Energie für Deutschland

1. Energie für Deutschland Energie für Deutschland Dr. Steinbock, Schulstr. 29 76351-Linkenheim-Hochstetten ---------- 35 Jahre Nukleare Sicherheitsforschung 40 Jahre Heizen in einem 5-Familienhaus Mitglied in: KTG, DPG, Haus und Grund eV Webseiten: www.waermebrunnen.dewww.dd-fusion.de Inhalt: Energieformen, Primärenergien, Efemere Energien, Umweltfolgen Vorschläge für energiepolitische Aktionen Private Energiepolitik: Heizungstechniken, Treibstoffe Konfuzius, was er als Herrscher tun würde: Ich würde den Sprachgebrauch verbessern! Warum? Wenn die Worte nicht stimmen, dann ist das Gesagte nicht das Gemeinte. Dann gedeihen die Werte nicht. Gedeihen die Werke nicht, so verderben die Sitten und Künste.

2. Energie für Deutschland Meine Kompetenz als Physiker 1968: Diplom in Beschleunigerphysik, Kernforschungszentrum Kalrsruhe (KfK) 1972: Dr. rerum naturae in Beschleuniger-Physik, KFK-Beircht 1636 1973: Projekt Schneller Brüter, Brennstabmodellrechnungen 1978: Delegation nach Cadarache/fr. , Nachuntersuchung von Unfall-Experimenten 1985: Aufbau eines Tomografen für bestrahlte Brennstäbe 1989: Aufbau eines Material-Tomografen am Kernforschungszentrum Karlsruhe 1992: Auswertung von Experimenten zu Unfallfolgen für LWRs 1994: Bildverarbeitung von gerissenen Brennstabhüllen 2001: Endoskopie von Versuchen mit Brennelementen bei Kühlungsausfall Seit 1974 als Mitglied der KTG: Besuch der WAA in Cap de la Hague, Gorleben-Schacht -840m, einige KKWs, 2xNAGRA-Felslabor, URENCO

3. Energie für Deutschland Meine Kompetenz als Hausmeister, Selbstschrauber,.. Seit 1967: Auto-Selbstschrauber am Fiat-500,R4,R21,DB-190,Logan-MCV (Ventilspiel, Zünd/Glühkerzen, Achswellen,...) Seit 1978: Hausmeister (Rolladen, Heizkörper, Fußböden, Decken, (Elektro-)Installation, Garten, Lüftung, Möbel) im eigenen Haus mit Werkstatt (Dreh- und Fräsbank aus China, Metall- und Holzbearbeitung) Seit 1985: Betrieb von Luft/Wasser-Wärmepumpen für Hausheizung und Warmwasser (Brunnenbohren, Steuerung, Hydraulik) Seit 1996: Bau von Liegerädern

4. Energie für Deutschland Energie ist die Grundlage unseres Wohlstandes

5. Energie für Deutschland durchschnittlich beanspruchte Leistung an Primärenergie in verschiedenen Ländern [Watt/Kopf] Einordnung: 5,5 kW ~ 55 x 100-Watt-Lampen 1 Ver. Arab. Emirate 21.610 Klimatisierung! 2 Norwegen 12.610 Stromheizung! 3 Kanada 12.252 Strompreis:~9 ca-cent 4 Singapur 11.774 5 USA 10.460 Auto,Klimageräte! 6 Kuwait 10.101 7 Belgien / Luxemburg 7.858 Autobahnbeleuchtung ! 8 Australien 7.672 9 Niederlande 7.314 10 Schweden 7.208 11 Finnland 6.796 12 Neuseeland 6.345 13 Frankreich 5.761 14 Republik Korea 5.761 15 Deutschland 5.549 16 Schweiz 5.482 17 Österreich 5.389 18 Japan 5.309

6. Energie für Deutschland Primärenergien Kohle Erdöl • Uran Wasserkraft Sonnenstrom Windstrom

7. Energie-Erntefaktor (EROIE)=Energiegewinn/investierte Energie

8. Energie für Deutschland Energieverbrauch in .de: ~500 Mio. t SKE ~6 Tonnen Kohlenstoff pro Einwohner ! davon ~30% Haushalts-Verbrauch 1 SKE=8141kWh: oder als 70 Gramm Kernbrennstoff:

