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Ausgabe vom


"Ich würde Menschen und Gesellschaften gerne die Augen ein wenig öffnen. Darum geht es im Kern doch: Augen aufmachen und sehen, was ist. Die Lage ist ja offensichtlich. Die Daten liegen vor, jeder kennt sie oder kann sie kennen. Aber viele verschließen die Augen davor, weil die Tatsachen nicht in die Narrative passen, denen sie anhängen." (Luisa Neubauer, BZ vom 15.3.2020)


Berechnungen zum Klimawandel

Klimawandel -
Bevölkerungsexplosion verursacht Erderwärmung und Kohlendioxid

Gerd Heinz


Unser Wetterbericht ist nicht in der Lage, das Wetter der nächsten 100 Tage auf +/- 10 Grad genau vorherzusagen. Aber für die nächsten 100 Jahre will man die Erderwärmung auf 0,1 Grad Celsius genau kennen. Die so genannten "Pariser Klimaziele" [80] sind nicht auf Wissen, sondern auf Vermutungen gebaut - sie sind unseriös. Dabei können wir, wie das UN-Gremium IPCC beweist (siehe Abb.1c), noch nicht einmal eine globale Erderwärmung genau bestimmen.

Um zu prüfen, was "dran" ist, werden wir versuchen, die verschiedenen Möglichkeiten für Erderwärmung quantitativ zu vergleichen. Wir werden feststellen, daß menschengemachter Klimawandel tatsächlich möglich ist. Aber daß er da entsteht, wo Greta oder Luisa es nicht vermuten.

Kohlendioxid kommt zu weniger als einem Fünfzehntel von verbrannten Fossilien (Kohle, Erdöl, Erdgas). Es entsteht vielmehr durch Rodung, Übernutzung und Verwüstung (Desertifikation) riesiger, immer größer werdender Flächen der Erde. Zusätzlich wird die Wolkenbildung reduziert, wärmt uns die Sonne immer stärker.

Schon im alten Rom berichtete man, daß es rund um das Mittelmeer keinen Wald mehr gibt. Holz für den Schiffbau mußte aus immer ferneren Gegenden herangeschafft werden. Es scheint Belege dafür zu geben, daß es damals viel wärmer war. Hätte man sonst Britannia, Scotia oder Germania zu erobern versucht?

Dort, wo heute Permafrostboden ist, wurde bei der Besiedlung eines damals "Grünen Landes" (Grönlands) [41] vor 1000 Jahren Getreide angebaut. Unter Alpengletschern kommen Weinkerne aus dieser Zeit zum Vorschein, beim Abschmelzen des Gletschers "Pasterze" [42] tauchte ein uralter Lärchenstamm auf. Immer wieder gab es in der Geschichte Kälte- und Hitzephasen, die wohl manchmal unabhängig vom Menschen waren. Auch eine "kleine Eiszeit" [43] zwischen 1640 und 1665 ist durch holländische Maler belegt.

Der Wikinger Leif Erikson entdeckte 1003 Amerika, man ließ sich auf "Vinland" nieder, "weil dort Weinreben wild vorkommen, die guten Wein tragen" (wie Adam von Bremen anno 1076 berichtet) [74]. Heute ist Vinland (Neufundland) baumlos und kalt - ein Hinweis darauf, daß es damals erheblich wärmer war, als heute. Lange fand man dieses sagenumwobene Vinland nicht: Archeologen suchten es tausende Kilometer weiter südlich.

Rein zufällig brach zur selben Zeit, zwischen 800 und 1000 u.Z. die Maya-Kultur auf Yucatán abrupt und vollständig zusammen [108]. Zufällig? Die einzig mögliche Erklärung dafür liegt wohl auch hier in einer Klimaveränderung durch Erderwärmung. Wahrscheinlich hatte das Bevölkerungswachstum zu Desertifikation geführt, der fehlende Wald führte zur Verödung und Austrocknung dieses riesigen Gebiets. Folgende Erderwärmung führte zu immer längeren Dürreperioden.

Warum aber verschwand die gigantische, mittelalterliche Warmzeit aus den Klimaarchiven des IPCC (siehe Kap.3)? Und warum tut man so, als hätten wir heute eine viel höhere Erderwärmung [28] als damals? Yucatán ist heute wieder grün und bewaldet, während Weinanbau auf Neufundland heute undenkbar ist. Es ist eine kalte und baumlose Einöde.

Der Geologe Roger Higgs [48], [113] weist darauf hin, daß es dutzende Grabungen an der Themse gab, die belegen, daß der Pegel der Flußmündung in den letzten 2000 Jahren um etwa +/- 3 Meter stieg oder fiel. Welches Problem haben wir eigentlich mit einem Anstieg des Meeresspiegels von wenigen Zentimetern?

Die Erde hat ein existenzielles Problem: Bevölkerungsexplosion, Abb.3. Immer mehr Menschen verbrennen immer mehr fossile Rohstoffe. Um sie zu ernähren, wird immer mehr Ackerland gebraucht, dazu wird immer mehr Wald gerodet. Und das Ackerland wird immer intensiver genutzt. Monokulturen, Unkrautvernichter, Massentierhaltung sowie Bodenübernutzung und Desertifikation folgen zwangsläufig. Desertifikation erzeugt immer mehr Kohlendioxid und Wüsten selbst erzeugen zusätzlich direkte Erderwärmung.

Einigkeit besteht darin, daß es auf unserem Planeten Klimawandel schon immer gab. Und daß alle erdgeschichtlich frühen Klimaveränderungen nichts mit dem Menschen zu tun haben konnten. Klimaveränderungen sind die Normalität in der Erdgeschichte. Welche Indizien sprechen für eine menschengemachte Erderwärmung? Und welchen Preis hätte die Menschheit für fossilen Verzicht zu zahlen? Waren einige frühere Erderwärmungen auch schon menschengemacht?

Wenn heute überall Energiewende und Elektromobilität alternativlos als Ultima Ratio gefeiert wird, so sollte der mündige Bürger ein Recht darauf haben, ungeschminkt zu erfahren, welche katastrophalen Konsequenzen damit verbunden sind. Und daß die wesentlichen Ursachen von anderer Natur sind.

Wäre es vielleicht sachdienlich, wenn Experten, wie Ingenieure und Naturwissenschaftler statt Klimaaktivisten, Weltretter, Journalisten, Gesellschaftswissenschaftler, Politiker oder Kinder die Diskussion um Wege aus oder in einen möglichen Klimawandel führen würden? Welche Alternativen sind denkbar?

Lassen Sie uns eine quantitative Analyse zur Beantwortung dieser Fragen versuchen.

Inhalt


1. Motivation

Im Jahr 1960 beherbergte die Erde drei Milliarden Menschen. Genau 40 Jahre später, im Jahr 2000 waren es sechs Milliarden [11]. Die Einwohnerzahl der Erde verdoppelte sich in nur 40 Jahren. In der Geschichte der Menschheit war dies der bislang kürzeste Zeitraum einer Verdopplung der Population! Schlimmer noch: Die Einwohnerzahl der Erde steigt exponentiell an, das Wachstum beschleunigt sich noch: Die nächste Verdopplung können wir zwischen 2030 und 2035 erwarten. Medizinischer und technischer Fortschritt, auch in der Landwirtschaft, in Verbindung mit archaischen Lebensgewohnheiten in betroffenen Ländern oder Erdteilen machen dies möglich.

Geht man davon aus, daß Menschen ein Minimum an Nahrung brauchen, dann spiegelt die Einwohnerzahl der Erde ganz krass das Wachstum und die steigende Effizienz der Landwirtschaft wieder. Zurück zu Öko-Bio geht nicht - zuviele Menschen weltweit würden verhungern!

Da auch anzunehmen ist, daß jeder neue Erdenbürger ganz grob etwa soviele Treibhausgase (als Abgase) erzeugt, wie alle anderen, und er auch Ressourcen, wie Energie oder Acker- und Weideland braucht, wie jeder bisherige, vervielfachten sich wohl auch die Belastungen der Umwelt mit Treibhausgasen etwa proportional mit der Bevölkerung. Kann man vielleicht annehmen, daß die Erderwärmung grob mit der Anzahl der Menschen proportional steigt? Welche Effekte lassen sich nachrechnen, welche bleiben unbekannt? Welche Effekte dominieren, welche sind unbedeutend für einen möglicherweise tatsächlich stattfindenden Klimawandel? Wärmen uns sogenannte Treibhausgase, wie Wasserdampf oder Kohlendioxid, oder kühlt Wasserdampf in Wolkenform die Erde ab, weil die Einstrahlung der Sonne, wie die Rückstrahlung ins All verhindert wird? Gibt es rechnerische Ansätze, die zweifelsfrei sind?

Merkwürdigerweise blieb die Population der Industrienationen in Mitteleuropa oder Nordamerika in den letzten hundert Jahren etwa konstant. Dennoch erwärmt sich die Erde scheinbar weiter. Ausgerechnet Kohlendioxid der Industrienationen soll für den von einigen Forschern beobachteten Klimawandel die Ursache sein?

Der durchschnittliche Afrikaner erzeugt etwa 16 mal weniger Kohlendioxid, als der durchschnittliche Amerikaner. Wenn wir an Produkte in Afrika denken (LKW, PKW, Fernseher, Schienenfahrzeuge, Asphalt, Beton, Stahl, Maschinen und Ausrüstungen, Chemiekalien, Hausgeräte, Plastikartikel, Smartphones, Server, PCs, Netze, Wasser- und Elektro-Versorgung, Infrastruktur), dann kommen diese zumeist aus Industrieländern. Sie produzieren nach wie vor den größten Teil des Wohlstands von Entwicklungsländern. Dafür verbrauchen sie wohl auch ein vielfaches an Kohlendioxid, für welches sie jetzt Kohlendioxid-Steuern an diese zahlen (sollen). Doch die Bevölkerung Afrikas explodiert dramatisch. Wir haben uns zu fragen, wohin die Reise in den Entwicklungsländern geht.

Wenn wir heute eine Analyse des Zustands der Erde machen würden, wonach hätten wir zuerst zu fragen? Da wäre eine von Biologen z.B. am Termin des Vogelflugs ablesbare Erderwärmung. Wenn sie denn da ist, haben wir nach deren Ursachen zu forschen. Dabei werden wir eine Überraschung erleben. Und nicht zuletzt haben wir zu prüfen, ob die panisch ergriffenen Maßnahmen ("Energiewende") überhaupt zielführend sind. Hier werden wir eine noch viel größere Überraschung erleben!

2. Treibhausgase

Daß Kohlendioxid (CO2) und Erderwärmung irgendwie in Verbindung stehen, gilt als anerkannt. Abb.1a spricht dafür. Kohlendioxid blockiert - wie Wasserdampf - die Rückstrahlung ins kalte All, siehe auch Anh.9.

Absorptionsspektren von Wasser und Kohlendioxid

Merkwürdig allerdings ist, daß unkondensierter Wasserdampf im Bereich zwischen 5780 K und 255K die Rückstrahlung ins All noch viel aktiver behindert, als Kohledioxid, siehe auch Anh.9, Abb.7. In kondensierter Form blockiert Wasserdampf das Infrarot-Spektrum fast vollständig. Die Sonne kommt nicht mehr herein. Als Besonderheit von Wasser ist dessen verschiedenartige Absorption für verschiedene, relative Luftfeuchtigkeiten zu erkennen. Oberhalb des Taupunktes ist Wasser als Dunst transparent, wie es Abb.1a zeigt. Unterhalb des Taupunktes (bei über 100% relativer Luftfeuchte) kondensiert es zu Wasserdampf, der auf allen Wellenlängen absorbiert, und kaum noch Strahlung durchläßt, wie wir von düsteren Herbsttagen wissen.

In Relation zum Kohlendioxid ist in der Atmosphäre viel mehr Wasser vorhanden ( siehe auch Anh.3): Man sollte sich deshalb lieber mit Wasser beschäftigen, als mit Kohlendioxid, Abb.1b? Da wir alle wissen, daß Wasser (-dampf, -dunst) seit Urzeiten in Milliarden Tonnen über unseren Köpfen hängt (Wolken), wäre Wasser für Klimaforscher wohl eher ein ungeeigneter Gegenstand, um Fördermittel zu aquirieren? Wir wissen es nicht.

Spektrale Absorption der Atmosphäre

Abb.1a und Abb.1b zeigen, daß Wasserdunst (H2O) wie Kohlendioxid (CO2) die Sonnenstrahlung hereinlassen, aber die langwelligere Wärmestrahlung der Erde im Bereich 9 bis 13 µm nicht hinaus (die Emissionskurven eines schwarzen Strahlers vom Typ Erde sind sehr flach, der Wiensche Verschiebungssatz kennzeichnet nur die Maxima). Aber einerseits ist viel mehr Wasser als Kohlendioxid in der Atmosphäre vorhanden und andererseits sind die Kurven von Wasser und Kohlendioxid im interessierenden Infrarotbereich recht ähnlich.

Folglich trägt Wasser oberhalb des Taupunkts erheblich stärker als Kohlendioxid zu Erderwärmung bei, siehe auch Anh.9. Unterhalb des Taupunkts kondensiert es und kühlt die Erde als Wolke tagsüber ab, nächtlich aber wirken Wolken isolierend auf Abstrahlung, die Abstrahlung ins All wird von Wolken zu 70% bis 80% zurück zur Erde reflektiert. [20] gibt eine Lehrmeinung dazu wieder (leider ohne Quellenangabe):

Wobei immer wieder vergessen wird, daß kondensierender Wasserdampf (Wolken) kaum Strahlung durchläßt. Der Morgen nach einer klaren Winternacht ist bitter kalt. Bewölkter Himmel hingegen blockiert die Rückstrahlung ins eisige Weltall. Wasserdampf besitzt offenbar enorm viel größere Potenzen, das Klima zu beeinflussen, als Kohlendioxid. Siehe dazu auch Anh.8.

3. Wie Statistiken entstehen

Obwohl Wasserdampf eine bis zu 850 mal stärkere Klimawirkung haben kann (Anh.3), spielt dieser Elefant in der Klimadiskussion überhaupt keine Rolle, siehe auch Anh.1 und Anh.8. Die "Weltretter" haben sich auf eine Nadel im Heuhaufen, auf Kohlendioxid, fokussiert. Warum? Man kann nur vermuten, daß die Ursachen von Erderwärmung nicht dort gesucht werden sollen, wo sie tatsächlich zu finden sind. Wasserdampf würde nämlich auf die tatsächlichen Ursachen hinweisen.

So existieren viele Rohdaten, die zeigen, daß sich an verschiedensten Meßorten die Anzahl der Tage mit Extremtemperaturen häufen. Dabei steigen und fallen auch die Extremtemperaturen. Und zwar positiv, wie negativ. Nun lautet ein Sprichwort: "Traue nur der Statistik, die du selbst gefälscht hast". Wie aber können wir aus Temperatur-Meßreihen völlig unterschiedliche Aussagen gewinnen?

Tatsächlich aber wird das Klima fast überall kontinentaler, Langzeit-Satellitenfotos beweisen es. Immer größere Gebiete veröden. Und der Mensch spielt dabei die entscheidende Rolle, wie wir in Kap.7 und Anh.1 sehen werden. Durch Abholzung, Versiegelung des Bodens und landwirtschaftliche Übernutzung vertrocknen immer größere Gebiete der Erde. Dieser Prozeß aber ist von fossilem Kohlendioxid unabhängig. Im Gegenteil: Er produziert den größten Teil (93%) des Kohlendioxids! Und er verursacht zusätzlich direkte Erderwärmung durch Verminderung der Bewölkung.

Al Gore's Film "Die unbequeme Wahrheit" (2006) verkündete eine wissenschaftlich umstrittene These weltweit als wissenschaftlich unwiderlegbar: Kohlendioxid verursacht Erderwärmung. Ausgangspunkt ist die manipulierte Erderwärmungskurve M. E. Manns (das sog. Hockeyschläger-Diagramm). Zusammen mit dem UN-Gremium "Intergovernmental Panel on Climate Change" (IPCC) erhielt Al Gore den Friedens-Nobelpreis 2007 [50]. Ein britisches Gericht [51] bescheinigte dem Film eine Reihe gravierender Fehler. Wissenschaftler stellten Manipulationen fest. So wurde der Zusammenhang zwischen Kohlendioxidkonzentration und Warmzeiten über 600.000 Jahre gezeigt, leider aber fehlte der Verweis darauf, daß die Kohlendioxidkonzentration der Erderwärmung stets mit 800 Jahren folgte. Erhielt Al Gore den Nobelpreis für eine Lüge?

Dabei ist unklar, ob wir von Erderwärmung überhaupt sprechen können. So wurde die von Michael E. Mann seit 1998 publizierte Erderwärmungskurve (Abb.1c blau und grün) des IPCC in Form eines Hockeyschlägers [56] gerichtlich hinterfragt mit dem Ergebnis, daß manipulierte Daten benutzt wurden, die u.a. auch die mittelalterliche Warm- und Kaltzeiten tilgten, siehe Abb.1c. Daten und Methoden konnten vor Gericht nicht transparent gemacht werden. Mit anderen Worten: Die Kurve ist fragwürdig, sie deckt sich nicht mit geschichtlichen Aufzeichnungen. Er verlor einen millionenteuren Zivilprozess in letzter Instanz [55], den er selbst begonnen hatte, um Kritiker zum Schweigen zu bringen. Eine strafrechtliche Verfolgung wird inzwischen weltweit gefordert, weil die Kurve zum Ausgangspunkt einer weltweiten Klima-Hysterie wurde.

Wie inkonsistent die vom IPCC herausgegebenen Erderwärmungskurven sind, zeigt Abb.1c. In Anbetracht dieser Vielfalt vom IPCC herausgegebener Kurven muß die Frage erlaubt sein, ob Wissenschaft bereits in der Lage ist, Erderwärmung fehlerfrei zu messen. Noch schlimmer ist es beim Kohlendioxid. Ohne jeden wissenschaftlichen Beweis wird behauptet "Kohlendioxid erzeugt Erderwärmung", man "fühlt" es doch!

Offenbar haben wir es zum erstenmal mit dem Problem der Vertrauenswürdigkeit von Wissenschaft zu tun. Niemand kann überprüfen, ob Ergebnisse aus dem Bereich Klimaforschung richtig sind. Bislang vertraute man Wissenschaftlern.

Doch einige Klimaforscher zerrissen dieses Band des Vertrauens mit schwerwiegenden Konsequenzen: Können wir dem Nobelpreiskommitee noch vertrauen, wenn es Al Gore und IPCC für Manipulationen auszeichnete? Können wir der Organistion "Amnesty International" vertrauen, die 2019 Greta Thunberg auszeichnete? Und noch weiter: Können wir der Bundeskanzlerin oder dem Papst noch vertrauen, die der entfachten Massenhysterie mit ihren Greta-Empfängen auch noch Rückenwind geben? Und nicht zuletzt: Können wir den Medien und dem deutschen Bildungswesen trauen, die dafür sorgten, diesen Glauben in die Köpfe der Schüler zu impfen?

Um es klar zu sagen: Wissenschaft kommt von Wissen, nicht von Glauben.

Manipulationen des IPCC

Rudolf Kipp weist [28] darauf hin, daß es eine mittelalterliche Warmzeit gab, die viel gewaltiger ausfiel, als unsere jetzige Episode. Deren Reste können wir in Form von Samen im Permafrostboden Grönlands oder anderer Nordländer, aber auch in alpinen Hochlagen unter Alpengletschern finden. Heute noch erinnern die Wikinger-Sagen an das Ende dieser Warmzeit. Auch nennt Kipp Personen und Umstände, die diese Warmzeit vor zwanzig Jahren aus dem Fundus der Klimaforschung tilgten. In dieser Warmzeit erblühte die Landwirtschaft, damit explodierte die Bevölkerung. Aus europäischen Dörfern wurden Städte, wie hunderte Gründungsurkunden von Städten aus dieser Zeit belegen (z.B. Berlin, gegründet 1230).

Patrick Frank von der Stanford-Uni [60] geht der Frage nach, inwiefern Klimamodellierung mit Kohlendioxid seriös sein kann. Er kommt zu der Erkenntnis, daß es unmöglich ist, eine Erderwärmung vorauszusagen, wenn die Kernaussage darin besteht, daß Kohlendioxid bei der Rückstrahlung 35 mW/m² (Milliwatt pro Quadratmeter) zurückhalten soll, während akkumulierte Rechenfehler bei +/- 4 Watt/m² liegen, also der Fehler 114-mal größer als das Ergebnis ist. Mit anderen Worten: Die Vorhersage von Erderwärmung über Kohlendioxid ist mit verfügbaren Daten wissenschaftlich nicht begründbar.

Einen Vergleich des Wachstums der Kohlendioxidkonzentration und der Sonneneinstrahlung mit der Variation des Meeresspiegels untersuchte Nir Shaviv 2008 [14], [15]. Er untersuchte die kleinen, zyklischen Änderungen der Sonneneinstrahlung die z.B. unter dem Begriff "El-Niño" bekannt sein mögen. Dabei stellte er fest, daß es außerhalb dieses Zyklus keine Erderwärmung gibt. Seine Erkenntnisse stehen dabei in Widerspruch zu Dokumenten der IPCC [0], die auf M. E. Mann zurückgehen.

Variation des Meeresspiegels

Mysteriös wird es, wenn wir uns an ein Experiment von Robert Wood aus dem Jahre 1909 erinnern. Wood untersuchte, ob es in der Athmosphäre überhaupt einen Treibhauseffekt geben kann. Nassif Nahle [32] wiederholte dieses Experiment mit identischem Ergebnis 2011. Danach existiert in der Atmosphäre kein Treibhauseffekt, Nahle schreibt:

Beschäftigen wir uns mit der Kernthese der CO2-gemachten Erdwerwärmung, der durch CO2 blockierten Rückstrahlung der Erde in das All (Anh.9) im tiefen Infrarot von 8 bis 13 µm nach Abb.1a, dann sind zwei Fragen relevant. Welcher Höhe der Atmosphäre entspricht eine hundertprozentige Absorption? Und wie stark wirkt Wasser im Verhältnis zu Kohlendioxid?

Heinz Hug [34] rechnete 1998 die Extinktion (Absorption) von CO2 im Infrarot auf 15 µm nach. Er kam zu einem interessanten Ergebnis. Bei 357 ppm CO2 (damaliger Wert) und einer Höhe der Luftsäule von nur zehn Metern ergibt sich bereits eine Absorption von 99,94% (die Strahlung wird nicht mehr durchgelassen).

Bei halber CO2-Konzentration (178 ppm) - Wert vor 1970 - würden also bereits 20 Höhenmeter die Rückstrahlung etwa zu 99,94% blockieren! Anders herum ausgedrückt: Wir können noch soviel CO2 in die Atmosphere entlassen: Die Atmosphere läßt die Rückstrahlung auch bei noch viel geringeren CO2-Konzentrationen nicht durch! Die Atmosphäre ist "optisch dicht" würde der Fachmann sagen. Oder anders ausgedrückt: Variationen der Kohlendioxidkonzentration bewirken: Nichts.

Ein "Treibhauseffekt" in dieser trivialen Form existiert damit nur in den Dimensionen eines Treibhauses, nicht aber in der viel höheren Atmosphere. Hug baute auf die Arbeiten seines Lehrers Alfred Schack aus dem Jahr 1972 auf, siehe [34].

Sollten wir die Ursachen von Erderwärmung doch lieber ìn den Wolken (beim Wasserdampf) und damit bei menschengemachter Desertifikation suchen, Anh.1 und Anh.8? Wie lange noch wollen wir Zeit verschwenden, um nach einer Nadel im Heuhaufen (fossiles Kohlendioxid) zu suchen, die kaum eine Rolle spielt?

Die Frage ist: Wer hat Recht? Wer handelt in wessen Interesse und wem kann man trauen? Zu genau wissen wir, daß Wissenschaftler das von einem Zuwendungsgeber erwünschte Ergebnis zu erbringen haben. Nur wenige besitzen die Kraft, sich Ideen oder Wünschen eines Auftraggebers zu widersetzen. Zu hart ist die Konkurrenz um Fördermittel zwischen Wissenschaftlern. Ist es legitim, in einer Zeit ohne Moral auf Mutmaßungen zu setzen? Können wir Klima wirklich verifizieren? Testfälle existieren nicht, Klimamodelle bleiben hypothetisch. Ob sie stimmen, weiß kein Mensch. Über deren Aussagen läßt sich trefflich streiten. Sie werden zum Glaubensbekenntnis oder zur Fiktion. Mit Wissen oder Wissenschaft hat das nichts zu tun.

So, wie die Kirche einst den Ablaßhandel mit dem Verweis auf drohende, ewige Verdammnis organisierte, organisieren politische Parteien heute das Wahlverhalten, indem man eine Verdammnis erfindet, deren Abwendung die Staatskassen füllt (Kohlendioxid- Zertifikate und Steuern) oder der nur die eigene Partei gewachsen ist: Klimawandel und Kohlendioxid.

Gesellschaften aber, die Fiktionen hinterherliefen, waren stets zum Untergang verurteilt. Lassen Sie uns deshalb die Spreu vom Weizen trennen und Fakten zusammentragen, die nachrechenbar und frei von Fiktion sind.

4. Der isländische Vulkanausbruch

Was wir tatsächlich über CO2 und Erderwärmung wissen, läßt die Schlußfolgerung "CO2 verursacht Erderwärmung" nicht zweifelsfrei zu. Von einer Kombination aus CO2, SO2, H2O und Staub (Vulkanasche) wissen wir durch die französische Revolution, daß ein isländischer Vulkanausbruch (Laki und Grímsvötn, 1783-85) [119] keine Erderwärmung verursachte. Die Nordhalbkugel kühlte gewaltig ab. Im Sommer schneite es, die Ernten fielen aus. Eine Revolte des Hungers in Frankreich folgte - die französische Revolution brach an. Die "Klimakiller" Kohlendioxid und Schwefeldioxid brachten in Kombination mit Staub und Wasserdampf eine langjährige Abkühlung über Europa und Nordamerika. Man nimmt an, daß insgesamt etwa 6 Millionen Menschen verhungert sind. Das läßt sich in Kirchenarchiven über diese Zeit recherchieren.

Vorausgegangen war permanent starkes Bevölkerungswachstum [11]. Verursacht durch technologischen Fortschritt auf allen Ebenen wurde mehr Nahrung produziert, die Kindersterblichkeit sank, die durchschnittliche Lebenserwartung stieg. Nach dem Vulkanausbruch mußten die Menschen von einem rapide zusammenbrechenden Landwirtschaftsertrag ernährt werden. Plötzlich wurde die Nahrung knapp. Ferntransporte erfolgten damals mit Pferdewagen auf Feldwegen oder mit getreidelten Lastkähnen, man konnte Lebensmittel nicht einfach in fernen Ländern ordern.

Frankreich war vom isländischen Vulkanausbruch besonders hart betroffen. Eine Revolte des Hungers folgte. Demagogen setzten sich an deren Spitze. Durch den Ruf nach "Freiheit, Gleichheit, Brüderlichkeit" entstand zwar kein Brot, aber Menschen guillotinierten sich gegenseitig. Die Zahl der Hungernden nahm ab. Napoleon erhielt Soldaten für billigsten Lohn. Und er zeigte den hungernden Bauern den Weg zur Nahrungsbeschaffung: Man begann, andere Länder zu plündern.

Offenbar war die durch Aschestaub und Dampf (Wolkenbildung) hervorgerufene Reduktion der Sonneneinstrahlung viel wirksamer, als die nächtliche Blockade der Rückstrahlung durch Kohlendioxid. Der Wirkmechanismus ist bizarr: Blockieren Wolken den Tageshimmel, so blockieren sie erst recht den Nachthimmel. Zwar wird nachts die Rückstrahlung blockiert, aber tags fehlt die Einstrahlung. Kohlendioxid bleibt wirkungslos.

Betrachten wir am Beispiel des Vulkanausbruchs den Zusammenhang zwischen verfügbarer Nahrung und überlebenden Menschen, so werden in allen Zeiten global stets nur soviele Menschen überleben, wie Nahrung vorhanden ist. Die im Kapitel Bevölkerungsentwicklung Kap.8 dargestellte Abb.3 zeigt also im eigentlichen Sinne nur die Entwicklung der auf der Erde verfügbaren Nahrungsmenge an. Dieser Zusammenhang ist insofern bedeutsam, als wir an die Reduktion der Landwirtschaftsproduktion pro Flächeneinheit denken: Durch Projekte, die den Ertrag global reduzieren, sterben weltweit in den ärmsten Ländern Menschen, egal ob wir an den Anbau von Bio-Kraftstoff, an ökologische Bio-Landwirtschaft oder an die Stilllegung von Flächen (auch durch Solarpaneele) denken.

Häufig wird in Ländern mit Bevölkerungsexplosion Bildung als Allzweckwaffe propagiert. Wenn sie die Geburtenrate begrenzt und gleichzeitig den Landwirtschaftsertrag erhöht, mag das richtig sein. Wenn sie aber genau auf diese zwei Punkte keinen Einfluß hat, verpufft deren Wirkung.

5. Schwankende Sonnenaktivität

Es ist eine Wirkungskette bekannt, die eine andere Sicht auf Erderwärmung ermöglicht. Nehmen wir an, die Sonnenfleckenbeobachtungen seit Kopernikus sind richtig. Seit Mitte des 20ten Jahrhunderts beobachten Astronomen eine durchschnittlich doppelt so hohe Sonnenaktivität wie vordem. Die Verhältnisse gleichen denen der letzten Warmzeit vor 8000 Jahren [2].

Schon vor zweihundert Jahren beobachtete und dokumentierte der britisch-königliche Astronom Friedrich Wilhelm (William) Herschel einen Zusammenhang zwischen Sonnenfleckenaktivität und dem Weizenpreis in England [98].

Der Geologe Roger Higgs [48], [113] weist auf Details hin. So stieg der magnetische Fluß der Sonne seit 1901 um 230%, gleichzeitig nimmt das Erdmagnetfeld seit über einhundert Jahren stark ab [96]. Die Schlußfolgerung von Geologen ist: Der Sonnenwind strahlt derzeit viel wirkungsvoller ein. Damit stehen in der Hochatmosphäre mehr Kristallisationskeime zu Verfügung, die deren Transparenz beeinflußen. Higgs dementiert entschieden, daß Kohlendioxid etwas mit Erderwärmung zu tun hat [113]. Er weist anhand geologischer Funde über die letzten 2000 Jahre nach, daß Variationen der Sonneneinstrahlung zu Schwankungen des Meeresspiegels um +/-3 Meter führten, die zu entsprechenden Völkerwanderungen an den Küstenlinien führten. So dokumentiert er in einem seiner Aufsätze die Variation des Wasserstands der Themse, besonders auffällig aufgrund von in verschiedenen Höhen im Uferbereich zu findenden Pflasterungen. Diese können datiert werden.

Nicht zuletzt scheinen Schwankungen der Erdachse in Kombination zum Sonnenabstand bei Klimaänderungen eine Rolle bei der Auslösung von Warmzeiten zu spielen [118]. Stets wird beobachtet, daß die Kohlendioxidkonzentration mit der Temperatur mitläuft, sei es als Verursacher oder sei es als Indikator.

Solarer Ausbruch

Der Sonnenklimaforscher Henrik Svensmark [97] kann mit simuliertem Sonnenwind in Wolkenkammern zeigen, daß die Mechanismen der Wolkenbildung Temperaturschwankungen von 2°C auslösen können. Man nimmt an, daß die Variation der Sonneneinstrahlung bei bis zu 5 Prozent liegen kann. Deren Wirkung ist im Verhältnis zu allen menschengemachten Emissionen sehr groß, eine plus 5%-Variation bringt die 1400-fache Wärmemenge des Weltenergieverbrauchs herein, nachgerechnet im Anh.7. Ursächlich sind gigantische Materieausbrüche (Flares), die sich aus der Ferne als dunklere Flecken auf der Sonnenoberfläche zeigen, Abb.2.

Nehmen wir weiter an, höhere Sonnenaktivität hat auch eine höhere Einstrahlung zur Folge. Nehmen wir drittens an, in Warmzeiten trocknen große Gebiete aus.

Vom Vergleich sonniger, trockener Sommer und nasser, feuchter Sommer wissen wir, daß ein feuchter Sommer mit sattgrünen Fluren das CO2 besser abbaut. Kohlenstoff wird durch Pflanzenwurzeln in die Erde eingelagert, schwarze Erde entsteht. Vertrocknete Flächen tragen überhaupt nicht zum CO2-Abbau bei - im Gegenteil, sie produzieren CO2, der Kohlenstoff der Schwarzerde oxydiert: Sand und Kohlendioxid bleiben übrig.

