AVES  Pfannenstil                  

 

Aktion für vernünftige Energiepolitik Schweiz (AVES)

Regionalgruppe Pfannenstil

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BULLETIN   Nr. 2                                                                                   Januar 1981

 

 

Können wir auf Kernenergie verzichten?

Die dringend notwendigen Massnahmen zur Reduktion der erschreckend hohen Erdölabhängigkeit der schweizerischen Energieversorgung werden unweigerlich ein starkes Anwachsen des Elektrizitätsverbrauchs zur Folge haben (siehe Bulletin Nr. 1 !). Durch eine Modernisierung der bestehenden Wasserkraftwerke und durch Bau neuer Anlagen lässt sich eine Steigerung der Stromproduktion erreichen, die etwa der Hälfte der Leistung des Kernkraftwerks Gösgen entspricht. Obwohl das natürlich bei weitem nicht genügt, behaupten die Kernenergie-Gegner weiterhin, neue Kernkraftwerke seien überflüssig, und verweisen auf die Alternativenergien Sonnenenergie, Windenergie, Holz, Biogas usw. Besonders die Sonnenenergie wird von gewissen Kreisen mit geradezu fanatischem Eifer als Allheilmittel angepriesen. Wie steht es damit tatsächlich?

 

 

Sonnenenergie

 

1. Die Intensität der Sonnenstrahlung

Die Intensität der auf die Erde einfallenden Sonnenstrahlung beträgt ausserhalb der Erdatmosphäre ca. 1350 Watt pro Quadratmeter. Ein Teil der Strahlung wird von der Atmosphäre absorbiert und reflektiert. Am Boden treffen daher an einem klaren Tag nur noch etwa 1000 W/m2 auf (senkrecht zur Einstrahlungsrichtung). Bei stark bewölktem Himmel reduziert sich dieser Wert sogar auf 100 bis 200 W/m2 .

Die mittlere auf eine horizontale Fläche einfallende Strahlungsintensität beträgt im schweizerischen Mittelland ungefähr 135 W/m2 (Mittelwert über Tag und Nacht und über das ganze Jahr).

Diese Zahlen bilden die Basis für alle Projekte zur Nutzung der Sonnenenergie.

Häufig wird das Argument vorgebracht, wenn ebensoviel Geld für die Entwicklung der Sonnenenergie wie für die der Kernenergie aufgewendet worden wäre, wären die Probleme der Anwendung der Sonnenenergie längst gelöst. Dabei wird meist übersehen, dass auch mit beliebig hohem Forschungsaufwand die oben genannten Zahlen sich nicht ändern lassen, die sind nun einmal für unser System Sonne-Erde fest gegeben.

Natürlich sind es genau diese Zahlen, die einer vernünftigen Nutzung der Sonnenenergie gewisse Grenzen setzen.

2. Die Nutzung der Sonnenenergie

Zunächst muss zwischen direkter und indirekter Nutzung der Sonnenenergie unterschieden werden. Die sehr widersprüchlichen Ansichten über das Potential der Sonnenenergienutzung kommen zum Teil daher, dass manche Autoren oder Referenten die Windenergie, die Bioenergie (Holz, Biogas), die Wasserkraft und die Gezeitenenergie mit zur Sonnenenergie zählen. Natürlich sind alle diese Energien letzten Endes tatsächlich auf die Sonnenenergie zurückzuführen. Im folgenden soll aber unter Sonnenenergienutzung nur die direkte Nutzung verstanden werden (auf die anderen Energiearten wird in den folgenden Bulletins eingegangen).

Für die direkte Nutzung der Sonnenenergie bestehen im wesentlichen folgende Möglichkeiten:

§          Gewinnung von Wärmeenergie
Sonnenkollektoren für Heizung und Warmwassererzeugung

§          Gewinnung von elektrischer Energie
Solarzellen, thermische Sonnenkraftwerke (Solarkraftwerke)

 

Gewinnung von Wärmeenergie:

Es soll hier nicht bestritten werden, dass Sonnenkollektoren einen Beitrag zur Reduktion des Oelverbrauchs liefern können. Dass jedoch auch dieser Einsatz der Sonnenenergie wegen des grossen Material- und Energieaufwandes bei der Herstellung der Kollektoren nicht ganz so problemlos ist, wie man uns glauben machen möchte, zeigt Prof. W. Seifritz in seinem ausgezeichneten Buch: „Sanfte Energietechnologie – Hoffnung oder Utopie?“ (siehe Literaturhinweise).