9. Energie für Deutschland Energieverbrauch in SKE in Deutschland 2010: ~500 Mio. Tonnen „SKE“ = Öl, Gas, Uran, Holz , Kohle, hier z.B. Braunkohle: In Garzweiler füttern Braunkohlebagger das Kraftwerk Frimmersdorf (4x KKP I+II) mit sechs Güterzügen Kohle pro Stunde, Grubentiefe: ~ 200 Meter, rechts: Abraumhalde mit Windrädern) Welt: Energieverbrauch 2010 : 13 Mia. to SKE, Davon 4 Mia. to Kohle China: 2 Mia. Tonnen Kohle/Jahr 200 Mio. to Flözbrände/Jahr

10. Energie für Deutschland Es geht aufwärts: CO2-Gehalt der Luft in Hawai bis Ende 2008 Ausgangswert im Jahr 1850: ~250 ppm, heute: > 400 ppm, Anstieg pro Jahr: 2 ppm, 2100: 500 ppm ?

11. Energie für Deutschland Beim Verbrennen von Kohlen(wasserstoffen) entsteht CO2. Das CO2-Endlager ist die Lufthülle der Erde. Pro Jahr setzen wir in Deutschland 160 000 000 solcher „CO2-Ballone“ frei. Weltweit sind es 40 000 000 000 Ballone! (Bild von Heißluft-WM 1987 in Japan)

12. Aus: http://www.klimadiagramme.de/Europa/Karlsruhe/ka_temp_monate.htm Mittlere Erwärmung um 0,4° seit 1800. Natürlich? CO2? Staub? Wärme-Inseleffekt?

13. CO2 und „Erdtemperatur“ P ~ 6x10-8 Watt/qmK4 Psonne~1300 Watt/qm Perde ~450 Watt/qm An den Polen ist Psonne~0 Am Äquator ist P>450 Watt/qm → Winde, horizontal, vertikal Wolkenbildung, Niederschläge, Ozeanströme,.... Speichereffekte: Sand, Wasser, Fels, Wälder,... → Modelle bleiben zu einfach!

14. Der CO2-„Treibhaus“-Effekt Sinnigerweise wird CO2 in Gewächshäusern als gasförmiger Dünger verwendet, weil Pflanzen damit besser wachsen. Die Temperaturerhöhung im Treibhaus wird dagegen durch die Verhinderung der freien Konvektion und Abstrahlung durch die Glaswände bewirkt. Der Vergleich der mittleren Oberflächentemperaturen auf Erde und Mond (gleiche mittlere Sonneneinstrahlung!) zeigt, daß die Klimamodelle viel zu einfach sind (http://www.eike-klima-energie.eu/news-cache/allgemeine-klimatheorie-erwiderung-auf-kommentare/). Eisbohrkerne zeigen, das CO2-Anstiege NACH einer Temperaturerhöung auftreten. Die Löslichkeit von CO2 in Wasser liefert dafür die einfache Erklärung. Weitere Informationen auf: http://www.wahrheitssuche.org/treibhaus.html → Ich bin ein „Klimaskeptiker“

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17. Energie für Deutschland Schlüsselparamter von Kraftwerken Wirkungsgrad : Primärenergie/elektrische Energie Jahresverfügbarkeit: Wärme-KW~0,85, Wasser-KW~0,5, Wind-KW~0,2, Licht-KE~0,1 Minimale Verfügbarkeit: 0,9 0,9 0 0 Wartungskosten (€/kWh) Brennstoffkosten (€/kWh) Steuerbarkeit (Lastfolgebetrieb) + + - - -

18. Energie für Deutschland 600 Mia. KWh-Strom ~ 225 Mio. Tonnen SKE ~45% der Primärenergie für Strom

19. Energie für Deutschland Kraftwerke EXtrahieren Strom aus PrimärENERGIE 1. Hauptsatz der Thermodynamik: Energie = Exergie + Anergie = Konstant 2. Hauptsatz der Thermodynamik: Entropiezuwachs > 0 (*) oder der Carnot-Wirkungsgrad jeder Wärmemaschine = Tu / ( To – Tu) < 1 To, Tu : Temperatur des heißen und kalten Speichers in Kelvin=273+°C * Entropie= Unordnung, Kraftwerkwirkungsgrad hängt ab von der Temperatur der Verbrennung Energie wird im Kraftwerk getrennt in: Exergie +Anergie (Dampf+ Kühlwasser) Strom ist (fast) reineExergie Abwärme ist (fast) nur Anergie

