18. April 2002, Tomi Engel

"[Die Welt] hat noch für 40 Jahre Ölreserven und für 60 Jahre Gas; die Herausforderung ist, diese weise zu nutzen."
P. Sutherland, Aufsichtsratsvorsitzender von BP Amoco

Den Luxus eines spaßorientierten Lebens voller Freizeit kann man sich nur leisten, wenn ein anderer die Arbeit macht. In unserer heutigen Gesellschaft sind dies meist Menschen in armen Ländern oder Maschinen. Die derzeitige Weltwirtschaft steht darüberhinaus auf einer rein fossil-atomaren Basis, deren Rohstoffe und Energieträger (Erdöl, Erdgas, Uran, Kohle) nur in endlicher Menge vorhanden sind. Folglich können sie unser angenehmes Leben auch nur für eine endliche Zeit sichern; egal wer die Arbeit macht.

Wie unglaublich groß unsere Abhängigkeit von den fossilen Energien ist, konnte man in den letzten 2 Jahren wieder sehr gut beobachten. Der Ölpreis hatte sich von 1998 bis 2001 mehr als verdoppelt. Eine derartige Entwicklung wirkt sich sofort auf den Preis der Energie und damit wiederum auf den Preis von jedem Stück Brot, jedem Kinobesuch oder Autokilometer aus. Kein Unternehmen will und kann derartige Mehrkosten einfach schlucken, weshalb alles an den "Kunden" weitergegeben wird. Als Folge steigen natürlich die Lebenshaltungskosten, es geht uns wieder einmal etwas "schlechter" und wir brauchen eine Lohnerhöhung oder Steuersenkung. In der Regel folgen jedoch bei den Firmen Entlassungen, da sich diese gesundschrumpfen wollen. Wohin wird dieses Spiel auf Dauer führen?

Durch die sich in den kommenden 5 bis 10 Jahren abzeichnende Verknappung des Angebots an Erdöl, bei gleichzeitigem weltweiten Anstieg der Nachfrage (siehe [2]), sind nicht nur Preissteigerungen, sondern auch soziale Spannungen und internationale Krisen vorprogrammiert. Sollte eine "zivilisierte Hochkultur" diesen Ereignissen nicht entgegenwirken?

Dass eine Zeitspanne von 50 Jahren - soweit sollten wir mit den fossil-atomaren Reserven vermutlich noch kommen - von vielen als "unendlich lange" wahrgenommen wird, ist durchaus verwunderlich. Schließlich entspricht das heute der Lebenserwartung eines normalen Menschen in der "ersten" Welt. Unabhängig davon, dass es nicht darauf ankommt wann der letzte Tropfen aus der Pipeline rinnt, oder ob bereits vorher mögliche Klima- und Umweltprobleme uns das Leben schwer machen werden, stellt sich doch zwangsläufig die Frage: Und was dann?

Eine solare Kultur

In einer solaren Weltwirtschaft wird als einziger "Rohstoff" die Sonne "verbraucht". Alle anderen notwendigen Ressourcen entstehen aus den natürlich vorhandenen Energieformen (Licht, Wind, Biomasse, usw.) dezentral, relativ zeitnah und in möglichst wenigen Umwandlungsschritten. Es ist systembedingt eine auf höchste Effizienz getrimmte Kreislaufwirtschaft, in der genau das verbraucht wird, was in entsprechender Zeit mit Hilfe der Sonne wieder erzeugt werden kann.

Herrmann Scheer (Eurosolar) hat in seinem Buch [1] nicht nur Informationen zu den rein technischen und ökonomischen Gesichtspunkten zusammengetragen. Auch im Hinblick auf die sozialen Aspekte einer dezentralen, freien, solaren Kultur wird deutlich, warum diese einer zentralistischen, monopolisierten, fossilen Wirtschaftsstruktur überlegen und damit vorzuziehen ist.

Der zugrundeliegende Ansatz ist im Vergleich zum "fossilen Denkmuster" fundamental anders. Es geht um die Optimierung des Gesamtsystems und nicht um einzelne, isolierte Teilbereiche. In der "solaren Denkweise" ordnen sich Gesetze der Marktwirtschaft den Naturgesetzen unter. Man versucht, regionale und globale Aspekte als solche zu erkennen und ebenso getrennt zu behandeln. So sollten Ressourcen eine dezentrale, regionale Angelegenheit sein, aber Wissen und Technologie eine globale. Die Auswirkungen dieser nahezu banalen Grundregeln wären weitreichend, so dass man durchaus von einer solaren Revolution - einer Umwälzung des bisherigen Systems - reden könnte.

Fest steht auch, dass der Wechsel zu einer solaren Weltwirtschaft kommen wird; ob freiwillig oder notgedrungen. Offen ist deshalb nur, ob es uns gelingt diesen Schritt zu gehen ohne den Umweg über eine schwere Wirtschaftskrise nehmen zu müssen.

Der vernünftige Weg wäre, unser heutiges Wissen und die noch niedrigen (fossilen) Energiepreise zu nutzen, um so möglichst schnell und billig die Produkte herzustellen, mit denen wir dann unseren Lebensstandard auf eine dauerhafte, saubere, rein solare Basis stellen können. Eine solare Kultur hat nichts mit Askese und Verzicht zu tun, sondern ist der Inbegriff einer sicheren und stabilen Grundlage für das Leben vieler Generationen. Die Sonne scheint jeden Tag, auf der ganzen Welt und niemand kann sie für sich alleine besitzen.