Auch gibt es in Trockenzeiten weniger Pflanzenmasse, die CO2 zu Sauerstoff wandeln kann. Folglich beobachten wir (auch) in jeder (sonnengemachten) Trockenzeit zwangsläufig einen Anstieg der CO2-Konzentration. Die Wirkungskette hier lautet aber entgegengesetzt "Erderwärmung erzeugt zwangsläufig einen Kohlendioxid-Anstieg". Dieser Nachlauf der Kohlendioxid-Konzentration wurde von verschiedenen Klimaforschern auch in früheren Warmzeiten nachgewiesen.

6. Erderwärmung erzeugt Kohlendioxid

Im Gegensatz zur Wirkungskette "menschengemachtes CO2 bringt Erderwärmung" ist folglich die Wirkungsrichtung "Erderwärmung erhöht die CO2-Konzentration" wissenschaftlich evaluierbar. Wenn wir also eine erhöhte CO2-Konzentration messen, ist dies auf jeden Fall eine Folge von Erderwärmung.

Würden wir hier postulieren, daß Kohlendioxid auch die Ursache für Erderwärmung sein kann, dann hätten wir es technisch betrachtet mit einem schwingungsfähigen System zu tun, dessen Selbsterregungsbedingung anhand der Periodendauer geprüft werden könnte. Warmzeiten würden sich periodisch mit Kaltzeiten ablösen. Leider aber schwingt das System nicht periodisch. Somit haben wir kein selbsterregtes System vor uns.

Was bedeutet das? Entweder ist die These richtig, daß Kohlendioxid Erderwärmung produziert, oder es ist richtig, daß Erderwärmung Kohlendioxid produziert. Beides zusammen geht nicht ohne Selbsterregung! Wenn wir aber absolut sicher wissen, daß Erderwärmung zu Kohlendioxidproduktion führt, dann kann Kohlendioxid keinen allzu nennenswerten Beitrag zur Erderwärmung leisten, ohne daß Selbsterregung eintritt.

Aus [29] geht hervor, daß der CO2-Anteil in der Erdatmosphäre von ca. 280 parts per million (ppm, Teile pro Million) zu Beginn der Industrialisierung auf ca. 400 ppm im Jahr 2015 gestiegen ist. Um herauszufinden, ob diese Erhöhung durch Verbrennung von Ergas, Erdöl oder Kohle entsteht, oder ob sie durch Ausfall von Grüngebieten (Verwüstungsprozesse) nahe dem Aquator entsteht, ist nachzurechnen, wie viel davon menschengemacht ist.

Berechnen wir die Menge von Kohlendioxid in der Atmosphäre nach Anh.3, erleben wir eine Überraschung: Bei 3,2 Tt (Teratonnen) in der Atmosphäre vorhandenem Kohlendioxid [8] und rund 32,3 Gt menschlich erzeugtem, fossilen Kohlendioxid pro Jahr erzeugen wir Menschen pro Jahr ein Prozent des Kohlendioxids, das sich in der Atmosphere befindet (32,3 Gt / 3,2 Tt = 1,0%). Damit füllen wir theoretisch alle 100 Jahre die Erdatmosphäre mit Kohlendioxid.

Die komplexe Rolle des viel stärkeren "Klimakillers Luftfeuchte" (H2O) nach Abb.1a scheint dabei noch unverstanden.

Man nimmt an, daß weltweit etwa 862 Gt Kohlenstoff in Wäldern gebunden sind [5], dem entsprechen etwa 3,16 Tt (Teratonnen) Kohlendioxid, siehe Anh.3. Es wird geschätzt, daß 133 Tt (Teratonnen) Kohlendioxid im Ozean gelöst vorliegen. Zusammen binden Wälder und Ozeane damit 136,16 Tt (Teratonnen) Kohlendioxid.

Im Vergleich zum Kohlendioxid in Wäldern und Ozeanen produziert der Mensch jährlich 32,3 Gt Kohlendioxid, das ist ein Faktor von (136,2 Tt / 32,3 Gt =) 4217, d.h. in Ozeanen und Wäldern ist etwa viertausendmal mehr Kohlendioxid, als vom Menschen pro Jahr fossil gefördert und verbrannt wird, gebunden. Ist es realistisch anzunehmen, daß dieses viertausendstel unser Weltklima verändert? (Leider liegen keine belastbaren Zahlen zum natürlichen Kohlendioxidumsatz vor.)

Zu anderen Speichern (Moore, Felder, Schnee- und Eiswüsten, Tundra, Taiga etc.) sind keine Zahlen bekannt. Kreisrunde Löcher im Permafrost der Taiga, hervorgerufen durch Methanhydrat-Explosionen, deuten allerdings darauf hin, daß hier noch sehr viel mehr hinzukommen kann.

Um uns eine bildliche Vorstellung davon machen zu können, wieviel Kohlendioxid die Menschheit derzeit produziert, wurde in Anh.6 die Höhe einer menschengemachten Kohlendioxidschicht nachgerechnet. Danach produziert die Menschheit jährlich eine Kohledioxidschicht rund um den Globus, die zwei Zentimeter (!) dick ist, oder die rund ein Fünfhunderdtausendstel der Erdatmosphäre dick ist. Der darin enthaltene Kohlenstoff würde eine 4,7 Mikrometer dicke Schicht rund um die Erde ergeben. Dies ist sehr wenig im Verhältnis zur Tiefe der Ozeane.

7. Wüsten und Desertifikation

Betrachten wir andere Ursachen, mit der die Erde stärker erwärmt werden kann, so ist nicht nur eine veränderte Sonnenfleckenaktivität zu registrieren.

Der permanente Abbau von Regenwald, die Ausdehnung der Großstädte, wie auch Überweidung sowie fortschreitende Versiegelung von Flächen durch Dächer, Straßen und Industrieanlagen (auch durch Solarzellen) tragen als Desertifikation dazu bei [10].

Wüstengebiete, wie auch Regenwälder erzeugen ihr jeweils eigenes Mikroklima. Blauer Wüstenhimmel läßt viel mehr Wärme herein, als wolkenbehangener Himmel über Regenwäldern. Verschwinden nur 10% der weltweiten Bewölkung, strahlt die Sonne grob gerechnet 10% mal 697 PW = 69,7 PW (Petawatt, siehe auch Anh.9) mehr Wärme ein. Im Verhältnis zum Weltenergieverbrauch von 17,6 TW (Terrawatt, siehe auch Anh.1) ist das ein Faktor von Viertausend (69,7 PW / 17,6 TW = 3960). Hier setzt unmittelbar ein Kreislauf der Erderwärmung ein.

Nach den Berechnungen im Anh.1 und Anh.8 bringt eine wolkenlose Sahara gegenüber einer bewölkten eine zusätzliche Wärmemenge ein, die dem 150-fachen (in Worten: einhundertfünfzig) derzeitigen Weltenergieverbrauch der Menschheit entspricht.

Alle trocken-warmen Wüsten und Halbwüsten zusammen bringen knapp das fünfhundertfache der Welt-Energieproduktion der Menschheit ein, siehe Anh.8. Durch lokale Erwärmung trägt die Wüste selbst wiederum zur Ausdehnung der Wüste bei.

Da landwirtschaftlich nutzbare Flächen der Erde begrenzt sind, die Bevölkerung hingegen immer schneller wächst, werden Wälder gerodet. Menschengemachte Ursachen für steigende Erderwärmung sind in der darauf folgenden Verwüstung ständig wachsender Gebiete (inbes. nahe dem Äquator) zu finden, siehe Anh.1 und Anh.8.

Durch Desertifikation [10] infolge von Rodung, Überweidung und Verstädterung werden pro Jahr weltweit zwölf Millionen Hektar Land in Wüste umgewandelt (das ist die Ackerfläche Deutschlands). Diese alljährlich hinzukommende desertifizierte Fläche verursacht einen Wärmeeintrag etwa vom doppelten Weltenergieverbrauch der Menschheit siehe Anh.1. Alle 75 Jahre entsteht damit eine weitere Sahara, die wiederum das 150-fache des Jahres-Weltenergieverbrauchs einträgt.

Ein weiterer Effekt kommt hinzu. Die Umwandlung der Schwarzerde des vormaligen Waldbodens in Wüste setzt dabei pro Jahr bis zu 15-mal soviel Kohlendioxid frei, wie durch die Verbrennung von fossilem Kohlenstoff durch die Menschheit erzeugt wird, siehe Anh.1.

Das heißt: Würden wir jegliche Kohle-, Erdöl- und Erdgasförderung sofort einstellen, so würden wir nur 6,5 Prozent Kohlendioxid einsparen können! Multipliziert mit dem deutschen Anteil von etwa 2,5% ([4]) kann Deutschland bei Totalverzicht auf fossile Energien weniger als 0,065 * 0,025 = 1,625 Promille zur Kohlendioxid-Einsparung beitragen!

Man muß sich ernsthaft fragen, ob dies die Zerstörung unserer Zivilisation wert ist, zumal die sozialen Folgen einer Energiewende erst die eigentliche Katastrophe bewirken würde.

8. Bevölkerungsentwicklung

Zitat [45]:

Nun verdoppelte sich die Weltbevölkerung im Durchschnitt wieder einmal. Der Zeitraum der bislang schnellsten Verdopplung betrug 40 Jahre (1960: 3 Milliarden, 2000: 6 Milliarden). Führend sind Städte wie Teheran oder Casa Blanca, dort verhundertfachte sich die Einwohnerzahl in den letzten einhundert Jahren. Die Muster sind überall gleich: Ein Dorf braucht Brennholz, Weideflächen und Ackerland. Man rodet den Wald. Durch Überweidung bzw. Übernutzung vertrocknen die Flächen, Landwirtschaft ist nicht mehr möglich: das Terrain verwüstet. Gleichzeitig wird aus dem Dorf eine betonierte Großstadt. Hierfür sind im nahen Osten tausende Beispiele zu entdecken, sie reichen von Syrien bis Afghanistan, von Marroko über Lybien, Tunesien, Ägypten bis Jemen. Nahezu alle äquatorialnahen Großstädte waren vor zweihundert Jahren Dörfer oder Nomadensiedlungen.

Bevölkerungsexplosion

Die Ursache von Desertifikation [10] ist offenbar in Bevölkerungsexplosion [11] zu erkennen. Während die Bevölkerung exponentiell wächst, wächst die landwirtsche Nutzfläche nicht mit. Raubbau an allen natürlichen Ressourcen ist die Folge. Man spricht von der "Tragik der Allmende" [26].

Um es mathematisch transparent zu machen: Was passiert, wenn auf der Erde n-mal mehr Menschen leben? Sie brauchen n-mal mehr Nahrung. Was passiert, wenn sie für die Lebensmittelproduktion nur dieselbe Fläche haben? Sie müssen n-mal mehr Nahrung pro Flächeneinheit erzeugen, (oder den Regenwald abholzen). Wie machen sie das? Durch immer intensiveren Anbau, durch Pestizide, Dünger, Massentierhaltung und immer größere Maschinen. Was passiert dann? Kleinbauern können nicht mehr mithalten und müssen an die Großbauern verkaufen. Nun sagen die einen: Der böse Kapitalismus sorgt für immer mehr Nahrung. Damit explodiert die Weltbevölkerung immer weiter! Und die anderen sagen: Der böse Kapitalismus schädigt die Natur. Den bösen Kapitalismus müssen wir abschaffen. Das reguliert sofort die Weltbevölkerung, weil viele Millionen Menschen sofort verhungern. In einem aber sind sich Grüne und Linke einig: Immer sind die Großkonzerne und der böse Kapitalismus schuld - hat schon Marx gesagt!

Damit wird die Wirkungsrichtung möglicher, menschengemachter Erderwärmung transparent. Verknappt lautet sie: Bevölkerungsexplosion verursacht einerseits proportional zunehmenden Hunger und Energiehunger, andererseits aber auch Desertifikation riesiger Areale. In Folge nehmen unabhängig voneinander direkt die Erderwärmung und die CO2-Konzentration zu, siehe Anh.3 und Anh.1. Durch Desertifikation in einem Maße, welches die Kohlendioxid-Belastung aus fossilen Brennstoffen nahezu als vernachlässigbar erscheinen läßt.

In dem Maße, wie Desertifikation ungeheure Mengen an Kohlendioxid freisetzt, würde Begrünung diese freigesetzten Mengen wieder binden.

Was also ist zu tun gegen Erderwärmung? Will jemand ernsthaft Erderwärmung vermindern, dann ist die Bevölkerungsexplosion zu verhindern, zum Beispiel durch zu entwickelnde Förderprogramme für Empfängnisverhütung in Afrika, Nahost, Asien (insbes. Indien, Pakistan) sowie Lateinamerika, [11] .

Und es wird Zeit, die intellektuellen Ressourcen der Menschheit für die Begrünung verwüsteter Gebiete zu mobilisieren. Dazu können wir auch Großstädte rechnen! Hausdächer lassen sich begrünen, Wände können begrünt werden. Sollte sich die Erde wirklich erwärmen, wäre dies sinnvoll.

9. Energieverbrauch der Menschheit

Ohne fossile Energien müßte die Menschheit mit 13% (dreizehn Prozent) der derzeit verfügbaren Energie auskommen [38]. Fatalerweise hängen alle überlebensnotwendigen Industrien der Zivilisation (Stahl, Beton, Schwerchemie, Verkehr, Landwirtschaft) nahezu ausschließlich an den einzusparenden 87%, an den fossilen Energieträgern, siehe auch Anh.1 und Anh.3. So gibt es keine Traktoren, die elektrisch fahren. Schiffsantriebe brauchen Diesel oder Schweröl. Flugzeuge fliegen mit Kerosin. Gütertransport erfolgt mit dieselbetriebenen LKW. Stahl- und Betonherstellung benötigt Kohle. Asphalt entsteht aus den Resten der Erdölverarbeitung usw.. Einzig die Aluminiumherstellung benötigt Unmengen an elektrischem Strom, der auch aus anderen Quellen stammen kann.

Energieverbrauch der Menschheit

Wir wissen, daß die fossilen Energiequellen endlich sind. Dennoch expandiert der Verbrauch von fossiler Energie noch stärker, als die Bevölkerung. Allein in Afrika waren 2016 rund 950 Kohlekraftwerke im Bau von weltweit etwa 1400 (diverse Quellen). Schon ahnen wir, daß die fossilen Quellen bald versiegen werden. Aber ein sofortiger Verzicht auf fossile Energien bedeutet derzeit nichts weniger, als den Verzicht auf unsere Zivilisation und den Verzicht auf Nahrung, Heizung oder Überleben. Das ist das Problem.

Deutsche Jugendliche wachsen heute oft im Überfluß auf. Sie kennen weder Mangel, noch Mühsal. Vehement fordern einige das sofortige und vollständige Ende der Förderung und Ausbeutung fossiler Energieträger. "Böse Energiekonzerne" seien Schuld. Das diese aber nur den Bedarf der Gesellschaft preiswert befriedigen, bleibt ungesagt. Kann man es den Jugendlichen verübeln? Bitterste Armut mit Hunger und Kälte haben sie nie im Leben kennengelernt. Den Verfall der Häuser in der DDR oder in Cuba erlebten sie nicht. Sie können nicht wissen, daß das tägliche Leben, wie auch die Infrastruktur, die sie täglich nutzen, zu 87% auf Kohle, Erdöl und Erdgas basiert.

Die Problematik indes ist komplex und nahezu unauflösbar. Zitat Wikipedia [33], 06/2019:

Sehen wir genauer hin, dann stagniert der Energieverbrauch der zivilisierten Länder nahezu, während der Bedarf in den Entwicklungsländern extrem steigt und zwar in den Ländern, in denen die Bevölkerung explodiert. Siehe dazu auch [4].

10. Elektro-Mobilität als Klimakiller

Elektromobilität wird uns von grünen Politikern als "emissionsfrei" verkauft. Genau das Gegenteil ist der Fall. Es ist paradox: Pro Kilowattstunde erzeugen E-Autos im Strommix viel mehr Kohlendioxid, als moderne Verbrenner, siehe Anh.13 und Anh.12. Da Windkraft und Solarenergie nur unstetig zur Verfügung stehen, gehen Planungen [12], [13], [18], [36], [63] auch für die Zukunft von einem Strommix [12] mit 50% Grundlastanteil aus.

Über die Strom-Übertragungskette: Kohlekraftwerk - Hochspannungsleitung - Speicherbecken - Hochspannungsleitung - Akkuladung - Fahrregler - Elektromotor bleiben wenige Prozent des eingesetzten Braunkohlestroms als Antriebsenergie übrig, siehe Anh.4. Damit erreichen E-Mobile beim Laden aus fossiler Energie den Wirkungsgrad einer Dampflok, siehe Anh.12.

Der Wirkungsgrad bei einer 50% Ladung mit fossilem Strom ist weniger als halb so hoch, wie der eines modernen Diesels. Aufgrund von Transformationsverlusten kann er bis auf zehn Prozent sinken. Das heißt, ein fossil geladenes E-Auto erzeugt bei gleicher Leistung mehrfach soviel Kohlendioxid wie ein Diesel. Im selben Maße explodieren die Kosten pro Kilowattstunde!

Akkubetriebene Fahrzeuge haben dabei ein besonderes Problem: die Akkukapazitäten sind klein bei vergleichsweise extrem hohem Gewicht und einer verheerenden Umweltbilanz der Akkumulatoren in Bezug auf Cobalt und Lithium [25], siehe Anh.4 und Anh.10. Die Fahrzeuge sind nur für den Nahverkehr geeignet.

Aufgrund der Eignung von Elektrofahrzeugen nur für den Nahverkehr nehmen Experten in der Autoindustrie noch immer einen Marktanteil von 7% bis 12% für Elektrofahrzeuge als realistisch an. So ist es einigermaßen bizarr, daß deutsche Autobauer inzwischen hunderte von Typen von Elektro-PKW entwickeln lassen (wollen), nur um dieses winzige Marktsegment des Zweitwagens zu besetzen. Das kann nur in Insolvenzen enden - wenn Politiker nicht schon über ein Generalverbot von Verbrennungsmotoren mit den Autobauern kommunizieren. Aber das würde bei einem deutschen Alleingang nichts weniger als die komplette Zerstörung der deutschen Industrie und des deutschen Sozialstaates bewirken. Und das hieße Bürgerkrieg.

Um die Dimension der Tragödie zu begreifen, erinnern wir uns, daß der deutsche Automobilbau 830.000 Menschen unmittelbar beschäftigt und eigentlich ein Großteil der deutschen Wirtschaft mittelbar für die Autoindustrie arbeitet. Etwa 20% der Steuereinnahmen kommen direkt aus der Autoindustrie oder von Zulieferern. Selbst Maschinenbau und Informatik haben als tragende Säule die Autoindustrie.

Eigentlich Sinn macht E-Mobilität nur, wenn man ein Haus im Grünen besitzt, Solarzellen auf dem Dach hat, und das E-Mobil tagsüber mit eigenem Solarstrom geladen werden kann, um dann nachts in die Stadt zur Arbeit zu fahren. Im Winter, wenn die Solarzellen kaum Strom liefern, muß man dann mit dem Fahrrad fahren. Da geschätze 0,5 Prozent der Bevölkerung diese Voraussetzungen erfüllen, sind die Chancen für klimaneutrale E-Mobilität entsprechend gering. Auch verbrauchen Solarzellen mehr Energie als sie je liefern können [68], siehe auch Kap.15.

Denkt man an den Straßenverkehr, so ist nicht nur die CO2-Emission von Autos, sondern insbesondere deren Energieverbrauch zu minimieren und deren Wirkungsgrad zu erhöhen.

Anstatt zwei Tonnen schwerer Euro6-SUVs mit einem irren Aufwand zur Abgasreduktion für Innenstädte brauchen wir das leichte Ein-Liter-Auto von Ferdinand Piech mit einem Motor, der den höchsten Wirkungsgrad und den geringsten Verbrauch aufweist. Genau daran arbeiteten Ingenieure sehr erfolgreich bei der Entwicklung neuer Dieselmotoren - bis sie von der Euro6-Bürokratie des Platzes verwiesen wurden.

Mit dem Konzept des Hybridantriebs kann der Wirkungsgrad insbesondere bei innerstädtischem Start-Stop-Betrieb maximiert werden, wenn die Bremsenergie in den Akku rückgespeist wird. Gleichzeitig wird der Wirkungsgrad des Motors höher und Bremsstaub wird reduziert. Wird der Akku etwas größer dimensioniert, sind emissionsfreie Stadtfahrten möglich. Und das, obwohl das Auto Euro6-Normen nicht erfüllen muß - bei Überlandfahrten ist die Ruß- oder Stickoxidemission vollkommen belanglos.

Auch ist deren Kohlendioxid-Bilanz trotz Erdgas, Benzin oder Diesel besser, als bei fossil über das Stromnetz gespeisten Fahrzeugen, wenn der Akku direkt vom Verbrenner-Bordmotor geladen wird, weil die Transformationsverluste entfallen, siehe dazu Anh.4 (Hybridantriebe) und Anh.10.

Mit anderen Worten: Gäbe es keine staatliche Einmischung und keine Euro6-Bürokratie, könnte man vergleichsweise leichte Hybridautos bauen ohne AddBlue oder anderen, nur für Innenstädte erdachten Ballast: Mit geringstem Verbrauch, ohne innerstädtische Emissionen, mit Nachlademöglichkeit an der Steckdose. PKW-Fahrzone elektrisch

Die Erkenntnis der Welt ist manchmal bitter. Aber was hätten wir zu tun? Verbot der Subventionierung reiner E-Autos, keine Förderung von Strommix-Ladestellen.

Im Gegenzug Förderung leichter Hybrid-PKW mit einer elektrischen Mindestreichweite (ohne Euro6!) und Förderung von Wasserstoff-Elektrolyse-Stationen zur Produktion von Holzdiesel und Holzbenzin sowie Schilder in Innenstädten: "PKW-Fahrzone elektrisch", siehe Bild. Schon kann die ganze Euro6- und Umweltzonen-Bürokratie entfallen. Sogar ein Ausländer könnte dieses Schild interpretieren.

Vergleicht man die Ergebnisse von Anh.12 und Anh.14 miteinander, dann wird deutlich, daß einerseits die Energiewende in der jetzt propagierten Form unbezahlbar und Technologie-Inkompatibel wird und daß andererseits die Herstellungskosten für Holzmethan, Holzbenzin oder Holzdiesel schon nahezu die von fossilen Kraftstoffen erreichen. Neben dem Vorteil, technologiekompatibel zu sein, versprechen diese Treibstoffe vollkommene Klimaneutralität, werden sie mit Wasserstoff aus Windkraft-Elektrolyse erzeugt.

Politische und wirtschaftliche Fehlentscheidung mit Verlusten in vierstelliger Milliardenhöhe oder die Insolvenz der deutschen Autohersteller mit folgender Staatsinsolvenz wären heute (2019) noch vermeidbar.

Mehr ist nicht zu tun für einen kommenden, klimaneutralen Verkehr ohne CO2-Emissionen! Weder brauchen wir Rikschas, noch elektrische PKW!

11. Elektrische Speicherung

Elektroenergie, die in Solarzellen im Sommer mittags entsteht, wird in einer kalten Winternacht gebraucht. Basierend auf Solarzellen wäre der deutsche Winterverbrauch im Sommer mittags zu speichern. Das Problem dabei: Es wären Milliarden Gigawattstunden zu speichern. Dafür existieren keine Lösungsansatze. Leider setzt uns die Physik bei der Speicherung enge Grenzen. Petawattstunden lassen sich rein elektrisch nicht speichern.

Riesige Pumpspeicherwerke oder alternative Energiespeicher [25] schaffen allenfalls ein paar dutzend Gigawattstunden, um den Tag-Nacht-Ausgleich besser zu bewältigen. So betrug das maximale Speichervermögen aller deutschen Pumspeicherwerke in 2005 rund 38 GWh (Gigawattstunden) [19]. Bei einem deutschen Primärenergieverbrauch von 3,776 Mrd. kWh (3,776 Gigawattstunden) [31]. ließe sich Deutschland mit gespeicherter Energie maximal zehn Tage lang versorgen.

Im Vergleich zum durchschnittlichen, permanenten Leistungsverbrauch der Menschheit von 17,6 TW (2016) ist dies wenig. Ein Tropfen auf den heißen Stein! Reserven für den Winter können damit nicht gebildet werden. Es existiert nicht die Spur einer Technologie, dieses notwendige Speichervermögen mit einem noch so utopischen Speicherkonzept bezahlbar zu erreichen.

Auch werden unsere Nachbarländer irgendwann gern darauf verzichten, Deutschland in Zeiten des Spitzenverbrauchs im Winter mit fossil oder atomar erzeugter Elektroenergie zu versorgen. Es macht sicher niemandem Freude, ein Atom- oder Kohlekraftwerk tagein/tagaus zu heizen, nur um in Stoßzeiten an Grün-Deutschland Energie verkaufen zu können. Daß dies derzeit noch funktioniert, hängt wohl eher mit handelspolitischen Fragen zusammen, die man für Planungen der Zukunft nicht mehr voraussetzen sollte.

Der Einsatz von Solarzellen ist umstritten. Wie an anderer Stelle bemerkt, liefern sie die Energie nicht nachts, wenn E-Mobile zu laden sind. Auch brauchen sie zur Herstellung mehr Energie, als sie in Deutschland je liefern werden [68]. Eigentlich existiert theoretisch nur eine Möglichkeit, um Solarzellen sinnvoll einzusetzen. Deutschland könnte in Nordafrika wohl ein Stück Sahara kaufen, um dort Solarkraftwerke (mit Spiegeln, ohne Solarzellen) aufzustellen. Dann stünde zwar auch nur tagsüber, dafür aber auch im Winter verläßlich viel Solarstrom zur Verfügung. Gleichzeitig würde sich das Beschäftigungsangebot in Nordafrika verbessern, siehe auch [18]. Allerdings würde Deutschland damit empfindlich abhängig und politisch erpreßbar werden.

Denken wir an Lithium-Abbau und Lithium-Herstellung [25], wird bewußt, welche unerträglichen Belastungen für die Umwelt mit der Elektrifizierung einhergehen, wenn weltweit eine Milliarde PKW elektrisch fahren. Braucht jeder Akku im Schnitt mindestens 200 kg Lithium, sind dafür allein 200 Milliarden kg (200 Mio. Tonnen) Lithium abzubauen in Lagerstätten mit Konzentrationen von vielleicht 2%. Dabei fallen (200 Mrd. * 98% / 2%) ~ 10 Billionen Tonnen Geröll und Schutt an. Zur Aufbereitung wird die tausendfache Menge an Wasser gebraucht - und das in den trockensten Gebieten der Erde. Undenkbar.

Wieviel Billionen Tonnen fossile Energien wollen wir für die Aufarbeitung von Lithium bezahlen? Elektromobilität wird zum Sündenfall. Auch ist fraglich, ob diese Menge Lithium überhaupt zu finden sein wird. An die Entsorgung denkt natürlich auch niemand. Die Politik schafft es seit dreißig Jahren nicht, Container für Elektroschrott aufstellen zu lassen. Wo werden die hunderte Kilogramm schweren Lithium Akkus entsorgt? Natürlich dort, wo sie aus dem Auto fallen: Am Straßenrand.

Betrachten wir die mögliche Reichweite eines E-Fahrzeugs bis zum Nachladen, siehe Anh.10, wird bewußt, daß Elektrofahrzeuge aufgrund einer zu geringen, speicherbaren Energiemenge nur für den Stadtverkehr geeignet sind. Für den Fernverkehr hingegen sind sie ungeeignet. Schaffen wir die Ottomotoren gänzlich ab, würden das überlebensnotwendige Transportwesen und die Landwirtschaft nicht mehr funktionieren. Die Infrastruktur Deutschlands käme praktisch zum Erliegen.

Dazu kommt, daß keine hinreichend starke Infrastruktur der elektrischen Versorgung zur Verfügung steht. Denken wir daran, zum Beispiel Berlin mit einem flächendeckenden Netz von Elektrotankstellen an jedem Auto-Parkplatz zu versehen, so wären tausende neue Trafostationen - an jeder Straßenkreuzung eine - zu errichten. Es wären tausende Tonnen Kupfer und tausende Tonnen Plaste für die Isolation der Kabel zu produzieren. Weil keinerlei elektrische Infrastuktur für Ladestationen existiert, die in kürzester Zeit 'zig Kilowatt in jeden Autoakku pumpen können, kämen enorme Aufwendungen dazu, neue Kabeltrassen in die Erde zu bringen. Berlin gliche einem Maulwurfshügel.

12. Zur "Deutschen Energiewende"

Obwohl weltweit 2016 rund 1400 Kohlekraftwerke in Planung waren, 950 davon allein in Afrika und China monatlich zwei neue Braunkohlenkraftwerke eröffnet, Indien oder Afrika beim Energieverbrauch extrem aufholen (siehe Abb.4) und die USA mit Verweis auf "unbekannte, ökonomische Risiken" [53] nicht daran denken, das Kyoto-Protokoll von 1997 [52] zu unterzeichnen, meint Deutschland mit einem Anteil am fossil erzeugten Kohlendioxid von 1,625 Promille (siehe Kap.7) die Welt retten zu müssen.

Energieversorgung Deutschland

Um dies zu erreichen, baut man funktionierende Marktwirtschaft in Subventions-Planwirtschaft um und macht damit letztlich Demokratie zu Diktatur. Auf der Strecke bleibt die deutsche Industrie, die die Energiepreise nicht mehr bezahlen wird, siehe Anh.12. Wenn die Industrie aber stirbt, dann stirbt der letze Rest von Wohlstand. Bleiben Steuereinnahmen aus, stirbt der deutsche Sozialstaat, wird Deutschland Griechenland auf dem Weg in die Staatsinsolvenz folgen.

Seit der Abschaltung deutscher Atomkraftwerke wird die Situation des europäischen Stromnetzes immer angespannter. Seit Jahren kann man Berichte dazu lesen, siehe z.B. einen Bericht von 2017 [62]. Jetzt fallen auch Kohlekraftwerke der Ideologie zum Opfer, [54]. Während der Strombedarf durch E-Mobilität steigt, sinkt das real gesicherte Stromaufkommen, die deutsche Energieproduktion sinkt seit Jahren, siehe Abb.4b.

Stromaustauschsaldo  Deutschland

Neun von 16 Atomkraftwerken sind bereits abgeschaltet und damit wahrscheinlich unwiederbringlich vernichtet. Der Braunkohle-Tagebau Jänschwalde wurde zum 1.9.2019 stillgelegt [54]. Man schaltet ohne Alternative ab, so scheint es. Kein Wunder, alle "4Future-Aktivisten" nehmen ihren Strom ja einfach aus der Steckdose - wozu soll man sich da Gedanken machen, woher der Strom kommt?

Schon seit Jahren flüchten energiehungrige Betriebe ins Ausland. Auch wenn ich nur Betreiber eines Supermarkts wäre, würde ich nicht darauf warten, von einem "Blackout", einem Zusammenbruch des deutschen Stromnetzes, getroffen zu werden. Ich wäre nicht scharf darauf, Tonnen verfaulender Lebensmittel ausräumen zu müssen, ohne dafür eine Müllhalde zu finden.

Ein Blick in Anh.4 genügt, um zu sehen, daß ein Strommix von 50% noch weit entfernt ist. Mit Stand 2017 besteht unser Strommix aus 37% erneuerbaren Energien, 63% stammen aus fossilen Energien und 17,5% aus Kernkraft; Quelle AGEB 2017 [67].

Das in [36] beschriebene Szenario der Energiewende geht davon aus, daß es trotz akribischer Nutzung der Kapazität von Pumpspeicherwerken und einem Verbund von Norwegen bis zur Schweiz nicht möglich sein wird, für Wind- und Solarenergie einen Anteil von mehr als 50% zu erreichen. Der Rest der Energiegewinnung stammt dann folglich aus Kohle- und Atomkraft. Dabei werden Kohle- und Atomkraftwerke jedoch nur als Puffer benötigt.

Wirtschaftlich bedeutet das z.B. für den Betreiber eines Kraftwerks, daß der Kessel und die Turbinen den ganzen Tag am laufen gehalten werden müssen, wohingegen die Betriebskosten auf die wenigen Stunden umgelegt werden müssen, zu denen das Kraftwerk Strom verkaufen kann. Nehmen wir an, das Kraftwerk liefert täglich nur an 6 Stunden Strom, so vervierfacht sich der Preis für die abgegebene Kilowattstunde (24/6 = 4) bereits. Kann das Kraftwerk nur 3 Stunden liefern, verachtfacht sich der Preis pro Kilowattstunde, u.s.w..

Dazu kommt, daß mit dem erzeugten Strom i.a. nur die Speicherbecken von Pumpspeicherwerken aufgefüllt werden sollen. Während ein Verbrennungsmotor nur einen Arbeitsschritt mit einem Wirkungsgrad um 40% benötigt, um mechanische Energie zu erzeugen, ist der Weg vom Kohlekraftwerk zum Verbraucher viel länger.