20. Energie für Deutschland Minimale Größe [MW] 1kW 100 1000 1500 1kW 1kW 1MW 1W 1kW 1kW „Tyrannei“ Der Kritischen Masse Investitionskosten für Kraftwerke (Quelle: Bericht Nr. 4 des IER der Uni Stuttgart

21. Energie für Deutschland Primärenergiekosten für Kraftwerke (Quelle: Bericht Nr. 4 des IER der Uni Stuttgart

22. SKE-Preise der BAFA: 100€/SKE → 3,3 cent/kWh-Steinkohle-Brennstoffkosten Palette Steinkohle bei Ebay: 270€/SKE Energie für Deutschland

23. Energie für Deutschland Vergleich der Energiesteuersätze Benzin : 65,45 ct/l (etwa 7,3 ct/kWh) Diesel bzw. Gasöl: 47,04 ct/l (etwa 4,7 ct/kWh) Flüssiggas (LPG) als Kraftstoff: 8,96 ct/l, (etwa 1,29 ct/kWh) Erdgas (CNG) als Kraftstoff: 18,03 ct/kg (etwa 1,39 ct/kWh) Schweres Heizöl: 13,00 ct/kg (etwa 1,19 ct/kWh) Steuer bei Erzeugung von elektrischem Strom oder Wärme (2006): Heizöl: (0,2-0,62) ct/kWh Erdgas: 0,55 ct/kWh Flüssiggas: 0,43 ct/kWh Kohle: 0,12 ct/kWh Uran235: 0,6 cent/kWh

24. Energie für Deutschland Energiequelle relatives Sterberisiko (Tote per TWh) Coal (elect, heat,cook –world avg) 100 (26% of world energy, 50% of electricity) Coal electricity – world avg 60 (26% of world energy, 50% of electricity) Coal (elect,heat,cook)– China 170 Coal electricity- China 90 Coal – USA 15 Oil 36 (36% of world energy) Natural Gas 4 (21% of world energy) Biofuel/Biomass 12 Peat (Torf) 12 Solar (rooftop) 0.44 (0.2% of world energy for all solar) Wind 0.15 (1.6% of world energy) Hydro 0.10 (europe death rate, 2.2% of world energy) Hydro - world including Banqiao*) 1.4 (about 2500 TWh/yr and 171,000 Banqiao dead) Nuclear 0.04 (5.9% of world energy) Quelle: Artikel auf nextbigfuture.com, * Dammbruch in China

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27. Energie für Deutschland Rohstoff-Reichweite für Nuklearenergie Uran+Thorium:>1000 Jahre Uran aus dem Ozean: ~ 150 €/kg,Flußeintrag>>aktueller Verbrauch Wasserstoff (+Li,Be,B): >106 Jahre

28. Energie für Deutschland

29. Www.nagra.ch Webseiten zur Abfallentsorgung http://de.wikipedia.org/wiki/Naturreaktor_Oklo Www.nagra.de Energie für Deutschland

30. Energie für Deutschland Large intensities of MeV particles and strong charge ejections from laserinduced fusion in ultra-dense deuterium F. Olofson1, A. Ehn2, J. Bood2, L. Holmlid1 1 Department of Chemistry and Molecular Biology, University of Gothenburg, SE-412 96 Göteborg, Sweden 2 Combustion Physics, Department of Physics, Lund University, SE- 221 00 Lund, Sweden D(-1): Deuteriumphase mit 1029 cm-3 Gemessen: supraleitend und supraflüssig

31. Energie für Deutschland Eine Energiepolitik für Deutschland • 7.1 Freie Energiemärkte • Die politischen Markteinschränkungen (EEG,ENEV, WärmeschutzV) werden aufgehoben. • 7.2 Marktkontrolle • Die Bundesnetzagentur reguliert den Netzzugang NUR nach physikalisch-technischen Regeln (Lastprofile, Lastdynamik) • 7.3 Freie Energieforschung • Die Deutsche Energieagentur fördert ALLE Energietechnologien • 7.4 Efemere Energien • Efemere Stromanbieter sind an den Kosten des Speicherbaus, den Netzbaukosten und den Kosten der Schattenkraftwerke zu beteiligen

