Schlagwort-Archive: Erdöl

Eine faire Bepreisung von CO2 – Modell und Plädoyer

Eine faire Bepreisung von CO2 – Modell und Plädoyer

Vorwort – Motivation

Wenn der alte Johannes der Evangelist das gewußt hätte: Eine unerwartete Version der Apokalypse wird immer greifbarer: Der Klimawandel. Die Beschreibungen des Phänomens werden Jahr für Jahr detaillierter und präsziser, die Dokumentationen der Symptome umfassender und die meßbaren Indikatoren nehmen zu. Politisch wird mit dem Thema gespielt, als gehe es ums Kirschkernweitspucken.

Die Einen schüren Angst, die Anderen steigern ihre Ignoranz gegenüber dem Phänomen.

An dieser Stelle verabschiede ich mich auch schon aus der Diskussion um wie, wo und was, Volumen etc. des Klimawandels und wende mich einer Betrachtung aus einer vollkommen anderen Warte zu. Warum ich das tue ist irrelevant. Relevant ist nur, dass ich mich an greifbaren Fakten orientiere um zu einer eigenständigen, unabhängigen und hoffentlich weniger spekulativen Betrachtung zu kommen, als ich gemeinhin aus den Kontroversen der Klimawandel-Kassandrae und der Klimawandel-Leugner zu hören gewohnt bin.

Emotional betrachtet ist mir der Klimawandel vollkommen gleichgültig, Ich habe keine Kinder und glaube nicht an Wiedergeburt. Was nach mir eintritt, betrifft mich also nicht mehr. Also, damit meine ich: Dann nicht mehr. Zudem hat das Leben auf diesem Planeten nachweisbar eine sehr, sehr lange Tradition, sich auch unter vollkommen anderen Umweltbedingungen zu entfalten. Ob das auch für menschliches Leben gelten wird, weiß ich nicht. Ich nehme mal an, Ja. Der Mensch hat sich – als Art – bisher seit seinem Auftauchen an alles gewöhnt und angepasst und damit Darwins Satz vom „Survival of the fittest“ vollständig entsprochen.

An der Stelle halte ich allerdings den Hinweis für angebracht, dass sich hinter diesem Satz die Fähigkeit zur weitgehenden Anpassung entweder des Lebewesens oder eben der Umstände bzw. eine Mischung aus beidem verbirgt, und nicht etwa das Recht des Stärkeren, des „Fitteren“, Potenteren, Mächtigeren oder Durchsetzungsfähigeren, wie mehrheitlich geglaubt wird.

Für mich persönlich ist Im Augenblick alles noch anders. Denn ich bin – auch wenn ich nicht weiß, warum – in irgendeiner Form mit den Geschehnissen in der menschlichen Gesellschaft, der so genannten Zivilisation, verknüpft und muss das aktuelle Geschehen mit tragen. Irgendwie damit umgehen. Und daher auch mit verantworten.

Ein Beispiel: Ich muss Krankenversicherung bezahlen. Das ist einfach eine Realität. Ob ich will oder nicht. Ich kann zwar Ausweichstrategien fahren, wie Auswandern in ein Land ohne Krankenversicherung, aber selbst dort gibt es medizinische Versorgung, und sei sie auch noch so minimalistisch: Sie wird dann eben über Steuern von der Gesellschaft getragen. Und ich zahle dann eben über die Steuern dafür.

Und selbst wenn ich noch so sicher bin, niemals eine medizinische Versorgung in Anspruch nehmen zu müssen, kann ich die Wahrscheinlichkeit nicht ausschließen, dass ich sie doch einmal benötige.

Der langen Rede kurzer Sinn: Dem Heute kann ich mich nicht entziehen und werde in irgendeiner Form an den Entscheidungen und Maßnahmen der Zeit zumindest passiv beteiligt: Ich muss dafür Gegenwert erwirtschaften und bezahlen.

Wenn ich also ohnehin nicht ausweichen kann, dann möchte ich, das mein Beitrag den besten Nutzen einbringt. Und zwar nicht nur den naheliegenden für mich oder andere in Form möglichst hohen Profits, sondern auch in anderer Hinsicht. Dazu gehört, dass es jedem anderen in gleicher Weise gelingen möge, dass auch sein Beitrag für ihn so sinnvoll und nützlich ist, wie für mich. Und nicht etwa sein persönliches Ergebnis ihn auf den Gedanken bringt, im Fall einer Benachteiligung – sei sie nun gefühlt oder real – direkt bei mir Ausgleich zu suchen. Mein Engagement ist in diesem Sinne eine Sicherheitsmaßnahme.