Bereits im Kraftwerk entsteht nach IEA nur ein Wirkungsgrad von rund 38%, wenngleich Abwärme oft noch für andere Zwecke genutzt werden kann. Im Detail liegen viele Transformatoren und lange Hochspannungsleitungen auf dem Weg, bis der Strom zu Bewegungsenergie wird. Und jede Transformation verringert den Wirkungsgrad der Kette um typisch 1%, siehe Anh.4.

Schwachpunkte in der Kette stellen insbesondere Pumpspeicherwerke mit einem durchschnittlichen Wirkungsgrad von 70% (d.h. 30% Verluste) [66], die Hochspannungsleitungen mit längen- und belastungsabhängigen Verlusten (hier 14%), sowie der LiPo-Akkumulator des E-Mobils dar, der für den Lade- und Entladezyklus auf ebenfalls typisch 70% kommt. Auch E-Motor und Fahrregler werden warm, zusammen bringen sie es vielleicht auf einen Wirkungsgrad um 80%.

Zusammen vernichten allein diese Komponenten bereits 64,7% der eingesetzten Kohle-Energie (0,7 * 0,9 * 0,7 * 0,8 = 0,353). Nur 35,3% der eingesetzten Kohle-Energie bleibt übrig. Multipliziert mit dem Wirkungsgrad des Kraftwerks von 38% bleibt ein Gesamtwirkungsgrad von 13,4% übrig (0,353 * 0,38 = 13,4%). Dazu kommen noch die Transformationsverluste, siehe Anh.4. 11,5% der eingesetzten Kohle-Energie kommen schließlich bei den Rädern eines E-Mobils an (13,4% * 86% = 11,5%). Oder andersherum gesagt: 88.5% der Kohleenergie wird in die Luft geblasen - und das Kohlendioxid dazu. Es wäre viel effizienter, wenn der Kohlenträger 100% der Kohlen in den Kohlenkeller bringen würde!

Ein besonderes Problem stellt die Verbrennung von Braunkohle dar. Sie ist feucht, hat eine geringe Energieausbeute und verursacht viel mehr Kohlendioxid als Benzin oder Diesel.

Im Gegensatz zum Verbrenner mit 40% Wirkungsgrad erzeugt das E-Mobil mit 100% Kohlestrom damit etwa zwölfmal (12,4 mal) mehr Kohlendioxid pro Fahrleistungseinheit als ein Fahrzeug mit Verbrennungsmotor, siehe Anh.13, siehe Tab.2. Bei einem Energiemix von 50% erzeugt es dann die Hälfte, also noch sechsmal mehr Kohlendioxid als ein Diesel.

Im Vergleich zum Verbrenner erzeugt das E-Mobil im Strommix von 63% (2017) [67] folglich durchschnittlich 12,4 * 63% = 7,8 mal mehr Kohlendioxid (Stand 2018). Das heißt, jedes fahrende E-mobil erhöht derzeit die deutsche Kohlendioxid-Bilanz gegenüber einem gleichstarken Verbrenner um 780%, also um nahezu das achtfache!

Wir folgern: Ein Strommix von 50% genügt mitnichten, um so wenig Kohlendioxid zu produzieren, wie ein Verbrenner! Mit anderen Worten: E-Mobilität plus Strommix geht überhaupt nicht. Selbst die Vision eines 50% Strommix ließe Elektrofahrzeuge noch sechsmal mehr Kohlendioxid produzieren, als Verbrenner! Die Subventionierung und Förderung von E-Mobilität verstößt damit direkt gegen Pariser- und regierungsamtliche Klimaziele.

E-Mobilität ist damit der ökologische Albtraum schlechthin, sofern nicht restlos CO2-freier Strom benutzt wird. Dieser ist aber für Deutschland nicht erreichbar.

Wie sieht es um die Stromkosten aus?
In Anh.12 sind die steuer- und subventionsbefreiten Kosten für E-Mobilität im Detail nachgerechnet.

Bei Windkraftladung kommen wir auf 2,18 Euro pro Kilowattstunde oder 10,90 Euro pro Liter Dieseläquivalent. Im Verhältnis zum steuerbefreiten Dieselpreis kostet uns die Fahrt mit subventionsbefreitem Windstrom im E-Mobil etwa den vierzehnfachen Preis, siehe Anh.12! Die Kosten haben wir alle zu tragen, auch wenn wir uns diesem Wahnsinn nicht anschließen.

Auch käme der Strom (sofern er nicht aus norwegischen Wasserkraftwerken stammt) aus Windkraftwerken und Solarzellen. In der Nacht, wenn das Auto an der E-Zapfsäule hängt, liefern Solarzellen generell keinen Strom. Herrscht dann wochenlang Windstille über Deutschland, fällt der Ladestrom komplett aus? Bewahre! Dann springen Kohle-, Atom- und Gaskraftwerke wieder ein. Die laufen sowieso Tag und Nacht. Für den Notfall müssen sie ständig beheizt werden. Die Brennkammern und die riesigen Turbinen der Kraftwerke brauchen Tage, um hoch oder runter zu fahren.

Die Wirkung der Solarzellen erkennt man übrigens an riesigen, weißen Dampfwolken, die bei Sonnenschein aus den Kühltürmen der Kohlekraftwerke quellen. Da man die Kesseltemperatur halten muß, wird nun überflüssiger Dampf einfach aus dem Kühlturm geblasen.

Wenn dann alle Kohle- Gas- und Atomkraftwerke in Deutschland demontiert sind, kaufen wir den Kohle- oder Atomstrom aus Frankreich, Polen oder aus Tschechien. Anschließend lassen wir diese Länder von #fridays4future Schülerdemos, Greenpeace oder Journalisten als "Ökoschweine" beschimpfen. Das drückt dann den besonderen Feingeist deutscher Moral und Ethik aus.

Aus dem vermeintlichen Nutzen der Energiewende wird ein finanzieller und ökologischer Albtraum. Mobilität für jederman ist vorbei, Autofahren wird wieder zum ausschließlichen Privileg der Reichen. Selbst das Heizen der Wohnung im Winter wird bei 2,18 Euro pro Kilowattstunde wenigen Reichen vorbehalten bleiben. Wenn dann noch aufgrund abgewanderter Industrie und fehlender Steuereinnahmen das deutsche Sozialsystem zusammenbricht (keine Renten, keine Sozialhilfe mehr) ist die Katastrophe da. Welche private Vorsorge wollen Sie dafür treffen?

In Anbetracht der einfach lächerlichen Kohlendioxid-Einsparung bei Gesamtverzicht Deutschlands auf fossile Energie von 1,6 Promille gibt es wohl nur einen Ausweg: Um den Staat zu schützen, brauchen wir einen Artikel im Grundgesetz, der das Grundrecht des Bürgers auf freie Produktwahl regelt. Es kann nicht sein, daß ein Bürger gezwungen werden kann, ineffiziente Produkte und Technologien (Luft-Wärmepumpen, E-Mobile, Windenergie, Solarenergie etc.) kaufen zu müssen, obwohl diese nicht konkurrenzfähig sind, obwohl sie gemessen am Kohlendioxidausstoß eine Verschlechterung darstellen und obwohl sie massiv offen oder verdeckt subventioniert werden!

Die Sache erinnert an die subventionierten Billigmieten in der DDR: Sie führten

Offenbar haben rot-grüne Parteien nicht aus der Geschichte gelernt.

Auch sollte im Grundgesetz geregelt werden, daß eine Mehrfachversteuerung ein und derselben Sache nicht möglich ist. Man kann nicht Benzin- oder Diesel versteuern und zusätzlich Kohlendioxidsteuern darauf einführen. Wohl aber kann man - neben Pferdestärken oder Hubraum - auch das Gewicht eines Autos progressiv versteuern. Es ist ingenieurtechnisch absurd, daß zunehmend zwei Tonnen schwere SUVs eine einzelne, 75 Kilogramm schwere Person durch Innenstädte befördern. Diese "Panzer" gefährden andere Verkehrsteilnehmer (Radfahrer oder Fußgänger) und werden zunehmend als Bedrohung wahrgenommen. Auch ist es ineffizient, wenn im Nachtbus ein einziger Fahrgast transportiert wird, oder wenn eine S-Bahn nachts leer durch die Stadt fährt. All das kostet viel Energie und Kohlendioxid.

13. Rolle des Flugverkehrs

Wenn wir einen Luftballon bei starkem Wind loslassen, dann bleibt dieser mit hoher Wahrscheinlichkeit bodennah in einem Baum hängen. Ebenso bodennahes Kohlendioxid. Es wird nur bei Thermik aufsteigen. Thermik aber braucht Wolken. Oberhalb von Wolken aber ist wenig Thermik. Bodennahes, schweres Kohlendioxid hat es also schwer, in die höhere Atmosphäre zu gelangen.

Moderne Linienjets von Boing oder Airbus verbrauchen bei durchschnittlicher Auslastung um 40% pro Fluggast typisch rund fünf Liter Kerosin auf hundert Kilometer [30]. Während eines Fluges nach Mallorca (2000 km) verbrauche ich also rund (2000 km = 20*100km ~ 20*5l) 100 Liter Kerosin, hin- und zurück werden von mir allein rund 200 Liter verbraucht. Fliegen Frau und zwei Kinder mit, sind wir bei stolzen 800 Litern. Mit diesen 800 Litern führe mein Diesel-PKW bei einem Durchschnittsverbrauch von fünf Litern auf hundert Kilometer rund 800 l / (5 l/100 km) = 16000 km. Das ist der Jahresverbrauch eines durchschnittlichen Autofahrers.

(Das heißt aber nicht, daß Elektroflug auch nur die leiseste Chance böte, den Strahltriebwerken Konkurrenz zu machen. Das Energiegewicht (in kWh/kg) von Batterien im Verhältnis zu Kerosin ist um den Faktor 30 geringer, siehe Anh.10. Damit wäre bei gleichem Gewicht des Flugzeugs auch die Reichweite um diesen Faktor geringer.)

Der weltweite Flugverkehr bringt jährlich etwa 277 Mt (Megatonnen ~ Millionen Tonnen) Kerosin in die Atmosphäre auf 10 km Höhe, siehe Anh.5. Bei der Verbrennung werden daraus etwa 869 Mt Kohlendioxid und 355 Mt Wasserdampf. Zusammen werden durch die Luftfahrt also rund (869 + 355) Mt = 1,22 Gt (Gigatonnen) "Klimakillergase" in 10 km Höhe freigesetzt. Ehe diese Gase aus zehn Kilometern Höhe auf die Erdoberfläche gelangen können, um dort abgebaut zu werden, vergehen Jahre. So könnten sie möglicherweise eine Wirkung auf globale Erderwärmung haben? Da die Abgase aber als einzige die Albedo (lat. albus: weiß) beeinflussen, wäre eine Untersuchung der Wirkung sinnvoll.

Kohlendioxidkonzentration in ppm vs. Milliarden Passagierkilometer

Nun hatte die Klimadiskussion mit den Ergebnissen von Keeling [29] in einer Meßstation in 3400 Metern Höhe auf dem Mauna Loa in Hawai ihren Ausgangspunkt. Hawai ist ringsum von Wasser umgeben und hat nicht allzuviel Industrie oder Verkehr. Woher soll hier ein Anstieg des Kohlendioxids kommen? Möglicherweise vom Flugverkehr?

Parallel und zeitgleich zu Keelings Meßkurven von 1960 bis 2010 entwickelte sich weltweit der Flugverkehr zum Träger des institutionellen und des privaten Massentourismus. Könnte es sein, daß Keelings Kurve nichts anderes zeigt, als den Kohlendioxideintrag eines über die Jahrzehnte expandierenden Flugverkehrs? Einiges spricht dafür, siehe Abb.5 .

Wir erkennen in Abb.5, daß die Kohlendioxidkonzentration auf dem Mauna Loa ab dem Jahr 2000 nicht ganz so schnell steigt, wie der Flugverkehr. Vielleicht sind die Flugzeuge effizienter geworden und sie leisten immer mehr Passagierkilometer pro Kerosineinheit?

Die Datenbank der IEA [44] zeigte eine Weltemission der Erde von 32,32 Gt (Gigatonnen) fossil entstandenem Kohlendioxid für 2016. Der Flugverkehr erbringt dazu 2,69% der weltweiten Gesamtmenge von fossilem Kohlendioxid, also 0,0269 * 32,32 Gt = 0,869 Gt.

Je geringer die Konzentration der Gase Kohlendioxid und Wasser ist, desto länger ist deren Verweildauer in der Atmosphäre. Da nicht klar ist, wie lange Wasserdampf und Kohlendioxid zehn Kilometer zurück zur Erdoberfläche brauchen, um dort abgebaut werden zu können, muß angenommen werden, daß ein Teil der von Keeling gemessenen Kohlendioxidkonzentration vom Luftverkehr verursacht wird. Die Keeling-Kurve in Vergleich zur Entwicklung des Flugverkehrs (Abb.5 ) deutet darauf hin. Also Entwarnung?

vertikale Kohlendioxidkonzentration

Nun blockiert Kohlendioxid im Infrarot erst ab etwa einer Wellenlänge größer 12 µm deutlich, siehe Abb.1a, also für Temperaturen unterhalb von -30°C, siehe Anh.9. Die Temperatur in 10 km Höhe liegt je nach Breitengrad zwischen -45°C und -65°C. Das heißt, daß Kohlendioxid in 10 km Höhe eine Wirkung als isolierendes Dach entfaltet - neben Wasserdunst.

Mit Abb.6 ist es durchaus real anzunehmen, daß die Emissionen in 10 km Höhe akkumuliert werden. Sie werden viele Jahre bis zum Boden brauchen. Erst am Boden werden sie abgebaut, siehe Anh.5. Da wir ebenfalls wissen, daß starke, bodennahe Kohlendioxid-Emissionen (Kohlekraftwerke, Verkehr, Heizungen) bei Windstille nach unten driften und resorbiert werden, ist die Schlußfolgerung klar: Beenden wir noch in diesem Jahr den Flugverkehr, dann sind wir in einigen Jahren dieses zusätzlich isolierende Dach los, welches direkt für Erderwärmung sorgen könnte.

Solange nicht klar ist, ob die Übereinstimmung in Abb.5 rein zufällig oder kausal ist, wäre es empfehlenswert, alles zu tun, um dienstliche und private Weltreisen zu vermeiden. Statt einer Kohlendioxid-Steuer brauchen wir dann eine wirksame Kerosinsteuer. Die Hochzeit findet dann nicht mehr in Neuseeland oder auf Tasmanien statt, sondern beim Pfarrer um die Ecke! Mallorca, Türkei, Las Vegas, Thailand, Seychellen oder Kilimandscharo sind für jeden nächsten Urlaub gestrichen!

Sollte sich diese Korrelation bestätigen, dann wären Naherholungsgebiete zu schaffen, die Lausitz, Mecklenburg/Vorpommern und die Ostsee wären touristisch zu entwickeln, etc..

14. Eine Welt ohne Kohle und Öl

Sollte sich bewahrheiten, daß Erdöl und Kohle in 30 bis 50 Jahren zur Neige gehen, haben wir ein massives Problem: Unsere gesamte Wirtschaft baut auf diese Rohstoffe. Alle verfügbaren Technologien sind davon abhängig. Insbesondere in der Landwirtschaft wird dies deutlich. Die Traktoren und Erntemaschinen brauchen Diesel ebenso, wie die LKW zum Transport. Großindustrielle Landwirtschaft im heutigen Maßstab würde zusammenbrechen. Da Bevölkerungswachstum ein direkter Anzeiger für den globalen Ertrag der Landwirtschaft ist, bedeutet dies im Umkehrschluß, daß die Weltbevölkerung auf das Maß zusammenbrechen würde, welches ohne dampf- oder dieselbetriebene Fahrzeuge (etwa vor 200 Jahren) erreicht wurde. Das heißt, das etwa die Bevölkerungszahl von 1800 ernährt werden könnte. Damals lebten knapp eine Milliarde Menschen auf der Erde. Die Konsequenzen wären dramatisch. Es wäre die allergrößte Katastrophe, die die Menschheit je heimgesucht hat. Milliarden Menschen würden verhungern.

Was das Energiegewicht (kWh/kg) betrifft, ist Kohlenstoff ist derzeit der effizienteste Energieträger. Wasserstofftanks sind etwa um den Faktor 5 schwerer, LiPo-Akkus sind 30-fach schwerer. Da nicht zu erwarten ist, daß alle Landwirtschaftsmaschinen und der Transport (Fernverkehr) weltweit auf alternative Energien umgestellt werden können - dazu sind die meisten Unternehmer oder Bauern schlicht nicht reich genug - muß alles getan werden, Kraftstoff für die Weiterexistenz einer effizienten Landwirtschaft alternativ zu erzeugen, sollen nicht Millionen oder Milliarden Menschen verhungern.

Dafür brauchen wir nicht nur eine Energiewende, viel mehr brauchen wir einen Kohlenstoff- Kreislauf im Rahmen einer Kohlenstoffwende! Es muß gelingen, innerhalb der uns verbleibenden 30 bis 50 Jahre den fossil gewonnenen Kohlenstoff durch Kohlenstoff aus dem Kohlendioxid der Luft zu substituieren, um mit Wasserstoff aus Windkraft Treibstoffe, Schmierstoffe und Chemikalien aller Art herzustellen.

Größtes Potential zur Rückgewinnung des Kohlenstoffs aus dem Kohlendioxid der Luft haben Pflanzen. Deren marktwirtschaftliche Effiziens (Preis) wird vermutlich auch in Zukunft durch kein noch so aufwendiges und teures, technisches Verfahren zu übertreffen sein, siehe Anh.11 und Anh.14.

Welche Technologien wären für eine Kohlenstoffwende geeignet?

Denken wir an aus wässriger Lösung gewonnenes Biogas, dann wäre dies ein Anfang, um allmählich Erdgas abzulösen. Allerdings ist dieser Prozeß nur bedingt für die Herstellung von Kraftstoffen (Bioethanol) oder von Kohlenstoff geeignet. Auch gibt es mit der Entsorgung der Abwässer nach Reaktionsende Probleme, würden wir bekannte Verfahren in großem Maßstab anwenden.

Zur Herstellung von Substanzen, die Teer- oder Kohleähnlich sind, ist die Hydrothermale Karbonisierung (HTC) geeignet. Hier wird die angefeuchtete Biomasse (Pflanzen, Holz o.a.) im Reaktor bei hohem Druck und hoher Temperatur exotherm zwölf Stunden lang reifen lassen. Die erste HTC-Fabrik entstand übrigens 2010 in Relzow bei Anklam (Firma AVA).

Benötigen wir Benzin-, Diesel- oder Kerosin- ähnliche Kraftstoffe, wäre die Zufuhr von Windkraft-generiertem Wasserstoff nach dem 1925 im Kaiser-Wilhelm Institut entwickeltelten Fischer-Tropsch-Verfahren geeignet, die Probleme zu lösen.

Allerdings stoßen wir bei allen Verfahren darauf, daß die landwirtschaftlichen Nutzflächen begrenzt sind. In Deutschland werden pro Jahr um die 60 Millionen Kubikmeter Holz geerntet. Deutschand benötigt derzeit etwa 148 Mtoe aus Erdöl und Steinkohle. Nehmen wir an, daß jeder Kubikmeter Holz etwa einem Brennwert von 0,33 toe entspricht, und nehmen wir weiter an, daß etwa die Hälfte des derzeitigen Verbrauchs für die Kohlenstoffwende erforderlich ist, so bleibt ein großes Defizit übrig, siehe Anh.11.

Leider sind keine belastbaren Zahlen bekannt, die eine schnelle Präzisierung einer "Kohlenstoffwende" erlauben würden. Verfügbare Zahlen zu Primär- oder Endenergieverbrauch klammern nicht die Kohlenstoffmengen aus, die weiterleben oder in Produkte eingehen (Stahl, Beton, Teer, Asphalt, Pappe/Papier, Lösungsmittel, Plaste: Rohre, Platten, Lebensmittel-Verpackungen, Dämmfassaden, elektronische Geräte, Kleber etc.).

Auch wenn Klimawandel oder Kohlendioxid wenig mit dem CO2-Ausstoß deutscher Industrie oder PKW zu tun hat, darf man fossile Kohle und Öl nicht schönreden, und zwar aus einem anderen Grund. Kohlekraftwerke produzieren mehr Radioaktivität, als Kernkraftwerke. Pro Jahr werden aus Kohleverbrennung weltweit etwa 10.000 Tonnen Uran und 25.000 Tonnen Thorium freigesetzt, siehe [3]. Leider entgeht dieser Umstand den Experten, nach EEG2017 [12] ist die Menge des radioaktiven Abfalls nur für Kernkraftwerke nachweispflichtig. Über radioaktive Raffinerierückstände von Erdöl sind derzeit noch keine verlässlichen Zahlen bekannt, dennoch weisen Rückstände aus Ölrafinerien erhöhte Radioaktivität auf [6]. Hier müßten bei Umweltschützern die Alarmglocken schellen! Wenn in Fukushima oder Tschernobyl einige Tonnen Uran frei wurden, so ist das "nur" für die Region gefährlich. Wenn aber über die Erde Jahr für Jahr zehntausend Tonnen Uran als schwach radioaktive Kohlenasche verteilt werden, so wird das langfristig vielleicht problematisch.

Zitat aus [3]:

Immernoch bleiben Fragen offen. Eine Welt ohne Kohle ist schwer vorstellbar, siehe Anh.3 und Anh.2. Wir bauen mit Beton. Wo kommt der Beton her, wenn Drehrohröfen ohne Kohle, Erdgas oder Heizöl arbeiten sollen? Wo käme der Stahl her, wenn nicht aus dem mit Kohle beheizten Hochofen? Wie soll Schwerchemie (Teer, Asphalt) oder Plastherstellung funktionieren ohne Kohle? Wir wissen es nicht, wir drücken besser fest beide Augen zu und sagen uns: Wird schon schiefgehen, die Ingenieure werden uns schon retten? Dank Greta würden wir in spätestens zwanzig Jahren wieder in der Steinzeit leben - leider auch nur mit der damals lebenden Zahl von Menschen.

Die Botschaft: Trennen wir uns bitte von der allgegenwärtigen, politischen Gefühlsduselei, für die inzwischen schon Kinder agitatorisch mißbraucht werden!

Eine Zukunft frei von fossiler und frei von Atomenergie ist aus wissenschaftlicher Sicht derzeit eine gefährliche Illusion. Elektrizität läßt sich nur extrem schwer und extrem teuer speichern - im nötigen Umfang überhaupt nicht. 87% unseres Lebens basieren auf fossiler Energie!

Würden wir heute die Förderung fossiler Energien einstellen, gäbe es morgen bereits Millionen Arbeitslose. Übermorgen würde schiere Panik um sich greifen mit Hunger, Durst, Kälte und abscheulichster Kriminalität. Und am Ende würde die zivilisierte Welt im Bürgerkrieg versinken mit Millionen Toten. Die Industrie wäre weltweit zerstört und die wenigen Überlebenden würden in einer Art Steinzeit neu anfangen. Dieses Szenario ist in der Tat "alternativlos".

15. Existieren Alternativen?

Alternative Energien existieren, denken wir an Wind- und Wasserkraft, an Geothermie, an Bioethanol (im E10) oder an Synthesetreibstoff aus trockener Biomasse und elektrolytisch mittels Windkraft erzeugtem Wasserstoff, siehe Anh.11 und Anh.14. Oder denken wir an Maisanbau für Bioäthanol [120] im E10-Sprit oder für Biogas (Methan) [121] als Erdgas-Ergänzung. Aber die Relationen zum Verbrauch von landwirtschaftlicher Nutzfläche sind wenig verheißungsvoll. Auch zeigt [122], daß es sich (für die nächsten zweihundert Jahre, bis das Erdgas versiegt) um einen subventionierten Markt handelt. Fallen die Subventionen weg, bricht das Kartenhaus sofort in sich zusammen.

2018 wurden in Deutschland rund 1,42 Mio. Hektar für die Biogaserzeugung genutzt, das sind 8,6 % der landwirtschaftlich genutzten Fläche. Damit konnte rund 1% des verbrauchten Erdgases klimaneutral ersetzt werden. Zusätzlich wurden 33 TWh Strom erzeugt [122] (das entspricht etwa 3 bis 4 Atom- oder Kohlekraftwerken. Zum Vergleich: Ein Kraftwerk mit 1000 MW erzeugt 8,76 TWh pro Jahr).

Der Flächenverbrauch für eine "Kohlenstoffwende" ist hoch, zu hoch für Deutschland mit einer zu hohen Bevölkerungsdichte.

Im Gegensatz zu dem aus Propan und Butan bestehendem Liquid Petrol Gas (LPG), welches bei geringem Druck speicherbar ist, besteht Biogas aus dem nur unter hohem Druck (200 bis 300 Bar) speicherbaren Methan. Damit ist es als LPG-Ersatz für gasbetriebene Fahrzeuge eher ungeeignet.

Denken wir an Wasserkraft, so ist diese Energieform unkompliziert, preiswert und ökologisch. Eigentlich ist sie im nötigen Maße in Deutschland nicht vorhanden. Norwegen verfügt hier über grundsätzlich andere Rahmenbedingungen. Aber uneigentlich besitzt Deutschland in vielen Mittelgebirgen tausende kleiner Bäche, die "angezapft" werden könnten. Wenn tausende von autonomen Kleinkraftwerken je nur ein paar Kilowatt lieferten, so kämen in Summe auch Megawatt zusammen. Für derartige Nutzungen allerdings fehlen gesetzliche Rahmenbedingungen.

Gegenüber Windkraft haben Wasserkraft, wie auch Biogas oder Bioäthanol einen entscheidenden Vorteil: Sie sind stetig vorhanden, sie ist vorhersehbar. Sie sind die klimaneutralen Ressourcen Deutschlands, die einen Teil der Grundlast von Atom- und Kohlekraftwerken übernehmen könnten.

Denken wir an Windkraft oder Solarenergie, so sind diese diskontinuierlich. Auch bemerken wir, daß beide Energiearten derzeit weder in der Herstellung, noch bei der nötigen zusätzlichen Speicherung zu den Kosten produziert werden können, wie Atom- oder Kohleenergie, siehe Anh.4 und Anh.12.

Landwirtschaft, wie Transportwesen sind an Diesel gebunden. Millionen von LKW, Traktoren, Mähdrescher und sonstiger Landwirtschaftsmaschinen rüstet man nicht einfach auf E-Antrieb um. Dazu fehlt Bauern und Transportbetrieben schlicht das Geld. Auch ein dreißigfach höheres Gewicht des Akkus bei vergleichbarer Leistung ist inakzeptabel.
Dazu ein Beispiel.

E-Mobilität, wie Wasserstoffantriebe leben von Subventionen. Sie werden direkt subventioniert bei der Energieeinspeisung, zusätzlich über verschiedenste Fördermaßnahmen und indirekt über Steuern auf Konkurrenzprodukte (Energieträger). In dem Moment, wo Subventionen entfallen, verschwinden solche Energien wieder vom Markt. Vor allem aber passen sie oft nicht in unsere vorhandene, über Jahrhunderte gewachsene Industrietechnologie und -kultur: Sie sind technologie-inkompatibel.

Solarpanele haben ein besonderes Problem: Sie erzeugen während ihres Lebenszyklus von 25 Jahren nur 83% der für Herstellung, Installation, Service, Recycling etc. aufzubringenden Energie. Im Klartext: Sie vernichten unnötig Ressourcen und erzeugen mehr Kohlendioxid, als fossile Brennstoffe direkt erzeugt hätten [68]. Zudem werden Flächen versiegelt, die einem natürlichen Kohlendioxid-Abbau nicht mehr zur Verfügung stehen. Sie sind damit weder klimaneutral, noch ökologisch, noch marktrelevant, noch nachhaltig.

Kleinere Windkraftanlagen sollen inzwischen mit einem Preis von unter 1000 Euro pro Kilowatt aufgestellt werden können. Kann der Strom martrelevant für 20 Cent/kWh verkauft werden, dann muß eine Windkraftanlage etwa eine Zeit t = 1000 €/kW / 0,20 €/kWh = 5000 h unter Vollast Energie produzieren, um sich zu amortisieren. Dem entspricht vielleicht die zehnfache Zeit unter realen Windverhältnissen. Das könnte Hoffnung machen. Muß die Energie im Pumpspeicherwerk zwischengespeichert werden, kommen etwa 6 Cent für die Speicherung pro Kilowattstunde hinzu, die Amortisationszeit würde sich entsprechend erhöhen. Nicht vernachlässigbar ist auch der Wartungsaufwand. Aber Windkraft hat ein Problem: Sie steht nicht immer zur Verfügung.

Die Idee, Windkraft in Elektrizität unzuformen und landesweit zu verteilen, stößt beim Wirkungsgrad an ihre Grenzen. Und geringer Wirkungsgrad bedeutet hoher Preis, bedeutet marktwirtschaftliches Versagen, siehe Anh.12. Die Anhänge Anh.11 und Anh.14 zeigen, wie es anders ginge. Erzeugten Winkraftanlagen lokal und zusammen mit Biomasse Kohlenwasserstoffe (Synthese-Treibstoffe) entfielen riesige Verluste durch elektrische Übertragung und vor allem durch die Zwischenspeicherung. Vorhandene Infrastukturen, wie Tankstellen oder Erdgas- Benzin- und Dieselfahrzeuge könnten weiter genutzt werden. Anh.14 zeigt, wie effizient diese Techniken heute schon sind. Und Anh.12 zeigt, wie es nicht geht. Werden Windräder noch preiswerter, könnte die marktwirtschaftliche Wende bald vollzogen werden (ohne Langzeit-Subventionierungen jeder Art).

Problem aller Subventionen ist die Verzerrung des Marktes. Für den Kunden ist nicht mehr ersichtlich, ob er bei der Wahl z.B. einer Heizung tatsächlich nachhaltig handelt, Anh.15. So erreichen einige Wärmepumpen (mit allen Subventionen) pro Kilowatt zwar inzwischen nahezu das Kostenniveau von Erdgasheizungen. Subventionen bei Wärmepumpen sowie bei deren Strombedarf bei gleichzeitiger Besteuerung von Erdgas oder Heizöl führen aber dazu, daß im gesamtwirtschaftlichen Maßstab Verzerrungen entstehen. Die Wärmepumpenheizung erscheint plötzlich klimaneutraler und rentabler, als die Erdgasheizung. Für den Kunden ist nicht nachvollziehbar, welche Energieform wirtschaftlich und ökologisch eigentlich Sinn macht. Dabei läßt sich Erdgas durch Biogas klimaneutral und nahezu marktrelevant ablösen.

Um ein Beispiel zu nennen: Was nutzt eine Wärmepumpe nach EnEV (Energieeinsparverordnung), die im kältesten Winter einen Pumpenfaktor (Verhältnis von abgegebener zu aufgewendeter Energie) von drei schafft, wenn der Pumpenstrom teils aus fossiler Energie stammt? Schafft das Kohlekraftwerk einen Wirkungsgrad von 38% und liegen die Netzverluste z.B. bei 12% (Wirkungsgrad 100% - 12% = 88%), so erzeugt die Wärmepumpe bei 100% Kohlestrom mehr Kohlendioxid, als würden wir gleich Erdgas verbrennen (0,38 * 0,88 = 0,33 = 1/3). Damit können wir uns auch aus ökologischer Sicht die vielfach höheren Wartungs- und Investitionskosten für die Wärmepumpe vollkommen sparen! Im Gegenteil: Die Wärmepumpe ist in Anschaffung und Service viel teurer. Und sie erzeugt auch im avisierten 50%-Strommix für 2030 noch mehr Kohlendioxid, als Erdgas, siehe Anh.15.

Erst wenn sich Angebot und Nachfrage von fossilen Energieträgern zulasten des Angebots verschieben, werden alternative Energieformen voll konkurrenzfähig. Dieser Zeitpunkt liegt teilweise noch sehr weit in der Zukunft. So sollen bislang schon bekannte, russische Erdgasvorräte noch 200 Jahre reichen. Die deutschen Steinkohle-Reserven wurden noch 2003 auf tausend Jahre beziffert. Der Markt wird diesen Energiewechsel besser befördern, als Gesetze. Das zeigte nicht zuletzt der Untergang der DDR-Planwirtschaft. Marktwirtschaft ist millionenfach intelligenter und demokratischer als Planwirtschaft. Der Staat darf nur dort eingreifen, wo der Markt monopolisiert wird, wo Marktwirtschaft nicht mehr existiert. Das Staatsmonopol ist übrigens auch ein Monopol. In der DDR war es das Einzige.

Für ein Leben nach der fossilen Energie brauchen wir eine Substitution fossilen Kohlenstoffs durch Kohlenstoff aus Biomasse Anh.14. Unsere gesamte Wirtschaft hängt am Kohlenstoff und an Kohlenwasserstoffen. Mit einer elektrischen Energiewende kann das nicht erreicht werden. Für die Produktion von Kohlenwasserstoffen aller Art spielt der elektrolytisch aus Windkraft gewonnene Wasserstoff eine entscheidende Rolle, [61]. Aber nur, wenn er lokal zur Treibstoffsynthese genutzt werden kann, Anh.14, um Strom-, Transport- und Speicherverluste zu vermeiden (weder Elektrizität, noch Wasserstoff sind effiziernt speicherbar). Interessant dabei: Man kann nachrechnen, daß aus Wasserstoff und Holzpellets hergestellter Synthesetreibstoff schon jetzt nahezu konkurrenzfähig zu Diesel oder Benzin ist.