32. Energie für Deutschland Hausklima Warmwasser Lüftung Moderne Häuser brauchen Heizung und Warmwasser. Wärmedämmung spart Energie, aber benötigt kontrollierte Lüftung. Im Folgenden meine privaten Aktionen in Sachen Energie Heizung

33. Energie für Deutschland Preisverlauf für Brennstoffe 2002: Preisband 30-40€/100 Liter, aber in 2012: Anstieg bis 95€/100 Liter Der Ölpreis ist ein Marktpreis, weil die Weltbevölkerung mehr Energie braucht! Das „Spekulations“geschrei ist Volksverdummung! Öl-Heizkosten 02-12 verdreifacht! Euphorie für neuartige Heizungen: Holz, Biomasse, Erdwärme, Wärmepumpe

34. Energie für Deutschland Raumheizung am Beispiel des Warmluftofens: Feuer wandelt chemische Energie in Wärme: C+O2 → CO2 Heiße Eisenrohre heizen die Raumluft, die nach oben steigt Wirkungsgrad ist schlecht, Weil Feuergase und Warmluft Nur von „allein“ aufsteigen: Wirkungsgrade < 80%

35. Energie für Deutschland Thermodynamischer Wirkungsgrad einer Gebäudeheizung: Temperatur des kalten Speichers, Außenluft: -10° = 263 Kelvin Temperatur des warmen Speichers, Drinnen: +20°= 293 Kelvin Differenz: Delta-K = 30 Kelvin Heizlast = 10 kW Die ideale Carnot-Maschine braucht dafür nur 1 kW Exergie (=Strom) Jede Heizung, die mehr als 20% Exergie benötigt, verschwendet Exergie, weil jeder fossile Brennstoff im Kraftwerk zwischen 30 und 58% Strom erzeugen kann. Wer mit Strom (100% Exergie) direkt heizt, verschwendet 90% der Exergie! Beispiel: 1 cbm Erdgas ergibt ~9 kWh Heizwärme im Gaskessel In einem GuD-Kraftwerk werden daraus 5,8 kWh Strom, damit kann eine Wärmepumpe (COP=5) 29 kWh Wärme bereitstellen • Es ist Volksverdummung, die Gasheizung oder die Pelletheizung „ökologisch“ zu nennen, denn Exergie wird verschwendet. • Weiterführender Link: http://www.lowex.info/Berlin_2007/06_Schmidt_Exergeibewertung.pdf

36. Energie für Deutschland Mit Erdwärme Heizen mit einer Wärmepumpe Vorteile: fast überall möglich, erprobte Technik: Brunnenbau oder normaler Tiefbau, einfache Bohrtechnik Joule-Thomson-Kälteanlage (Kühlschrankprinzip, Luftpumpe) Grundwasser  Kältemittel  Heizung/Warmwasser (3 Kreise) Kältemittel im Erdkreis  Heizung ( Direktverdampfung)

37. Energie für Deutschland Jahreszeitlicher Temperaturverlauf Im Freien Feld Als Funktion der Tiefe. Ab 6 Meter Tiefe Schwankt die Temperatur max. +-1° Um einen Mittelwert. In Hochstetten hat Das Grundwasser Im Oktober +13,6°! Wenn möglich, ist ein Grundwasserbrunnen Die beste Wärmequelle Für eine Wärmepumpe: Aktivierung des solaren Wärmespeichers Erdreich + Grundwasser

38. Energie für Deutschland Grundwasser-Wärmepumpe in der Rheinebene (Linkenheim): Förderbrunnen: 13°, 4 cbm/h, 10m tief Schluckbrunnen: 9°, 10m tief, 15 m Entfernung Heizwasservorlauf: 40°, 5 cbm/h Heizrücklauf: 36° → ~20 kW (thermisch) Verdichter+Pumpen: 5 kW(elektrisch) ~ 1€/Stunde (aktueller EnBW-Wärme-Tarif) Wärmekosten (10/12): 5 cent/kWh (thermisch) Zum Vergleich Öl: >~10 cent/kWh

39. Energie für Deutschland Brunnen für Wärmepumpen Schluckbrunnen, 10 Meter tief, Grundwasser bei -7 Meter Brunnenrohr DN-200 Mit Sandfilter aus Aluminium-Lochblech