Gewinnung von elektrischer Energie:

Solarzellen (Fotozellen) liefern eine direkte Umwandlung von Sonnenlicht in Elektrizität. Bei thermischen Sonnenkraftwerken wird mit der durch die Sonnenstrahlung produzierten Wärme eine klassische Wärmekraftmaschine betrieben (elektrischer Generator wird von Gasturbine und/oder Dampfturbine angetrieben).

 

Da ja von den Kernenergie-Gegnern immer wieder behauptet wird, mit Hilfe der Sonnenenergie könne auf Kernkraftwerke verzichtet werden, soll die Gewinnung von elektrischer Energie mit Sonnenkraftwerken im folgenden etwas genauer betrachtet werden.

 

3. Solarzellen

Eines der Hindernisse, die sich einem Einsatz der Solarzellen im grossen Masstab entgegenstellen, ist der zur Zeit noch relativ hohe Preis. Nach manchen Prognosen sind in den nächsten Jahren jedoch starke Preissenkungen zu erwarten. Das soll hier nicht untersucht werden. Dagegen ist es aufschlussreich, einmal den Flächenbedarf für ein 1000-MW-Kraftwerk zu berechnen.

Solarzellen haben einen Wirkungsgrad von 10 bis 15 %. Obwohl im Kraftwerksbetrieb wegen der nicht immer optimalen Betriebsbedingungen der maximale Wirkungsgrad nicht erreicht werden kann, wird im folgenden der optimistisch hohe Wert von 15 % eingesetzt. Da eine grössere Fläche nicht lückenlos mit Solarzellen bedeckt werden kann, sondern Raum für Unterhalts- und Reparaturarbeiten freigelassen werden muss, kann mit einer etwa 50 %igen Flächenbedeckung gerechnet werden.

Für ein Kraftwerk mit 1000 Megawatt mittlerer elektrischer Leistung (entspricht etwa der Leistung des KKW Gösgen) ist dann eine totale Fläche von rund 100 km2 (in Worten: hundert Quadratkilometer) erforderlich!


Es muss bei Sonnenkraftwerken immer sorgfältig unterschieden werden zwischen mittlerer Leistung und Spitzenleistung. Fast immer wird nämlich die Spitzenleistung angegeben. Die mittlere Leistung ist aber beträchtlich kleiner. Bei einem KKW ist dagegen die mittlere Leistung nahezu gleich der Maximalleistung. Ein unvorsichtiger Vergleich von Leistungsdaten liefert daher meistens ein gänzlich falsches Bild.

 

4. Solarkraftwerke

Das aussichtsreichste Konzept für grosse Solarkraftwerke besteht aus einem hohen Turm, auf dem ein sogenannter Empfänger angebracht ist. Mit Hilfe einer grossen Zahl von beweglichen Spiegeln, die präzise dem Sonnenstand nachgeführt werden, wird das Sonnenlicht auf den Empfänger konzentriert. Mit der vom Empfänger eingefangenen Wärme wird eine Turbine betrieben, die ihrerseits den elektrischen Generator antreibt. Es können Gas- oder Dampfturbinen oder Kombinationen von beiden verwendet werden.

Eine Studie des Battelle-Instituts in Genf untersuchte die Möglichkeiten für Solarkraftwerke in den Schweizer Alpen. Ein typisches Kraftwerk bestände aus einem 200 m hohen Turm mit dem Empfänger an der Spitze und 10'000 (in Worten: zehntausend!) beweglichen Spiegeln (sog. Heliostaten) von je 50 m2 Fläche, die wegen des Schnees auf bis zu 9 m hohen Masten montiert wären und einen Berghang mit einer Fläche von total ca. 2 km2  bedecken würden (die von den Heliostaten beanspruchte Landfläche muss 4 bis 5 mal grösser sein als die totale Spiegelfläche, um die gegenseitige Beschattung der Heliostaten zu vermeiden). Es würde eine Spitzenleistung von ca. 100 MW und eine mittlere Leistung von ca. 17 MW liefern. Man beachte wieder den Unterschied zwischen Spitzenleistung und mittlerer Leistung!

