Sven Geitmann - Alternative Kraftstoffe

2.1 Energiebedarf

2.2 Energieverbrauch

2.2.1 Primärenergieverbrauch in Deutschland

2.2.2 Weltweite Energieversorgung

2.3 Zeitliche Verfügbarkeit

2.4 Umweltbelastung

2.4.1 Limitierte Emissionen

2.4.2 Nichtlimitierte Emissionen

2.4.3 CO 2-Problematik

2.4.4 Schadstofffreisetzung

2.5 Förderung & Besteuerung

2.6 Entwicklung

2.6.1 Wirtschaftliche Betrachtung

2.6.2 Technische Betrachtung

2.6.3 Thermodynamische Betrachtung

Im Laufe von Jahrhunderten und Jahrtausenden haben sich die Energiequellen der Menschheit in immer kürzeren Abständen gewandelt. In den Frühzeiten der Entwicklung wurde über zig Jahrtausende hinweg Holz als Brennstoff verwendet. Dann in der Alt-Steinzeit wurde aus Holz die höherwertige Holzkohle hergestellt. Im Altertum entdeckte man dann Braun- und Steinkohle und machte diese nutzbar.

Der Vorteil der Kohle lag gegenüber dem Holz in ihrem höheren Brennwert bedingt durch die höhere Energiedichte, die wiederum ihre Ursache in der Entstehungsgeschichte findet. Bei den Ausgangsprodukten von Kohle handelt es sich um ein komprimiertes Gemisch aus tierischen und pflanzlichen Substanzen. Die Bestandteile sind verschiedenartige Kohlenwasserstoff-Verbindungen, die über einen sehr langen Zeitraum unter der Erdoberfläche eingelagert waren und von den darüber befindlichen Erdschichten zusammengedrückt wurden, weshalb neben der Stoffdichte auch die Energiedichte besonders hoch ist.

Ähnlich sind die Entstehungsgeschichten beim Erdöl und beim Erdgas. Auch diese so genannten fossilen Primärenergieträger bedurften für ihre Entstehung besonderer Voraussetzungen hinsichtlich Temperatur, Druck und katalytischer Wirkungsmechanismen. Erdgas entstand vor ungefähr 600 Mio. Jahren aus abgestorbenen Kleinorganismen, Plankton und Algen, die sich auf dem Grund der Ozeane ablagerten und im Laufe der Zeit von Gesteins- und Erdschichten überdeckt wurden. Unter Luftabschluss und bei hohem Druck bildeten sich durch einen chemischen Prozess aus diesen organischen Substanzen Kohlenwasserstoffe.

Die Nutzung dieser fossilen Stoffe begann in den Jahren 1858/59 fast zeitgleich in Celle, Deutschland, und in Pennsylvania, USA. Einen Ölboom, wie er in Nordamerika in den Folgejahren ausbrach, konnte Deutschland allerdings nicht verzeichnen. Damals wie heute förderten die Deutschen nur ungefähr drei Prozent ihres Ölbedarfs selbst. 80 % des in Deutschland geförderten Öls kamen in der Zeit von 1910 bis 1963 aus Wietze, seit 1964 auch aus der Nordsee.

Die Förderung von Erdgas begann erst in den 1970er Jahren. Bis dahin wurde das Gas als störend empfunden und einfach verbrannt (abgefackelt).

ABB. 1: ÖLPLATTFORM IM GOLF VON MEXIKO

Alle fossilen Energieträger entstammen längst vergangenen Zeiten und haben Jahrmillionen bis zu ihrer Entstehung in der heute vorliegenden Form benötigt. Der ursprünglich in der Atmosphäre vorhandene Kohlenstoff wurde zunächst in Pflanzen und Tieren gebunden und im Laufe der Zeit in tiefer gelegenen Erdschichten eingeschlossen. Ursprünglich ist der atmosphärische Kohlenstoffanteil um einiges höher als heute gewesen, aber da mehr und mehr Kohlenstoffverbindungen unter Tage weggesperrt wurden, verringerte sich der CO 2-Anteil in der Atmosphäre, da Kohlenstoff zunehmend dem oberirdischen Kreislauf entzogen wurde. Da dieser Prozess nur sehr langsam ablief, hatte die Natur damals Zeit genug, um sich auf diese Veränderung einzustellen.