Aber kann man denn in Deutschland nur von der Sonne leben?

Kleine Statistik unseres Lebenstils

Die klimatischen und geographischen Voraussetzungen sind von Land zu Land verschieden und so scheint auch die Sonne nicht überall gleich stark. Jedoch selbst im eher schattigen Deutschland liefert sie 90-mal mehr Energie als wir derzeit in Form von technischer Energie (Strom, Treibstoffe usw.) verbrauchen. Somit sollte die solare Selbstversorgung eher eine Frage der technischen Möglichkeiten und des politischen Willens sein.

Messung von Energiemengen

Im Gegensatz zu Größenangaben oder Gewichten haben wir für Energiemengen fast gar kein Gespür. Wir können zwar die Preise von Energieträgern vergleichen und wissen natürlich, dass Energie ein Auto in Bewegung versetzt oder die Herdplatte zum Glühen bringt, aber die zugrundeliegenden physikalischen Kräfte sind für uns nicht wirklich greifbar. Nur mit Hilfe von Messgeräten können wir entsprechende Kennzahlen ermitteln und in Energiemengen umrechnen.

Die Leistung (Kraft) eines Gerätes wird meist in Watt (W) angegeben. Erbringt (verbraucht) ein Geräte diese Leistung über eine bestimmte Zeit, so wurde mit der entsprechenden Energiemenge Arbeit geleistet; diese notiert man in Joule oder Wattstunden (Wh).

• Ein Staubsauger mit 1000 Watt Leistung, also 1 kilo-Watt,
• verbraucht in einer Stunde die elektrische Energiemenge von 1 kWh.
• Nach 1000 Stunden Staubsaugen hätte man 1 Mega-Watt-Stunde (1 MWh) elektrische Energie in Hausarbeit gesteckt.

Um ein etwas besseres Gefühl für derart große Energiemengen zu bekommen folgen hier ein paar kleine Überlegungen, was 1 MWh pro Jahr bedeuten.

• Genau diese Menge kann man auf 10 m2 Dach mit heutigen Solarzellen erzeugen,
• und deckt damit (nur) den gesamten persönlichen Stromverbrauch.
• Die Herstellung einer Waschmaschine wäre mit 1 MWh möglich
• und das Waschen von 1000 Trommelfüllungen (ca. 5-10 Jahre) schluckt nochmal die gleiche Menge.
• Ein Kühlschrank verbraucht diese Energie meist schon in 2-3 Jahren.
• In einem normalen Haus könnte man 5 m2 Wohnfläche beheizen,
• doch Bewohnern eines optimierten Solarhauses reicht die Energie für ganze 50 m2 .
• Mit dem Durchschnittsauto kommt man knappe 1500 km weit,
• ein wirklich effizientes Fahrzeug (z.B. das Aircar) bringt es auf 9000 km
• und die Bahn würde einen immerhin 4000 km transportieren können.

Energie- und Ressourcenverbrauch

Zur besseren Einschätzung, wie schwer oder wie einfach die Umstellung auf 100% solare Energie sein würde, gilt es sich anzuschauen, wo wir heute stehen. Somit muss als erstes die Statistik den Lebenstil des deutschen Durchschittsbürgers definieren. Es ist allgemein bekannt, dass jede Statistik "lügt" und dem Einzelfall schon gleich gar nicht gerecht wird. Sucht man jedoch nach einer "globalen Problemlösung", die nicht nur theoretisch (technisch) möglich ist, sondern auch praktisch (für alle) durchführbar bleiben soll, so kann man aus einer Statistik zumindest gut erkennen, wohin die Reise (nicht) gehen kann und wird.

Betrachtet man ganz Deutschland (1999), so gelten folgende Rahmenbedingungen:

• Es leben ca. 80 Mio. Einwohner
• auf einer Fläche von 360000 Mio m2
• und verbrauchen derzeit pro Jahr 4000 TWh Primärenergie.
• Die solare Einstrahlung erreicht auf der Erde maximal 900 W/m2,
• womit man bei uns, über das Jahr gesehen, eine maximale Leistung von 1 MWh/m2 ernten kann.
• Technisch können zum Beispiel von einer Strom produzierenden Solarzelle derzeit etwas über 10% (100 kWh/m2) eingefangen werden
• und nimmt man alle solaren "Kraftwerke" zusammen, so sichern diese bisher 2% unseres Verbrauchs.
• Doch nur 20% unseres Erdgas- und gut 2% unseres Erdölverbrauchs wird mit heimischen Ressourcen gedeckt.
• Die eigenen Erdölvorkommen wären beim derzeitigen Verbrauch in 6 Monaten komplett aufgezehrt.
  