Hier könnten Windparks rund um verlassene Braunkohletagebaue zum Vorreiter bei der Schaffung neuer Arbeitsplätze werden. Wird der Windstrom sogleich lokal genutzt, um mit lokal vorhandener Biomasse Synthesekraftstoffe herzustellen, hätten auch bisherige Braunkohlenreviere eine Zukunft. Gespeichert wird dann nicht Strom oder Wasserstoff, sondern Methanol, Äthanol, Butan/Propan oder Synthese-Kerosin (Fischer-Tropsch-Verfahren). Interessante Pilotprojekte findet man bei Google unter den Suchworten "Kraftstoff aus Solarenergie" oder "Kraftstoff aus Windenergie".

Das letzte Wort spricht aber auch hier wieder der Markt. Der so erzeugte Syntheskraftstoff muß konkurrenzfähig zu fossilem Kraftstoff sein. Diese Entwicklung wird sich in den nächsten dreißig Jahren übrigens auch ohne Zutun der Politik vollziehen. Mit zur Neige gehenden Erdölreserven werden die Preise für fossilen Kraftstoff steigen. Bisherige Kohlekraftwerke könnten dann Synthesekraftstoff oder Synthesegas herstellen. Entscheidend ist eine lokale Verfügbarkeit von genug Biomasse (Kohlenstoff), um Transportwege zu minimieren.

Denkt man über diesen Ansatz weiter nach, so drängt sich ein Gedanke auf: Kohlenstoff ist der effizienteste Wasserstoffspeicher. Es ist viel effizienter, Wasserstoff an Kohlenstoff zu binden, als ihn unter Höchstdruck und Gefahr zu speichern. Wäre es nicht sinnvoll, den verbliebenen Kohlenstoff mit aus Windkraft gewonnenem Wasserstoff zu veredeln, um ihn schon jetzt in Synthesekraftstoffe zu verwandeln? Siehe dazu auch Anh.11 und Anh.14.

Elektromobilität ist dort sinnvoll, wo sie auf vorhandene Infrastruktur und auf viel nicht-fossile Energie trifft, wie z.B. in Norwegen. Für den Nahverkehr mit elektrischen Motorrollern reichen vorhandene Stromnetze aus. China geht hier seit Jahren voran.

Elektrofahrzeuge werden weiterhin dort eine Rolle spielen, wo dies vorteilhaft erscheint: Im Nahverkehr, in Fabrikhallen, im Werksverkehr, oder bei Lieferdiensten. Im Einzelfall werden auch Zweitwagen sinnvoll sein, wenn im heimischen Grundstück eine Solar-Ladestelle zur Verfügung steht und der Wagen nur für die kurze Fahrt zur Arbeit in der Innenstadt genutzt wird.

Eine Welt nach den fossilen Energien wird eine diversifizierte Welt sein, in der die Vorteile verschiedenster Technologien ineinander greifen müssen. Aber es wird eine Welt sein, die zu unserer bisherigen Welt technologisch kompatibel sein muß.

16. Globalisierte Industrie

Werden fossile Kohlenstoffträger in den nächsten Jahrzehnten rar, dann wird man sich auch fragen müssen, wo Einsparmöglichkeiten im Transportwesen existieren. Gigantische Containerschiffe transportieren immer mehr Waren zwischen den Kontinenten. Sie produzieren inzwischen mehr fossiles Kohlendioxid (3%) als Deutschland (2,5%). Bei der Emission von Stickoxiden und von Schwefeldioxid belegen die mit Schweröl fahrenden Tanker inzwischen Platz 1 der Weltrangliste [95]. Wie ist es möglich, wieder zu lokalen Wirtschaftssystemen zurück zu kommen, die ohne einen massenhaften Transport rund um die Welt funktionieren können?

Die Frage ist komlex. Öffnen wir unser Smartphone und recherchieren wir die Bezeichnungen der Schaltkreise, bemerken wir, daß sie aus der ganzen Welt stammen. Mikroelektronik war die erste Industrie, die nur noch global funktioniert. Spezialchemie und Pharmaindustrie folgten ihr auf dem Fuße.

In unserer Welt überleben Firmen, die entweder Spezialisten sind und irgendein Produkt besser können als alle anderen, oder Firmen, die zu unschlagbar günstigen Preisen produzieren können. Eine dritte Sorte von Firmen überlebt ebenfalls, nämlich die, die von Staatsaufträgen oder Subventionen leben. Aber diese mögen hier ausgespart bleiben.

Zu den Spezialisten gehören Firmen der Mikroelektronik, der Chemie, der Optik, der Nachrichtentechnik und Informatik, der Computertechnik sowie des Anlagen- und Maschinenbaus in allen Varianten. In jedem Smartphone sind z.B. Schaltkreise (IC) aus der halben Welt verbaut. Und zur Produktion eines jeden IC (Integrated Circuit) sind hunderte spezielle Substanzen wie auch tausende spezielle Anlagen erforderlich, die oft je nur einen Lieferanten irgendwo auf der Welt haben. Von den USA kommend, wurde die Mikroelektronik in den letzten vierzig Jahren zur ersten Industrie der Menschheit, die nur noch global funktioniert. Von der Container-Tonnage her dürften die Spezialisten eher wenig ins Gewicht fallen.

Firmen, die unschlagbar günstig produzieren, finden wir in allen Ländern mit Bevölkerungsexplosion. Aufgrund des permanent steigenden Angebots an Arbeitskraft muß sich dort der Einzelne zum geringst möglichen Lohn verkaufen, der ihm gerade noch ein Überleben ermöglicht. Wir alle kennen deren Produkte. Von Spielwaren, über Bekleidung, Schuhwerk und Heimelektronik haben sie die globalen Märkte fest im Griff. Selbst die Stahlproduktion wanderte ab. Im Tausch gegen Lebensmittel, Industrie- und Hochtechnologieprodukte befüllen diese Firmen mit ihren Produkten die Containerschiffe der Erde.

Wollen wir zurück zu lokalen Produktionsmethoden, so wäre die zweite Gruppe Kern aller Bemühungen. Um den globalen Handel einzudämmen, ist auch hier alles zu tun gegen Bevölkerungsexplosion! Um die Dinge behutsam anzugehen, wären progressiv wachsende Importsteuern auf solche Massenprodukte ein Weg. Für Deutschland wäre es wichtig, alles zu tun, um lokale, industrielle Kerne zu erhalten und Recyclingmethoden zu fördern. In Zukunft sollten wir vielleicht keinen Stahl mehr aus China oder Australien importieren.

Lokalen Versorgungssystemen gehört die Zukunft, sie sollten gefördert werden. Nicht nur Landwirtschaft und Transportwesen müssen optimiert werden hin zu einem minimalen Verbrauch von Diesel, Benzin oder Kerosin. Es muß alles getan werden, um die Kohlenstoffreseren für die Erhaltung von Landwirtschaft und Transportwesen zu schonen. Lokale Wirtschaft muß gefördert werden, Globalisierung ist behutsam zu bremsen. Massentourismus mit dem Flugzeug bietet ebenfalls gewaltige Einsparpotentiale.

17. Landwirtschaft contra Biomasse

Ein Trend hin zu ökologischen Anbaumethoden wird die in den letzten Jahrzehnten durch Massenproduktion gewachsene Landwirtschaftsproduktion wieder halbieren. Wie andernorts vermerkt, wird die Gesamtbevölkerung der Erde ausschließlich vom Landwirtschaftsertrag bestimmt. Es können nur soviele Menschen überleben, wie von der Landwirtschaft ernährt werden können. Aber die Grenzen des Wachstums sind erreicht. Wachsende Desertifikation wurde zum Hauptübel einer wachsenden Landwirtschaft.

Das bedeutet im Umkehrschluß, daß ökologische Anbaumethoden wie auch Biomasseproduktion z.B. für Bioethanol dazu führen werden, daß massenhaft Menschen in Entwicklungsländern verhungern werden. Eine bereits jetzt zu beobachtende Destabilisierung, gekennzeichnet durch sich ausweitende Bürgerkriege, wird forciert. Immer gigantischere Flüchtlingsströme werden die Welt heimsuchen.

Nun stecken rein technische Verfahren zur Gewinnung von Kohlenstoff aus dem Kohlendioxid der Luft noch in den Kinderschuhen. Von marktwirtschaftlich rentabler, großtechnischer Produktion kann man derzeit nur träumen.

Damit bleibt als derzeit wichtigste Quelle für Kohlenstoff die aus pflanzlichem Material gewonnenne Biomasse übrig. Die aber kommt bereits heute mit der Erzeugung von Lebensmitteln in Konflikt. Auf Feldern, auf denen Raps für Bioethanol angebaut wird, können weder Weizen, noch Mais noch Kartoffeln angebaut werden. Werden Wälder für die Produktion von Holzpellets ausgedehnt, verringert sich die landwirtschaftliche Nutzfläche.

Deutschland hat heute eine geschätzt zehnfach zu hohe Bevölkerungsdichte, um autark beides zu stemmen: Um die Produktion von Biomasse sicherzustellen und um gleichzeitig die Versorgung mit Nahrungsmitteln sicherzustellen, siehe Anh.14. Andere Länder, wie Rußland, Kanada, USA oder die skandinavischen Länder sind da besser aufgestellt.

Auch hier zeigt sich, daß alles getan werden muß, um Bevölkerungsexplosion und Zuwanderung zu vermeiden.


Ergebnisse im Überblick

Wüsten und Desertifikation

  • Der ewig blaue Himmel über der Sahara bringt fast 150 mal die Welt-Energieproduktion der Menschheit als Erderwärmung ein im Vergleich zu bewölktem Himmel, siehe Anh.8.
  • Alle trocken-warmen Wüsten und Halbwüsten zusammen bringen knapp das fünfhundertfache der Welt-Energieproduktion der Menschheit ein, siehe Anh.8.
  • Eine Variation der Sonnenstrahlung um 5 Prozent erzeugt rund die 1400-fache Wirkung der Welt-Energieproduktion der Menschheit. Gestiegene Sonnenfleckenaktivität seit Kopernikus deutet auf diese Möglichkeit hin. Damit ist dieser mögliche Beitrag zur Erderwärmung absolut am höchsten, siehe Anh.7.
  • Die 5% Variation der Sonneneinstrahlung ist damit rund drei mal stärker, als die zusätzliche Erwärmung, die durch fehlende Bewölkung über den Wüsten und Halbwüsten der Erde zusammen entsteht, siehe Anh.8.
  • Würde man alle Wüsten begrünen, könnte man damit etwa 2% von 5% der Variation der Sonnenstrahlung kompensieren, siehe Anh.7.
  • Da landwirtschaftlich nutzbare Flächen der Erde begrenzt sind, die Bevölkerung hingegen immer schneller wächst, werden Wälder gerodet; Landwirtschaftsflächen werden durch Übernutzung verwüstet, siehe Anh.1.
  • Durch Desertifikation [10] infolge von Rodung, Überweidung und Verstädterung werden pro Jahr weltweit zwölf Millionen Hektar Land in Wüste umgewandelt (Ackerfläche Deutschlands). Diese alljährlich hinzukommende desertifizierte Fläche verursacht einen kummulierenden Wärmeeintrag etwa vom doppelten Weltenergieverbrauch der Menschheit pro Jahr, siehe Anh.1.
  • Bei Desertifikation wird aus der Schwarzerde des vormaligen Waldbodens Wüstensand. Dabei wird pro Jahr bis zu 15-mal soviel Kohlendioxid freigesetzt, wie aus der Verbrennung von Kohlenstoff durch die Menschheit erzeugt wird, siehe Anh.1. Würde die Menschheit jegliche Kohle-, Erdöl- und Erdgasförderung und -verbrennung einstellen, so würden wir dadurch nur 6,5 Prozent menschengemachtes Kohlendioxid einsparen können. Rund 93% des menschengemachten Kohlendioxids werden hingegen durch Desertifikation verursacht.
  • Als wesentliche Ursache von Desertifikation [10] ist Bevölkerungsexplosion [11] zu erkennen. Während die Bevölkerung exponentiell wächst, wächst die landwirtsche Nutzfläche überhaupt nicht. Im Gegenteil: Überall verhindern Naturschutzprogramme deren Ausdehnung.
  • Wer Erderwärmung reduzieren will, kann nur Bevölkerungsexplosion bekämpfen, zum Beispiel durch zu entwickelnde Förderprogramme für Empfängnisverhütung in Afrika, Nahost, Asien (insbes. Indien, Pakistan) sowie Lateinamerika, [11] .
  • Will man ernsthaft etwas gegen Erderwärmung tun, dann wäre die Aufforstung trockengefallener Gebiete anzuraten (siehe Anh.8), dazu gehören auch Großstädte. Programme gegen Desertifikation wären zielführend.
  • Kohlendioxid

  • Vegetation und Ozeane enthalten rund 43 mal soviel Kohlendioxid, wie die Atmosphäre. Im Vergleich zum jährlich fossil produziertem Kohlendioxid der Menschen Anh.3 ist dort viertausend mal soviel Kohlendioxid gespeichert (136,2 Tt / 32,32 Gt = 4214).
  • In der Atmosphäre ist rund einhundert mal soviel Kohlendioxid gespeichert, wie vom Menschen jährlich fossil verbrannt wird (3,2 Tt / 32,32 Gt = 99) Anh.3. Mit Stand 2016 füllt der Mensch die Atmosphäre alle einhundert Jahre mit Kohlendioxid.
  • Kohle, Erdöl und Erdgas sind in tragenden Teilen der Industrie unverzichtbar (Hochöfen, Zementproduktion, Schwerchemie, Transportwesen). Für deren Ablösung sind keinerlei sinnvolle Alternativen zu erkennen.
  • Die Menschheit verbrennt jährlich eine Menge von Kohlenstoff, die eine Schicht von 5 µm rund um den Erdball bilden würde Anh.6). Gemessen an kilometertiefen Ozeanen erscheint diese Menge zu gering, um einen nachweisbaren Effekt hervorrufen zu können.
  • In Kohlendioxid verwandelt, entstünde aus allen verbrannten, fossilen Brennstoffen zusammengenommen eine 2 cm dicke "Wolke" aus CO2 rund um die Erde. Diese Gasschicht ist rund ein fünfhunderttausendstel-mal so dick, wie die Erdatmosphäre. Eine Klimarelevanz ist wohl eher auszuschließen, siehe Anh.3 und Anh.6.
  • Die Erde baut rund 50-mal mehr CO2 ab, als der Mensch derzeit erzeugen kann. Existiert eine von CO2 verhinderte Rückstrahlung der Erde von 5% und ein menschengemachter Anteil CO2 von 1/50 = 2%, dann beträgt der durch fossile Träger entstehende Anteil an der Erderwärmung rund (2% * 5%) = 1 Promille, siehe auch Anh.3.
  • Kohleverbrennung erzeugt heute weltweit mehr (schwach konzentrierte) Radioaktivität als Kernkraftwerke (siehe [6]. Sie ist insbesondere aus diesem Grund problematisch.
  • Ein fünffach stärkeres Treibhausgas als Kohlendioxid ist das in viel größeren Dimensionen in der Atmosphäre vorhandene Wasser in Form von Luftfeuchte (siehe Abb.1a und Anh.6). Aber niemand käme auf die Idee, das Treibhausgas Wasserdampf als "Klimakiller" regulieren zu wollen. Wie wir wissen, verhindert die kondensierte Form (Wolken) die Einstrahlung der Sonne, sie kühlt die Erde ab.
  • Es ist unnütz, unser Augenmerk emotional auf einen nicht klar nachweisbaren Teil der Erderwärmung, auf Kohlendioxid, zu fokussieren (siehe Anh.3), wenn die so angestrebte Energiewende unser existenziell wertvollstes Gut, eine intakte Wirtschaft, Logistik, Industrie und Landwirtschaft in die Gefahr unwiederbringlicher Vernichtung bringt.
  • Kohlendioxid-Zertifikate oder -Steuern bekämpfen nicht das 93%-Problem, die Desertifikation. Sie sind als Gesslerhut geboren, weil sie Markwirtschaft durch subventionierte Planwirtschaft ersetzen.
  • Nötig wären Wirtschaftskonzepte, die einen sanften Ausstieg aus fossilen Energien dadurch fördern, daß Förderquoten für Kohle, Erdöl und Erdgas allmählich beschränkt werden würden. Automatisch entstünde ein sanfter Preisanstieg. Damit ließe sich einerseits Marktwirtschaft in der Industrie erhalten, andererseits würden die Ressourcen längere Zeit vorhalten.
  • Flugverkehr

  • Eine spezielle Rolle nimmt der Flugverkehr (siehe Anh.5) ein. Pro Jahr 1,22 Milliarden Tonnen in zehn Kilometern Höhe entlassene Klimagase (Wasserdampf und Kohlendioxid) könnten einen Beitrag zur Erderwärmung liefern, sollten sich H2O und CO2 länger in der Hochatmosphäre aufhalten und dort angereichert werden. Dort oben entsteht so etwas wie ein zweites Dach, welches die Rückstrahlung behindert. Hier wäre ein Umdenken wahrscheinlich sinnvoll.
  • Elektromobilität und elektrische Speicherung

  • Mit fossilen Energieträgern gespeiste Elektroautos sind mitnichten emissionsfrei. Wenn sie aus fossiler Energie geladen werden, sind sie pro verbrauchter Kilowattstunde doppelt bis zehnfach so starke "Klimakiller" (Wärmeproduzenten und Erzeuger von Kohlendioxid), wie Dieselfahrzeuge, siehe Anh.4 und Anh.13.
  • Elektroenergie, die in Solarzellen im Hochsommer mittags entsteht, wird in einer kalten Winternacht gebraucht. Es sind keine Möglichkeiten vorstellbar, den winterlichen Energieverbrauch über den Sommer auf Vorrat zu speichern. Selbst die tägliche Zwischenspeicherung zwischen Tag und Nacht ist aus Kostengründen problematisch, Anh.12.
  • Deutschland ließe sich mit gespeicherter Energie aus Pumpspeicherwerken maximal zehn Tage lang versorgen. Damit läßt sich nur der Tag-/Nacht-Ausgleich realisieren. Petawattstunden lassen sich rein elektrisch nicht speichern.
  • Die Effizienz von Großkraftwerken als "Lückenfüller" im E-Zeitalter wird zu fünf- bis zehnfach höheren Erzeugerpreisen führen, da einerseits die Kraftwerke weiter beheizt werden müssen (und fossile Energie verbrennen), andererseits aber nicht rentabel produzieren können.
  • Wird Elektroenergie über Pumpspeicherwerke gespeichert, verdoppelt sich der Preis für die Kilowattstunde nochmals.
  • Zusammengenommen müssen wir realistisch einen Preisanstieg pro Kilowattstunde um einen Faktor von zehn bis vierzig erwarten, wenn die in [18] und [36] zu findenden Hirngespinste eintreffen. Eine Kilowattstunde kostet dann bis zu 10 Euro, Anh.12. Heizen wird damit zum Luxusgut der Wohlhabenden. Solche Preise sind für Durchschnittsbürger schlichtweg unbezahlbar. Auch sind sie über verborgene Steuer- und Subventionsmodelle (Benzinsteuer oder Kohlendioxidsteuer zur Windkraft- und Solarförderung) langfristig nicht eintreibbar. Hier entsteht sozialer Sprengstoff höchster Brisanz!
  • Sogenannte "alternative" Energien

  • Versiegen unsere Kohlenstoffquellen, helfen auch alternative Energien nicht weiter. Um überleben zu können, müssen wir technologiekompatibel sein. Wir brauchen eine Kohlenstoff- und eine Kohlenwasserstoffwende. Bio-Ethanol (im Super-E10), Synthesekraftstoffe und Pyrolyse aus Biomaterialien weisen den Weg in die Zukunft.
  • Aufgrund extrem teurer und aufwändiger Speicherbarkeit von Elektroenergie, aber auch von Wasserstoff liegt die energetische Zukunft des Verkehrs nicht in Elektromobilität oder in Wasserstoffantrieben. Diese sind unwirtschaftlich. Zur Erhaltung unserer Infrastruktur, wie der Landwirtschaft benötigen wir technologische Kompatibilität mit bisherigen Prozessen.
  • Eine Energiewende allein nutzt wenig: Wir brauchen eine Kohlenstoff-Kreislaufwirtschaft. Und wir brauchen eine Kohlenwasserstoffwende. Nur damit kann die Landwirtschaft die Weltbevölkerung weiter ernähren, wie bisher.
  • Nicht Kohlendioxid ist zu minimieren, sondern der Wirkungsgrad der Fahrzeugantriebe ist zu maximieren. Dazu ist Gewicht einzusparen. Eine Energiewende muß in entgegengesetzter Richtung, vom E-Antrieb hin zu Motoren mit höchstem Wirkungsgrad und geringster Leistungsaufnahme gehen, siehe Anh.4.
  • Die "EU-Verordnung zur Verminderung der CO2 - Emissionen von Personenkraftwagen" [13] erscheint fragwürdig. Allerdings fördert sie indirekt ein Zulassungsverbot der stärksten Produzenten von Kohlendioxid: aller Elektrofahrzeuge (siehe Anh.4).


  • Fazit

    Nachdem wir begriffen haben, daß nicht fossiles Kohlendioxid, sondern Desertifikation durch Bevölkerungsexplosion die Ursache des dramatischen Kohlendioxidanstiegs und zusätzlicher, direkter Erderwärmung durch reduzierte Bewölkung ist, können kommende Generationen ganz gelassen darüber nachdenken, wie der für unser Überleben entscheidende Kohlenstoff aus dem Kohlendioxid der Luft zu gewinnen ist, bevor fossile Quellen versiegen, (siehe Anh.11).

    Alle Nachrechnungen ergeben: Wachsende Kohlendioxid-Konzentration und steigende Erderwärmung entstammten 2016 zu 93% fortschreitender Desertifikation [10], hervorgerufen durch Bevölkerungsexplosion in Entwicklungsländern. Durch steigende Sonneneinstrahlung über desertifizierten Gebieten kommt eine fortwachsende, direkte Erderwärmung in Höhe des doppelten Weltenergieverbrauchs jährlich hinzu.

    Die Weltbevölkerung wächst immer schneller. Im Zeitraum zwischen 1960 und 2000 verdoppelte sie sich im bislang kürzesten Zeitraum. Von der UN sind wirkungsvolle Programme zur Verhinderung der weltweiten Bevölkerungsexplosion wie zur Förderung und Durchsetzung einer Ein- oder Zwei-Kind Politik in Entwicklungsländern zu fordern. Wenn Bevölkerungswachstum anhält, wird die menschliche Zivilisation in absehbarer Zeit kollabieren.

    Der Beitrag fossiler Energien an der Erderwärmung ist mit 6% vergleichsweise gering (Stand 2016). Langfristig sind dennoch Förderprogramme wichtig, die eine Kohlenstoffwende ermöglichen, mit dem Ziel, langfristig fossilen Kohlenstoff durch Kohlenstoff aus Biomasse jeder Art abzulösen. Dazu gehört insbesondere auch die Förderung von elektrolytisch aus lokaler Windkraft erzeugtem Wasserstoff oder von Kohlenwasserstoffen aller Art aus Biomasse.

    Transport und Speicherung von Primärenergieträgern sind oft energiesparender und CO2-sparender, als Transport und Speicherung von Elektrizität, so bei städtischen Kraftwerken. Die Kavernen im deutschen Gasnetz haben eine Speicherkapazität von mehreren Monaten. Elektrolysewasserstoff für Biogas-Methan kann den Überschußstrom aus Wind- und Solarenergie aufnehmen.

    Der Begriff Energiewende scheint unglücklich gewählt. Wir brauchen vor allem eine Kohlenstoffwende, weg vom fossilen, hin zum regenerativen Kohlenstoff. Synthesetreibstoffe oder Plastmaterialien aus Biomasse und elektrolytisch erzeugter Wasserstoff erscheinen nützlicher als E- oder H-Mobilität, da sie in bestehende Technologiekreisläufe integrierbar sind und weil sie selbst Speicherkapazitäten bilden. Mit Biomethan kann man auch heizen, eine Erdgasheizung kann künftig genausogut mit Biomethan betrieben werden. Forschungen zur Kohlenstoffwende sind unter dem Aspekt der Marktrelevanz langfristig unbedingt zu fördern.

    Auf der Erde leben exakt soviele Menschen, wie von der Landwirtschaft ernährt werden können. Fossiles Öl wird als erstes zu Ende gehen, darauf deutet die Sättigung der Fördermengen [78], [79] bereits hin. Bricht die Landwirtschaft mangels Diesel und Benzin zusammen, kollabiert die Weltbevölkerung. Wenn Landwirtschaft und Versorgungssystem (Transportwesen) nicht mehr funktionieren, werden die meisten Menschen dieser Erde verhungern, wenn sie nicht vorher schon verdurstet oder erfroren sind. Eine Zivilisation wird so, wie wir sie kennen, nicht mehr existieren. Sie wird im größten, menschengemachten Holocaust enden, den es je gab. Und dieser Holocaust wird umso brutaler ausfallen, je mehr Menschen bis dahin die Welt bevölkern.

    Auch fossile Kohle könnte in einigen Generationen enden, Abb.4 deutet darauf hin. Mit dem Ende der fossilen Kohle geht auch die Chemie dahin. Dann wird es weder Wasserversorgung (Plastrohre, Ventile etc.) noch Transportwesen (Autoreifen, Plastteile, Stahl), noch Energietechnik (Kupfer, Kabelisolation), noch Elektrik oder Elektronik (Plastmaterialien) geben. Stahl, Beton und Asphalt werden der Vergangenheit angehören. Alle anderen Industrien werden der Chemie ins Grab folgen. Unser Leben wird im Mangel verdorren. Für einen Vorgeschmack erinnere man sich an Kuba oder an Nordkorea.

    Wenn Landwirtschaft und Transportsystem der Erde zusammenbrechen, werden Überlebende wie anno 1789 wieder mit dem Ochsen pflügen müssen. Da solche nicht ausreichend vorhanden sind, müssen sie erst gezüchtet werden. Mit dem Pferdewagen und dem getreidelten Lastkahn werden dann wieder die Güter transportiert. Die Einwohnerzahl wird tief unter das damalige Niveau zusammenbrechen: Um 1800 ernährte die Welt nicht einmal eine Milliarde Menschen.

    Von den im Jahr 2050 lebenden etwa 15 Milliarden Menschen würde der Großteil verhungern. Dabei wird eine Explosion der Gewalt unermeidbar sein. Überall werden Kriege um Nahrung aus dem Nichts entstehen: Mann gegen Mann, Gruppe gegen Gruppe, Nation gegen Nation, Ideologie gegen Ideologie, Religion gegen Religion. Kanibalismus wird zum finalen Ende dazugehören.

    Kohlenwasserstoffe sind der effizienteste Energieträger, den es gibt. Unsere gesamte Wirtschaft baut auf Kohlenstoff auf. Viel mehr, als dem Kohlendioxid, muß unsere Sorge dem Zusammenbruch der Öl- und Kohlewirtschaft gelten: Wir haben uns nicht um E-Mobilität zu kümmern, sondern wir haben fossilen Kohlenstoff durch Kohlenstoff zu ersetzen, der aus dem Kohlendioxid der Atmosphere gewonnen werden kann.

    Vor einer Energiewende sind eine Kohlenstoffwende und eine Wasserstoffwende zu vollziehen. Wasserstoff kann elektrolytisch aus Windkraft erzeugt werden. Kohlenstoff ist aus Biomasse gewinnbar über Verkohlung, Kohlenwasserstoffe über verschiedene Hydrolyse-Varianten.

    Mit Holzkohleverflüssigung (Fischer-Tropsch-Verfahren o.a.) können synthetische Treibstoffe (Diesel, Benzin, Kerosin) aus Biomasse und durch Windkraft aus elektrolytisch gewonnenem Wasserstoff hergestellt werden. Über Pyrolyse (Verschwelung) können alle kohle- und teerartigen Produkte erzeugt werden.

    Die größte Schwachstelle bei allen Substitutionen wird der Mangel an pflanzlichem Material sein. In Deutschland bräuchten wir eine mindestens zehnfach höhere Einschlagmenge an Holz, siehe Anh.11. Die Bevölkerungsdichte ist bereits zu hoch. Großtechnische Verfahren zur Produktion von Kohlenstoff aus Kohlendioxid sind gefordert.

    Elektrisch betriebene Heizungen (auch Wärmepumpen) oder E-Mobilität (incl. ICE) haben über das Stromnetz einen erbärmlichen Wirkungsgrad. Auch für das Transportwesen ist Elektrizität eigentlich unbezahlbar, siehe Anh.12. Bei Versorgung mit Braunkohlestrom werden E-Mobile zur Dampflok, siehe Anh.4. Letzte Kohlenstoffreserven, die zum Überleben der Menschheit nützlich wären, werden verheizt.

    Windkraftanlagen liefern inzwischen Strom mit Gestehungskosten von 4 bis 8 Cent pro Kilowattstunde (Offshore 7 bis 14 Cent/kWh) [75], der allerdings aufgrund der hohen Netzverluste beim Verbraucher mit einem utopischen Preis ankommt, siehe Anh.12. Verdeckte Subentionen helfen nicht, dieses Problem zu lösen. Vielmehr müssten Windparks zur dezentralen Gewinnung von Biomethan und Bio-Diesel gefördert werden.

    Statt sich mit dem aus Bevölkerungsexplosion und Desertifikation ins gigantische wachsenden Elefanten der Erderwärmung durch sich verringernde Bewölkung zu beschäftigen, suchen wir verbissen nach der Nadel im Heuhaufen (fossiles Kohlendioxid). Die könnte ja, wenn es sie gäbe. Es scheint bequemer zu sein, den Steuerzahler und die Industrie melken zu lassen, als den Entwicklungsländern sagen zu müssen: "Stoppt endlich die Bevölkerungsexplosion und die damit verbundene permanente Abholzung und Desertifikation".

    Erderwärmung entsteht nur zu 6% durch Förderung von fossilem Kohlenstoff. Im Gegensatz zu der von den Medien täglich proklamierten These einer Erderwärmung durch Kohlendioxid infolge Verbrennung fossiler Rohstoffe zeigt die quantitative Analyse eine andere Ursache. Mit Abstand der größte, menschengemachte Anteil ist mit 93% eine durch Bevölkerungsexplosion verursachte Verwüstung (Desertifikation) immer größerer Teile der Erde.

    Die Förderung fossiler Rohstoffe trug 2016 nur ein Fünfzehntel zur menschengemachten Kohlendioxidproduktion der Erde bei. Sie verursachte keine zusätzliche, direkte Erderwärmung durch Verwüstungsprozesse mit Austrocknung und Bewölkungsabnahme. Sie erzeugt nur etwa 6,5% soviel Kohlendioxid, wie durch Desertifikation entsteht. Würde die Menschheit jegliche Kohle-, Erdöl- und Erdgasverbrennung sofort einstellen, so würden wir bei Vernichtung aller Zivilisation nur 6,5 Prozent Kohlendioxid einsparen können.

    Deutschland produziert rund 2,5% des fossilen Kohlendioxids der Erde. Multipliziert mit 6,5% im Verhältnis zur Wirkung der Desertifikation können bei Totalverzicht durch DE nur 1,625 Promille (2,5% * 6,5%) des menschengemachten Kohlendioxids dieser Erde eingespart werden.

    Somit können sich die Industrienationen bei niemandem für die Verbrennung fossiler Energien entschuldigen. Im Gegenteil: Die Ursache von Erderwärmung liegt in der Bevölkerungsexplosion in den Entwicklungsländern dieser Erde, die höchste Geburtenraten zulassen oder sogar befördern.

    Die Lebensenergie unserer Zivilisation kommt zu 87% aus fossilem Kohlenstoff, so wie unser Körper zum Großteil aus Wasser besteht. Entziehen wir unserem Körper nur wenige Prozent Wasser, so sterben wir. Analog würde unsere Zivilisation beim Verzicht auf Kohlenstoff sterben.

    Organisationen, die den sofortigen Verzicht auf fossile Brennstoffe fordern, stellen eine wachsende Bedrohung für die Zivilisation dar. Deren Augenmerk scheint nicht auf die Vermeidung möglicher, menschengemachter Ursachen von Erderwärmung (namentlich auf Bevölkerungsexplosion) gerichtet, sondern auf die Zerstörung von Demokratie, Freiheit und Rechtsordnung mit dem Ziel, die Industrie und damit unsere Existenz zu beseitigen.