Einleitung – Womit haben wir es zu tun?

Feststellung 1:

CO2 entsteht chemisch gesehen durch Oxidation, was wir Menschen als Verbrennung bezeichnen. Es entsteht dabei nicht nur durch tatsächliches Feuer, sondern auch durch die Verwertung energiehaltiger Nahrungsmittel durch Lebewesen – wir alle „verbrennen Kalorien“ wie die landläufige Stimme der Bevölkerung sich auszudrücken pflegt. Die drei Grundkategorien unserer Lebensmittel bestehen allesamt aus Kohlenstoffverbindungen, die vom jeweiligen Körper unterschiedlich schnell und zweckgebunden verwertet werden. Genau wie Holz, Öl, Gas und Kohle bei ihrer Verbrennung. Auch das sind nichts als Kohlenstoffverbindungen, die wir energetisch nutzen. CO2 entsteht also so oder so.

CO2 ist unter den Bedingungen unserer Atmosphäre ein Gas und vermischt sich locker mit unserer Atemluft. Wir sehen es nicht, wir riechen es nicht, wir hören es nicht, wir schmecken es nicht und wir ertasten es nicht.

Feststellung 2:

Es hat aber Wirkungen: Es absorbiert Strahlungsenergie und kann so tendenziell die Atmosphäre aufheizen. Eine besondere Eigenschaft ist die von Svante Arrhenius endeckte Fähigkeit, kurzwelligeres Licht zu resorbieren und als langwelligere Wärmestrahlung wieder abzugeben. Grundsätzlich können das sehr viele Materialien – und wir nutzen das für Wärmestrahlanwendungen, allerdings nicht in der Intensität und vor allem nicht mit direkter Wirkung in der Atmosphäre. Selbst wenn der genaue Effekt noch immer nicht detailliert erforscht und nachgewiesen ist, so sind die statistischen Zahlen jedoch beeindruckend genug, den Effekt mindestens als stark klimarelevant zu beurteilen und schon rein vorsorglich aus Gründen der Existenzssicherheit für Fauna (inklusive Mensch) und Flora den weiteren Anstieg von CO2 in der Atmosphäre nicht nur zu reduzieren oder zu verhindern, sondern gezielt auf eine Verringerung der aktuell in der Atmosphäre vorhandenen Gesamtmenge hinzuarbeiten. Gerade den konservativsten aller Politiker sollte das Sicherheitsargument Grund genug sein, effektiv und wirkungsvoll zu handeln. Statt die Dinge weiterhin der freiwilligen Selbstregulierung der Wirtschaft zu überlassen. Die mittlerweile überdimensionierten Freigehege für „Big Business Alphatiere“ werden spätestens dann überflüssig, wenn es keine Arbeitsbienen und keine Käufer derer Produkte mehr gibt.

Für den Menschen ist CO2 in geringer Konzentration nicht giftig, es behindert aber die Sauerstoffaufnahme. Eine erhöhte Konzentration von CO2 in der Umgebungsluft führt bei Menschen zu Kopfschmerzen und kann letztlich Bewußtlosigkeit auslösen. Eine Konzentration von 8 % oder mehr kann nach 30 bis 60 Minuten sogar zum Tod führen.

Nun könnte jeder verständlicher Weise denken, die derzeitigen 0,4 % in der Atmospähre, von denen wir auf Grund der statischen Daten nahezu sicher annehmen dürfen, sie würden den Klimawandel auslösen, diese gerade mal 0,4 % können uns ja nichts anhaben. Die Atmen wir locker wieder weg und fahren im Zweifel öfter mal in die Natur, wo die Atemluft weniger CO2 hat, oder kaufen uns ein Sauerstoffzelt. An der Stelle sei erwähnt: Michael Jackson ist übrigens trotz Schlafens im Sauerstoffzelt recht jung gestorben. Oder vielleicht gerade deshalb.

Zusammenhang 1: Wir sind direkt betroffen!