Besser greifbar sind Zahlen natürlich dann, wenn man sie auf eine einzelne Person bezieht. Deshalb werden wir ab nun von jährlichen Durchschnittszahlen pro Einwohner sprechen:

• Jeder von uns verursacht pro Jahr einen anteiligen Verbrauch von 50 MWh Primärenergie,
• was ca. 250 Badewannen voll mit Benzin entspricht
• und einen CO2 Ausstoß von 5 Tonnen (100g je kWh) verursacht.
• Ganze 30% der eingesetzten Primärenergie verpuffen bereits bei der Herstellung
• von 6 MWh elektrischem Strom. Den Rest stecken wir in die Erzeugung von Kraft und Wärme.
• Die Hälfte, 25 MWh, hat man durch persönliche "Aktivitäten" verbraucht (direktes Handeln),
• auf die übrigen 25 MWh kann man selber nur indirekten (Kaufverhalten, Politik, etc.) oder gar keinen Einfluss nehmen.
  

• Privat zieht jeder "nur" 1 MWh aus der Steckdose,
• ganze 3 MWh verpuffen bei der Herstellung und dem Transport von Strom,
• knapp 1 MWh schwimmt als Warmwasser durch den Abfluss
• und die restlichen 8 MWh wandern zum Schornstein hinaus,
• nachdem sie unsere 40 m2 Wohnfläche beheizt haben (200 kWh/m2a).
• Mit dem Auto legt jeder für sich 11000 km (80% aller Wegstrecken) zurück,
• was bei 7 Liter Benzinverbrauch etwa 8 MWh entspricht.
• Jährlich geben wir auf diese Weise 4-7% unseres Einkommens direkt für Brennstoffe aus,
• womit jeder von uns 250 DM an europäische Nachbarn, 170 DM nach Rußland und 110 DM an die Länder der OPEC "verschenkt", um deren Energieträger verbrennen zu dürfen.
  

Will man Energie und Nahrung von der Natur ernten, so ist es wichtig zu wissen, wieviel Natur für welchen Zweck zur Verfügung steht. Denn auf einem Parkplatz kann man nunmal keine Kartoffeln anbauen.

• Von den 4460 m2, die auf jeden einzelnen Bürger kommen,
• sind 460 m2 durch Gebäude, Straßen und Parkplätze verbaut,
• 2100 m2 dienen als landwirtschaftliche Nutzfläche,
• und weitere 1300 m2 sind Waldgebiet.
• Jedes Jahr wächst dort 1 m3 Holz, den wir wahlweise in eine Einbauküche
• oder 350 kWh Wärme umwandeln könnten.
• In der gleichen Zeit wird jeder 6 m2 seiner "Natur" neu zubauen und damit versiegeln.
• Was der einzelne mit seinen 10 m2 Dachfläche anfängt ist unklar,
• man könnte dort jedoch 1 MWh Strom oder 3 MWh Wärme erzeugen.
  

Betrachten wir nun rückblickend unseren derzeitigen Verbrauch, so müssen wir feststellen, dass unser Dach alleine leider nicht ausreichen wird; die Sonne braucht immerhin 50 m2 um die notwendigen 50 MWh Energie einzustrahlen; womit jeder von uns 500 m2 Solarzellen aufstellen müsste. Das plumpe Verbrennen von Holz kann unseren Energiehunger schon gleich gar nicht stillen.

Nahrungsmittel

Zu allererst muss sich der Mensch selber mit Energie versorgen. Die Verbrauchsstatistik für Lebensmitteln ([6], [18]) wurden im folgenden Text auf Tage heruntergerechnet (Grafik zeigt Jahresverbrauch). Die benötigte Fläche wurde anhand von durchschnittlichen Ertragszahlen in der Bio-Landwirtschaft errechnet, da dort bereits heute die Sonne (die Natur) der einzige Energielieferant ist.

• Auf unsere 4460 m2 Grund und Boden fallen jährlich
• 3735000 l Regenwasser (10000 l/Tag),
• was pro Tag 2 l/m2 bedeutet. Somit stillt bereits 1 m2 unseren Durst.
• Mit täglich 20 l in der Regentonne kann man die 150 l Haushaltsverbrauch zwar nicht decken, doch reicht es zum Wäsche- oder Geschirrwaschen und einmaligem Klospülen. Den Rest decken wir mit (hoffentlich unbelastetem) Grundwasser.
• Unsere täglichen 75 g Öl und Fett wachsen auf 120 m2,
• 110 m2 brauchen wir für täglich 600 g Obst und Gemüse
• und weitere 150 m2 für 210 g Getreide um Brot und Kuchen zu backen.
• 110 g Zucker begnügen sich mit 10 m2.
• Mit 50 m2 decken wir 200 g Kartoffeln und Reis ab, doch leider wird der Reis in unseren Breiten (noch) nicht wachsen und muss deshalb importiert werden.
• 100 m2 sind notwendig, damit unsere Hühner täglich 40 g Eier legen
• und auf 250 m2 grasen Kühe für 360 g Milcherzeugnisse,
• Ganze 2400 m2 bräuchten wir, um auch weiterhin jeden Tag 250 g Fleisch verbrauchen zu können.
• und gute 1400 m2 Karpfenteich wären notwendig für 40 g Fisch.
• Womit wir schnell feststellen, dass unsere 2100 m2 landwirtschaftliche Fläche leider nicht ausreichen
• und wir als Biobauern vermutlich nochmal 1000 m2 herzaubern müssten.
  