    Es ist unstrittig, daß Erderwärmung Kohlendioxid produziert. Würde Kohlendioxid wiederum eine gravierende Erderwärmung produzieren, hätten wir es mit einem rückgekoppelten, schwingungsfähigen System zu tun. Kaltzeiten würden periodisch mit Warmzeiten wechseln. Da eine solche Periodizität nicht bekannt ist, erscheint die Rolle von Kohlendioxid bei der Erderwärmung zumindest fragwürdig. Kohlendioxid scheint mehr ein Indikator für Erderwärmung zu sein, nicht so deutlich ein Verursacher.

    Das vom UN-Gremium IPCC 2001 herausgegebenen Hockeyschläger-Diagramm der Erderwärmung von M.E.Mann ist fragwürdig. Es wurden manipulierte Daten verwendet, die einer gerichtlichen Prüfung nicht standhielten. Auch in Al Gores Film "Die unbequeme Wahrheit" wurden Dinge behauptet, die einer gerichtlichen Nachprüfung nicht standhielten. Die davon ausgelöste Klima-Hysterie beruht nicht auf Fakten, sondern auf Massen-Manipulation, siehe Kap.3.

    P. Frank [60] weist darauf hin, daß Rechenfehler bei der Prognose einer Erderwärmung durch Kohlendioxid 114-mal größer als der zu berechnende Erwärmungswert sind. Eine Erderwärmung durch Kohlendioxid gehört damit in den Bereich von Spekulation, nicht von gesichertem Wissen.

    Das höchste Potential zur Erderwärmung/-abkühlung kommt Wasser zu. Sinkt/steigt die weltweite Bewölkung (kondensiertes H2O als "Wasserdampf") tagsüber durchschnittlich um 10%, dann wird die Erde mit etwa dem viertausendzweihundertfachen Weltenergieverbrauch erwärmt/abgekühlt, Anh.1.

    Nicht kondensierter "Wasserdunst" hat eine bis zu achthundertundfünfzigfach stärkere Klimawirkung als Kohlendioxid, Anh.3. Da bei der Mehrzahl von Verbrennungsprozessen Wasser in ähnlicher Quantität wie Kohlendioxid entsteht, haben wir uns wohl primär für Wasserdunst zu interessieren.

    Mit der Wirkung eines tausendfünfhundertfachen Weltenergieverbrauchs besitzen kleine Variationen von 5% der Sonneneinstrahlung die zweitgrößte Wirkung auf eine direkte Erderwärmung, zumal die Sonneneinstrahlung Wolken auflöst, also Wasserdampf in Wasserdunst verwandelt.

    Alle warmen Wüstengebiete zusammen produzieren durch Verminderung der Bewölkung etwa den fünfhundertfachen Weltenergieverbrauch.

    Die größte, menschengemachte Erderwärmung wird durch Desertifikation (Rodung, Boden-Übernutzung, Flächenversiegelung) verursacht. 14/15-tel des menschengemachten Kohlendioxids entstammten 2016 der jährlich desertifizierten Fläche.

    Gleichzeitig entsteht durch verminderte Bewölkung über desertifizierten Gebieten eine direkte Erwärmung vom doppelten Weltenergieverbrauch pro Jahr. Da dieser Flächenverbrauch kumuliert, entsteht alle 75 Jahre eine weitere Sahara, die die Erde mit etwa dem einhundertfünfzigfachen Weltenergieverbrauch beheizt.

    Anstieg des fossilen Kohlenstoffverbrauches, jährlich desertifizierte Fläche und Anstieg der Weltbevölkerung stehen in direktem Zusammenhang. Es ist alles zu tun, um weitere Bevölkerungsexplosion zu verhindern.

    Um Erderwärmung und Kohlendioxidkonzentration zu verringern, sind alle Anstrengungen auf Begrünung und Verhinderung weiterer Desertifikation zu richten.

    Steigende Kohlendioxid-Konzentration ist nicht als Ursache, sondern als Folge menschengemachter oder solarer Erderwärmung erkennbar. Dort, wo Pflanzen vertrocknen, bauen sie kein Kohlendioxid ab. Dort erhöht Erderwärmung automatisch die Kohlendioxidkonzentration der Atmosphäre.

    Weltweit wachsender Flugverkehr erzeugt ein zusätzliches, isolierendes Dach aus Kohlendioxid und Wasserdunst in großer Höhe. Dadurch entstehende Erderwärmung könnte verhindert werden.

    Kohlenstoff ist der derzeit effizienteste Energieträger, siehe (Anh.12). Wir brauchen keine Energiewende, die hin zu einem ineffizienten Träger (Elektrizität) führt, wir brauchen eine Kohlenstoffwende, bei der fossiler Kohlenstoff durch Kohlenstoff aus Kohlendioxid hergestellt wird.

    Kohle- und Erdgaskraftwerke werden auch nach einer "Energiewende" die Stromerzeugung im "Strommix" zu etwa der Hälfte tragen müssen. Resultierende Verluste im Wirkungsgrad der gesamten Erzeugungs- und Speicherkette verursachen pro Fahrkilometer bei fossiler Speisung mehr als dreimal soviel Kohlendioxid, wie derzeitige Verbrenner (Anh.13). Neben einer verheerenden Umweltbilanz bei der Akku-Herstellung produzieren Elektrofahrzeuge damit anteilig gleich viel oder mehr Kohlendioxid, wie moderne Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor.

    Eine Energiewende mit 50% Strommix kann nicht zu einer Einsparung von Kohlendioxid führen, es sei denn, man ersetzt Kohle und Erdgas durch Atomkraft. Im 50%-Strommix mit Kohlestrom wird E-Mobilität zu einem stärkeren "Klimakiller", als derzeitige Technologien.

    Nach gelungener "Energiewende" sind zehn- bis zwanzigfach höhere Strompreise zu erwarten. Das vertreibt die deutsche Industrie vom Standort! Wenn gleichzeitig Öl- und Erdgasheizungen abgeschafft werden, werden Einkommensschwache im Winter nicht mehr Heizen können. Damit entsteht sozialer Sprengstoff.

    Wird neben der Atomkraft auch die Kohlekraft abgeschafft, wird Deutschland von russischen Erdgaslieferungen abhängig.

    Eine deutsche "Energiewende" muß Marktwirtschaft durch eine verdeckt subventionierte, staatliche Planwirtschaft ersetzen. Demokratie geht damit zwangsläufig in Diktatur über.

    Um unübersehbare, wirtschaftliche Folgen von Deutschland abzuwenden, wäre die Politik gefordert, staatliche Einmischung und Kontrolle durch einen behutsamen, marktwirtschaftlichen Übergang zu alternativen Energieformen zu ersetzen.

    Kohlendioxid aus der Industrie, dem Auspuff der Kraftfahrzeuge oder dem Schornstein der Kraftwerke kommt nicht annähernd in die Nähe der Klimawirkung von menschengemachter Desertifikation. Aus wissenschaftlicher Sicht ist der "Klimakiller Kohlendioxid" aus fossilen Brennstoffen derzeit noch fast bedeutungslos.

    Weltweite Pläne zur Vermeidung fossiler Energien sind nutzlos, solange Desertifikation durch Bevölkerungsexplosion weitergeht und solange in expandierenden Gesellschaften auch exponentiell steigend mehr fossile Brennstoffe benötigen werden.

    Akku-betriebene E-Mobile besitzen den Wirkungsgrad einer Dampflok, werden sie mit Kohlestrom geladen, (Anh.4). Elektrifizierung des Straßenverkehrs wird zu ansteigender Kohlendioxid-Belastung führen, weil die Transformationsverluste in Verbindung mit einem 50%-igen Kohle-Strommix zu hoch sind. Die Klimaziele der Bundesregierung können mit E-Mobilität nicht erreicht werden.

    Hybridfahrzeuge, werden sie vom Bordmotor geladen, besitzen einen halb so hohen Kohlendioxidausstoß wie E-Mobile bei 50%-iger Strommix-Ladung.

    Sogenannte "alternative Technologien" existieren nicht. Sie lassen sich weder über Subventionen noch über Steuermodelle oder Direktiven erzwingen (Solarenergie, E-Mobile, Wasserstoffantriebe). Sind sie unrentabel, verschwinden sie genau in dem Moment, indem ihre Stützung verschwindet. Das zeigte bereits das Scheitern des sozialistischen Lagers in hunderten Facetten.

    Nur wenn neue Technologien vom globalen Markt akzeptiert sind, werden sie sich durchsetzen. Dies setzt voraus, daß sie preiswerter, effizienter oder nachhaltiger sind, als verfügbare Technologien. Solange sie nicht bezahlbar sind, solange sie subventionsabhängig sind, solange sie nicht wettbewerbsfähig sind, werden sie genau so schnell vergessen, wie sie auftauchen. Neue Technologien können sich nur aus dem Markt heraus entwickeln. Unser Bestreben muß mehr Effiziens, nicht weniger Effiziens gelten.

    Würden wir heute global die Förderung fossiler Energien einstellen, würden wir an Bevölkerungsexplosion, Desertifikation und Erderwärmung kaum etwas ändern. Allerdings gäbe es morgen bereits eine Weltwirtschaftskrise mit Milliarden Arbeitslosen. Übermorgen würde schiere Panik um sich greifen mit Hunger, Durst, Kälte und abscheulichster Kriminalität. Und am Ende würde die zivilisierte Welt im Bürgerkrieg versinken mit Milliarden Toten. Die Industrie wäre weltweit zerstört und Überlebende würden in einer Art Steinzeit neu anfangen. Dieses Szenario ist in der Tat alternativlos.

    Zurück zum Ausgangspunkt, der Erderwärmung, die angeblich für 100 Jahre vorausgesagt werden kann. Gehen Erdöl und Kohle in den nächsten 50 Jahren zur Neige, werden sich entweder marktwirtschaftlichen Alternativen entwickeln, oder die Menschheit wird im größten, menschangemachten Holocaust in einer Art vorindustriellem Zeitalter verschwinden, noch bevor die hundert Jahre um sind. Um 1800 konnten weniger als eine Milliarde Menschen von Pferde- und Ochsenkraft ernährt werden. Wenn die Bevölkerung weiter explodiert wie bisher, werden in 50 Jahren bereits 15 Milliarden Menschen die Erde bevölkern. 14 Milliarden werden ohne Öl und Kohle verhungern. Was wiegt schwerer? Eine auf nicht verifizierbaren Modellen gebaute Erderwärmung, oder das sichere Ende der Zivilisation?

    Als Ingenieur oder Informatiker lernt man, daß eine Entwicklung, die vermurkst angegangen wurde, nicht erfolgreich enden kann. Bevor wir schreien, brüllen, demonstieren, randalieren oder uns zu unbegründeten "Klimazielen" oder zu einer Kohlendioxidsteuer verpflichten, haben wir unsere Welt gedanklich (neu) zu ordnen. Wir haben unbewiesene Vermutungen und Mythen zu verbannen. Und wir haben die wenigen kompatiblen Technologien, die ökonomisch und ökologisch Sinn machen, zu finden und zu fördern. Dabei helfen weder Ideologien, noch Schulstreiks, noch UN-Gremien: Nur Markt und Wissen helfen!

    Klima läßt sich genausowenig "wenden", wie Energie oder Wirtschaft sich "wenden" lassen.

    _______________

    Um die Berechnungen überprüfen zu können, sollte Greta in der Schule fleißig Mathe, Physik, Chemie und Wirtschaft lernen, statt Freitags die Schule zu schwänzen und sich vor den Karren einer Lobby spannen zu lassen, deren Geschäftsideen sie nicht kennt [69].

    Ich hoffe, es ist kein grober Rechenfehler unterlaufen.
    Denn wie sagte schon Goethe:

    "Es irrt der Mensch,
    solang er strebt!"

    gh, 03/2011.
    Korrigiert, umsortiert, ergänzt, mit aktuellem Wissen und Zahlenmaterial immer wieder bereinigt und mehrfach ergänzt 2018/2019.

    Vielen Dank an alle Mitstreiter für viele, wertvolle Hinweise und Anregungen!


    "Nur die Lüge braucht die Stütze der Staatsgewalt,
    die Wahrheit steht von allein aufrecht!"

    Benjamin Franklin



    ANHANG


    Berechnungsgrundlagen

    Verwendete Abkürzungen und Einheiten

    Jahr: a; Stunde: h; Watt: W; Kilowattstunde: kWh; Quadratmeter: m²;
    Einheiten-Vorsätze: kilo: 1k = 1e3 = 10³ = 1000;
    Mega: 1e6; Giga: 1e9; Tera: 1e12; Peta: 1e15; Exa: 1e18; Zetta: 1e21; Yotta: 1e24

    0,01 = 1% (ein Prozent)
    0,001 = 1‰ (ein Per Mille - ein Tausendstel!)
    0,000001 = 1 ppm (ein Part Per Million - ein Millionstel!)
    1000 ppm = 1 ‰
    1000 ‰ = 1

    oe: Oil Equivalent (auch ou für Oil Unit):
    1 kg oe = 11,63 kWh
    1 toe = 11,63 MWh (1 Tonne oe = 1000 kg oe)
    1 mol ~ 22,414 Liter (ideales Gas, 0°C, 1 kp/cm²)

    Leistung:
    1 Watt = 1 Volt * 1 Ampere: 1W = 1V * 1A = 1VA
    1 Pferdestärke = 735,5 Watt: 1 PS = 0,7355 kW

    Energie (als Leistung mal Zeitdauer oder Kraft mal Weg):
    1 Joule = 1 Watt * 1 Sekunde = 1 Newton * 1 Meter: 1J = 1 Ws = 1 Nm; (1 Newton = 102 Gramm)
    1 Wattstunde = 3600 Wattsekunden = 3600 Joule = 3,6 Kilojoule: 1 Wh = 3600 Ws = 3600 J = 3,6 kJ
    1 Kilowattstunde = 3,6 Megajoule: 1 kWh = 3,6 MJ

    Anhang 1
    Wirkungen von Desertifikation

    Kohlendioxideintrag durch Desertifikation

    Was machen zwölf Kinder, die von den Eltern kein Land mehr vererbt bekommen können? Um nicht zu verhungern, roden sie Wald. Auch wenn dieser Prozeß nicht linear verläuft, sondern über viele Umwege, so ist er doch real vorhanden.

    Waldboden möge eine Schwarzerdedecke haben, die durchschnittlich einen Meter dick ist. Davon sei vielleicht die Hälfte Kohlenstoff. Nach menschengemachter Verwüstung [10] hat sich dieser Kohlenstoff zu Kohlendioxid umgewandelt, es bleibt gelber oder roter Sandboden übrig. Wir wollen die dabei freigesetzte Menge von Kohlenstoff und Kohlendioxid schätzen.

    Nun gibt es verschiedene Böden. Fällt ein Regenwald, ein See (Aralsee [112]), ein Sumpf oder ein Moor trocken, ist die Kohlenstoff-reiche Schicht vermutlich meterdick. Fällt eine Steppe trocken, ist sie deutlich dünner. Genaue Angaben sind schwer zu erhalten. Wir rechnen mal mit einer durchschnittlichen Dicke der Kohlenstoff-Schicht von 50 cm.

    Das Volumen V der Schwarzerdedecke in der Größe der Ackerfläche Deutschlands A beträgt bei einer Höhe h = 0,5 m rund V = A * h = 0,12 Mio km² * 0,5 m = 60e9 m³ (60 Milliarden Kubikmeter).

    Bei einer Dichte ρ = 2,26 g/cm³ = 2,26 t/m³ besitzt die Schwarzerde eine Kohlenstoff-Masse m von rund
    m = V * ρ = 60e9 m³ * 2,26 t/m³ = 135,6 Gt (Gigatonnen).

    Dieser Kohlenstoff wird in
    md = (135,6 Gt * 3,666) = 497,1 Gt
    Kohlendioxid verwandelt.

    Im Verhältnis zu fossil erzeugtem Kohlendioxid mF nach Anh.3 erzeugt Desertifikation md damit jährlich
    md / mF = 497,1 Gt / 32,32 Gt = 15,38
    mal mehr Kohlendioxid. Die weltweit desertifizierte Fläche setzt jährlich rund 15 mal mehr Kohlendioxid frei, als die Menschheit in Form von fossilem Kohlenstoff abbaut und verbrennt (Zahlen von 2016).

    Mit anderen Worten: Durch Verbrennung von fossilem Kohlenstoff aus Erdöl, Erdgas und Kohle erzeugt die Menschheit nur 1/15,38 = 6,5% soviel Kohlendioxid, wie durch jährlich trockenfallende Flächen infolge von Desertifikation entsteht. Der Rest, 93,5% des menschengemachten Kohlendioxids entstammt der jährlich desertifizierten Fläche.

    Direkter Wärmeeintrag durch Desertifikation

    Fläche A der jährlichen Ausbreitung der weltweiten Verwüstung
    A = 12 Mio. Hektar = 0,12 Mio. km²
    (das ist etwa die Ackerfläche Deutschlands, Quelle [10])

    Fläche der Sahara zur jährlichen Ausbreitung der weltweiten Verwüstung:
    9 Mio. km² / 0,12 Mio. km² = 75, siehe Anh.8

    Jährlich verwüstet auf der Erde ein zusätzliches Gebiet der Größe von Deutschlands Ackerfläche [10]. Dieses Gebiet produziert etwa 1/75 soviel Wärme, wie die Sahara, siehe Anh.8. Wenn die Sahara den 150-fachen Weltenergieverbrauch produziert, dann produziert nur die jährlich hinzukommende, durch Überweidung, Versiegelung und Rodung trockenfallende Fläche (150/75 = 2) das doppelte des Weltenergieverbrauchs! Und jedes Jahr kommen weitere zwei hinzu! Nach 75 Jahren haben wir bereits die nächste Sahara, die uns zusätzlich 75 mal den Weltenergieverbrauch hereinholt. Hier liegt ein Elefant begraben!

    Nicht zu vergessen sind Staubstürme. Nach Austrocknung des Aralsees schicken vermehrte Staubstürme jährlich allein hier rund 150 Megatonnen Feinstaub in die höhere Atmosphäre, [112]. Deren Klimawirkung wäre dringend zu untersuchen.

    Anhang 2
    Molmassen, Dichte, Heizwerte

    (incl. Näherungen)

    Dichte und Temperatur

    Um Dichte zu verstehen, haben wir bei einem Gas den Begriff der Temperatur zu verstehen. Temperatur wird von der durchschnittlichen Teilchenbewegung bestimmt. Bei verringertem Druck dehnt sich ein Gas aus. Bleibt die Teilchenbewegung konstant, so ist aber die im Volumen vorhandene Zahl der Teilchen (und damit die kinetische Energie) geringer - ein Thermometer würde eine geringere Temperatur anzeigen, siehe auch [73]. Folgende Näherungen beziehen sich, sofern nicht anders angegeben, auf ein ideales Gas mit 0°C und 1 kp/cm².

    Dichte von Luft

    Luft besteht überwiegend aus O2- und N2-Molekülen. Dabei verdoppelt sich die Atommasse. Die Dichte ρ (rho) erhalten wir incl. Argon (Molmasse 18) etwa zu
    ρluft = 78,1% * (14+14) + 20,9% * (16+16) + 0,94% * 18 = 28,73 g/mol = 1,28 g/l
    Ein Mol sind bei einem idealen Gas 22,4 Liter. Luft wird bei Erwärmung leichter und steigt auf. Mit sinkendem Druck dehnt sie sich aus und wird ebenfalls leichter.
    Nach [57] hat Luft auf der Höhe des Meeresspiegels bei 20°C eine Dichte von ρ = 1,2 kg/m³ = 1,2 g/l.

    Dichte von Wasserdunst

    ρh2o = 1+1+16 = 18 g/mol = 0,803 g/l
    Ein Vergleich mit Luft zeigt, daß Wasserdunst (mit einer relativen Luftfeuchte unter 100%) etwa halb so schwer ist, wie die restliche Luft. Folglich steigt feuchte Luft auf! Dabei kühlt sie ab, der Taupunkt sinkt, Wasser kondensiert und wird schwerer als Luft. Absinkend erwärmt es sich wieder, der Taupunkt steigt, der Nebel löst sich wieder auf, das Wasser steigt wieder. Dieser Zyklus bestimmt die Wolkenbildung und erklärt, warum Cumuluswolken am oberen Ende wachsen und sich unten wieder auflösen. Allerdings spielen Aerosole bei diesem Prozeß eine Rolle. Unter Abwesenheit von Aerosolpartikeln kann Luft bis zu 8-mal mehr Wasserdampf aufnehmen, bevor Kondensation einsetzt [70] .

    Dichte von Kohlendioxid

    ρco2 = 12+16+16 = 44 g/mol = 1,964 g/l
    Der Vergleich mit Luft zeigt, daß Kohlendioxid 1,5-mal so schwer ist, wie die restliche Luft. Mit Kohlendioxid beladene Luft sinkt folglich nach unten.

    Kohleverbrennung

    Ein Kilogramm Kohlenstoff erzeugt (12+2*16)/12 = 44/12 = 3,666 kg CO2.

    Steinkohle erzeugt pro kg bei durchschnittlich 5% Feuchte etwa
    1kg * 95% * 3,666 = 3,48 kg Kohlendioxid und
    1 kg * 5% = 0,05 kg Wasser
    Heizwert Steinkohle um 8,1 kWh/kg [86]
    (siehe auch [87])

    Braunkohle [116] erzeugt pro kg bei durchschnittlich 50% Wasser und einer Trockensubstanz mit 65% Kohlenstoffanteil (50%*65% = 32,5%) etwa
    1 kg * 50% * 65% * 3,666 = 1,19 kg Kohlendioxid und
    1 kg * 50% = 0,5 kg Wasser (variiert)
    Heizwert Braunkohle je nach Zusammensetzung veschieden, hier 2,2 kWh/kg [85]
    (siehe auch [87])

    Ölverbrennung

    gerechnet als Dieselöl:
    Molekulare Masse (Näherung als Diesel mit C12H24): 12*12 + 24*1 = 168.
    Pro kg entsteht Wasser: (24 + 12*16) / 168 = 216 / 168 = 1,28 kg
    und Kohlendioxid: (12*12 + 12*16*2) / 168 = 528 / 168 = 3,14 kg
    Heizwert 11,9 kWh/kg ~ 9,7 kWh/Liter [87]
    Umrechnung Liter in Kilogramm: 0,825 kg/L

    Gasverbrennung

    Methan im Erdgas (siehe auch [87]):
    Molekulare Masse von Methan: 4H + 1C = 4*1 + 12 = 16.
    Ein Kilogramm Methan erzeugt (4*1 + 2*16) / 16 = 36 / 16 = 2,25 kg Wasser (4H+2O)
    und (1*12 + 2*16) / 16 = 44 / 16 = 2,75 kg CO2
    Heizwert Methan 10 kWh/kg ~ 8,2 kWh/m³ [111]
    Heizwert Erdgas 13,9 kWh/kg ~ 10 kWh/m³ [110]

    Propan/Butan-Mischung:
    Autogas (LPG) bei 5...10 Bar:
    Heizwert 12,8 kWh/kg ~ 6,9 kWh/Liter [109]

    Anhang 3
    Weltenergieverbrauch, Kohlendioxid und Wasser

    Weltenergieverbrauch

    in Oil Equivalents oe (auch Oil Units ou) 2016 (Quelle aktualisiert [4]): als Energieverbrauch der Menschheit (2016, Quelle aktualisiert):
    (1 Tonne oe ~ 11,63 Megawattstunden: 1 toe = 11,63 MWh)
    Em = 13,276e12 kg oe/a * 11,63 kWh/(kg oe) = 154,4e12 kWh/a = 154,4e15 Wh/a
    Em = 154,4 PWh/a (Petawattstunden pro Jahr)

    als Leistungsverbrauch der Menschheit (2016, Quelle aktualisiert):
    Dividieren wir den jährlichen Weltenergieverbrauch Em durch die Zahl der Stunden des Jahres (1a = 24h * 365 = 8760h), dann können wir die durchschnittliche durch die Menschheit verbrauchte Leistung Pm ausrechnen.
    Pm = 144,9e15 Wh/a / 1a = 144,9e15 Wh/a / (8760 h/a)
    Pm = 17,6e12 W
    Pm = 17,6 TW (Terawatt) (2016)
    (Der Leistungsverbrauch betrug 2011, als dieser Aufsatz entstand, Pm = 16,5 TW).

    Weltemission fossiles Kohlendioxid
    Die Datenbank der IEA [44] zeigte für 2016 eine Weltemission von
    mco2 = 32,32 Gt (Gigatonnen) Kohlendioxid (2016).

    Umrechnungen der International Energy Agency (IEA) [44]:
    1 toe = 11,63 MWh (1 tonne of oil equivalent is per definition 11.63 megawatthours)
    1 toe = 41,87 GJ (gigajoules)
    (thermal power plants have 39% thermal to electrical conversion efficiency per definition)

    Kohlendioxid - Umrechnung Volumen-ppm in Masse-ppm:
    Kohlendioxid ist rund 1,5-mal schwerer (44 g) als Luft (28,73 g). Ein Mol wiegt f-mal mehr:
    f = 44 g / 28,73 g = 1,5315
    410 vol_ppm entsprechen dann (f * 410 masse_ppm) = 628 masse_ppm.

    Gewicht der Erdatmospäre
    Bei einem Durchmesser der Erde von 12730 km hat die Erdoberfläche 509 Mio. km², siehe Anh.6. Drückt die Luftsäule mit rund einem Kilogramm pro Quadratzentimeter, so wiegt die Erdatmosphäre rund
    me = 509 Mio. km² * 1 kg/cm² = 5,1e18 cm² * 1 kg/cm² = 5,1e18 kg
    me = 5,1 Pt (Petatonnen).

    Gewicht des Kohlendioxids in der Erdatmospäre
    Gewicht der Erdatmosphäre = 5,1 Pt;
    Kohlendioxid in Luft 410 vol_ppm ~ 628 masse_ppm;
    mco2 = 5,1e18 kg * 0,000628 = 3,2e15 kg = 3,2e12 t (Tonnen)
    mco2 = 3,2 Tt (Teratonnen) Kohlendioxid.

    Anteil von Kohlenstoff in der Erdatmosphäre
    Kohlendioxid enthält 12/44 = 27,3% Kohlenstoff (Atomgewichte: C=12, O=16, COO=44).
    Die Atmosphäre enthält folglich etwa
    mc = 27,3% * 3,2 Tt = 874 Gt (Gigatonnen) Kohlenstoff.

    Fossiles zu atmosphärischem Kohlendioxid
    In der Atmosphäre ist rund einhundert mal soviel Kohlendioxid gespeichert, wie vom Menschen jährlich fossil verbrannt wird (3,2 Tt / 32,32 Gt = 99). Mit Stand 2016 füllt der Mensch die Atmosphäre alle einhundert Jahre mit Kohlendioxid.

    Natürliches Kohlendioxid

    (ohne Felder, Seen, Flüsse, Moore, Dauerfrostböden (Taiga) oder Schneewüsten)

    Menschlich veratmetes CO2 (approximativ)
    Angenommen, jeder Mensch hat permanent eine Leistungsaufnahme von 70 Watt. Angenommen, diese Leistung wird aus Substanzen gewonnen, deren Zusammensetzung Erdöl-ähnlich ist. Dann können wir mit 1kg oe = 11,63 kWh die Zeit t berechnen, bis wir ein kg oe veratmet haben:
    t = 11,63 kWh / 70 W = 166,1 h = 6,92 d.
    Dieses kg oe entspricht 3,14 kg Kohlendioxid, somit braucht ein Mensch 2,204 Tage, um ein Kilogramm Kohlendioxid zu erzeugen (6,92 d / 3,14 kg = 2,204 d/kg).
    Er erzeugt 1/2,204 kg/d = 0,454 kg CO2 pro Tag,
    oder 0,454 kg * 365 d/y = 165,7 kg CO2 pro Jahr.
    Die Weltbevölkerung von rund 8 Milliarden Menschen veratmet 1326 Mt CO2 pro Jahr (0,1657 t * 8e9 = 1,326 Gt).
    Im Verhältnis zum fossil erzeugten Kohlendioxid (32,32 Gt/y / 1,326 Gt/y = 24,37) ist dies rund 1/24 der Menge.

    Wälder
    Nach [5] sind weltweit in Wäldern
    mwc = 862 Gt (862 Mrd. Tonnen)
    Kohlenstoff vorhanden. Diese Menge entspricht rund
    mwco2 = 862 Gt * 3,666 = 3,16 Tt Kohlendioxid.

    Ozeane
    Kohlendioxid ist mit 0,01% Massenanteil in den Ozeanen gelöst [9]. Deren Volumen wurde 2009 auf 1,33e9 km³ geschätzt [39]. Das Gewicht von maritimem Kohlendioxid in Ozeanen ist mit einer Dichte von rund 1 t/m³ etwa
    moco2 = 1,33e9 km³ * 0,0001 * 1 t/m³ = 1,33e18 m³ * 0,0001 * 1 t/m³ = 133e12 t
    moco2 = 133 Tt (Terratonnen).

    Zusammen binden Wälder und Ozeane etwa
    mwo_co2 = 3,16 Tt + 133 Tt
    mwo_co2 = 136,2 Tt Kohlendioxid.

    Wälder und Ozeane enthalten damit rund 43 mal soviel Kohlendioxid, wie die Atmosphäre (136,2 Tt / 3,2 Tt = 42,6).

    Im Vergleich zum jährlich fossil produzierten Kohlendioxid der Menschen ist dort viertausend mal soviel Kohlendioxid gespeichert (136,2 Tt / 32,32 Gt = 4214).

    Kalkstein
    Karbonatgestein (Kalkstein) [8] bindet derzeit etwa
    mcarb = 60e15 Tonnen = 60 Pt (Petatonnen) Kohlendioxid. Das ist 440 mal die Menge von Kohlendioxid in Ozeanen und Wäldern (60 Pt / 136,2 Tt = 441). Dieses Kohlendioxid kann nur durch saure Reaktionen gelöst werden und wird als passiv eingeschätzt.

    Dauerfrostböden
    Unbekannte, aber große und bei Erwärmung leicht lösliche Mengen Kohlendioxid sind im Boden, in Mooren (Taiga) und Dauerfrostböden (Taiga, Arktis, Grönland, Antarktis) gespeichert.

    Vergleich der Klimawirkung von Kohlendioxid und Wasser

    Wasserdunst blockiert im nahen Infrarot qualitativ etwa fünfmal effizienter als Kohlendioxid, siehe Abb.1 und Abb.6. Während Kohlendioxid eine typischen Konzentration um 400 ppm zeigt, variiert die Konzentration von Wasser an der Sättigungsgrenze zwischen -50°C (über Eis) und +50°C (über Wasser) zwischen 0,038 g/m³ (0,038 g / 1200 g = 31,7 ppm) und 82 g/m³ (82 g / 1200 g = 68333 ppm) [58].

    Stellt man den Konzentrationsunterschied ins Verhältnis, so kann Wasserdunst um einen Faktor bis etwa einhundertsiebzig wirksamer sein (68000 ppm / 400 ppm = 170). In Multiplikation mit der etwa fünffach höheren spektralen Effiziens ergibt sich ein maximales Verhältnis der klimarelevanten Effiziens von Wasser in nichtkondensierter Form zu Kohlendioxid bis zu einem Faktor von achthundertfünfzig (170 * 5 = 850).

    In der Hochatmosphäre wird die Wasser-Konzentration kältebedingt ihr Minimum (31,7 ppm) erreichen, dort ist Wasser etwa dreizehn mal ineffizienter als Kohlendioxid (410 ppm / 31,7 ppm = 12,93). Anders ausgedrückt: Eine feuchte Luftschicht muß dort dreizehn mal dicker sein, als Kohlendioxid, um vergleichbare spektrale Wirkung zu erzielen. Insofern ist davon auszugehen, daß eine Klimawirkung des Flugverkehrs eher mit Kohlendioxid korreliert.

    Anhang 4
    Zum Wirkungsgrad elektrischer Verkehrsmittel

    Es entspricht der sinkenden naturwissenschaftlichen Bildung in Deutschland, daß (insbesondere elektrische) Verkehrsmittel mit deren Nettoverbrauch angegeben werden (können). Der ist beim PKW repräsentativ, aber nicht bei elektrisch betriebenen Verkehrsmitteln Anh.4, weil die Übertragungs- und Speicherverluste für Elektroenergie unbekannt sind. Wir haben bei allen Verkehrsmitteln nach dem Primärenergieverbrauch zu fragen, wollen wir die tatsächliche Kohlendioxidbelastung ermitteln. Bei einer Nachrechnung werden wir Wunder erleben. Hier haben elektrische Verkehrsmittel ein gravierendes Problem.

    Verluste durch zentrale Energieversorgung (ZEV)

    Statistiken weisen manchmal Löcher auf. In diesem Fall sind es unklare Daten zum Verhältnis der von Kraftwerken aufgenommenen und abgegebenen Energie zur Restenergie, die von Verbrauchern genutzt werden kann. Es gibt extreme Widersprüche. Insbesondere die Frage, wieviel Kohle verbrannt wurde, um beim Verbraucher eine Kilowattstunde zu produzieren, ist nicht zweifelsfrei beantwortbar.