Die soeben berschriebene Vorstellung ist zwar naheliegend, hat aber zwei Haken:

1. Ist 0,4% der weltweite Durchschnittswert von CO2 in der Atmosphäre und sein Anwachsen geht rein zu Lasten des in der Atmosphäre enthaltenen O2, also Sauerstoffs, den wir problematischer Weise zum Atmen brauchen…

2. Ist die chemische Bindungsnergie von CO2 ca. 200 Mal höher als die von O2. Das heißt, je mehr CO2 in der Atmosphäre, die wir einatmen, vorhanden ist, desto weniger O2 können wir bei jedem Atemzug aufnehmen und gegen CO2 austauschen. Hinzu kommt, dass die Austauschrate der Membranen unserer Lungenbläschen von der Differenz der Konzentration an CO2 Innen zu Außen abhängt. Mit anderen Worten, die Aufnahmerate von O2 sinkt auch dadurch. Wenn auch nur leicht und noch kaum messbar, so ist der Effekt beider Faktoren der einer tendenziellen Anreicherung von dauerhaft präsentem CO2 im Blut.

Natürlich wird unser Körper, der über die besten derzeit verfügbaren Sensoren verfügt, das nicht zulassen wollen. Denn eine höhere CO2-Konzentration bedeutet für ihn, dass er für Ausgleich sorgen muss. Er „denkt“ die aktuell abgerufene Leistung des Körpers sei höher z. B. durch Sport, Arbeit oder Stress und erhöht daher Atemfrequenz, Blutdruck, Puls. Kurz: Er zieht alle Register, steuert gegen und wir werden den Anstieg von CO2 im Blut kaum messen können. Zumindest solange er im Veränderungsbereich eines normalen Lebens bleibt.

Was wir aber bemerken, ist ein steigender Regenerationsbedarf, oder eine abnehmende Leistungsfähigkeit, eine Zunahme von Kreislauf- und Atmungsrelevanten Krankheiten, mehr Phasen von Müdigkeit und ab einer bestimmten Anreicherung des Bluts mit CO2: Häufiger Kopfschmerzen oder Konzentrationsschwächen.

Ausgleichen können wir das nur durch mehr Sport, mehr Spazierengehen und mehr Ruhe bei ausreichend unverbrauchter Luft. Was zu Lasten der Arbeitseffizienz geht.

Und nicht vergessen: Auf Grund der 200 mal stärkeren Bindungsenergie von CO2 ans Hämoglobin reichert sich ein Mehr an CO2 in sich selbst verstärkender Weise stärker im Blut an. Der Ausgleichsaufwand steigt also weiter- die Zunahme körperlicher Folgen allerdings auch.

Unter dem Strich: Steigendes CO2 in der Atmosphäre verursacht bereits jetzt exponentiell steigende indirekte Kosten, welche über kurz oder lang vor allem die Wirtschaft betreffen, die sich aktuell noch an dem kostenlosen Abfalllager für CO2 – der Atmosphäre – schadlos hält. Hört man den herausgehobenen Vertretern der Wirtschaft, der Verbände und der von ihnen unterstützen politischen Kräfte zu, hat man keineswegs den Eindruck, als wären sich die Betreffenden dieser nun wirklich sehr einfachen Zusammenhänge auch nur im Ansatz bewußt. Und gerade bei sich selbst verstärkenden Effekten greift jede lineare Betrachtungsweise der Entwicklung zu kurz. Die einzige Linearität besteht in der dynamischen Verkürzungrate der verbleibenden Restzeit, um die Katastrophe aufzuhalten.

Zusammenhang 2: Der Vorrat an natürlichen Ressourcen gehört allen Menschen gemeinsam. Vor allem den nachfolgenden Generationen!

Diese These mag den meisten Apologeten und Elegikern einer rendite- und profitorientierten als „frei“ oder auch „sozial“ apostrophierten, aber in Wahrheit der Willkür großer Kriegskassen unterworfenen Marktwirtschaft gegen den Strich gehen, droht sie doch mit der Konsequenz, die Ausbeutung natürlicher Ressourcen begründet zu verteuern. Manche würden sogar sofort behaupten, das sei Kommunismus pur. Das stimmt allerdings nicht. Es ist Liberalismus pur.