Natürlich ist die landwirtschaftliche Realität überaus komplex. Viele "Abfallstoffe" können sehr gut an anderer Stelle als "Rohstoffe" dienen. Das Rapsschrot aus der Ölproduktion kann zum Beispiel als Futtermittel für Kühe in der Fleischproduktion genutzt werden, genauso wie eine Henne unter einem Obstbaum picken gehen kann. Besonders die Flächenangaben für die Fischerei sind mit Vorsicht zu genießen, da gerade hier "sinnvolle" Ertragszahlen (besonders für die Hochsee) nur sehr schlecht geschätzt werden können. Bei Wasserflächen ist auch nicht die Oberfläche, sondern eher das Volumen ausschlaggebend und der Ertrag eines Karpfenteichs kann nicht pauschal auf einen See, Fluss oder die Hochsee übertragen werden.

Trotz des aufgezeigten Platzmangels versorgt in Deutschland ein Bauer ca. 130 Einwohner mit Nahrung und sichert, mit der heute gängigen Form der Landwirtschaft immerhin, einen Selbstversorgungsgrad von 95%. Dies verdanken (bezahlen?) wir unter anderem "Erdöl"-Düngern, "platzsparender" Tierhaltung und ausländischen Futtermitteln. Auf diese Weise beansprucht jeder von uns im Ausland mindestens 300 m2 zusätzlichen Boden für Tierfutter.

Einer gigantischen Steigerung beim Anbau von Energiepflanzen (z.B. Rapsöl) sind somit bereits durch unsere Essensgewohnheiten und das begrenzte Flächenangebot klare Grenzen gesetzt. Faktisch leben wir hier bereits über unseren Verhältnissen.

Technischer Energieverbrauch

Unseren Lebensstandard sichert eine unüberschaubare Zahl von technischen Helfern, die ebenfalls "gefüttert" werden wollen. Die Energie für diese Leistungen ist nicht immer von gleicher Natur. Zwar kann im Prinzip jede Energieform in eine andere umgewandelt werden, doch ist dies in manchen Fällen mit immensem Aufwand und hohen Verlusten verbunden. Deshalb unterscheiden wir an dieser Stelle zwischen vier Formen:

• Elektrischer Strom (el) dient vorrangig der Erzeugung von Licht, dem Antrieb von kleinen Motoren und dem Betrieb von (Unterhaltungs-)Elektronikgeräten. Elektrische Energie ist aufwendig in der Herstellung, einfach zu transportieren und sehr universell verwendbar.
• Wärme, auch thermische Energie (th) genannt, dient vorrangig als Raum- oder Prozesswärme und zur Warmwasserbereitung. Wärme ist einfach herzustellen, aber beim Transport und der Speicherung mit hohen Verlusten behaftet.
• Als mobile Energieträger (mo) bezeichnen wir alles, was man als Kraftstoff in einem Auto oder Flugzeug mitnehmen kann. Diese müssen Kompaktheit, lange Speicherzeiten, eine hohe Energiedichte und Transportsicherheit bieten.
• Jeder Umwandlungsprozess ist mit Verlusten (vl) behaftet. Diese treten fast immer in Form von Wärme zu Tage, die am Ort der Entstehung nicht genutzt wird. Verluste können mit intelligenter Technik stark reduziert werden.
• Mit 15 MWh erreicht der Verlustanteil gut 30%, wobei hier lediglich die Verluste bei der Stromerzeugung aufgeführt sind! Insgesamt beläuft sich unser heutiger Energieverbrauch auf 50 MWh, wovon knapp 25 MWh Privatvergnügen sind.
  

Man sollte an dieser Stelle nicht vergessen, dass es neben technischer (fossiler) Energie schon immer natürliche, freie (solare) Energie gab. Wir nutzen sie jeden Tag, ohne uns darüber Gedanken zu machen. Ohne diese freie, kostenlose Energie wäre es auf der Erde immer dunkel, es gäbe keinen Regen, kein Wetter oder Gezeiten und es wäre vermutlich auch um mindestens 250 Grad kälter. Vor diesem Hintergrund sind die von Menschenhand erzeugten, technischen Energiemengen verschwindend gering.

Energieträger

Um unseren Verbrauch an technischer Energie zu decken, greifen wir zu verschiedenen Energieträgern, die durchaus sehr unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Manche kann man gut lagern (Öl, Holz) und andere nicht (Wind, Wärme). Die einen kann man ohne großen Aufwand für alle (Strom), die anderen nur für wenige Aufgaben (warmes Wasser) verwenden. Somit entscheidet der reale technische Anwendungsfall, welche Wahlmöglichkeiten uns bleiben.

Dass man aus allem irgendwie elektrischen Strom erzeugen kann und daraus wiederum jede andere Energieform, spielt für die nachfolgende Tabelle keine Rolle. Es geht darum die vorrangigen Einsatzgebiete der jeweiligen Energiequellen aufzuzeigen. Die Preisangaben beziehen sich auf das Jahr 2000 ([4], [25], [26]) und sollen nur der Orientierung dienen.