    Wirkungsgrad von Kohle-Kraftwerken
    Wie wir wissen, brauchen unstete Wind- und Solarenergie eine 50%-ige Ergänzung durch Grundlast-Kraftwerke. Nach dem Willen von Frau Merkel werden das in DE keine Atomkraftwerke sein. Bleiben Biomasse, Kohle, Erdöl und Erdgas. Der durchschnittliche Wirkungsgrad eines Kohlekraftwerkes liegt nach IEA bei 38% [44]. Auch der Wirkungsgrad anderer Dampfkraftwerke oder thermischer Kraftwerke dürfte vergleichbar sein. Wird also Kohle zur Stromerzeugung genutzt, heizen 62% der eingesetzten Kohle die Umgebung. Und sie erzeugen unnötig viel Kohlendioxid. Wollen wir also elektrisch mit Kohlenenergie heizen, so verbrauchen wir fast dreimal soviel Kohle, als würden wir die Kohle im Kachelofen direkt verbrennen. Benutzen wir eine Wärmepumpe, so muß diese mindestens einen Pumpenfaktor von drei aufweisen, um in der Effizienz mit dem Kachelofen gleichziehen zu können.

    Wirkungsgrad von Pumpspeicherwerken
    Aus der AGEB-Bilanz für 2018 (PDF [67]) geht hervor, daß die deutschen Pumpspeicherwerke mit einem Wirkungsgrad von 75% arbeiteten (Seite 31, rechts oben) "Pumpspeicher nahmen 8,4 PW Strom auf und gaben 6,3 PW wieder ab." (6,3/8,4 = 75%). Dieser Wirkungsgrad ist insofern relevant, weil er den Ertrag der nichtkontinuierlichen Energien (Wind und Solar) schmälert. Um wieviel wollen wir herausfinden. Windkraft wird ebenda mit 92,2 PW angegeben, Photovoltaik mit 46,2 PW, zusammen lieferten sie also 138,4 PW. Dividieren wir 8,4 PW durch 138,4 PW, so kommen wir auf durchschnittlich 6,07%. Folglich wurden nur 6,07% der Solar- und Windenergie zwischengespeichert, der Rest wurde offenbar als Laständerung oder Stromaustausch von Kraftwerken abgefangen. Das ist erstaunlich wenig. Es zeigt, wie wichtig Grundlastkraftwerke für die Effizienz von Windkraft- und Solaranlagen sind.

    Wirkungsgrad der Energieübertragung

    Erster Rechenweg
    Aus der Bilanz der AGEB für 2017 geht hervor (Excel-File [67]), daß der Energieeinsatz zur Stromerzeugung bei 4747 PJ lag (Zelle AD18 in Tab.4.1). Demgegenüber betrug der elektrische Endenergieverbrauch 1871 PJ (Zelle AD11 in Tab.6.1). Dividieren wir diesen Endenergieverbrauch durch den Einsatz zur Stromerzeugung, erhalten wir 39,4% (1871/4747 = 39,4%).
    Das heißt:

    Zweiter Rechenweg
    Schauen wir diesen Wert genauer an, erkennen wir ein Problem. Thermische Kraftwerke (Kohle, Öl, Gas) haben bereits einen Wirkungsgrad von nur 38%. Der Wert 39,4% ist zu hoch. Entweder, andere Energiearten (Windkraft, Kernkraft) treiben den Durchschnitt nach oben, oder fossile Kraftwerke werden erst ab dem Stromzähler berechnet. Hier entsteht große Unsicherheit, ob der Kraftwerk-Wirkungsgrad bereits berücksichtigt wurde. Denn fossile Energien machten recht viel aus, nämlich 58,8% der Stromerzeugung (Summe =AD34+AD35+AD36+AD37 in Tab.4.1, [67]).

    Denken wir an den Standard-Wirkungsgrad eines thermischen Kraftwerkes von etwa 38% nach IEA, dann könnten wir schlußfolgern, daß sich die AGEB-Zahl für den Energieeinsatz auf Strom ab Kraftwerk beziehen muß. Das würde implizieren, das der Gesamtwirkungsgrad für 100% Kohle/Öl/Gas von Kraftwerk (38%) und zentraler Energieversorgung (39,4%) bei 14,9% lag (38% * 39,4% = 14,9%).
    Das hieße:

    Dritter Rechenweg
    Unser Strom kommt aus verschiedenen Quellen. Recherchen zum Thema Strommix werden durch verschiedene Zahlen im Internet erschwert, siehe [12] contra [31], [64], [65] und [67]. Letztlich wurde Quelle [67] genutzt, die auf die Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen (AGEB) 2017 zurückgeht.

    Rechnen wir über alle Energien, ergibt sich ein anderes Bild. Nach [67] war der

    Primärenergieverbrauch Deutschlands 2017 (alle Energien)

    Insgesamt wurden 13594 PJ (Petajoule) produziert, davon 80,4% aus fossilen Trägern und nur 13,1% aus regenerierbaren Energieträgern (Biomasse 9%, Windkraft 3,1%, Solarkraft 1%).

    Mit 1PJ = 0,278 TWh lag der Primärenergieverbrauch von DE damit bei 3,78 PWh (13594 * 0,278 TWh) entsprechend 325 Mtoe (3,78e15 / 11,63e6).

    Davon wurden 9593 PJ = 2,67 PWh (Petawattstunden) oder 70% importiert (9593 PJ / 13594 PJ = 70,56%).

    Im XLS-File der AGEB [67] finden wir auch den Endenergieverbrauch. Danach kamen 9329 PJ = 2,59 PWh beim Verbraucher an, das sind genau 68,6% (9329 PJ / 13594 PJ = 0,686). Anders gesprochen: 31,4% der eingesetzten Energien verschwanden spurlos. Da Tankwagen selten verunglücken, dürften die Verluste ausschließlich im Stromnetz zu finden sein. Arbeitet ein Kohlekraftwerk mit einem Standard-Wirkungsgrad von 38%, so können wir diese Netzverluste gleich mit einrechnen, macht 26,1% (38% * 68,6% = 26,068%).

    Selbst bei einem für 2030 avisierten Strommix von 50% - mehr ist mit Wind und Sonne nicht zu erreichen, soll das Netz bei langen Flauten nicht zusammenbrechen - werden wir nur einen Wirkungsgrad von 52,1% erreichen (26,068% / 50%). Mit anderen Worten: Nur 52% der eingesetzten (Kohle-) Energie kommen beim Verbraucher an.

    Zur Stromerzeugung wurden 2017 in DE verwendet [67]:

    Erneuerbare zu fossilen Sromquellen stehen damit im Verhältnis 21,5 / 58,5 = 36,75% (Fossil 28,6 + 15,5 + 13,4 + 1 = 58,5%). 63,25% des Strommix stammen folglich aus fossilen Quellen. (Kernenergie wird nicht betrachtet).

    Ein "Strommix" kann folglich auch nur etwa dieser Zusammensetzung entsprechen. Im Strommix waren 2017 folglich 63,25% fossile Energien enthalten.

    Wenn wir davon ausgehen, daß 63% des Strommix (2017) [67] derzeit aus Braunkohle stammt, dann können wir auch sagen, wenigstens 63% der Elektrofahrzeuge fahren mit fossilem Strom.

    Was bleibt von der Kohleenergie an den Rädern des E-Mobils übrig?

    Im Kohlenkraftwerk ist bereits am Ausgang des Generators (38%) der Wirkungsgrad des Dieselmotors (40%) erreicht. Während die Leistung beim Diesel jetzt schon die Räder des Autos treibt, wird der elektrische Strom aus dem Kraftwerk über bis zu 50 Stufen transformiert. Jede dieser Transformationen erzeugt Wärme - und vermindert damit den Gesamtwirkungsgrad der Kette.

    Ein Beispiel mit 15 Stufen:

    Jeder Schritt einer Energieumwandlung hat dabei einen begrenzten Wirkungsgrad. Bei einem Transformator entsteht z.B. typisch 1% Abwärme.

    Weitaus größere Verluste entstehen im Pumpspeicherwerk (typ. Wirkungsgrad 70%), beim Lade-/Entladezyklus des E-Mobils (typ. Wirkungsgrad 70%) und im Fahrregler/Elektromotor (typ. Wirkungsgrad 80%).

    Damit ergibt sich eine typische Kette von Wirkungsgraden für E-Mobilität:

    Wirkungsgrad eines mit Kohlestrom geladenen E-Mobils

    Es kommen nur 11,5% der verheizten Kohle-Energie an den Rädern des E-Mobils an! Im Gegensatz zu einem Wirkungsgrad von 40% eines modernen Diesels ist das bedrückend wenig. Die gute, alte Dampflok kann da mit ihrem 10% Wirkungsgrad mühelos mithalten.

    Wollen wir ein Akku-gespeistes E-Mobil mit einem Dieselmobil vergleichen, entfällt der erste Faktor (38%), weil ein Diesel etwa denselben Wirkungsgrad besitzt. Ohne Pumpspeicherung bleibt ein Wirkungsgrad von 43,3% (86% * 90% * 70% * 80% = 43,3%), mit Pumpspeicherung bleibt ein Wirkungsgrad von 30,3% (43,3% * 70% = 30,3%) gegenüber einem Diesel übrig.

    Was bleibt von der Windenergie an den Rädern des E-Mobils übrig?

    Wirkungsgrad eines mit Windstrom geladenen E-Mobils

    Nur rund ein Drittel der von Windrädern produzierten Energie kommt an den Rädern eines E-Mobils an. Zwei Drittel gehen als Übertragungs- und Speicherverluste verloren. Theoretisch wäre das nicht schlimm, mußten nicht auch die zwei Drittel verpuffter Energie bezahlt werden. Die hohen Kosten für den Windstrom sind also stets mit einem Faktor drei zu multiplizieren, um den realen Preis von E-Mobilität zu erfahren.

    Wieviele Windkraftwerke brauchen wir für E-Mobilität?

    Nach Zahlen des Statistischen Bundesamts [99] verbrauchten deutsche PKW im Jahre 2017 21,01 Mrd. Liter Diesel und 25,34 Mrd. Liter Benzin. Mit Anh.10 können wir die Werte in kWh umrechnen, die E-Mobile vergleichsweise bräuchten.

    Diesel: 21,01e9 l * 5 kWh/l = 105,1e9 kWh
    Benzin: 25,34e9 l * 4,66 kWh/l = 118,1e9 kWh
    _______
    Summe Diesel + Benzin = 223,2 Mrd. kWh

    2018 gab es 29213 Windkraftanlagen in DE. Sie erzeugten 111,5 Mrd. kWh. Pro Windrad waren es durchschnittlich 3,816 Mio. kWh. Würde die Energie der Windräder zu 100% an den PKW-Rädern ankommen, bräuchten wir 58472 Windräder. Leider aber kommen nur 30,3% an, siehe oben. Wir haben die Zahl der Windräder durch diesen Wirkungsgrad zu dividieren, um die Gesamtzahl der Windräder zu ermitteln: Damit brauchen wir rund zweihunderttausend Windräder (58472 / 30,3% = 192977) allein um die Elektroenergie für den PKW-Verkehr zu produzieren, bestünde dieser nur aus E-Mobilen.

    In Bezug auf 29213 vorhandene Windräder ist dies eine sportliche Herausforderung: Dort, wo jetzt ein Windrad steht, müßten rund sieben stehen, nur um den Energiehunger einer komplett elektrischen PKW-Flotte in DE zu decken (192977 / 29213 = 6,6).

    Hybridantriebe

    Sehen wir uns moderne Verbrenner-Hybridfahrzeuge an, bei denen der Akku vom Verbrennungsmotor geladen wird, entfallen die Transformationsverluste, die Übertragungs- und die Pumpspeicherverluste. Wir kommen zu folgender Bilanz:

    Wirkungsgrad eines Hybridfahrzeuges, vom Bordmotor geladen

    Bei rein elektrischem Betrieb des Hybriden kommen immerhin etwa 22,4% des verbrannten Kraftstoffs an den Rädern an, wenn der Akku vom Bordmotor geladen wird. Mit einem etwa doppelt so hohen Wirkungsgrad (22,4% / 11,5% = 1,95) sind Hybridfahrzeuge damit den Kohlestrom-gespeisten E-Mobilen eindeutig überlegen. Nicht reine E-Fahrzeuge, sondern Hybridfahrzeuge erzeugen weniger Kohlendioxid, werden sie nicht an der Steckdose mit Kohlenstrom geladen.

    Weil der Akku des Hybridfahrzeug im Stadtbetrieb aber zum großen Teil aus der Stromrückspeisung der (nutzlosen) Bremsenergie geladen wird, erhöht sich der Gesamtwirkungsgrad des Hybriden gegenüber dem reinen Verbrenner je nach Fahrprofil (Stadt oder Land) erheblich.

    Gehen wir vom Toyota Auris aus, dann zeigen Erfahrungswerte, daß er mit abgeschalteten Hybrid innerstädtisch etwa 7 Liter/100km braucht. Mit eingeschaltetem Hybrid sind es nur noch 4 Liter/100km. Wenn 7 Liter einem Wirkungsgrad von 40% entsprechen, dann entsprechen 4 Liter einem Wirkungsgrad von grob 70% (40% * 7/4 ).

    Was heißt das? Rund siebzig Prozent der eingesetzten Energie kommen beim Hybriden im Stadtverkehr an den Rädern an. Im Fernverkehr sinkt der Wirkungsgrad dann wieder auf die 40% des Verbrennungsmotors. Der Hybride verursacht damit mit Abstand die geringsten Kohlendioxidemissionen. Die Förderung von Hybridfahrzeugen würde Deutschland den Pariser Klimazielen erheblich näher bringen.

    Anhang 5
    Eintrag von Kohlendioxid in die Hochatmosphäre

    Kohlendioxid ist schwerer als Luft. Der Kohlendioxid-Eintrag von Kraftwerken, Verkehr und Heizung ist bodennah. Falls der Wind nicht zu stark weht, wird er bodennah sofort wieder abgebaut. Eine Wirkung auf die Albedo ist eher als gering anzunehmen. Mit dem Flugverkehr sieht es anders aus. Flugzeuge fliegen in einer Höhe von rund 10 Kilometern. Sie beeinflussen mit ihren Abgasen direkt die Hochatmosphäre.

    Die Datenbank der IEA [44] zeigte eine Weltemission der Erde von 32,32 Gt (Gigatonnen) Kohlendioxid für 2016. Der Flugverkehr erbringt 2,69% der weltweiten Gesamtmenge von fossilem Kohlendioxid, also 2,69% * 32,32 Gt = 0,869 Gt.

    Kerosin ist Dieselöl ähnlich. Nach Anh.3 entstehen pro Tonne rund 3,14 t Kohlendioxid und 1,28 t Wasser, in Summe entstehen pro Tonne Kerosin rund 4,4 t sog. "Klimakiller"-Gase (Wasser und Kohlendioxid). Damit können wir den Kerosinverbrauch berechnen: 0,869 Gt / 3,14 t = 0,277 Gt Kerosin. Das sind 277e6 Tonnen oder 277e9 Liter (277 Gl) Kerosin, die verbraucht wurden.
    CO2 = 869 Mt (Mio. Tonnen) und
    H2O = 355 Mt (= 277 Mt * 1,28).

    Zusammen werden durch die Luftfahrt rund (869 + 355) Mt = 1,22 Gt Klimakillergase in 10 km Höhe freigesetzt.

    Im Verhältnis zum Kohlendioxid der Erdatmosphäre nach Anh.3 zeigt sich, wie der Flugverkehr die Erdatmosphere mit Kohlendioxid von oben "befüllt". Dazu dividieren wir das gesamte, in der Atmosphäre anzutreffende Kohlendioxid durch die Flugflottenemission: (3,2 Tt / 869 Mt/a) = 3682/a. Anders ausgedrückt: Flugzeuge sättigen die Atmosphäre etwa in 3700 Jahren vollständig mit Kohlendioxid. Aus 10 km Höhe driftet das Kohlendioxid langsam nach unten. Am Boden wird es abgebaut.

    Je geringer die Konzentration von Kohlendioxid und Wasser, desto länger ist deren Verweildauer in der Atmosphäre. Da nicht klar ist, wie lange Wasserdampf und Kohlendioxid zehn Kilometer zurück zur Erdoberfläche brauchen, um dort abgebaut werden zu können, muß keine Klimawirkung des Flugverkehrs angenommen werden. Die Keeling-Kurve in Vergleich zur Entwicklung des Flugverkehrs (Abb.5) deutet genauso darauf hin, wie die vertikale Verteilung des Kohlendioxids in Abb.6 .

    Betrachten wir den Flugzeug-Verbrauch pro Passagierkilometer von 5,3 Litern pro Hundert Kilometer im Verhältnis zu anderen Verkehrsmitteln, so wird deutlich, daß diese besser ist, als bei Alleinfahrt im PKW auf der Autobahn (6,3 Liter pro 100 km). Sie ist aber schlechter, sobald im PKW mehrere Personen transportiert werden. Sie ist auch deutlich schlechter, als die eines Fernbus, siehe Anh.13. Hinzu kommt, daß erst das Flugzeug den Massen-Transport über sehr weite Strecken ermöglicht.

    Die zugehörige Kohlendioxidemission des Flugzeugs ist übrigens 164 g/km (5,3 l/100 km = 0,053 l/km; 0,053 l/km * 3,1 kg/l = 164 g/km).

    Anhang 6
    Dicke der menschengemachten Kohlendioxidhülle der Erde

    Um eine bildliche Vorstellung zu bekommen, wieviel CO2 die Menschheit jährlich erzeugt, wollen wir noch die Dicke der menschengemachten CO2-Schicht nachrechnen, die sich jährlich um die Erde legt.

    Oberfläche der Erde
    Beträgt der Erddurchmesser d etwa 12730 km, dann besitzt die Erde als angenäherte Kugel etwa eine Oberfläche A von:
    A = π d² = π * (12730 km)² = 509e12 m² = 509 Millionen km²

    Dicke einer fiktiven, menschengemachten Rußschicht
    Ruß (Graphit) hat eine Dichte ρ von 2,26 g/cm³ = 2,6 T/m³. Nach Anhang 3 holt der Mensch jährlich etwa 5,43 Mrd. Tonnen reinen Kohlenstoff aus der Erde. Das zu dieser Masse m gehörige Kohlenstoff- (Graphit-) Volumen V ist mit ρ = m / V:
    V = m / ρ = (5,43e9 T) / (2,26 g/cm³)
    V = (5,43e15 g) / (2,26 g/cm³)
    V = 2,4e15 cm³ = 2,4e9 m³.

    Die Belaghöhe h auf der Erdoberfläche erhalten wir, indem das Volumen V durch die Fläche A der Erde geteilt wird:
    h = V / A
    h = (2,4e9 m³) / (509e12 m²)
    h = 4,72 µm

    In Worten: Die Menschheit erzeugt und verbrennt pro Jahr eine Kohlenstoffmenge, die die Erde mit einer 4,7 Mikrometer dicken Kohlenstoffschicht bedecken würde. Diese Schichtdicke entspricht einem Zehntel der Dicke eines menschlichen Haares.

    Im Vergleich zu kilometertiefen Ozeanen ist diese hauchzarte Schicht wohl eher vernachlässigbar.

    Adäquate Dicke der Kohlendioxidhülle
    Rechnen wir nach Anhang 3 mit etwa 20 Mrd. Tonnen menschengemachtem Kohlendioxid pro Jahr, und entspricht ein Mol Kohlendioxid rund 22,4 Litern (l), dann besitzt ein Gramm CO2 ein Volumen von rund 0,5 Litern:
    44 g CO2 ~ 22,4 l (ergibt sich aus der Molmasse)
    1g CO2 ~ 22,4/44 l = 0,509 l

    Auf Höhe des Meeresspiegels nehmen 20 Mrd. Tonnen CO2 (20e15 Gramm) ein Volumen V ein von etwa:
    V / 22,4 l = 20e15 g / 44 g
    V = 10,2e15 l = 10200 km³

    Verteilen wir dieses Volumen auf die Erdoberfläche A, dann ergibt dies jährlich eine Höhe h von:
    V = A * h
    h = V / A = 10200 km³ / 509e6 km² = 0,02 m = 2 cm

    Im Verhältnis zu einer Höhe der dichten Atmosphäre von rund 10 Kilometern entsprechen diese zwei Zentimeter (2 cm / 10 km) = 1 / 500000) ganz grob einem Fünfhunderttausendstel der Dicke der Erdatmosphäre.

    Anhang 7
    Variation des Energieeintrags der Sonne

    Die Erde bietet der Sonne eine Oberfläche A als Scheibe an mit A = π d², wenn d den mittleren Erddurchmesser darstellt. Mit d = 12742 km (Wikipedia) folgt die der Sonne dargebotene Fläche A mit
    A = π d² = 510 Mio. km²

    Wärmeeinstrahlung der Sonne
    Reflektieren Wolken im Mittel geschätzt etwa 30% direkt ins All zurück, und rechnen wir mit einer Solarkonstante K von 1367 W/m² (Leistung pro m²), so nimmt die Erde permanent die Leistung Pe in Form von Wärme auf:
    Pe = K * 70% * A = 1376 W/m² * 0,7 * 510e6 km²
    Pe = 488e15 W
    Pe = 488 PW (Petawatt)

    5%-Variation der Wärmeeinstrahlung der Sonne
    Die 5%-Variation Pv der Sonneneinstrahlung beträgt
    Pv = Pe * 5% = 488 PW * 0,05 = 24,4 PW (Petawatt)

    Wärmeeinstrahlung der Sonne zu menschengemachter Wärme
    Dividieren wir die Wärmeleistungsaufnahme der Erde Pe durch die mittlere vom Menschen erzeugte/verbrauchte Leistung Pm nach Anh.1, so erhalten wir ein Verhältnis j beider Größen von
    j = Pe / Pm
    j = 488 PW / 17,6 TW = 27727.

    In Worten: Die Sonne strahlt rund dreißigtausend mal soviel Wärmeleistung zur Erde herein, wie die Menschheit im Mittel erzeugt.

    Variation der Sonneneinstrahlung
    Wenn die Variation der Sonneneinstrahlung, wie von Astronomen angenommen, etwa 5 Prozent beträgt, dann entspricht diese Variation 5 Prozent dieser Leistung, also dem
    (5% * j) = 0,05 * 27727 = 1386-fachen des Weltenergieverbrauchs der Menschheit.

    Mit anderen Worten: Sollte die Sonnenstrahlung um 5 Prozent variieren, dann variiert sie mit der rund 1400-fachen Wirkung des Weltenergieverbrauchs der Menschheit.

    Anhang 8
    Energieeintrag aller Wüsten und Halbwüsten


    Sahara

    Fläche der Sahara: 9 Mio. km² (Wikipedia)
    Solarkonstante: 1367 W/m²
    effektive Einstrahlung in Äquatornähe: rund 1000 W/m²
    einkommende Reflexion an Wolken (Albedo): 80% [17]
    Als Wärme-Überschuß bei wolkenfreiem Himmel in Relation zum bewölkten Himmel werden 800 W/m² angenommen mit 8 Stunden Sonnenschein pro Tag; 365 Tage pro Jahr: 365 * 8 h = 2920 h/a

    Energieeintrag der Sahara Es pro Jahr:
    Es = Fläche * Sonnenscheindauer * Stunden_pro_Jahr
    Es = 9e12 m² * 800W/m² * 2920 h/a
    Es = 21e18 Wh/a (Wattstunden pro Jahr)
    Es = 21 EWh/a (Exawattstunden pro Jahr; Exa: 1e18)

    Verhältnis n als Energieeintrag der Sahara Es zum Weltenergieverbrauch Em 2011:
    n = Es / Em = 21000 PWh/a / 144,9 PWh/a
    n = 144,93

    Die nicht bewölkte Sahara trägt im Vergleich zu einer bewölkten Sahara rund einhundertfünfzig mal soviel Energie ein, wie die Menschheit jährlich produziert.

    Trocken-warme Wüsten zusammen

    Rechnet man die trocken-warmen Wüsten und Halbwüsten der Erde zusammen, dann kommen wir auf eine Fläche um die 30 Mio. km². Das ist etwas mehr als die dreifache Fläche der Sahara. Entsprechend dürfte der Wärmeeintrag auch etwa der dreifache sein. Aus Anh.1 wissen wir, daß die Sahara eine Energie Es von etwa 21000 Petawattstunden pro Jahr einbringt. Die Sahara bringt dabei eine gemittelte Wärmeleistung ein von
    Ps = Es / t = 21e18 Wh/a / (365*24 h) = 2,4e15 W = 2,4 Petawatt, siehe oben.

    Alle Wüstengebiete zusammen bringen etwa dreimal soviel ein, sie erzeugen eine Leistung von rund
    Pw = 3 * Ps = 7,2 Petawatt.

    Im Verhältnis zum Weltenergieverbrauch (ausgedrückt als Leistung) Pm von 17,6 TW (2016) liefern die Wüstengebiete Pw mit rund 7,2 Petawatt etwa
    7,2 PW / 17,6 TW = 409 mal mehr Wärmeleistung.

    Begrünte Wüsten

    Eine 5%-Variation der Sonnenstrahlung Pv bringt in Relation zur Absorption von Wüsten und Halbwüsten zusammen (Pw) einen Faktor i
    i = Pv / Pw = 17,6 PW / 7,2 PW = 2,44 = 244%

    In Worten: Die von Astronomen gefürchtete 5% Variation der Sonneneinstrahlung ist nur rund zweieinhalb mal stärker, als die zusätzliche Einstrahlung, die durch alle Wüsten und Halbwüsten der Erde zusammen absorbiert wird.

    Könnten wir alle Wüsten und Halbwüsten begrünen, würden wir damit eine Erhöhung der Sonneneinstrahlung von bis zu 2 Prozent kompensieren:
    NR: x = 0,05 * 7,2 PW / 17,6 PW = 2%.

    Anhang 9
    Rechnungen zur blockierten Rückstrahlung

    Astronomisch betrachtet, ergibt sich die Erdtemparatur aus der Wechselwirkung zwischen der Erwärmung durch die Sonne und der permanenten Rückstrahlung der Erde in das mit 3 Kelvin sehr kalte Weltall rundherum. Zwischen Einstrahlung und Rückstrahlung entsteht ein Gleichgewicht. Um Erderwärmung zu analysieren, sind beide Seiten zu betrachten. An der Berechnung der Rückstrahlung allerdings scheiden sich die Geister.

    Dabei strahlt die Sonne auf die Erde als Scheibe mit der Fläche
    AS = π d² / 4.

    Für die Rückstrahlung nähern wir die Erde als kugelförmigen Punktstrahler an, die Erdkugel hat die Oberfläche
    AR = π d².

    Vergleichen wir beide Flächen, so ist zu erkennen, das die ins All zurückstrahlende Fläche genau vier mal größer als die von der Sonne bestrahlte Fläche ist,
    AR / AS = 4.

    Mit einer Solarkonstante S = 1367 W/m² strahlt die Sonne permanent mit rund
    PS = S * AS = S * π d² / 4 = 1367 W/m² * π * (12742 km)² = 697e15 Watt
    PS = 697,1 PW (Petawatt)

    auf die Erde. Davon werden je nach Quelle 20% bis 30% sofort von Wolken zurück ins All gestrahlt. Es bleiben
    Pw = 70% * 697,1 PW = 488 PW,

    die auf der Erde ankommen. Das ist rund der dreißigtausendfache Weltenergieverbrauch von 2016 (488 PW / 17,6 TW = 27727).

    Soll sich die Erde weder erwärmen noch abkühlen, so muß die ankommende Strahlungsleistung im Mittel der abgegebenen Strahlungsleistung gleich sein.

    Um die im Mittel zurückgestrahlte Strahlungsleistung PR pro Quadratmeter zu berechnen, brauchen wir also nur die Solarkonstante mit 70% zu multiplizieren und durch das Flächenverhältnis zu teilen.
    PR = S * 70% / 4 = 1367 W/m² * 0,7 / 4 = 239 W/m².

    Wir kommen pro Quadratmeter Erdoberfläche auf 239 Watt, die im Durchschnitt permanent zurück ins All gestrahlt werden.

    Wie verändert Kohlendioxid die Rückstrahlung nun? An dieser Stelle scheiden sich die Geister. Im WWW finden wir verschiedenste Annahmen zur durch Kohlendioxid blockierten Rückstrahlung Pb. Schon Heinz Hug [34] berechnete, daß Kohlendioxid die Atmosphäre bereits auf 10 Meter optisch dicht macht und keine Rückstrahlung mehr durchgelassen wird. Dies würde bedeuten, daß die Rückstrahlung konstant bleibt, daß sie unabhängig von einer noch weiter steigenden Kohlendioxidkonzentration ist.

    Es entsteht der Verdacht, das Wasserdampf/-dunst der Übeltäter ist. Nachts kühlt er ab und kondensiert - damit blockiert er die Rückstrahlung komplett. Tags erwärmt sich die Luft, die Kondensation verschwindet und die Sonne wärmt. Nur klare Nächte sind lausig kalt.

    Blockierte Rückstrahlung -
    Wasser- und Kohlendioxid-Absorption von 9 bis 13 µm

    Die Energieabstrahlung eines schwarzen Körpers nimmt nach dem Stefan/Boltzmann Gesetz mit der Temperatur zur vierten Potenz ab. Um uns ein Bild zu machen, welche Wellenlänge zu welcher Temperatur eines schwarzen Strahlers paßt, wollen wir einen Blick auf die Planck-Kurven werfen.

    Strahlungsdichte schwarzer Strahler

    Wir sehen, daß Kohlendioxid nur energiearme, kalte Strahlung (rechtsseitig) blockiert, während Wasserdunst beidseitig blockiert. Die Wirkung von Wasser erscheint damit qualitativ höher. Weil auch die Konzentration von Wasser aus vorn erörterten Gründen höher anzusetzen ist, können wir davon ausgehen, daß Wasserdunst der Klimakiller No.1 ist. Dazu würde die Wasserdunstglocke passen, die von Flugzeugen in der Hochatmosphäre gemacht wird. Als Argument ist die geringe Molekülmasse zu nennen, die Wasserdunst im Gegensatz zu Kohlendioxid so lange dort oben verweilen läßt, bis er kondensiert und damit schwerer wird als die umgebende Luft.

    Anhang 10
    Akkukapazität contra Tankvolumen

    Gibt es eine Möglichkeit, den Tankinhalt eines Dieselfahrzeugs mit der Akkukapazität eines Elektrofahrzeugs zu vergleichen?

    Diesel hat einen Brennwert von rund 12,6 kWh/kg oder 10,4 kWh/l (kWh/l: Kilowattstunden pro Liter) [21]. Ältere PKW-Dieselmotoren besitzen einen Wirkungsgrad von 36%, moderne Turbo-Einspritzermodelle kommen auf einen Wirkungsgrad bis zu 43% [22]. Pro Liter Diesel geben sie folglich eine mechanische Energiemenge von 10,4 kWh/l * (36%...43%) = 3,75...4,47 kWh/l (Kilowattstunden pro Liter) ab. Für folgende Rechnungen nehmen wir einen Mittelwert von rund 4 kWh/l an.

    Vom geladenen Akku zum Antrieb könnten E-Autos einen Wirkungsgrad um 80% erreichen. Von 100 kWh im Akku bleiben dann etwa 80 kWh übrig, die auf die Straße gebracht werden können. Der Rest wird in Akku, Fahrregler und E-Motor in Wärme umgewandelt. Um auch diesen Wirkungsgrad zu berücksichtigen, haben wir die 4 kWh/l durch den Wirkungsgrad des E-Autos zu dividieren: 4 kWh/l / 80% = 5 kWh/l.

    Diese 5 Kilowattstunden pro Liter Diesel bieten nun die Möglichkeit, die Batteriekapazität eines Elektroautos in dem Tankinhalt eines Dieselautos umzurechnen. Wir brauchen die Akkukapazität in kWh lediglich durch 5 zu dividieren, um das Dieseläquivalent in Litern zu erhalten.

    In Worten: Das Dieseläquivalent L in Litern ergibt sich aus der Batteriekapazität E des E-Autos in Kilowattstunden dividiert durch eine Konstante Hd:

    Der Wert dieser Konstanten Hd liegt, wie oben hergeleitet, typisch bei etwa

    Die Batteriekapazität läßt sich auch auf Benzin umrechnen. Benzin hat mit 9,7 kWh/l einen geringeren Brennwert als Diesel. Das Brennwertverhältnis von Benzin zu Diesel beträgt 9,7 / 10,4 = 93,3%. Um die Heinz-Konstante für Benzin Hb zu erhalten, multiplizieren wir die des Diesels mit 93,3%:

    (Hierbei nehmen wir implizit grob an, daß der Wirkungsgrad unseres Benziners bei 40% liegt.)