Das derzeit geltende Paradigma der Wirtschaft lautet: „Höhere Preise bedeuten höhere Kosten und das kostet Arbeitsplätze!“ Weil ja Arbeitsplätze der Dreh- und Angelpunkt allen Lebens sind. Es scheint, als wäre es vollkommen irrelvant, wie es Menschen in ihrem Leben geht; wie sie mit den Herausforderungen zu recht kommen, mit denen Sie konfrontiert sind. Egal ob Gesundheit, Naturkatastrophen, steigende Lebenshaltungskosten: Hauptsache sie haben Arbeit. Dann ist alles gut, lautet die einfache Formel. Eingängig und leicht zu Glauben, aber zu 0% belastbar. Ob Menschen nun von der Arbeit leben können oder durch die Arbeit Schaden erleiden, oder sich buchstäblich arm arbeiten oder arm sparen, ist ohne Bedeutung.

Da verwundert es nicht, wenn bei jeder Diskussion immer ein Vertreter der Wirtschaft oder irgendein der Wirtschaft sich verpflichtet fühlenden Politiker aufsteht und kurzatmige Sätze sagt, wie: Wenn der Strompreis auch nur um einen Cent steigt, dann ist die XXX-Industrie weg und produziert bei Trump. Und damit jede Veränderung aus einem leicht erkennbar komplett kurzsichtigen Argument heraus zu unterbinden versucht. Selbst wenn das Argument noch so weit an jeglicher Lösung des Problems vorbei geht.

Dabei sollte doch klar sein: CO2-Emissionen verursachen bereits jetzt enorme Kosten, die sich nirgendwo abbilden. Die derzeitge Bewirtschaftung natürlicher Resourcen stellt spätestens nachfolgende Generationen vor das Problem, dass ihnen nichts hinterlassen wurde. Da bekommt die Idee der „Schwarzen Null“ doch gleich eine völlig andere Bedeutung.

Wir verhalten uns wie ein Mietwagenfahrer, der mit der goldenen Kreditkarte in der Hand Fahrzeuge mietet und sie dann bei leergefahrenem Tank am Strassenrand stehen läßt, während die Kreditkarte entweder nicht gedeckt oder gefälscht ist.

Feststellung 3:

Die nächsten Generationen werden kein Erdöl, Gas oder keine Kohle mehr verbrennen können.

Einmal, weil ihnen buchstäblich die Luft ausgeht und weil schlicht keine natürlichen Ressourcen mehr da sind, die man mit realiserbarem Aufwand ausbeuten könnte. Selbst wenn man so töricht wäre, so wie bisher weitermachen zu wollen.

Dabei ist es seit je her konstituierendes Grundprinzip der menschlichen Zivilisation, für die privilegierte Inanspruchnahme allgemein verfügbarer Leistungen, Produkte oder Ressourcen einen angemessenen Gegenwert zu bezahlen.

Gerade die Sichtweise der liberalen politischen und wirtschaftlichen Theorie, die faktisch weltweit Grundlage unserer Wirtschaftsform und Lebensweise ist – schließlich wurde sie ja aus den Phänomenen des realen Lebens abgeleitet – geht davon aus, dass alles, was – zumindest auf diesem Planeten – existiert, gemeinschaftlicher Besitz der gesamten Menschheit ist und erst durch Urbarmachung zu individuellem Besitz wird.

Wobei der hinzutretende demokratische Gedanke es erforderlich macht, dass alle anderen der Inbesitznahme von egal welchem Teil des gemeinschaftlichen Besitzes durch einen oder mehrere Individuen formell zustimmen müßten. Die Diskussion über das wie und wo und wann ist an dieser Stelle jedoch müßig. In der Praxis geht es so vor sich, dass der Nutzer an die Repräsentation bzw. Administration der Gemeinschaft einen Ausgleich bezahlt.

Feststellung 4: Die Emission von „Green House Gases“ wie CO2 beruht auf der physischen Verwendung in Form von Zerstörung gemeinsamen Besitzes der Menschheit und muss daher so vergütet werden, dass nachfolgende Generationen trotz der fehlenden Ressourcen weiter auf dem Planeten leben können. Wie bei jeder ganz normalen Inanspruchnahme für Aufwandsentschädigung oder Schadenersatz auf Grund persönlichen Verhaltens muss der Verursacher also so viel für seine Aktivität bezahlen, als nötig ist, um den Ursprungszustand oder ein Äquivalent desselben wieder herzustellen.