Seit der industriellen Revolution Ende des 18. Jahrhunderts werden diese Kohlenwasserstoffverbindungen wieder aus ihren Verstecken hervorgeholt und durch ihre Verbrennung zurück in die Atmosphäre entlassen. Im ursprünglichen Sinne ist dieser Vorgang also ganz natürlich. Das Problem ist allerdings, dass sich die heutigen Lebensformen auf der Erde nicht in einem angemessenen Zeitraum an die veränderten Lebensbedingungen mit einem höheren Kohlenstoffanteil anpassen können, weil diese Rückführung zu schnell abläuft. Dass es tatsächlich zu Veränderungen kommt, ist nicht schwer nachzuvollziehen, wenn man sich überlegt, dass ein maßgeblicher Anteil des Kohlenstoffes, der über Jahrmillionen unterirdisch gespeichert war, innerhalb von 100 Jahren wieder freigesetzt wird. Es ist mehr als verständlich, dass das komplizierte natürliche Gleichgewicht dabei schnell aus der Balance geraten kann.

Der unbändige Energiehunger der Menschheit ist indes auch trotz dieser Ausbeutung längst noch nicht befriedigt. Als weitere Option wurde daher die Kernenergie ins Spiel gebracht, die Anfang des 20. Jahrhunderts entdeckt wurde. Mit dieser Technik können zwar beeindruckend große Energiemengen aus relativ kleinen Mengen Kernbrennstoff gewonnen werden, dafür treten aber bei deren Nutzung schwer wiegende Entsorgungs- und Gesundheitsprobleme auf, die nicht nur unsere Generation, sondern auch noch zahlreiche zukünftige Generationen in erheblichem Maße belasten werden. Dieser Ausflug in die Kerntechnik entpuppte sich folglich als Holzweg, zumindest für die Bundesrepublik Deutschland. Hier ist der Ausstieg aus der Kernenergie beschlossene Sache, obwohl einige Politiker dies regelmäßig wieder in Frage stellen.

ABB. 2: SANGACHAL-PIPELINE BEI BAKU, ASERBAIDSCHAN

Die Suche nach einer geeigneten Energieform ist demnach immer noch nicht zufrieden stellend geklärt, weshalb vorerst an den vorhandenen Energieträgern festgehalten wird. Die ungehemmte weitere Nutzung fossiler Energieträger (Kohle, Erdöl, Erdgas) beinhaltet allerdings zwei gravierende Nachteile:

1. Die natürlichen Ressourcen sind begrenzt (s. Kap. 2.3).

2. Die Verbrennungsprodukte sind umweltschädlich (s. Kap. 2.4).

Es werden zwar immer wieder neue Erdölquellen und Erdgasfelder entdeckt, aber es ist nicht zu leugnen, dass die Gesamtvorkommen endlich sind und in unbestimmter Zeit erschöpft sein werden. Hinzu kommt, dass die Emissionen, die in den Industrieländern verursacht werden, auch anderswo erhebliche Schäden verursachen: Abgasemissionen verunreinigen über Grenzen hinweg die Luft, undichte Öl- und Gas-Pipelines verseuchen Grundwasser und Böden, gekenterte Tankschiffe verdrecken Ozeane und Meeresbewohner. In vielen Fällen bezahlen unschuldige Lebewesen mit ihrer Gesundheit für die Annehmlichkeiten der Industrienationen.

Ebenso wie bei der Diskussion über die Kernenergie müssen wir uns daher fragen, ob wir unsere Handlungsweise gegenüber diesen Lebewesen – Mensch wie Tier – sowie nachfolgenden Generationen rechtfertigen können.

Ein entscheidender Faktor, der sehr eng mit dem zunehmenden Energiebedarf verknüpft ist, ist das weltweite Bevölkerungswachstum. Die Weltpopulation nimmt seit den ersten Schritten des Homo sapiens auf der Erde stetig weiter zu. Derzeit sind wir bei 6,6 Mrd. Menschen. Momentan wächst die Population pro Jahr um 80 Mio. Erdenbewohner an. Bis zum Jahr 2050 wird die Weltbevölkerung voraussichtlich bei neun Milliarden Menschen liegen.

In gleichem Maße, wie die Population auf diesem Planeten zunimmt, steigt auch die benötigte Energiemenge. Allein mit Holz können sich die Menschen schon lange nicht mehr versorgen, auch, wenn Holz in vielen Regionen heute immer noch der Energieträger Nummer eins ist. Neue Energiequellen sind daher notwendig, damit das Leben und Überleben in der heutigen Zeit möglich bleibt.