    Betrachten wir die Batteriekapazität von modernsten Elektro-PKW nach [24], so können wir diese jetzt direkt in Litern Tankinhalt Diesel oder Benzin ausdrücken, siehe Tab.1. Wir dividieren dazu die Akkukapazität (Energie) durch die Hd-Konstante

    Die Tabelle möge nur beispielhaft gelten, sie wiederspiegelt lediglich das Spektrum angebotener Akku-Kapazitäten am Jahresende 2018.

    Die Tabelle zeigt: Hat mein PKW eine Tankreserve von fünf Litern, so entspricht diese energetisch dem prallvollen Akku eines Hyundai Ionic. Mit dem neuen E-Fahrzeug ist also der Seidenfuß auf dem Gaspedal überlebensnotwendig. Man könnte auch sagen: Elektrisch fahren wir im Bereich der Tankreserve eines Otto-Motors.

    Würden Sie mit 20 Litern Tankinhalt von Berlin zum Skifahren in die Dolomiten aufbrechen? Noch dazu mit dem Wissen bewaffnet, daß die Supercharger-Ladestellen (Schnelladesäulen) auf der Autobahn gerade defekt oder besetzt sind und daß das Nachladen an der hauseigenen Drehstrom-Steckdose des Hotels (mit maximal 11 kW) fast 10 Stunden dauert, um diese 20 Liter (100 kWh) nachzuladen? Der Akku, der diese 20 Liter Dieseläquivalent in 7104 Zellen aufnimmt, wiegt übrigens stolze 600 Kilogramm - ein Hinweis darauf, welch gigantische Umweltschäden der Erde bei massenhafter Elektromobilität winken. Gleichzeitig mag dies auch ein Hinweis darauf sein, wieviel fossile Energie bei der Herstellung dieses Akkus vorab verbraucht wurde.

    Auf der anderen Seite ruiniert jede Schnelladung einen Akku viel schneller, als eine Normalladung. Für den Tesla-Akku gibt es dazu Belege in [123]. So soll der Tesla-Akku bereits nach 25 Schnelladungen deutlich nachlassen. Fazit: Die Technik der E-Mobilität ist weder ausgereift, noch tauglich um Benzin und Diesel als Energieträger zu ersetzen.

    Energie-Masse-Verhältnis eines Akkus:
    Dividieren wir die Masse durch die gespeicherte Energie, so erhalten wir das Masse-Energie-Verhältnis MEV vergleichbarer Akkus (als Referenz nehmen wir den Tesla-Akku)
    MEVa = 600 kg / 100 kWh = 6 kg/kWh (Kilogramm pro Kilowattstunde).

    Dessen Inverse, das Energie-Masse-Verhältnis EMV ist dann
    EMVa = 100 kWh / 600 kg = 0,167 kWh/kg (Kilowattstunden pro Kilogramm).

    Energie-Masse-Verhältnis eines Dieseltanks:
    Unter der Annahme, ein Diesel-Tank hat komplett mit Diesel gefüllt grob eine Dichte d = 1 kg/l (Kilogramm pro Liter), können wir zum Vergleich das EMV eines Diesels ausrechnen.
    EMVd = Hd / d = 5 kWh/l / 1 kg/l = 5 kWh/kg.

    Der Dieseltank hat gegenüber dem Akku folglich ein dreißigfach höheres Energie-Masse-Verhältnis (5 kWh/kg zu 0,167 kWh/kg = 30). Bei gleicher, gespeicherter Energie wiegt der LiPo-Akku also rund 30-mal soviel, wie der Dieseltank.

    Wir sehen, mit äquivalenten Diesel-Tank-Volumina von 3 bis 20 Litern sind E-Autos für die Stadt hervorragend, aber für Fernfahrten eher ungeeignet. Wenn wir uns also ein neues Fahrzeug anschaffen wollen, sollten wir genau bedenken, welche Fahrstrecken zu bewältigen sind.

    Ebenfalls zu beachten ist, daß nachts die Sonne nicht scheint. Wenn wir also nachts laden, kommt der Strom bei Windstille aus dem Kohlekraftwerk. Und dann produzieren wir pro verbrauchter Antriebsleistung 3,5 mal soviel Kohlendioxid wie ein Diesel, siehe Anh.4.

    Unabhängig von politischen Beschlüssen müssen wir wohl oder übel erkennen, daß eine flächendeckende E-Mobilität auf der Straße mit Akku-betriebenen Fahrzeugen derzeit eine Horrorvision ist, die keiner technischen Analyse standhält.

    PS: Der Berlin-Brandenburgische Innovationspreis 2018 [77] wurde an einen "batteriebetriebenen Zug" (keine Modelleisenbahn) mit einer Kapazität der Batterie von - Zitat: "18.000 Smartphone-Akkus" verliehen. Bei durchschnittlich 3,7 Volt und 2,8 Ah sind das rund 10 Wattstunden pro Akku (3,7 V mal 2,8 Ah ~ 10 Wh). Zehn Wattstunden mal 18.000 Akkus macht 180 kWh (Kilowattstunden), mit der H-Konstante in Diesel umgerechnet (Division durch 5 kWh/l) entspricht dies einem Tankinhalt von 36 Litern Diesel. Dieser Akku wiegt dann mehr als 1080 kg (180 kWh / EMVd = 180 kWh / 0,167 kWh/kg = 1080 kg). Würden Sie als Eisenbahner eine Diesellok mit 36 Litern Diesel im Tank vor einen Zug spannen? Eher nicht?


    Anhang 11
    Ersatz von fossilem Kohlenstoff

    Wie schon erörtert, ist unsere Wirtschaft vollständig von Kohlenstoff abhängig. Eine Energiewende allein löst nicht ansatzweise dieses Problem. Selbst wenn wir genug preiswerte Energie hätten, bräuchten wir noch den Kohlenstoff.

    Gehen wir davon aus, daß Kohle und Erdöl über die nächsten Generationen langsam versiegen, dann sind alternative Kohlenstoffträger gefragt. Pflanzen, insbesondere Holz, haben eine unvergleichlich effiziente Art, Kohlenstoff aus dem Kohlendioxid der Luft zu gewinnen. Wie groß müssten Deutschlands Wälder sein, um wenigstens genug Diesel für den Transport und für Landmaschinen, sowie Kohlenstoff für die Industrie (Chemie, Plast, Stahl, Beton etc.) zu gewinnen?

    Derzeit existieren weltweit fossile Brennstoffreserven, die am genauesten für Braunkohle erfaßt sind. Um unsichersten erscheinen die Zahlen für Erdöl [85], [86], [87], [88]. Ein besonderes Problem bei Kohle stellt der exponentiell wachsende Verbrauch dar.

    Bei der Braunkohle geht die BGR (Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe) von Vorräten aus, die bei einem Fördervolumen von 2006 noch etwa 280 Jahre reichen. Deutsche Vorräte reichen noch für 231 Jahre [85].

    Der Weltbedarf an Steinkohle könnte mit Zahlen von 2006 noch 130 Jahre gedeckt werden, aber der Bedarf steigt nach IEA-Angaben um 2,3% jährlich an. Die Reichweite deutscher Steinkohle-Vorkommen wurde von der BGR im Jahre 2003 noch mit 1000 Jahren beziffert, wettbewerbsfähig waren damals nur 4,125 Promille, entsprechend einem Abbau-Vorrat von vier Jahren [86].

    Die Erdölförderung hat offenbar ihren Höhepunkt erreicht. Es wird jährlich mehr gefördert, als neue Lagerstätten entdeckt werden. Angaben von Ölkonzernen sind aus Geschäftsgründen meist zu optimistisch [88].

    Wesentliche Kohlenstoffträger (siehe Anh.4) sind in Deutschland Steinkohle (10,9%) und Öl (34,6%); Erdgas wird zumeist für Heizzwecke verwendet, Braunkohle zur Energieproduktion verheizt.

    Öl und Steinkohle machten 2017 zusammen 45.5% des Primärenergieerbrauchs von 13549 PJ = 3,78 PWh = 325 Mtoe aus, das sind 148 Mtoe (325 * 0,455).

    Deutschland ist netto Holz-Exporteur. In Deutschland werden aus dem Vorrat von 3,7 Milliarden Festmeter jährlich etwa 60 Millionen Festmeter (m³) oder 1,6% entnommen. Leider liegen keine Zahlen darüber vor, wieviel Holz maximal entnehmbar wäre, so wissen wir, daß viele Wälder unter Schutz stehen und nicht angetastet werden. Auch ist nicht genau bekannt, welchem Energieäquialent in oe ein Kubikmeter Holz bei welcher Feuchte und Holzart entspricht. Wir nehmen mal an, ein Kubikmeter Holz entspricht etwa 0,33 toe [87].

    Unter der Annahme, mit Holz wären nur Öl und Steinkohle zu substituieren, wären 148 Mtoe zu ersetzen. Verfügbare 60 Millionen Kubikmeter würden nicht allzuweit reichen, 60 Mio m³ = 20 Mtoe. Der derzeitige Verbrauch (148 Mtoe) ist damit rund 7 mal höher, als die derzeit abgeholzte Menge (148/20 = 7,4).

    Deutsche Wälder könnten damit gerade ein siebtel des eigenen Minimalbedarfs an Kohlenstoff decken, vorausgesetzt, Holz wird nicht auch noch für andere Zwecke gebraucht. Anders ausgedrückt: Deutschland hat bereits heute eine zu hohe Besiedlungsdichte, um die nötige Menge an Kohlenstoff aus natürlichen Ressourcen zu gewinnen. Nordische Länder werden damit in Zukunft die Holzversorger sein müssen. Ob sie das können, ist unklar.

    Noch haben wir sehr viel Zeit, uns auf fehlenden, fossilen Kohlenstoff vorzubereiten. Wissenschaftsprojekte, die die Kohlenstoffgewinnung aus dem Kohlendioxid der Luft oder aus technischen Abgasen gewinnen, sollten förderungswürdig sein.


    Anhang 12
    Kosten von Elektro-Mobilität

    Wenn heute überall Energiewende und Elektromobilität alternativlos als ultima ratio gefeiert wird, so sollte der mündige Bürger ein Recht darauf haben, ungeschminkt zu erfahren, welche Kosten ihn erwarten. Wir wollen deshalb berechnen, was ein Liter Diesel-Äquivalent aus Windkraft subventions- und steuerbefreit tatsächlich kostet. Solarzellen werden nicht betrachtet, sie haben ein spezielles Problem, sie produzieren im Lebenszyklus offenbar weniger Energie, als zu deren Produktion gebraucht wird [68].

    Windkraft-Kosten pro Kilowattstunde

    Wird ein E-Fahrzeug mit Windkraft geladen, können wir von Selbstkosten zwischen 10 und 15 Cent pro kWh ausgehen [75]. Beziehen wir alle elektrischen Verluste nach Anh.4 ein, so werden inkl. Zwischenspeicherung im Pumpwerk und im Akku rund 8,7 Kilowattstunden Windkraftenergie gebraucht (1/11,5% = 8,7) um eine Kilowattstunde an den Rädern des E-Mobils zu erzeugen. Bei einem Erzeugerpreis von 15 Cent/kWh und einem Transportpreis von vielleicht 10 Cent/kWh kommen wir subventionsbefreit auf Kosten von 2,18 Euro pro Kilowattstunde (8,7 kWh * 25 Cent/kWh = 218 Cent).

    Windkraft-Kosten pro Liter Diesel-Äquivalent

    Um einen Liter Diesel nach Anh.10 zu ersetzen, benötigen wir 5 kWh an den Rädern, siehe H-Konstante. Damit kostet das elektrische Äquivalent zum Liter Diesel subentionsbefreit 10,90 Euro (5 * 2,18 = 10,90). Heute (30.10.2019) kostet der Liter Diesel bei HEM auf dem Adlergestell 1,239 Euro. Abzüglich der 47 Cent Mineralölsteuer pro Liter Diesel [76] kommen wir heute steuerbefreit auf 0,769 Euro/Liter.

    Setzen wir den subentionsbefreiten Windkraftpreis ins Verhältnis zum steuerbefreiten Dieselpreis, kostet uns die Fahrt mit dem Windkraft-geladenen Elektromobil real den vierzehnfachen Preis einer Fahrt mit dem Diesel pro Leistungseinheit! (10,90/0,769 = 14,2).

    Direkte Ladung mit Kohlestrom

    Wird das E-Mobil direkt mit Kohlestrom (ohne Pumpspeicher) geladen, steigt der Wirkungsgrad etwas an, nach Anh.4 auf (38%*86%*90%*70%*80% =) 16,5%. Damit müssen wir durchschnittlich 6 kWh im Kraftwerk (1/0,165 = 6,05) erzeugen, um eine Kilowattstunde an die Räder zu bringen. Mit einem deutschen Durchschnittspreis pro Kilowattstunde 2019 von 30,22 Cent kostet eine Kilowattstunde an den Rädern dann 1,83 Euro (6,05 kWh * 0,3022 Euro/kWh = 1,83 Euro).

    Um einen Liter Diesel nach Anh.10 zu ersetzen, benötigen wir wieder 5 kWh an den Rädern, siehe H-Konstante. Damit kostet das elektrische Äquivalent zum Liter Diesel subentionsbefreit 9,14 Euro (5 kWh * 1,83 Euro/kWh = 9,14 Euro).

    Setzen wir den Strompreis ins Verhältnis zum steuerbefreiten Dieselpreis, kostet die Fahrt mit dem Kohlekraft-geladenen Elektromobil den zwölffachen Preis einer Fahrt mit dem Diesel pro Kilowattstunde an den Rädern. (9,14/0,769 = 11,9).

    Kohlendioxidbilanz bei direkter Ladung mit Kohlestrom

    Rechnen wir die Kohlendioxidbilanz nach, wird es dramatisch. Pro Kilowattstunde an den Rädern hat das Kraftwerk 6 kWh (1/0,165 = 6,05) zu erzeugen. Pro Liter Diesel-Äquivalent brauchen wir 5 Kilowattstunden. Macht zusammen 30 kWh (6 * 5 kWh = 30 kWh). Mit anderen Worten: Das Kohlekraftwerk erzeugt 30 kWh, um einen Liter Diesel zu ersetzen. Diesel hat einen Heizwert von 11,9 kWh/kg. Braunkohle schwankt je nach Abbaugebiet um 8000 kJ/kg = 8 MWs/kg = 2222 Wh/kg = 2,2 kWh/kg.

    Folglich werden 13,6 kg Braunkohle (30 kWh / 2,2 kWh/kg = 13,6 kg) verbrannt, um einen Liter Diesel zu ersetzen. Das ist gelinde ausgedrückt Irrsinn. Braunkohle mit 70% Kohlenstoff erzeugt pro Kilogramm etwa 1,19 kg Kohlendioxid, Diesel erzeugt etwa 3,14 kg Kohlendioxid pro kg. Während ein Liter Diesel rund 3,14 kg Kohlendioxid produziert, liefern 13,6 kg Braunkohle rund 16,2 kg Kohlendioxid ab.

    Pro Fahrenergieeinheit an den Rädern erzeugt das E-Mobil damit etwa fünf mal mehr Kohlendioxid (16,2 kg / 3,14 kg = 5,16), als ein Verbrennungsmotor.

    Im Gegensatz zu China, wo 19000 Staudämme CO2-arm und koninuierlich Elektrizität aus Wasserkraft erzeugen, hat Deutschland kaum Wasserkraft zur Verfügung. Windenergie ist allenfalls ein schlechter Ersatz dafür, weil sie nicht kontinuierlich zur Verfügung steht. Während E-Mobilität aus Wasserkraft in China Sinn macht, ist sie bei Braunkohlenspeisung in DE ein Desaster.

    Somit ist E-Mobilität auf Kohlebasis ein vielfach stärkerer Klimakiller, als V-Mobilität (Verbrenner-Mobilität). Wer glaubt, Elektro wäre CO2-freundlich, ressourcenschonend, billig oder öko, der irrt folglich gewaltig. Den Preis zahlen wir alle. Problematisch wird es, wenn wir alle elektrisch fahren würden: Dann können die Elektro-Subventionen nicht mehr aus der Mineralölsteuer bezahlt werden.

    Es stellt sich unvermeidlich die Frage, ob windkraftbetriebene E-Mobilität wirklich sinnvoll ist, oder ob es sich dabei um "Trick 17 mit Selbstüberlistung" handelt. Das sollte nachdenklich machen. Zumal in jedem für Windkraft oder Solarenergie bezahlten Euro wieder Energie steckt. Mehr dazu in Anh.13.

    E-Mobilität kann vielleicht mit der heimischen Solarzelle auf dem Dach halbwegs funktionieren. Während man emissionsfreie Innenstädte fordert, zeigt die Nachrechnung, daß mit Kohlenstrom geladene E-Fahrzeuge viel mehr Kohlendioxid als Dieselfahrzeuge erzeugen. Und daß der Preis für Windkraftladung wie für Kohleladung eigentlich unbezahlbar ist.

    Sonstige Kosten

    Nicht allein, daß der Akku des E-Mobils schon soviel kostet, wie ein heutiger Kleinwagen. Der in ihm steckende Energieaufwand amortisiert sich nach unterschiedlichsten Modellrechnungen erst nach mehreren hunderttausend Kilometern. Dazu kommen die verdeckten Subventionen für Windkraft- und Solaranlagen und den Netzausbau, die auch wieder der Steuerzahler begleicht. Deren Strom ist zu Atom- oder Kohlestrom nicht konkurrenzfähig, weil stets noch eine Zwischenspeicherung zu bezahlen ist, die zusätzlich auch noch Verluste von 30% einbringt (wir haben 30% mehr zu zahlen).

    Das eigentliche Problem: unsere Industrie ist schon mit den jetzigen, deutschen Strompreisen nicht konkurrenzfähig. Weitere Industrieflucht wird für steigende Arbeitslosigkeit in DE sorgen.

    Wenn also jemand bekräftigt, er wäre für die Verminderung von Kohlendioxid-Emissionen oder die Verminderung von Erderwärmung, dann sollte derjenige ein Verbot jeglicher, von Kohlenstrom gespeisten Elektro-Verkehrsmitteln fordern.

    Hier wird das ganze Problem deutlich: Da man an der Stromtank-Steckdose nicht unterscheiden kann, ob der Strom aus fossiler Verbrennung stammt, oder aus erneuerbaren Energien, haben wir es beim Elektroantrieb auch mit einer Mogelpackung der sogenannten "Energiewende" zu tun. Von den katastrophalen Umweltauswirkungen bei der Herstellung der Akkumulatoren abgesehen, erzeugt der E-Antrieb so oder so viel mehr Kohlendioxid als ein moderner Verbrennungsmotor pro an die Räder gebrachte Kilowattstunde.

    Der E-Antrieb ist folglich der derzeit "stärkste Klimakiller", um mit dem Jargong von Umweltaktivisten zu sprechen. Kohlendioxid-Ausstoß, wie Wirkungsgrad sind vergleichbar einer Dampflok (8...10%)! E-Mobilität ist damit der ökologische Albtraum schlechthin und besitzt eigentlich nur in Ballungsräumen den Vorteil geringerer Luftverschmutzung.

    E-Mobilität hat nicht die Spur einer Chance, an die Effizienz von Diesel oder Benzin heranzukommen: Weder von den Kosten, noch von der erreichbaren Reichweite (Faktor 1/30), noch vom Kohlendioxid-Ausstoß. Auch wenn dies auf den ersten Blick überhaupt nicht so scheint: diese Nachrechnung spricht ihre eigene Sprache.

    Wie ist es möglich, daß bislang niemand diesen gravierenden Systemfehler bemerkt hat? Offenbar verschleiert uns die Komplexität neo-sozialistischer Gesetzgebung und die Komplexität von Steuern und Subventionen bereits wieder vollständig den Blick auf das Ganze (die DDR läßt grüßen!).

    Wie sagte doch unser Alt-Bundeskanzler:


    Anhang 13
    CO2- Bilanz von Verkehrsmitteln im Vergleich

    Wachsender technologischer und technischer Fortschritt bedingt wachsende Spezialisierung bei Industriearbeitsplätzen. Vom Arbeitnehmer wird damit immer weiter wachsende Flexibilität erwartet. Damit wächst objektiv das Verkehrsaufkommen. Inwiefern die Internet-Kommunikation Abhilfe schaffen kann (Stichwort Heimarbeit) sei dahingestellt.

    Während Straßenverkehr (PKW, LKW) und Flugverkehr im Internet hinreichend transparent sind, gibt die Bahn keinerlei verifizierbare Verbrauchswerte jeglicher Art heraus. Offenbar handelt es sich um Betriebsgeheimnisse. Im Klartext: An exaktes Zahlenmaterial ist nicht heranzukommen, sodaß schon Selbsthilfegruppen entstehen vgl. [105]. Es ist anzunehmen, daß hier bewußt verschleiert wird. Der ICE ist wohl noch immer ein staatliches Prestige-Objekt, schließlich stellte er in den achtziger Jahren Geschwindigkeits-Weltrekorde auf.

    Neben den Energiekosten für Fahrenergie eines ICE sind insbesondere im Winter extrem hohe Zusatzenergien unbekannter Größe aufzuwenden für Zugheizung, Betrieb und Heizung von Bahnhöfen, Wartehallen, Weichenheizungen, Fahrkarten-Verkaufsständen, Bahnbetriebswerken etc.. Das separate Gleisnetz ist zu warten, zu erweitern. Brücken sind zu bauen etc.

    Aus diesen Gründen können Daten für elektrische Züge (ICE) nur geschätzt werden. Wertvollste Quellen waren [102], [104] und [105]. Interessant ist auch der Aspekt, wie die Umweltfreundlichkeit von Dieselloks verbessert werden kann [104].

    Auch andere, elektrisch betriebene Verkehrsmittel tun sich schwer mit Transparenz, so Straßenbahnen, U-Bahn und S-Bahn. Auch hier sind keinerlei relevante Daten im Web zu finden. Wenngleich man einräumen muß, daß es für den elektrischen Betrieb von U-Bahnen derzeit sicher keine sinnvolle Alternative gibt.

    Betrachten wir den Kohlendioxidverbrauch eines Verkehrsmittels, dann sind die bei der Produktion, Übertragung und Speicherung entstehenden Verluste mit einzubeziehen. Auch sie verursachen CO2. Bei stichprobenartigen Tests kamen Zeifel. Versuchen wir also eine ganz grobe Nachrechnung mit nachvollziehbaren Zahlen.

    Ein Flugzeug entläßt nach Anh.5 etwa 164 Gramm CO2 pro Personenkilometer in die Luft. Zitat aus [81]: "Ein Auto bläst pro Personenkilometer umgerechnet knapp 140 Gramm CO2 in die Luft, die (dieselbetriebene?!) Eisenbahn im Nahverkehr 72 Gramm, im Fernverkehr immer noch 43 Gramm. Und der Fernbus? Den hat das Umweltbundesamt, von dem die Zahlen stammen, bis heute nicht untersucht. Reisebusse, die mit den Fernbussen am ehesten vergleichbar sind, lagen jedoch bei 30 Gramm CO2 je Personenkilometer." Ob die Zahlen annähernd stimmen können, wollen wir überprüfen.

    Die Verluste beim Stromtransport hin zur E-Lok sind vergleichbar zu denen eines E-Mobils nach Anh.4. Nur werden hier die Verluste der Akku-Ladung/Entladung durch die ohmschen Verluste vom Fahrdraht annähernd kompensiert. Es ist zu erwarten, daß elektrisch betriebene Züge (ICE, teilweise S- und U-Bahnen, sofern nicht von Stadtwerken versorgt) damit ebenfalls ein Vielfaches an Kohlendioxid im Vergleich zu dieselbetriebenen Zügen produzieren, werden sie mit Kohlenstrom versorgt. Leider sind dazu keine genauen Zahlen bekannt. Da elektrisch betriebene Züge aber vergleichbar viel Energie an den Rädern brauchen wie dieselbetriebene Züge, wollen wir die Werte schätzen.

    Der Stromverbrauch der ICE-Hochgeschwindigkeitszüge wird von der Bahn wie ein Staatsgeheimnis gehütet. Gehört doch die Bahn dem Staat, genau wie das Bundesumweltamt. Wir werden sehen: Sie hat allen Grund dazu.

    Die Bahn verkündete vor Jahren einen Netto-Äquivalentverbrauch pro Person von etwa 3,2 Litern Diesel pro 100 km = 0,032 l/km, [82], [102]. Rechnen wir die Verluste an Primärenergie in der Art nach Anh.4 nach, dann haben elektrisch betriebene Züge etwa folgenden Wirkungsgrad bei 100% Kohlestrom:

    Von einhundert Prozent eingesetzter Primärenergie aus Kohle kommen bei Kohlespeisung nur etwa 8,4% beim Passagier der Tram, der U-Bahn, S-Bahn oder des ICE an (sofern S- oder U-Bahnen nicht aus Stadtwerken gespeist werden). Der Rest zu 100, also 91,6% der verbrannten Kohle heizt unsere Umwelt und erzeugt unnötig viel Kohlendioxid.

    E-Mobile werden wie folgt berechnet bei 100% Kohlestrom:

    Nicht einbezogen sind Zusatzverluste von 30% im Pumpspeicherwerk (quantitativ unbekannt).

    Nach Anh.2 werden pro Kilowattstunde typisch folgende Mengen Kohlendioxid erzeugt:

  • Diesel: 3,14 kg/kg / 11,9 kWh/kg = 0,263 kg CO2/kWh
  • Braunkohle: 1,19 kg/kg / 2,2 kWh/kg = 0,541 kg CO2/kWh
  • Zum Rechenweg für Tab.2: Ausgehend vom PKW und Diesellok-ICE wird die an den Rädern ankommende Bewegungsenergie berechnet. Diese muß bei Elektro-Fahrzeugen identisch sein. Von da aus wird auf das Dieseläquivalent rückgerechnet und der Kohlendioxid-Ausstoß wird über den Wirkungsgrad bestimmt, siehe den Excel-File [117].

    Mit anderen Worten:

    Auch wenn die CO2-Werte für E-Mobile und E-Züge schon ein Schock sind, es kommt noch schlimmer. Die Bundesregierung tut alles, um Kohlendioxid zu reduzieren - und dann wird ausgerechnet eine Technologie gefördert, die viel mehr Kohlendioxid produziert, als alles bisherige? Sind Politiker und Journalisten komplett ahnungslos? Und das wird auch noch subventioniert? Greta sollte sich schämen, mit dem Zug zu fahren! E-Mobilität produziert noch mehr Kohlendioxid, als unsere derzeitige Technik.

    Aus Tab.2 können wir ablesen: Sofern sie nicht von lokalen Versorgern gespeist werden und Übertragungsverluste wegfallen, erzeugen voll besetzte, elektrisch betriebene Bahnen, wie ICE, Straßenbahnen, S- und U-Bahn mit Kohlestrom pro Personenkilometer mehr Kohlendioxid, als ein voll besetztes Flugzeug oder ein mit einer Person besetzter PKW. Sie erzeugen doppelt soviel Kohlendioxid, wie eine dieselbetriebener Zug. Elektrozüge erzeugen fünf mal mal soviel Kohlendioxid pro Personenkilometer, wie ein voll besetzter Fernbus. Sind sie nicht voll besetzt, wird alles noch schlimmer.

    Bei Speisung mit Kohlestrom sind akku-betriebene Straßenfahrzeuge mit Abstand die größten "Klimakiller", gefolgt von elektrisch betriebenen Bahnen.

    Auch nach 2030 werden die E-Mobile nicht besser. Da ein Strommix von 50% in DE nicht zu unterbieten sein wird, sollten wir uns den elektrischen Umweg besser ersparen. Im Gegensatz zur mangelnden Verifizierbarkeit eines menschengemachten Klimawandels läßt sich eine elektrische Energiewende nachrechnen. Wie wir sehen, produziert sie viel mehr Kohlendioxid wie derzeitige Technologien. Der Appell an die Bundesregierung ist klar: Unterlassen Sie alles, was noch mehr Kohlendioxid erzeugt!

    Rechnet man die Beschaffungskosten eines ICE hinzu [82] (Stand 1990): Triebwagen 8,7 Mio. DM; Wagen 2,7 Mio. DM pro Stück und überschlägt die Kosten für den permanenten Gleis- und Brückenbau, wird schnell klar, warum Bahnfahrten i.a. extrem viel teurer sein müssen als PKW- oder Busfahrten.

    Verschiedene Autoren weisen auf eine problematische Zugauslastung hin. Zitat [107]: "Mit 670 Tonnen Leergewicht ist der ICE4 100 Tonnen leichter als der ICE1." Die Motoren des ICE3 leisten bis zu 10876 PS (1 PS = 0,735 kW), also rund 8000 kW, [106]. Der ICE4 bietet 13400 PS = 9850 kW bei 456 bzw. 830 Sitzplätzen [107]. Ein leer fahrender Zug benötigt aufgrund des hohen, eigenen Gewichts nicht viel weniger Energie, als ein voller Zug, da mehr als 670 Tonnen bewegt werden müssen. Im Vergleich dazu wiegen rund 1000 Passagiere eines überfüllten Zugs nur rund 100 Tonnen (gerechnet mit 100 kg pro Passagier incl. Gepäck).

    In [102] wird darauf verwiesen, daß die Auslastung des ICE in den Neunzigern einen mystischen Sprung nach oben tat, der auch im internationalen Vergleich auffällig ist. So hatten ICE bis 1989 eine Auslastung von 33%. Seit 1994 werden von der Bahn 42% bis 43% genannt. Dem gegenüber gibt die SBB der Schweiz eine Auslastung im Fernverkehr von 28% an, obwohl hier 1,7 mal mehr Bürger mit der Bahn fahren.

    Tabelle 3 zeigt, warum die Zugauslastung so entscheidend auf den Kohlendioxidausstoß einwirkt. Würde die DB mit dem Schweizer Durchschnittswert rechnen, wäre die Kohlendioxidemission wohl nicht mehr zu übersehen.

    Bemerkenswert ist auch, daß das Flugzeug fast genauso gut oder schlecht wegkommt, wie ein mit 1,3 Personen (Bundesdurchschnitt auf Autobahnen) besetzter PKW, siehe Tab.4. Dividieren wir die 161 Gramm des PKW durch 1,3 so erhalten wir 124 g CO2. Damit liegen das durchschnittlich mit 53% ausgelastete Flugzeug und der durchschnittlich ausgelastete PKW im Fernverkehr nahezu gleich auf.

    Fahren Sie also besser mit dem Fernbus oder dem PKW oder fliegen sie, um ihr Ziel zu erreichen: Sie fördern damit die "Pariser Klimaziele" der Bundesregierung viel mehr, als im voll besetzten, elektrisch betriebenen Zug. Der voll besetzte PKW, wie der voll besetzte Fernbus erzeugen mit Abstand das wenigste Kohlendioxid.

    Der interessanteste Punkt dabei: Auch bei einem Strommix von 50% (der schwer zu unterbieten ist), liegen die Emissionen von E-Mobilität deutlich über denen von Verbrennerfahrzeugen.

    Ganz ehrlich: Möchten Sie mit dem Bundes-Verkehrsminister tauschen? Was soll er tun? Den ICE auf Diesel umrüsten? Die E-Mobilität zum faux pas erklären? Er wird das Problem aussitzen müssen. Alles andere wäre rufschädigend.

    Wir haben uns zu entscheiden:

    ... bis dann eines Tages ganz preiswerte (siehe Anh.12), CO2-freie Elektroenergie in Massen zur Verfügung steht. Woher die allerdings in DE kommen soll, steht in den Sternen. Neun von sechzehn Atomkraftwerken in DE wurden bereits abgeschaltet. Sie sind wohl für immer verloren.

    Wir folgern: E-Mobilität aus 50% Windkraft und 50% Kohlestrom geht nicht.

    Wie sagte schon Einstein:


    Anhang14
    Grundlagen einer klimaneutralen Wirtschaft

    Auf der Erde leben so viele Menschen, wie von der Landwirtschaft ernährt werden können. Fossiles Öl wird als erstes zu Ende gehen, darauf deutet die Sättigung der Fördermengen [78], [79] bereits hin. Bricht die großindustrielle Landwirtschaft mangels Diesel und Benzin zusammen, kollabiert die Nahrungsmittelproduktion, kollabiert die Weltbevölkerung.

    Wenn also Landwirtschaft und Versorgungssystem (Transportwesen) nicht mehr funktionieren, werden die meisten Menschen dieser Erde verhungern, wenn sie nicht vorher schon verdurstet oder erfroren sind. Eine Zivilisation wird so, wie wir sie kennen, nicht mehr existieren. Sie wird im größten, menschengemachten Holocaust enden, den es je gab. Und dieser Holocaust wird umso brutaler ausfallen, je mehr Menschen bis dahin die Welt bevölkern.

