leicht zu verstehende Größe, den energetischen Erntefaktor, im angelsächsischen Raum eher bekannt unter EROI (Energy returned on invested). Es ist nichts anderes als das Verhältnis zweier Energien, nämlich der elektrischen Energie, die eine Anlage während ihrer gesamten Lebensdauer produziert hat, zu derjenigen Energie, die für Bau, Betrieb/Wartung und Rückbau aufgewendet werden muss. Letztere nennt man auch die graue Energie oder den kumulierten Energieaufwand (KEA).


Setzt man das Bruttoinlandsprodukt eines Landes ins Verhältnis zum gesamten Stromverbrauch, so erhält man einen „Stromwert“. Dies ist nicht der Strompreis, sondern der durch die Stromerzeugungstechniken (genauer Exergieerzeugung-stechniken) erwirtschaftete Mehrwert pro erzeugter Elektrizitätsmenge. Setzt man dies wiederum ins Verhältnis zum Erzeugungspreis des Stroms, so erhält man ein Maß für Wertvervielfachung der Wirtschaft durch Stromerzeugung. Dieses Verhältnis muss übertroffen werden, um wirtschaftlich zu sein, ansonsten müssen Abstriche am Wohlstand gemacht werden. In Staaten mit OECD-ähnlichen Lebensstandards beträgt dieses Verhältnis 7:1.

Stromerzeugungstechniken mit einem Erntefaktor unterhalb dieser Schwelle können zwar noch energetisch sinnvoll sein, nicht aber mehr wirtschaftlich. Ausgenommen sind Inselanwendungen, bei denen Stromversorgungstechniken mit höherem Erntefaktor nicht möglich sind. In Staaten mit niedrigeren Lebens-standards ist die Schwelle niedriger, so dass sich dort auch weniger effiziente Energietechniken lohnen, den niedrigeren Lebensstandard zu halten.


Abbildung 3. Erntefaktoren (EROIs) der untersuchten Stromtechniken mit ökonomischer Schwelle [1]. Grundlagen: Photovoltaik in Süddeutschland (1000 Jahresvolllaststunden), Windturbine in Nord-Schleswig-Holstein (2000 Jahresvolllaststunden), Biomasse mit 55 t (nass) Mais je ha und Jahr. Kernenergie 83% Zentrifuge, Rest Diffusion, 8000 Jahresvolllaststunden. CSP (Solarthermie) ohne Netzanbindung.


Berücksichtigen wir demnach die Speicherung für die Berechnung des EROEI (die Werte für “buffered” in der Grafik) änders sich das Bild entscheidend. Die Produktion mittels Nutzung der Windkraft mit Speicherung in einem dafür optimal geeigneten Pumpspeicherkraftwerk reduziert den EROEI der Windkraftnutzung auf 3.9. Sie trifft damit auf die Photovoltaik und die Biomassennutzung, die für die Gesellschaft ebenfalls unrentabel werden.                             (Quelle: www.windland.ch)


Leider bietet der Erntefaktor auch viele Möglichkeiten für Verfälschungen, die – so hat es unsere Erfahrung gezeigt – fast ausschließlich für Solar- und Windenergie regelmäßig zur Anwendung gebracht wurden. Dabei wird oft eine oberflächlich plausibel erscheinende Erklärung vorgeschoben, den gesamten Erntefaktor mit gefälligen Multiplikatoren zu versehen. Nicht selten werden aber auch frisierte Zahlen in der grauen Energie versteckt, wofür die lange Produktionskette ja zahlreiche Möglichkeiten bietet. Es war deshalb für unsere Studie wichtig, neben den Definitionen auch die Produktionsketten und Materialdaten sehr genau zu überprüfen.

(Quelle: ScienceSkepticalBlog  -  Die Energiewende und der energetische Erntefaktor  )


Windkraftanlagen gefährden das Klima


Die Max-Planck-Gesellschaft beschäftigt sich im Umfeld Geoforschung und Klimaforschung mit dem Phänomen der  Windenergie im globalen System der Sonne und Erde. Durch die Sonnenstrahlung werden auf der Erde viele Kreis- läufe angetrieben. Das so genannte Konvektionskarussell kurbelt am Tag den globalen Wind- und Wasserkreislauf im Wettersystem an. Dabei steigt boden- nahe Luft auf und nimmt Feuchtigkeit mit in die Höhe und umgekehrt sinkt kalte Luft zu Boden und wird dort erwärmt. Die Forscher können diese wesentlichen, großen Kreisläufe im Erdsystem modellieren und realistisch abschätzen. Die Ergebnisse, die daraus gewonnen werden, sind für Nicht-Wissenschaftler sehr verblüffend. Besonders interessant ist dabei die Frage, wie viel Leistung können in Form Erneuerbarer Energie aus dem Erdsystem abgezapft werden, ohne es nachhaltig zu verändern. In wissenschaftlichen Kreisen ist es längst bekannt, dass Erneuerbare Energien nicht unbegrenzt nutzbar sind, ohne dem Ökosystem Erde nachhaltig zu schaden.


Windenergie über Land ist dabei ein mittlerweile klassisches Beispiel


Windenergie steht am Ende einer Kette, die mit 1000 Terawatt beginnt. So viel Leistung fließt durch die solare Erwärmung in die globale Erzeugung von Wind. An der Erdoberfläche können maximal 500 Terrawatt von Windkraftanlagen genutzt werden. Berücksichtig man das Verhältnis der Landfläche zur Wasser-fläche, so stehen  lediglich 125 Terawatt zur Verfügung.
Turbulenzen und Reibungen in der Atmosphäre führen dazu, dass 77 Terawatt nicht genutzt werden können. Insgesamt verbleiben 50 Terawatt für die tech- nische Nutzung von Windkraft.
Würde man diese Leistung jedoch voll ausschöpfen, käme die weltweite Wetter-maschine ins Stottern. Nachhaltig nutzen ließen sich maximal zehn Prozent davon, schätzt Axel Kleidon. Diese fünf Terawatt entsprächen demnach knapp einem Drittel des gesamten Energiebedarfs der Menschheit.


Schlussfolgerung


Lediglich ein Drittel des Energiebedarfs kann von Windkraft gedeckt werden.
Wenn mit Windkraft mehr als 5 Terawatt Energie dem Weltklima entzogen wird, bestehen große Gefahren für das Weltklima.

(Quelle: http://www.ulrich-richter.de/nachdenkliches-zu-windkraft/ist-windkraft-ein-klimakiller/)