Energiequelle	Energiedichte	Handelspreis (Cent je kWh)	Stromtauglichkeit	Wärmetauglichkeit	Verkehrstauglichkeit
Steinkohle	8,5 - 9 kWh/kg	2,5	hohe Verluste		untauglich
Braunkohle	5,5 - 6 kWh/kg	1,5	hohe Verluste		untauglich
Heizöl	12 - 12,5 kWh/kg	2 - 3	hohe Verluste
Erdgas	12,5 - 14 kWh/kg	2 - 6	hohe Verluste
Flüssiggas	13 - 14 kWh/kg	2 - 6	unüblich
Benzin	12 - 14 kWh/kg	7-10	hohe Verluste	zu schade
Uran (3% U-235)	1000000 kWh/kg	0,03	hohe Risiken	untauglich	untauglich
Fossiler-Strom	-	10 - 15		zu schade	lange Tankzeit
Wasserstoff	35 - 40 kWh/kg	2,5 - 200		zu schade	Handhabung ?
Solar-Strom	-	15 - 20		zu schade	lange Tankzeit
Sonnenlicht	1000 kWh/m2a	0			untauglich
Windkraft	variabel	0		untauglich	nur Segelschiffe
Wasserkraft	variabel	0		untauglich	untauglich
Erdwärme	0,5 kWh/m2a	0	aufwendig		untauglich
Pflanzenöl	9 - 11 kWh/kg	2,5 - 3	hohe Verluste	zu schade
Biogas	7 - 9 kWh/kg	2 - 4	hohe Verluste
Stückholz	3,5 - 4 kWh/kg	10	zu schade		untauglich
Restholz	3,5 - 4 kWh/kg	0,5 - 2	hohe Verluste		untauglich
Holzpellets	5 kWh/kg	1	zu schade		untauglich

Als Verbraucher sehen wir das Thema der Energieträger (zu) gerne rein unter dem eher kurzlebigen Aspekt der Brennstoffkosten. Die Preise unterliegen aber immer Veränderungen, die mehr oder weniger stark von externen Faktoren abhängen. So haben Steueraufschläge, Subventionen, Wirtschaftskrisen, Forschungserfolge und Nachfrageveränderungen einen zum Teil gravierenden Einfluss.

Gerade die Preisentwicklung jenseits der nächsten fünf bis zehn Jahre ist oft nur schwer bis gar nicht vorhersehbar. Klar ist nur, dass fossile Energieträger durch die Verknappung schrittweise (deutlich) teurer werden und wir diese Entwicklung nicht verhindern, sondern höchstens herauszögern können.

Klar ist auch, dass selbst ein kostenloser Energieträger keinen kostenlosen elektrischen Strom erzeugen kann. Es geht in der Regel um die Systemkosten. So ist Strom aus Uran nicht annähernd so billig wie es der Brennstoff vermuten läßt, da die Kraftwerke extrem teuer in der Planung, Herstellung und beim Abriss sind. Auch eine Windkraftanlage muss erstmal gebaut und dann betrieben werden. Doch die Kosten einer Anlagen zum "Ernten" von solaren Energien sind bereits bekannt und werden mit zunehmenden Verkaufszahlen geringer. Ein Anstieg der solaren Energiepreise ist langfristig nicht zu erwarten, sondern eher ein Absinken.

Im Gegensatz zu den aktuellen Preisen der Energieträger, sind die "wahren" Kosten einer bestimmten Technologie meistens gar nicht so einfach zu bestimmen. Windstrom an der Nordsee hat einen anderen Preis als Windstrom im tiefsten Hinterland und Atomkraftwerke wurden politisch und finanziell ganz anders gefördert als zum Beispiel die Erdwärmenutzung. Eine volkswirtschaftliche Betrachtung möglicher Folgekosten wird schon gleich gar nicht in derartige Berechnungen einbezogen, weshalb ein "objektiver Vergleich auf Basis der Energiegestehungskosten" eben nie wirklich "objektiv" sein kann.

Die solare Selbstversorgung

Es ist sicherlich nachvollziehbar, warum fossile Ressourcen nicht bis in alle Ewigkeit reichen können. Es ist leicht nachzurechnen, dass die Sonne 90 mal mehr Energie auf Deutschland einstrahlt als wir derzeit verbrauchen. Es erscheint möglich, dass eine solare Kultur nicht nur ökologisch erstrebenswert wäre, sondern auch zu einer Wirtschaftsform führen würde, die von sich aus effizienter, berechenbarer, langfristig stabiler und folglich auch ökonomischer sein müsste. Doch kann man den oben aufgezeigten Lebenstil eines Durchschnittsbürgers und den damit verbundenen Bedarf an Energie mit rein solaren Quellen aufrechterhalten?

Bedarf und Verbrauch

Bevor wir uns an den Versuch wagen, diese Frage ansatzweise zu klären, soll definiert werden, was wir hier unter "Verbrauch" und "Bedarf" verstehen.

Wem die Zahlen beim Nahrungsmittelverbrauch etwas übertrieben vorgekommen sind, der sollte bedenken, dass es dort um den heutigen "Verbrauch" ging. Dieser unterscheidet sich bereits vom tatsächlichen "Verzehr" (siehe [18]). Wir essen nunmal nicht alles was auf den Tisch kommt, manches verschimmelt schon im Kühlschrank und anderes ist schlichtweg nicht essbar (z.B. Knochen).

Noch komplizierter wird die Angelegenheit, wenn wir nach dem notwendigen "Bedarf" fragen: Wie viel muss ein Mensch essen, damit er rundum zufrieden und wohl ernährt ist? Der Anteil an übergewichtigen Personen in den Ländern der "ersten" Welt zeigt, dass auch unser "Verzehr" oftmals über den realen "Bedarf" hinauszugehen scheint.