    Auch fossile Kohle könnte eher enden, als anzunehmen, das exponentielle Anwachsen des Verbrauchs Abb.4 deutet darauf hin. Mit dem Ende der fossilen Kohle geht auch die Chemie dahin. Dann wird es weder Transportwesen (Kabelisolationen, Autoreifen, Plastteile, Stahl), noch Wasserversorgung (Plastrohre, Ventile etc.) noch Energietechnik (Kupfer, Kabelisolation), noch Elektrik oder Elektronik (Plastmaterialien) geben. Stahl, Beton und Asphalt werden der Vergangenheit angehören. Unser Leben wird im Mangel zerbröseln. Für einen Vorgeschmack erinnere man sich an Havanna. Alle anderen Industrien werden der Chemie ins Grab folgen.

    Doch der Kohlenstoff allein reicht nicht aus. Flüssige und gasförmige Kohlenwasserstoffe ( Methan, Butan, Propan, Methanol, Ethanol, Treibstoffe aller Art, Öle, Hydrauliköl, Schmierfette) benötigen zusätzlich Wasserstoff, der klimaneutral über Wasser-Elektrolyse aus Wind- und Solarenergie gewonnen werden kann.

    Aber Wasserstoff selbst ist nicht technologiekompatibel. Er besitzt eine geringe Energiedichte, ist mit Sauerstoff hochexplosiv (Knallgas), diffundiert fast mühelos durch alle Materialien, läßt sich nur extrem aufwändig und energieintensiv speichern und versprödet Metalle. Als Energieträger ist er kein Ersatz für Diesel oder andere Kohlenwasserstoffe. Eine Wasserstofftenkstelle allein kostet 1,5 Millionen Euro. Wasserstoffwirtschaft kann marktwirtschaftlich nicht im Ansatz gegen Kohlenwasserstoffwirtschaft bestehen. Wie E-Mobilität kann auch sie nur in einer (zwangsweise korrumpierten) staatlichen Subventionswirtschaft funktionieren.

    Bemerkenswert ist, daß synthetische Treibstoffe aus Holzpellets und Wasserstoff wesentlich preiswerter hergestellt werden können, als würde man den Wasserstoff direkt verbrennen.

    Schon haben wir vergessen, daß die ökologische "Kohlenstoffwende" bereits begonnen hat. Ich tanke Super-E10 mit 10% Bio-Ethanol. Bio-Ethanol [90] wird aus vergorener Biomasse hergestellt. In kleinen Mengen kann man ihn ab 1,45 €/l kaufen. Versiegt das Erdöl, werden wir Alternativen brauchen. Hier ist das erste Produkt der Kohlenstoffwende auf dem Weg zur Marktreife. Allerdings entsteht ein Markt, der landwirtschaftliche Nutzfläche verschlingt und der damit die Weltbevölkerung reduziert (siehe oben).

    Durch verschiedene Arten von Pyrolyse und Verkohlung [92] können Teer und Holzkohle aus dem Kohlendioxid der Luft gewonnen werden. Um aber Methan oder Synthesekraftstoffe zu gewinnen, ist zusätzlich zum Kohlenstoff noch Wasserstoff erforderlich.

    Aus Wind- und Solarenergie erzeugter Elektrolyse-Wasserstoff [61], [93] kann bei der Ablösung fossilen Kohlenstoffs durch biologische (klimaneutrale) Quellen enorm helfen. Synthese-Kerosin wurde bereits im zweiten Weltkrieg in großem Maßstab produziert, damals allerdings nicht aus Biomasse, sondern aus Kohle.

    Heute wird Wasserstoff noch immer mittels Dampf-Reformierung hergestellt, dabei entsteht enorm viel Kohlendioxid. In Deutschand werden jährlich 20 Mrd. m³ Wasserstoff [94] produziert, weltweit sind es 500 Mrd. m³. Hierfür - und nicht für E-Mobilität - hätte Windkraft ein großes Potential zur Einsparung von Kohlendioxid!

    Methan aus Elektrolyse-Wasserstoff und trockener Biomasse oder aus Gärung kann Erdgas für Heizung und Verkehr (CNG, LNG) ersetzen, [90], [91].

    Im Gegensatz zur E-Mobilität, die mit Ladung durch Kohlestrom noch mehr Kohlendioxid pro Fahreinheit produziert als gegenwärtige Technologien, sind diese Verfahren vollkommen klimaneutral. Sie belasten nicht zusätzlich die Klimaziele der Bundesregierung, sie entlasten sie. Sie erscheinen marktwirtschaftlich relevant und sie sind technologiekompatibel.

    Die Produktion synthetischer Kohlenstoffträger (C-Träger) ist in Konkurrenz zu fossilen Trägern derzeit manchmal (noch) unrentabel. Dennoch müssen in wenigen Jahrzehnten Technologien verfügbar sein, die diesen Übergang marktrelevant gestatten. Subventionen werden nötig sein, um den Übergangsprozeß besser zu bewältigen.

    Nur durch den Ersatz von Kohlenstoff und Kohlenwasserstoffen aus Erdöl, Kohle oder Erdgas wird unsere Industrie, werden wir überleben können, gehen fossile Quellen in einigen Jahrzehnten zur Neige.

    Dichte und Brennwert von Wasserstoff

    Dichte ρH2 = 1+1 = 2 g/mol = 89,3 mg/l
    1 m³ H2 = 89,3 g/m³ (1 bar, 20°C): Brennwert 3,52 kWh/m³
    1 kg H2: Brennwert 39,4 kWh/kg

    Wird Wasserstoff (H2-Gas) mittels Elektrolyse gewonnen, so sind für die Produktion von einem Kubikmeter etwa 4,3...4,9 kWh erforderlich. Beim Verbrennen entsteht daraus ein Brennwert von 3,52 kWh/m³. Der Wirkungsgrad der Elektrolyse liegt damit etwa zwischen 82% und 72% (3,52/4,3 bzw. 3,52/4,9) (Wikipedia Zitat "Wasserstoff-Elektrolyse arbeitet mit einem Wirkungsgrad zwischen 60 und 85%", [61]).

    Problematisch ist der Energieverlust zum Druckaufbau für Druckspeicher von typ. 300 bis 800 Bar, er beträgt um die 12% für 800 Bar (Wirkungsgrad 0,88). Metallhydratspeicher werden aus Kostengründen nicht betrachtet.

    Subventionsbefreite Wasserstoff-Kosten bei lokaler Windkraftproduktion

    Windkraft-Strom kostet subventionsbefreit zwischen 10 und 15 Cent/kWh. Bei einem Wirkungsgrad einer lokalen Elektrolyse (vor Ort) von 80% kostet das Hochdruck-Kilogramm zum Selbstkostenpreis etwa 5,60 €/kg (0,1€ * 39,4 kWh/kg / 0,8 / 0,88).

    Der Brennwert 39,4 kWh/kg entspricht etwa 4,4 Liter oder 3,3 kg Benzin oder 4,1 Liter bzw. 3,1 kg Diesel (der Umrechnungsfaktor ist etwa 0,93).

    Entfernt man die Besteuerung von Diesel (siehe Anh.12) kommen wir auf 0,769 Euro/Liter Diesel. 3,1 kg Diesel kosten dann 2,38 €.

    Im Verhältnis zu Diesel kommt Wasserstoff gar nicht so schlecht weg: Lokal produzierter Wasserstoff ohne Netzverluste ist nur noch etwa einen Faktor 3 vom Dieselpreis entfernt (5,60 €/kg Wasserstoff zu 2,38 €/kg Diesel = 2,35). Je teurer der fossile Treibstoff in den nächsten Jahrzehnten wird, desto eher wird Wasserstoff konkurrenzfähig.

    Aber Vorsicht: Wasserstoff ist in Verbindung mit Luft hochexplosiv, Knallgas ist das Sprengmittel mit der höchsten Brisanz. Die Idee, Wasserstoff pur in Fahrzeugen einzusetzen, scheint deshalb hahnebüchen zu sein. Kommt es zu einem Unfall, bei dem ein unter Hochdruck stehender Tank explodiert, gäbe es dutzende Tote. Der Ruf des Wasserstoffantriebs wäre mit der ersten Katastrophe unwiderbringlich ruiniert.

    Wasserstoff zur Treibstoffsynthese - Holzdiesel

    Gehen wir von einem Preis der Biomasse Holzpellets von 220 €/Tonne aus (22 Cent/kg), dann brauchen wir mit einem Öläquivalent von 2,16 kg/l bzw. 3,33 l/l für einen Liter Diesel 2,16 kg Holzpellets. Für 4,1 Liter Diesel (siehe oben) benötigen wir rund 8,8 kg Pellets (2,16 kg/l * 4,1 l) plus etwa 24/144 = 0,166 Teile Wasserstoff entsprechend 0,166 kg.

    (NR: Näherung Diesel C12H24 ~ (12*12 + 24*1) ~ (144+24) g/mol)

    Kosten die 166 Gramm Wasserstoff (bei 5,60 €/kg) etwa 0,92 € (5,60 €/kg * 0,166 kg) und die 2,16 kg Pellets mit 0,22 €/kg [89] rund 0,475 €, so kostet unser Kilogramm "Holzdiesel" rund 0,92€ + 0,475 € = 1,40 €. Nicht eingerechnet sind Betriebskosten der Syntheseanlage und Wirkungsgradverluste (derzeit unbekannt). Der Liter Holzdiesel kostet dann zum Selbstkostenpreis etwa 1,40 € / 1,54 = 0,91 € (Umrechnungsfaktor 3,33 l / 2,16 kg = 1,54 l/kg).

    Im Verhältnis zum steuerbefreiten Diesel (0,739 €/l) liegen wir bei einem Faktor 0,91 € / 0,739 € = 1,15. Das überrascht! Holzdiesel wäre demnach als Antriebsenergie deutlich billiger, als reiner Wasserstoff. Und er ist um eine Größenordnung billiger, als Windkraft. Die Selbstkosten liegen nahezu in Reichweite fossilen Diesels. Verdoppelt sich der Dieselpreis in den nächsten Jahrzehnten, kann Holzdiesel die Marktführung übernehmen.

    Alle Technologien in der Landwirtschaft, wie im Verkehr können weiter bedient werden, denn Holzdiesel ist im Gegensatz zur E-Mobilität technologiekompatibel. Selbst die Tankstellen sind dieselben wie bisher. Im Gegensatz zu Wasserstoffantrieben oder E-Mobilität wären Holzdiesel, Holzbenzin oder Holzgas eine funktionierende Alternative zu bisherigen Energieträgern.

    Allerdings haben wir in DE eine zu hohe Bevölkerungsdichte (oder zu wenig Fläche für den Holzanbau), siehe Anh.11. Wir müssen wohl Holz aus Skandinavien oder Rußland importieren - oder dorthin auswandern.

    Wie sagte schon Arthur Schopenhauer:

    Anhang 15
    Heizen mit Erdgas oder mit Wärmepumpe?

    Immer wieder hört man, daß Käufer enttäuscht sind, die sich mit viel Aufwand eine teure Wärmepumpe installieren lassen haben. Einerseits sind die Installationskosten extrem hoch, andererseits steigt die Energierechnung gewaltig. Könnte es vielleicht ein Problem damit geben, daß der Pumpenfaktor von Anbietern oft unzulässig geschönt wird? So sagt die Jahresarbeitszahl (JAZ) nichts darüber aus, ob eine Wärmepumpe auch im tiefsten Winter, also dann, wenn besonders viel Energie gebraucht wird, noch effizient arbeitet. Wir wollen nachrechnen.

    Werden Gesetze für staatliche Subventionen erlassen, hier für die Förderung von Wärmepumpen nach EnEV (Energieeinsparverordnung) [115], dann können diese eigentlich nur einem Ziel dienen: die Kohlendioxidemission zu verringern. Deshalb wollen wir die Kohlendioxidbilanz einer Erdgasheizung mit der einer Wärmepumpe vergleichen. Die Frage ist: Wer erzeugt mehr Kohlendioxid?

    In Anh.4 wurde berechnet, daß auch bei einem für 2030 avisierten, 50%-igen Strommix mit aktuellen Netzdaten nur 52% der eingesetzten Kohleenergie beim Verbraucher ankommen werden. In Anh.12 und [67] konnten wir verstehen, daß die Energieverluste über die zentrale Energieversorgung immens sind.

    Im Vergleich zu einer modernen Erdgasheizung mit einem Wirkungsgrad von bis zu 110% werfen wir also schon mal über die Hälfte der Kohle weg, heizen wir elektrisch. Betreiben wir eine Wärmepumpe im tiefsten Winter, also dann, wenn wir die Heizung am nötigsten brauchen, erreicht diese praktisch oft nur einen Pumpenfaktor (auch Heizzahl, Leistungszahl, COP oder JAZ genannt) von 3 (Verhältnis von als Wärme abgegebener zu elektrisch aufgenommener Energie). Insbesondere Luft-Wärmepumpen stehen in der Kritik. Fußbodenheizung erscheint unumgänglich. Dazu sollte man wissen, daß der Pumpenfaktor von der zu bewältigenden Temperaturdifferenz abhängt: Je höher die Temperaturdifferenz, desto kleiner der erreichbare Pumpenfaktor.

    Mit den 52% Restenergie vom Kraftwerk kommen wir bei einem Pumpenfaktor von 3 auf eine Wärmeleistung von 3 * 52% = 156%. Aus 100% eingesetzter Kohlenstrom werden 156% Wärmeenergie, die unser Heim heizen. Das hört sich gut an.

    Heizwerte: Unter [85] finden wir für Braunkohle einen durchschnittlichen Heizwert von 2,2 kWh/kg, für Erdgas finden wir in [87] 37 MJ/kg = 37 MWs/kg = 37/3600 MWh/kg = 0,0103 MWh/kg = 10,3 kWh/kg. Siehe dazu Anh.2.

    Kohlendioxidausstoß: Braunkohle erzeugt nach Anh.2 bei Verbrennung von einem Kilogramm rund 1,19 kg Kohlendioxid, Erdgas erzeugt rund 2,75 kg Kohlendioxid pro Kilogramm.

    Um eine Kilowattstunde Wärme in die Stube zu bringen, benötigen wir:

    Bei Braunkohle: 1 kWh / 156% = 0,64 kWh Primärenergie; mit 2,2 kWh/kg benötigen wir dafür 0,64 kWh / 2,2 kWh/kg = 0,291 kg Braunkohle. Diese erzeugt 0,291 kg * 1,19 kg/kg CO2 = 0,346 kg Kohlendioxid.

    Bei Erdgas: 1kWh / 110% = 0,909 kWh primär; mit 10,3 kWh/kg benötigen wir dafür 0,909 kWh / 10,3 kWh/kg = 88,3 g Erdgas. Es erzeugt 88,3 g * 2,75 kg/kg = 0,243 kg Kohlendioxid.

    Im Vergleich liegen die über 50% Strommix gespeiste Wärmepumpe und die moderne Erdgasheizung recht eng beieinader. Leider aber produziert die Wärmepumpe auch mit dem erst für 2030 avisierten Strommix von 50% mehr Kohlendioxid, als würden wir gleich mit Erdgas heizen. Im Verhältnis entsteht bei der Erdgasheizung im Vergleich zur Wärmepumpe nur 0,243 kg / 0,346 kg = 70,2% soviel Kohlendioxid (in 2030).

    Mit anderen Worten: Auch bei dem maximal in DE erreichbaren Strommix von 50% wird im Jahre 2030 eine (durchschnittliche) Erdgasheizung weniger Kohlendioxid produzieren, als eine (durchschnittliche) Wärmepumpe.

    Betrachten wir den heutigen Strommix von 63% (2017) [67], so produziert die Wärmepumpe 2019 durchschnittlich entschieden mehr Kohlendioxid. Zu dem Verhältnis für 2030, nämlich 70,2% sind 50% / 63% = 79,3% zu multiplizieren: 70,2% * 79,3% = 55,6%.

    Mit anderen Worten: Eine Erdgasheizung produzierte 2019 bei gleicher Heizleistung etwa nur die Hälfte an Kohlendioxid, wie eine Wärmepumpe.

    Wie hoch müßte nun der Pumpenfaktor sein, um das niedrige Emissionsniveau von Gasheizungen zu erreichen? Dazu haben wir den Pumpenfaktor 3 durch die 55,6% zu dividieren: 3 / 55,6% = 5,4. Erst ab einem Pumpenfaktor von 5,4 ist die Wärmepumpe derzeit effizienter, als eine moderne Gastherme. Dieser Pumpenfaktor wird (wenn überhaupt) erst im späten Frühjahr erreicht, wenn sich die Umgebung deutlich erwärmt hat.

    Mit anderen Worten: Dann, wenn wir kaum noch Wärme brauchen, d.h. über den Sommer bis zum Herbst, läuft unsere Wärmepumpe effizienter, als eine Gasheizung.

    Bleibt die Frage offen, warum Wärmepumpen staatlich gefördert werden: Wir ahnen etwas, aber wir wissen es nicht. Betrachten wir die um mehr als eine Größenordnung höheren Produktions-, Installations- und Wartungskosten von Wärmepumpen, entsteht die Frage, inwiefern die EnEV überhaupt geeignet ist, Kohlendioxid und Energie einzusparen.

    Aus technischer Sicht wurde hier ein bürokratisches Monster geschaffen, dessen Profiteure nicht die Bauherren sind. Insbesondere für den kleinen Häuslibauer sind die erwachsenden Nachweispflichten einfach nur noch als absurd zu bezeichnen. Hier wird Marktwirtschaft durch staatsmonopolistische Bürokratie ersetzt, die nur noch von großen Bauunternehmen zu stemmen ist. Der Gesetzgeber täte gut daran, statt Verordnungen Empfehlungen auszugeben, die technisch verständlich sind und die Sinn ergeben. Nicht Verordnungen, sondern Verbreitung von Wissen täte Not! Politiker sollten begreifen, daß man Naturgesetze, seien sie im sozialen Bereich (Mietpreisbremse, Mindestlohn) oder im technischen Bereich (EnEV...) nicht durch bürokratische Verordnungen überwinden kann.

    Ölheizung und Wärmepumpe im Vergleich

    Nach neuesten Diskussionen der Bundesregierung soll der Neubau von Heizungen auf Basis von Heizöl ab 2026 verboten werden. Rechnen wir auch die Bilanz von Heizöl kurz nach.

    Heizöl enthält geringe Mengen Schwefel. Das würde in der Abgasanlage zu Korrosion führen, wenn der Kondensationspunkt von Wasserdampf (Taupunkt) unterschritten ist. Im Gegensatz zu Erdgasheizungen arbeiten Ölheizungen deshalb meist nur mit einem begrenzten Wirkungsgrad von 70% bis 90%. Wir nehmen einmal 80% an.

    Bei einem durchschnittlichen Heizwert von 11,7 kWh/kg [87] und einem gemittelten Wirkungsgrad von 80% benötigen wir pro Kilowattstunde:

    1kWh / 80% = 1,25 kWh Primärenergie; mit 11,7 kWh/kg benötigen wir dafür 1,25 kWh / 11,7 kWh/kg = 107 g Heizöl. Dieses erzeugt nach Anh.2 rund 0,107 kg * 3,14 kg/kg = 0,335 kg Kohlendioxid.

    Im Vergleich zu 0,346 kg/kWh der Wärmepumpe im 50%-Strommix (2030) produziert sogar die klassische, alte Ölheizung gegenüber der Wärmepumpe geringfügig weniger Kohlendioxid. Sie liefert auch 2030 nur 0,335 kg / 0,346 kg = 97% soviel Kohlendioxid wie eine Wärmepumpe! Das überrascht.

    Beim heutigen Strommix von 63% (2017) [67] hätten wir das Ergebnis mit 79,3% zu multiplizieren (siehe oben). Im Ergebnis (Stand 2019) 97% * 79,3% = 77% produziert die Ölheizung heute ein viertel weniger Kohlendioxid, als eine Wärmepumpe vergleichbarer Leistung. Ziemlich ernüchternd.

    Die Forderung an die Politik ist klar: Tun Sie alles, um eine noch höhere Kohlendioxidproduktion zu vermeiden! Lassen Sie Erdgas und Heizöl in Ruhe! Fördern Sie CO2-neutrale Methoden wie Biotreibstoffe, Synthesetreibstoffe oder Atomkraft!

    Wie sagte schon Eugen Roth:


    Quellen

    [1] Nelson, T.J.: Cold Facts on Global Warming (2003). https://www.randombio.com/co2.html. Modified data from: Howare, J.N., Burch, D.L., Williams, D (1955). Near-infrared transmission through synthetic atmospheres. Geophys. Res. Papers No. 40, Geophys, Res. Dir., Air Force Cambridge Research Center, p.93

    [2] Wikipedia Sonnenaktivität

    [3] Wikipedia Kohlekraftwerk, Radioaktive Emissionen

    [4] BP Statistical Review 2017 World Energy full-report, S.9

    [5] Wikipedia Wald als weltweiter Klimaregulator und Kohlenstoffsenker

    [6] Wikipedia Erdöl, Radioaktiver Abfall

    [7] Wikipedia Heizöl

    [8] Wikipedia Kohlenstoffdioxid

    [9] Wikipedia Kohlenstoff

    [10] Wikipedia Desertifikation

    [11] Wikipedia Bevölkerungsexplosion

    [12] Wikipedia Strommix

    [13] EU-Verordnung zur Verminderung der CO2 - Emissionen von Personenkraftwagen

    [14] Wikipedia Wüste

    [15] Nir Shaviv's blog: My experience at the German Bundestag's Environment Committee in a pre-COP24 discussion. Rede auf Youtube zu finden unter Wissenschaftler entlarvt Klimaschwindel in Bundestag

    [16] David Archibald: Saltbush Solar Activity Watch, Dec. 2018

    [17] Wikipedia Albedo

    [18] Sachverständigenrat für Umweltfragen (2010): 100% erneuerbare Stromversorgung bis 2050: klimaverträglich, sicher, bezahlbar (Memento vom 24. Oktober 2011 im Internet Archive) (Studie mit nicht verifizierten Positiv-Erwartungen a la "Kostenentwicklung" etc.)

    [19] Wikipedia Liste von Pumpspeicherkraftwerken

    [20] Reiser, O.: Der Treibhauseffekt aus chemischer Sicht [Teil 2]. Webseite 2019

    [21] Wikipedia Dieselkraftstoff

    [22] Wikipedia Dieselmotor#Wirkungsgrad

    [23] Wikipedia Elektroauto

    [24] Wikipedia Liste von Elektroautos in Serienproduktion

    [25] Wikipedia Gigafactory_1

    [26] Wikipedia Tragik der Allmende

    [27] Wu, H.W. & Emadi, A & Graaf, G & Leijtens, Johan & Wolffenbuttel, R.F.. (2011). Design and Fabrication of an Albedo Insensitive Analog Sun Sensor. Procedia Engineering. 25. 527-530. 10.1016/j.proeng.2011.12.131. Image license: CC BY-NC-ND 3.0

    [28] Kipp, Rudolf: Beispiellose Erwärmung oder beispiellose Datenmanipulation? vom 20.11.2009

    [29] Wikipedia Charles_David_Keeling, Atmospheric CO2 Data - Primary Mauna Loa CO2 Record, source: R. F. Keeling, S. J. Walker, S. C. Piper and A. F. Bollenbacher "Scripps CO2 Program", Bild: Auszug aus Wikipedia Keeling-Kurve

    [30] ICAO: The world Aviation - 1950 to 2012. Revenue Passenger Kilometers vom 20.5.2019

    [31] Wikipedia Energieverbrauch nach Zahlen des Bundesministerium für Wirtschaft (BMWi): Zahlen und Fakten Energiedaten, Stand: 23.09.2018

    [32] Nahle, Nasif S. Repeatability of Professor Robert W. Wood’s 1909 experiment on the Theory of the Greenhouse, July 5, 2011. Biology Cabinet Online-Academic Resources and Principia Scientific International. Monterrey, N. L.: Experiment on Greenhouses Effect

    [33] Wikipedia Energieverbrauch, Weltweiter Energieverbrauch

    [34] Hug, Heinz: Die Klimakatastrophe - ein spektroskopischer Artefakt? (1998) in http://ch-kurse.de/Heft_Klima_7430.pdf, S.51-56, Editor G. Dobrowolski. Siehe auch Schack, Alfred: Der Einfluß des Kohlendioxid-Gehaltes der Luft auf das Klima der Welt. In: Physikalische Blätter 28 (1972), S. 26-28, Online Library Wiley, doi 19720280106

    [35] Wikipedia Bevölkerungsexplosion, Datenquelle www.census.gov/ipc/www/worldhis.html

    [36] Sinn, H.W.: Buffering Volatility: A Study on the Limits of Germany’s Energy Revolution. (PDF). CESIFO working paper no. 5950. ISSN 2364-1428

    [37] BMWi Energiedaten Gesamtausgabe (nur DE)

    [38] Wikipedia World energy consumption

    [39] Wikipedia Ozean

    [40] Wikipedia Tonne of oil equivalent

    [41] Wikipedia Grönland Besiedlung

    [42] Alpenverein, Patzelt, G.: Gletscherschwund

    [43] Wikipedia Kleine Eiszeit

    [44] IEA Statistics Global Energy Emissions Total CO2

    [45] Wikipedia Weltenergiebedarf

    [46] Dohe, S.: Measurements of atmospheric CO2 columns using ground-based FTIR spectra. (PDF), Dissertation, Karlruher Institut für Technologie (KIT), 2013

    [47] Wennberg, P. O., Wunch, D., Roehl, C. M., Blavier, J.-F., Toon, G. C., & Allen, N. T. (2017). TCCON data from Lamont (US), Release GGG2014.R1 [Data set]. CaltechDATA. tccon.ggg2014.lamont01.r1/1255070

    [48] Higgs, Roger: 27 simple bullet points prove global warming by the sun, not CO2: by a geologist for a change. Dr Roger Higgs, Geoclastica Ltd, Technical Note 2019-11, 6th April 2019 (amended 5th July 2019), on ResearchGate. Übersetzung in deutsch.

    [49] NASA image source NASA Goddard Space Flight Center over Wikipedia, CC BY 2.0, adds by the author.

    [50] Wikipedia: Al Gore & IPCC: Nobel Peace Price 2007 with IPCC for climate change activism

    [51] British Court Case about Al Gore's film "An Inconvinient Truth" stated a "long schedule of errors"

    [52] Wikipedia: Kyoto-Protocol (1992): Reduction in greenhouse gas emissions

    [53] Wikipedia: Kyoto protocol (1997) sign up cancelled by Byrd-Hagel Resolution

    [54] rbb Studio Cottbus: Tagebau Jänschwalde muss Betrieb vorerst einstellen. Meldung vom 30.8.2019

    [55] Gerichtsurteil zum Klimabetrug: Gerichtsurteil stürzt CO2-Papst vom Thron

    [56] Wikipedia: M.E.Mann's manipuliertes Hockeyschlägerdiagramm der Erderwärmung

    [57] Wikipedia Luftdichte

    [58] Wikipedia Sättigung von Gasen am Beispiel des Wasserdampfs

    [59] https://en.wikipedia.org/wiki/File:Ipcc7.1-mann-moberg-manley.png aus https://en.wikipedia.org/wiki/ipcc

    [60] Frank, P.: Propagation of Error and the Reliability of Global Air Temperature Projections. Front. Earth Sci., 06 Sept. 2019, https://doi.org/10.3389/feart.2019.00223

    [61] Wikipedia Wasserstoff

    [62] Saurugg.net Stromnetz kurz vor dem Zusammenbruch vom 10.6.2017

    [63] Stahl, Martin: Warum das Elektroauto ein Feind der Energiewende ist. Manager Magazin vom 12.9.2019

    [64] Dubbers, D.; Stachel, J.; Uwer, U.: Energiewende: Fakten, Mißverständnisse, Lösungen. Webseite Uni Heidelberg, 4.9.2019

    [65] BMWi 12/2018 Energie-Primaerverbrauch

    [66] Wikipedia Pumpspeicherkraftwerk

    [67] Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen: AGEB Auswertungstabellen, AGEB Auswertungstabellen vom August 2018 (Excel), Zellen 4.1-AD18 und 6.1-AD11

    [68] Ferroni, F.; Hopkirk, R.: Energy Return on Energy Invested (ERoEI) for photovoltaic solar systems in regions of moderate insolation (Energy Policy 94, 2016). Kurzfassung in bazonline.ch: Die verheerende Bilanz von Solarenergie

    [69] Der fehlende Part: Wer steckt hinter Greta Thunberg? https://youtu.be/gWdMGaguyEQ vom 22.9.2019

    [70] Wikipedia https://de.wikipedia.org/wiki/Aerosol

    [71] Bartsch, Christian: Wider die Klimahysterie: Mehr Licht im Dunkel des Klimawandels - Klima. FAZ vom 3.4.2007

    [72] BMWi Förderprojekt Kraftwerksforschung zu Wasserstoff-Gasturbinen

    [73] Wikipedia Gesetz von Amontons

    [74] Wikipedia Vinland

    [75] Wikipedia Stromgestehungskosten

    [76] Wikipedia Energiesteuersätze Mineralöl

    [77] Innovationspreis Berlin-Brandenburg Batteriebetriebener Zug

    [78] Wikipedia Globales Ölfördermaximum

    [79] Wikipedia Weltenergieverbrauch

    [80] Wikipedia Pariser Weltklimavertrag

    [81] ZeitOnline, Claas Tatje vom 27.6.2016: Ich bin ein Klimaschwein

    [82] Wikipedia ICE

    [83] Berliner Morgenpost vom 24.6.2018: Busse liegen bei Ökobilanz deutlich vor Autoverkehr

    [84] Bahn.de vom 6.11.2019: Nachhaltige Geschäftsreisen

    [85] Wikipedia Braunkohle

    [86] Wikipedia Steinkohle

    [87] Agrarplus.at Heizwert-Äquivalente

    [88] Wikipedia Weltförderung Erdöl

    [89] Wikipedia Pelletheizung

    [90] Wikipedia Bioethanol

    [91] Viessmann Power-to-Gas-Anlage

    [92] Wikipedia Pyrolyse

    [93] Wikipedia Wasserstoffherstellung

    [94] Geitmann, Sven: Hydrogeit Wasserstoff-Steckbrief

    [95] Wikipedia Emissionen durch die Schiffahrt

    [96] Wikipedia Erdmagnetfeld

    [97] Wikipedia Henrik Svensmark

    [98] Wikipedia Friedrich Wilhelm Herschel

    [99] Statistisches Bundesamt, Destatis Pressemitteilung Nr.459 vom 26.11.2018 zum PKW-Verkehr 2017

    [100] United Nations IPCC Geneva: Climatic change 2007 synthesis report.

    [101] Landesverband bayrischer Omnibusunternehmen e.V.: Der Bus - Die ökologische Alternative

    [102] Ilgmann,Gottfried, Frankfurter Allgemeine Sonntagszeitung, 14.10.2007, Nr. 41, Seite 69. Siehe FAZ.net vom 14.10.2007: Klimabilanz der Bahn - Noch eine unbequeme Wahrheit

    [103] Wittmann, Klaus, Die Zeit 06/1998, in ZEIT-ONLINE vom 29.1.1998: Zum Glück gezwungen - Warum die Bahn mit umweltfreundlichen Dieselloks 180 Millionen Mark spart

    [104] Kuhne, Manfred für airliners.de vom 22.9.2015: Energieverbrauch von Bahn und Flugzeug

    [105] ICE-T-Fan, 7.6.2008 im Forum ICE-Treff.de: Stromverbrauch ICE - Blick in den Führerstand

    [106] Berliner Morgenpost vom 28.7.2007 (Anzeige): Wieviel PS hat ein ICE3?

    [107] Grams, Tim in "Der bloggende Bahner" vom 17.8.2017: Das alles bietet der ICE4

    [108] Wikipedia Maya

    [109] Wikipedia Autogas

    [110] Wikipedia Erdgas

    [111] Wikipedia Methan

    [112] Wikipedia Aralkum

    [113] Higgs, Roger: Synthesis of archaeological, astrophysical, geological and palaeoclimatological data covering the last 2,000 years shows the Sun, not CO2, controls global temperature and portends a sea-level rise of ~3 metres by 2100. Dr Roger Higgs DPhil (Geology, Oxford, 1982-86), Geoclastica Ltd, UK, Technical Note 2020-1, 13th Jan 2020 www.researchgate.net, (Link)

    [114] Stromaustauschsaldo de.statista.com nach Quellen: BDEW, Stat.Bundesamt, BMWi, AGEB, ZSW (Link)

    [116] Chemie-Lexikon Braunkohle

    [117] Heinz, G.: Excel-Quelle zu Tab.2

    [118] Der Spiegel: Klima-Rekonstruktionen - Kleine Veränderungen geben der Erde Hitzeschocks (Link)

    [119] Wikipedia Laki-Krater

    [120] Wikipedia Bioethanol

    [121] Wikipedia Biogas

    [122] Potentiale von Biogas/Biomethan. www.bdew.de Info vom 26.4.2019 (kritische Bestandsaufnahme) (PDF)

    [123] Handelsblatt: Schnellladestationen zerstören Teslas Auto-Batterien schon nach 25 Ladevorgängen (Link)



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