Für eine mittlere Leistung von 1000 MW wären somit rund 60 solcher Kraftwerke erforderlich! Das wären also rund 120 km2 Berglandschaft für die Leistung eines einzigen Kernkraftwerks.

Umweltfreundliche Sonnenenergie?..

 

5. Das Speicherproblem

Wegen der ungleichmässig anfallenden Leistung eines Sonnenkraftwerkes (Tages- und Jahreszeiten, Bewölkung!) stellt sich das Problem, wie die Energie gespeichert werden kann. Strom wird auch nachts und bei schlechtem Wetter (und vor allem dann!) gebraucht. Im Winter, wenn der Energiebedarf am grössten ist, scheint die Sonne viel weniger lang als im Sommer. Wenn ein wesentlicher Bruchteil des schweizerischen Energieverbrauchs durch Sonnenkraftwerke gedeckt würde, wäre das Energiespeicherproblem kaum lösbar.

 

6. Dezentralisierung?

Von Seite der Sonnenenergie-Anhänger wird immer wieder die „dezentralisierte Nutzung“ der Sonnenenergie propagiert. Eine dezentralisierte Anordnung der notwendigen Kollektorflächen verringert aber selbstverständlich keineswegs den totalen Flächenbedarf!

 

7. Sonnenenergie – ja oder nein?

Für Entwicklungsländer mit starker ganzjähriger Sonneneinstrahlung sind Sonnenkraftwerke die ideale Lösung des Energieproblems.

Langfristig ist auch die Möglichkeit denkbar, dass grosse Sonnenkraftwerke in den sonnigen Wüstenregionen Wasserstoff produzieren, der dann durch Fernleitungen über kontinentale Entfernungen zu den Verbrauchern transportiert wird. Vorläufig stellen sich aber einer solchen Lösung vor allem politische Hindernisse entgegen.

Für schweizerische Verhältnisse können Sonnenkollektoren für Heizung und Warmwasserproduktion einen wertvollen Beitrag zur Reduktion des Erdölverbrauchs liefern. Dagegen sind Sonnenkraftwerke zur Stromerzeugung wegen ihres ungeheuer grossen Landbedarfs alles andere als besonders umweltfreundlich.

Die Nutzung der Sonnenenergie macht also Kernkraftwerke keineswegs überflüssig, im Gegenteil, nur eine durch genügend KKW gesicherte Stromversorgung ermöglicht überhaupt eine grössere Nutzung der Sonnenenergie. Die Sonnenenergie ist nicht eine Alternative zur Kernenergie, sondern eine Ergänzung.

Sonnenenergie – ja oder nein? Ja, aber nicht anstelle, sondern nur mit Hilfe der Kernenergie!

 

 

Sonnenenergie-Autos?

Im Dezember 1980 wurde in der Presse von einem Elektromobil berichtet, das an der Internationalen Erfindermesse in Genf vorgestellt worden war. Auf dem Dach des Elektroautos sind Solarzellen montiert, die einen Bleiakkumulator (wie die „Batterie“ im normalen Auto) aufladen.

Bei einer Geschwindigkeit von 40 km/h soll das Auto fast 120 km weit fahren können. Der technisch unbefangene Leser musste den Eindruck gewinnen, man könnte demnächst statt mit Benzin mit Sonnenenergie autofahren.

Wie stehen die Chancen dafür?

Eine einfache rechnerische Abschätzung zeigt, dass, um den Akkumulator für eine Fahrt von 120 km mit Hilfe der Solarzellen zu laden, das Auto zuerst mindestens 70 Stunden im prallen Sonnenschein stehen müsste. 70 Stunden Sonnenschein, das sind bei schönem Wetter etwa 6 Tage.

Bei Bewölkung oder gar Regenwetter muss man das Auto eben noch etwas länger stehen lassen.

 

 

Katastrophen-Bilanz 1980

Brände und Explosionen
mehr als 780 Tote
mehr als 1200 Verletzte
Wegen Explosionsgefahr mussten in einem Fall 8000 Einwohner evakuiert werden.

Zugs- und Busunglücke
mehr als 560 Tote
mehr als 1150 Verletzte

Flugzeugunglücke
mehr als 1200 Tote
mehr als 90 Verletzte

Giftgasunfälle
mehr als 28 Tote
mehr als 47 Verletzte
Wegen Giftgaswolken, die durch Brände oder Explosionen freigesetzt wurden, mussten in 7 Fällen insgesamt über 28'000 Einwohner evakuiert werden.

