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Gut und schlecht in der Energietechnik

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Eines Tages wird die Welt vollständig mit erneuerbarer Energie versorgt. Kohle und Kernenergie würden in naher Zukunft obsolet werden. Dieter Franke, Professor für Nachhaltige Technik an der Hochschule Bonn-Rijn-Sieg, legt besonderen Wert auf die Verantwortung der beteiligten Ingenieure.
Solar-, Wind- und Wasserkraft sind nicht immer gut, aber Kohle und Kernenergie sind nicht immer schlecht – mit dieser kurzen Verteidigung erklärt Dieter Franke seine Haltung als Forscher auf dem Gebiet der erneuerbaren Energien, der Photovoltaik und der Windenergie. Was ihn in der heutigen Gesellschaft beunruhigt, ist die Tatsache, dass Entscheidungen oft auf der Grundlage von Werturteilen getroffen werden. Der Leiter des Studiengangs Sustainable Engineering an der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg fordert dagegen eine objektive Analyse der Fakten anhand sehr unterschiedlicher Kriterien.

Erneuerbare Energien haben auch Auswirkungen auf die Umwelt.

Um die Bedeutung dieser Überlegungen zu verdeutlichen, werden die Dilemmata der erneuerbaren Energien aufgezeigt, die zumindest teilweise durch den gezielten Einsatz von Technologien gelöst werden könnten. Beispielsweise könnten Windkraftanlagen mit Hilfe von Ultraschallmikrofonen automatisch abgeschaltet werden, sobald sich ein Fledermausschwarm nähert. Dies ist besonders wichtig für Windparks in Waldgebieten.

Ein weiteres Problem ist der Lärmpegel von Offshore-Windparks:

Schwingungen von Windkraftanlagen werden ins Wasser transportiert, so dass Wale sich nicht mehr orientieren können. Die Lösung wäre ein aufsteigender Vorhang aus Luftblasen – ein Vorhang aus Luftblasen -, der die Wassermenge deutlich reduzieren würde.
Aber auch eine Banalität wie der Blendfaktor von Solarmodulen muss bei der Produktentwicklung berücksichtigt werden: Eine undurchsichtige Oberfläche könnte die Reflexion reduzieren, aber die Effizienz würde sinken. Der Montagewinkel kann um einige Grad verstellt werden. Die erzeugte Energie bleibt die gleiche, aber der Nachbar ist damit zufrieden.

Einige technische Dilemmata haben große Auswirkungen auf die Umwelt.

Der Mensch kann sich nur für Veränderungen in mehr oder weniger der Natur entscheiden. Und obwohl Kohlebergwerke und oberirdische Ölplattformen erhebliche Auswirkungen auf die Umwelt haben, könnten erneuerbare Energiequellen mit geringerer Umweltbelastung produziert und genutzt werden. Neue Energietechnologien spielen daher eine wichtige Rolle in der Symbiose zwischen Mensch und Tier.

Erneuerbare Energien werden in einigen Jahren Früchte tragen.

Franke ist sich bewusst, dass die Kosten für Transport, Montage, Demontage und Recycling für die Produktion von erneuerbarer und fossiler Energie anfallen. Regenerative Technologien benötigen jedoch keine anderen Rohstoffe. Photovoltaikanlagen haben eine Amortisationszeit von drei bis fünf Jahren. Nach nur einem Jahr sind die Windparks bereits positiv bilanziert.

Für die Zukunft will der Ingenieur eine dezentrale Energieerzeugung auf Basis erneuerbarer Energien. Pumpenanlagen, Batteriespeicher und Hebeanlagen müssen während der Stillstandszeiten Strom speichern. Gleichzeitig muss die Effizienz gesteigert werden. Neue Typen von elektrischen Generatoren können zur weiteren Optimierung von Windkraftanlagen eingesetzt werden und Solarzellen sind bereits effizienter geworden: „Vor einigen Jahren hatten wir einen maximalen experimentellen Wirkungsgrad von 14%, heute sind es oft 20%“, erklärt der Forscher.

Energietechnik: Auch CO2-Speicherung erforderlich

Andererseits ist er besorgt über die langsame Reduktion der fossilen Brennstoffe: „Der gesellschaftliche Konsens und die politische Ebene unterstützen weiterhin die Kohle – das müssen wir tun“, bleibt zumindest die Hoffnung: Im Januar 2018 wurde Deutschland zumindest für kurze Zeit vollständig mit erneuerbaren Energiequellen versorgt. Es ist schockierend, weil die Kraftwerke viel Geld verdienen – die Investition wurde schon vor langer Zeit getätigt und die Betreiber freuen sich auf eine gute Rendite. Für ihn stellt sich die Frage, inwieweit dies auch in Zukunft normal bleiben wird.
Neben der Produktion von erneuerbarer Energie braucht der Mensch auch Technologien, die die bereits emittierten CO2-Emissionen zurückgewinnen, erklärt Franke. Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (CCS): Aus der Atmosphäre gewonnenes Kohlendioxid muss so gelagert werden, dass es für andere Zwecke verwendet werden kann.