Vergleichbares gilt auch für die Welt der Technik. Unser "Bedarf" ist ein Haus, in dem es im Winter 20 Grad warm ist, aber nicht ein "Verbrauch" von 20 Liter Heizöl pro m2. Unser "Bedarf" verlangt nach Musik aus dem Radio, aber nicht nach einem bestimmten Standby-Strom-"Verbrauch" wenn das Gerät "ausgeschaltet" ist. Der physikalisch zwingende Energie-"Bedarf" ist in fast allen Fällen deutlich geringer als unser heutiger Energie-"Verbrauch".

Das regenerative Energiepotential

Als erstes stellen wir nun die Frage, wie es um die potentielle solare Energieernte in Deutschland steht. In [4] werden entsprechende Statistiken zitiert und in [5] kann man - hauptsächlich für den Stromsektor - die genauen wissenschaftlichen Überlegungen nachlesen. Unsere Grafik zeigt das zu erwartende Potential und die erzeugte Energieform.

• Wasserkraft dominiert heute den grünen Stromsektor, ist aber bereits nahezu komplett ausgereizt. Mehr als 0,3 MWh el sind pro Einwohner nicht zu erwarten.
• Die Windkraft ist bereits heute "stark im Aufwind" und das Potential von 2,5 MWh el kann in 20 Jahren voll erschlossen werden. Ein Großteil pfeift über der Nord- und Ostsee.
• Gut 1,8 MWh el sollten als Solarstrom mit Photozellen an Wänden, Dächern und Lärmschutzwällen zu ernten sein.
• Die gleiche Menge, diesmal jedoch 1,8 MWh th, wird man auf den nach Süden geneigten Dächern als Solarwärme einfangen können.
• Mindestens 1 MWh th kann die Erdwärme beitragen, ohne das man den Bereich der "regenerativen" Nutzung verlässt. Mehr ist durchaus denkbar, wäre dann aber als "thermischer Raubbau" zu betrachten.
• Die Nutzung von Biomasse kann durch Kraft-Wärme-Kopplung 0,4 MWh el und 1 MWh th beitragen. Dies erlaubt vermutlich noch etwa 1 MWh mo für den Transportsektor abzuzweigen.
  

Alles in allem kann man etwa 10 MWh Energie (pro Einwohner und Jahr) in Deutschland aus regenerativen Quellen erzeugen, mit einem überaus hohen Anteil (50%) an elektrischem Strom. Hierbei geht man vom heutigen Stand der Technik aus und unterstellt eine konsequente, aber dennoch eher konservative Ausbaustrategie bis zum Jahr 2050.

Mit diesen 10 MWh gilt es den heutigen Verbrauch von 35 MWh zu decken.

Energieeffizienz

Es ist deshalb offensichtlich, dass das einfache Auswechseln der "Kraftwerke" nicht zum Erfolg führen kann. Der eigentliche Schlüssel zu einer solaren Gesellschaft liegt folglich in der Energieeffizienz; also dem intelligenten Umgang mit Energie, um den gleichen "Bedarf" mit einem geringeren "Verbrauch" zu decken.

Faktor 2

Eine Halbierung des Energieverbrauchs bis zum Jahr 2020 wäre durchaus möglich.

• Elektrische Geräte leben selten länger als 10 Jahre, weshalb sparsame Technik (mit geringsten Standby-Verlusten etc.) vergleichsweise schnell ihren Weg in die Haushalte finden kann. Eine Privatperson sollte dann mit 0,5 MWh el auskommen.
• Das Einsparpotential in der Industrie ist mit ca. 30% nicht ganz so hoch, doch sinkt der Verbrauch so immerhin auf 3,5 MWh el.
• Ein Haus lebt lange (50-100 Jahre) und energiebewusstes Sanieren ist, selbst wenn es sich über die Zeit rechnet, nicht billig. Somit wird im Bundesdurchschnitt nur erwartet, dass der Wärmebedarf auf 80-100 kWh/m2a und damit der Verbrauch auf rund 4 MWh th sinkt.
• Heiz- und Prozesswärme in der Industrie ist schwieriger einzusparen, doch eine Senkung um 30%, auf 4 MWh th, ist auch hier denkbar.
• Mit Wasserstofffahrzeugen und Drei-Liter-Autos wäre im Jahr 2020 ein privater Kraftstoff-Verbrauch von 5 MWh mo zu verbuchen.
• Im Transportsektor kann die Bahn sicherlich etwas Entlastung bringen, aber auch für LKWs rechnet sich Spritsparen ab einem gewissen Benzinpreis und so sind 4 MWh mo hoffentlich ausreichend.

Diese Überlegungen werden nicht nur in [5] als realistisches Energiespar-Szenario gehandelt. Um die Ziele zu erreichen ist jedoch der breite politische Wille zur Energieeffizienz notwendig. Eine Regierung wird sich nur dann trauen entsprechende Gesetze zu erlassen, wenn die Gesellschaft dies als notwendig ansieht und akzeptiert. Eine für den Kunden klar erkennbare, verbindliche Kennzeichnung von "Standby"-Verlusten bei Elektronikgeräten, oder die Vermittlung eines "Energiebewusstseins" in den Schulen durch entsprechende Lehrpläne zählen zu den eher naheliegenden Steuerungsmöglichkeiten, die eine Regierung hat (siehe [29]).