Die obigen Zahlen beruhen auf einer mit Hilfe von Zeitungsmeldungen privat geführten Statistik. Dabei wurden nur die grösseren Unglücke erfasst (z.B. wurden gewöhnliche Strassenverkehrsunfälle oder Abstürze von Privatflugzeugen nicht mitgezählt). Da jedoch selbst Meldungen von grösseren Unglücken häufig recht unauffällig sind, wurde bestimmt ein gewisser Prozentsatz der Meldungen übersehen. Die wahren Zahlen sind also gewiss höher.

Es drängen sich einige Fragen auf.

1. Frage:
Wie gross und wie unübersehbar und unüberhörbar wären die Meldungen gewesen, wenn sich ein Kernenergieunfall mit 10 Todesopfern ereignet hätte?

2. Frage:
Hat jemand verlangt, dass Eisenbahn- oder Busfahren, Fliegen und die Verwendung feuergefährlicher oder giftiger Stoffe verboten werden?

3. Frage:
Wäre nicht sofort mit grossem Geschrei weltweit ein Verbot der weiteren Verwendung der Kernenergie verlangt worden, wenn ein Kernenergieunfall 10 Todesopfer gefordert hätte?

4. und letzte Frage:
Warum sind manche Leute so schrecklich inkonsequent?

 

 

Energiespartips

Energiespartips findet man in zahlreichen Broschüren, Publikationen und Zeitschriftenartikeln. Drei einfache Spartips sollen hier in Erinnerung gerufen werden. Ihre Befolgung kostet nichts, aber ihre Wirkung ist grösser, als man meistens glaubt.

·        Temperatur in Wohnzimmern nicht über 19 bis 20 °C, in Schlafzimmern nicht über 16 bis 17 °C.

Zum letzten Tip wieder ein neckisches Beispiel (vgl. Bulletin Nr. 1):

Frau Schweizer schimpft immer, wenn jemand irgendwo das Licht unnütz brennen lässt. Sie pflegt jedoch jeden Morgen die drei Schlafzimmer ihrer Wohnung während anderthalb Stunden zu lüften. Dabei stellt sich ein sechsfacher Luftwechsel pro Stunde ein. Die Aussenluft strömt mit einer Temperatur von -2 °C herein und die die Zimmer verlassende Luft hat eine mittlere Temperatur von 10 °C. Eigentlich würde ein Lüften von 10 Minuten Dauer genügen. Wie lange könnte man eine 60-W-Lampe mit der so verschwendeten Energie brennen lassen?

Antwort: nednuts gizreivdnuthca awte

 

 

Literaturhinweise

Robert Gerwin
„Die Welt-Energieperspektive“
Deutsche Verlags-Anstalt, Stuttgart 1980.   ca. Fr. 25.-

Ausgezeichnete Zusammenfassung einer Studie des IIASA (International Institute for Applied Systems Analysis, Internationales Institut für Angewandte Systemanalyse) in Laxenburg bei Wien. Gibt einen nüchternen und umfassenden Ueberblick über die Welt-Energieprobleme und ihre möglichen Lösungen. Für jedermann, der sich mit Energieproblemen ernsthaft auseinandersetzen will, äusserst empfehlenswert.

 

Walter Seifritz
„Sanfte Energietechnologie – Hoffnung oder Utopie?“
Verlag Karl Thiemig, München 1980.   ca. Fr. 15.-

Zeigt eindrücklich die Problematik eines massiven Einsatzes der Sonnenenergie. Beweist, dass zu Unrecht die „harte“ Technologie verteufelt und die „sanfte“ Technologie verherrlicht wird.

 

Bernd Stoy
„Wunschenergie Sonne“
Energie-Verlag, Heidelberg 1978.   ca. Fr. 60.-

Beschreibt ausführlich die verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten der Sonnenenergie. Obschon der Autor die Nutzung der Sonnenenergie eindeutig befürwortet, zeigt er trotzdem unmissverständlich, dass einerseits die Sonnenenergie kein Allheilmittel ist und dass andererseits eine Entscheidung gegen die friedliche Nutzung der Kernenergie unter anderem auch eine Entscheidung gegen die Nutzung der Sonnenenergie wäre.

 

A.R.