40. 20 kW Wärmepumpe mit Steuerung Energie für Deutschland

41. Energie für Deutschland Energie-Wahrheiten 1. Energie ist eine Konstante und nicht „erneuerbar“ 2. Der Verbrauch von Exergie~Strom wird wachsen 3. Exergieträger müssen speicherfähig sein 4. Energiesteuern und -abgaben machen unfrei

42. Energie für Deutschland Vielen Dank fürs Zuhören

43. Energie für Deutschland Zukunftsenergien? Gashydrate: Gewinnungsmethoden nicht entwickelt, Gefahrenpotential apokalyptisch: Methan ist als Treibhausgas 21- mal effektiver als CO2! Wasserstoff hat nur als Nuklearbrennstoff Bedeutung Brennstoffzelle nutzt nur Sekundärenergie mit kleinem Gesamtwirkungsgrad Wind zu teuer, Jahresnutzungsgrad < 0,17 Sonne extrem teuer, nachts/winters nicht verfügbar, JNG<0,2 Holz(pellets) Abfallprodukt, preiswert, nachhaltig verfügbar Erdwärme : fast überall, jederzeit, nachhaltig verfügbar (100 Meter) Investition noch teuer! Können wir das Ändern? ja, (fast) jeder Hausbesitzer kann das ändern!

44. Energie für Deutschland Erdwärmekraftwerk Larderello in bewegt die italienische Bahn! „Tiefe“ Geothermie (tGt > -100 Meter, meistens 2000-5000 Meter tief), sehr begrenzt: Lardarello/I, Hawaii, Island, Kalifornien, Philippinen Erdwärmekraftwerke „the Geysirs“ in USA/CA (Sankt-Andreas-Verwerfung) Oberrhein-Graben: Soultz im Walde, Bruchsal (120° in -1000 Meter), Basel Vorteil: ganzjährig, ganztägig verfügbar Nachteile: unausgereifte Technik -> Teuer geringer Exergieinhalt: Viel Abwärme für wenig Exergie 10:1 ! Erdbebengefahr: Basel (Erdbeben 06/07), Staufen im Breisgau

45. Energie für Deutschland Erdwärme zum Heizen und zur Stromerzeugung in Deutschland: Oberrhein-Graben: Landau, Bruchsal (120° in 2500 Meter Tiefe), Urach München-Unterhaching Nachteile: unausgereifte Technik -> Teuer (15-20 €cent/kWh nach einer Studie) bis jetzt nur an wenigen Orten wirtschaftlich: The Geysirs USA/CA Temperaturverteilung in 2 km Tiefe

46. Energie für Deutschland Solares Wärmeangebot und Heizbedarf während des Jahres: Solare Wärme kann Heizung+WW nicht ganzjährig decken.

47. Energie für Deutschland  63 / 130 ~ nur 1/3 Heizarbeit mit mehr als 50% Leistung Histogramm des relativen Heizbedarfs: nur an 24 Tagen im Jahr ist mehr als 50% der Maximalleistung nötig, Eine 5 kW-Luft-Wärmepumpe kann im EFH meistens 67% Jahresheizwärme liefern!

48. Energie für Deutschland Flächenkollektor Förder+Schluckbrunnen Flache Geothermie oder Nutzung der Anergie des Erdreichs Anergiequellen für Wärmepumpen: Luft Erdreich (vergrabene Soleleitung oder KG-200 Luftrohr in > 1 Meter Tiefe) Abwasserrohre Tiefensonde (~ 50 Watt/Meter Wärme) Grundwasser ( in Hochstetten: +13,4° in 6-8 Meter Tiefe) Direktverdampfung im Erdreich (1-2 Meter Tiefe)

49. Energie für Deutschland Strompreise in Europa und Strompreiszusammensetzung in Deutschland Für NT-Strom: 2c€/kWh Erzeugung, Endpreis 15c€

50. Energie für Deutschland „Aus der Mühle schaut der Müller, der so gerne mahlen will; stille wird der Wind und stiller und die Mühle stehet still, so ist‘s immer, wie ich finde, rief der Müller voller Zorn, hat man Korn, so fehlt‘s am Winde, hat man Wind, so fehlt‘s am Korn.“ (W. Busch)