Faktor 4

Will man bis zum Jahr 2050 komplett auf solare Energien umstellen, so muss man aber nochmal doppelt so effizient mit Energie umgehen. Eine Prognose für ganz Deutschland wäre für diesen langen Zeitraum aber nicht mehr glaubwürdig - unabhängig davon, dass es bereits heute die notwendige Technik gibt, um das Ziel "Faktor 4" zu erreichen.

• Beim Stromverbrauch ist sicherlich noch einiges einzusparen, doch ist hier bereits bei insgesamt 4 MWh el eine volle, solare Deckung möglich.
• Bewohner eines modernen Solarhauses kommen mit weniger als 20 kWh/m2a aus, was die Heizenergie auf 1 MWh th senkt. Solare Architektur spart dabei oftmals nicht nur Heizenergie und Kosten, sondern bringt auch mehr Licht und Leben in ein Gebäude.
• Vergleichbares gilt auch für die Industrie, wie es schon jetzt die Firma Solvis oder das Fraunhofer ISE beweisen. Über alle Branchen hinweg sollte so im Mittel mindestens eine Halbierung des Verbrauchs auf 2 MWh th machbar sein.
• Private Mobilität ist mit einem leichten Elektro- oder Druckluftmobil bereits mit nur 10 kWh (1 l Benzin) pro 100 km machbar. 1,5 MWh mo reichen somit für 11000 km aus, selbst wenn man nicht das Fahrrad bemühen will. Die überschüssigen 1 MWh el lassen sich hier sehr gut verwenden.
• Den Verbrauch beim Gütertransport kann man sicherlich drastisch senken (intelligente Logistikkonzepte, regionale Kreisläufe mit kurzen Wegen etc.), doch ist gerade hier die Absenkung auf 2 MWh mo mit großen gesellschaftlichen Anstrengungen verbunden.

Den privaten Energieverbrauch kann man sicher um den "Faktor 4" senken, aber beim gewerblichen Anteil wird auch das bewusste Konsumverhalten eines Einzelnen kaum die persönliche Energiebilanz auf 10 MWh drücken können. Weiterhin ist gerade im Bereich der Mobilität ersichtlich, dass eine solare Selbstversorgung in Deutschland nicht ganz möglich sein wird, selbst wenn der Deckungsgrad um ein vielfaches höher liegt als beim heutigen "fossilen Verkehrwesen".

Ernst Ulrich von Weizsäcker (Wuppertal Institut) und Amory Lovins (Rocky Mountain Institute) widmeten dem "Faktor 4" bereits 1997 ein ganzes Buch [30]. Dort zeigen sie, warum der "Faktor 4" rein aus Gründen der Lebensqualität notwendig ist und welche unzähligen Möglichkeiten heute bestehen, diesen so wichtigen Fortschritt an Energieproduktivität zu erreichen.

Keine Verluste?

So mancher wird sich fragen, weshalb in den Grafiken der solaren Versorgung gar keine Verluste mehr aufgeführt werden. Es erscheint wie ein billiger Trick, zur Schönrechnung des solaren Szenarios. Schlagartig sind so 15 MWh "Verbrauch" unter den Tisch gefallen - mehr als die solaren Kraftwerke überhaupt herstellen können.

Da es sich bei den ausgewiesenen Verlusten um die Abwärme der heutigen Großkraftwerke handelt, wird es diese Verluste tatsächlich nicht geben. In der solaren Energiewirtschaft sind sie nur bei stromgeführten Blockheizkraftwerken in nennenswerter Höhe denkbar, doch auch dort wird in der Regel die Abwärme für sinnvolle Zwecke genutzt.

Energieverbrauch ist immer dezentral. Eine solare Energieversorgung besteht aus einem dezentralen Netzwerk unzähliger kleiner "Kraftwerke", deren Energie meist genau an dem Ort und in dem Verhältnis anfällt, wie sie gebraucht wird: Die Solarzelle sitzt im Taschenrechner, die Biogasanlage samt Blockheizkraftwerk steht neben dem Schweinestall und die Solarstromzellen liegen auf dem Hausdach. Die Transportverluste nehmen so automatisch drastisch ab.

Im Bereich der solaren Energien wird es natürlich auch Verluste geben (im Stromnetz, bei der Wärmespeicherung, usw.), doch sind diese in dem oben aufgezeigten Energiepotential schon eingerechnet. Viel nachdenklicher sollte es uns stimmen, dass die Sonne 450mal mehr Energie auf Deutschland einstrahlt, als wir vermutlich technisch nutzen würden. Dieser "Verlust" beträgt rechnerisch sogar 98%. Da die Sonne aber unabhängig davon strahlt, ob wir die Energie technisch nutzen oder nicht, kann man hier nicht von Verlust, sondern nur von einem Überangebot oder immensen Wachstumspotential reden.

Rettung durch den Wasserstoff?

Es ist ein Trugschluss wenn man annimmt, dass die derzeit so hoch gepriesene Wasserstoff-Technologie in Kombination mit Brennstoffzellen das aufgezeigte Versorgungsproblem lösen wird, ohne dass die Forderung nach einem "Faktor 4" bei der Energieproduktivität entsteht. Wasserstoff wächst nicht auf der grünen Wiese. Er muss erst mit Strom oder auf biochemischem Weg hergestellt werden - und für beide Prozesse ist Energie notwendig: fossile oder solare.

Ohne Zweifel kann die Wasserstoff-Technologie einen wichtigen Beitrag zu einer solaren Energieversorgung leisten. Brennstoffzellen sind die bessere Alternative zum Gasbrenner im Heizungskeller oder dem Verbrennungsmotor im Blockheizkraftwerk. Sie liefern Strom und Wärme, schalten sich bei Bedarf schnell ein und wieder aus, machen keinen Lärm und können neben reinem Wasserstoff auch mit Biogas gefüttert werden.

Der Wasserstoff selbst wird als Energiespeicher eine zentrale Rolle spielen, da er vom Umgang nicht gefährlicher als normales Erdgas ist, aber im Gegensatz dazu mit überschüssigem Solarstrom ohne große Verluste erzeugt werden kann. In Kombination mit der Brennstoffzelle hat man einen Stromspeicher mit deutlich besseren Eigenschaften, als man es von normalen Batterien gewohnt ist.

Das solare Energieangebot stimmt zeitlich relativ gut mit dem Energiebedarf überein, dennoch werden Energiespeicher zur Versorgungssicherheit in Spitzenlastzeit eine wichtige Rolle spielen (siehe [5]). Bereits heute gibt es gute Beispiele wie man die Windkraft und Wasserstoff-Technologie sinnvoll kombinieren kann. So hat die Firma P&T Technology durch diese Kombination ein System geschaffen, dass nicht nur die Versorgung mit Strom, sondern auch die mit Trinkwassers sicherstellt.

Es bleibt jedoch festzuhalten, dass Wasserstoff keine zusätzliche solare Energiequelle ist, sondern nur ein universeller und eleganter Energieträger.

Erkenntnisse

Dieser kurze Text kann weder alle technischen Details und möglichen Lösungen beschreiben, noch eine verlässliche Antwort geben, wie es tatsächlich um eine solare Zukunft in Deutschland steht. Das erstere kann man in vielen Büchern und der unendlichen Fülle an Internet-Veröffentlichungen nachlesen und das letztere wird der Lauf der Zeit entscheiden. Versucht man jedoch das oben Gesagte auf ein paar - auf den ersten Blick unbequeme - Aussagen zu reduzieren, so wird man vermutlich zu den folgenden dreien gelangen:

	Die Selbstversorgung mit Bio-Nahrungsmitteln scheitert in erster Linie am Fleischkonsum. Nur wenn wir lernen Fleisch wieder als Gaumenfreude und nicht als reinen Magenballast zu betrachten ist eine grundlegende Wende in der Tierhaltung und Landwirtschaft möglich. Die halbe Menge an Fleisch müsste uns ausreichen.
	Eine komplette Selbstversorgung mit solarer Energie ist dann realistisch, wenn wir um den Faktor 4 intelligenter mit Energie umgehen; hohe Energieproduktivität ist gefragt. Ganz ohne Energieimporte wird es vermutlich nicht gehen, doch ist der heutige, fossile Selbstversorgungsgrad von 40% ohne Probleme mit solaren Technologien zu übertreffen - und das vor allem auf unbegrenzte Zeit.
	Wir haben 50 Jahre, um uns von den fossilen Fesseln zu lösen. Die Vorräte werden nicht mehr und auch nicht billiger. Das Wachstum der Weltbevölkerung nimmt auf uns keine Rücksicht und wir müssten lernen, die begrenzten fossilen Energievorräte "brüderlich" zu teilen, sofern wir nicht zunehmend mehr ernste Konflikte riskieren wollen. Das "teilen" der Sonne braucht man aber nicht lernen, denn man kann sie nicht besitzen. Unsere Generation muss nur lernen, sie richtig zu nutzen.

Nach der Industrialisierung und der Dienstleistungsgesellschaft befinden wir uns nun im Zeitalter der Informationstechnik. Das Internet hat uns gezeigt, wie aus einem unüberschaubaren Netzwerk dezentraler Systeme die "Globalisierung des Wissens" hervorging. Auf vergleichbare Weise müssen wir uns eine solare Energieversorgung vorstellen. Dem dezentralen Verbrauch wird eine individuelle, intelligente, dezentrale, solare Energiebereitstellung entgegengesetzt. Dies ist von weitreichenderer Bedeutung, als der bloßen Sicherung des deutschen Energiebedarfs. Es ist der einzige Weg zu einer stabilen Weltwirtschaft und zur "Globalisierung des Wohlstands".

Man kann nur schwer nachvollziehen, warum die Menschheit das Vertrauen in die Sonne verloren hat und der Meinung ist, man könne die - kosmisch betrachtet - lächerlich geringen Mengen an technischer Energie, die zur Sicherung unseres angenehmen Lebens notwendig sind, nicht mit der einzigen, zuverlässigen und dauerhaften Energiequelle bereitstellen. Für uns auf der ObjectFarm steht fest, dass am "solaren Kurs" mittel- und langfristig kein Weg vorbeiführen wird und dass es in unseren Händen liegt und in unserem eigenen Interesse ist, jetzt konsequent zu handeln!