Das bedeutet: Ein fairer Preis für CO2 muss mindestens so hoch sein, wie es die Kosten für das recyceln und die Umwandlung in einen anderen, verwertbaren Stoff erforderlich machen. Mit anderen Worten, CO2 hat einen fixierbaren Mindestpreis und die Regierungen der Welt sind gehalten, diesen zur Kompensation der Folgen für ihre heutigen Staatsbürger oder in weniger demokratisch entwickelten Ländern für ihre Staatsangehörigen einzufordern.

Das Klimaschutzabkommen COP 21 von Paris bietet dazu einen idealen Ansatzpunkt, da sich hier eine überwältigende Mehrheit von Staaten zum Handeln verpflichtet hat.

Festestellung 4:

Das Thema verlagert sich also von der Zulässigkeit von Ressourcenverwendung – die eindeutig mit Ja zu beantworten ist – auf die Bezahlung eines angemessenen Preises durch den Entnehmer.

Herausforderung 1:

Nationale Alleingänge – sinnvoll oder nicht?

Darüber läßt sich trefflich streiten und jede Menge weitere Zeit vergeuden. Schweden hat seit 1991 eine CO2-Steuer und derzeit einen Preis von 150 € je Tonne oder 1,5 ct je 100 g.

Schweden ist dennoch eine gut aufgestellte und erfolgreiche Industrienation.

Es geht offenkundig also auch im nationalen Alleingang. Der „Abfärbeeffekt“ durch Vorbildwirkung bleibt allerdings nach nun 26 Jahren Besteuerung auf der Strecke. Ist also kein starkes Argument mehr für nationale Alleingänge.

Dazu kommt, dass nationale Alleingänge in der Regel bereits eher im Vorfeld an einheimischen Widerständen scheitern, als internationale Vereinbarungen.

Drittes und wesentliches Argument gegen nationale Alleingänge ist die damit unweigerlich verbundene Schlechterstellung im internationalen Wettbewerb. Ob diese dann jeweils im durch die Gegner eine effektiven CO2-Bepreisung aufgebauschten Umfang auch tatsächlich auftreten würde, sei dahingestellt.

Tatsache ist, das eine wirksam umgesetzte internationale Vereinbarung dieses Argument zuverlässig und vollständig entkräftet.

Zudem betrifft das Problemfeld via die gemeinsame und unteilbare Ressource „Atmosphäre“ schlicht alle Länder.

Daher bietet das Pariser Klimaprotokoll den geeigneten Ansatzpunkt für ein weltweites CO2– oder GHG-Regime.

Herausforderung 2:

Eine CO2-Bepreisung führt direkt zum Anstieg der laufenden Energiekosten für jeden Bewohner des Planeten und indirekt zum Anstieg seiner weiteren Lebenshaltungskosten.

Bereits geringe Zusatzkosten haben dabei spürbare Effekte. Stellen wir uns folgendes vor:

Ein durchschnittlicher Mensch in einem durchschnittlichen Land braucht 1.000 kWh Strom Jahr und 2.000 kWh Heizwärme. Wir sprechen hier von der Nutzenergie. Also das, was für den beabsichtigten Zweck tatsächlich genutzt wird!

Beides wird überwiegend aus fossilen Ressourcen bereit gestellt, wobei wir beim Strom Steinkohle ansetzen, beim Heizen Erdgas. Die Stromerzeugung habe eine Effizienz von 30%, die Gasheizung von 90%.

Der gegebene Gaspreis ohne Steuern, Abgaben und Transport sei 2,5 ct / kWh, der für die Steinkohle 2 ct / kWh.

Eine kWh aus Erdgas emittiert bei der Verbrennung 220 g, eine kWh aus Steinkohle 340 g.

Das Recycling einer Tonne CO2 nehmen wir mit Kosten von 150,00 € oder 1,5 ct./ 100 g an.

Da wir beim Bedarf von Endenergie ausgehen, müssen wir nachher (2. Schritt) noch um den Primärenergiefaktor ergänzen, um den Gesamtaufwand ab Kohletagebau oder Gasfeld abzubilden.

Der soll für beides bei 1,1 liegen.

Erstens gilt es die Effizienz zu betrachten, um von der Nutzenergie auf die Endenergie zu kommen: In Schritt 1 ergeben sich beim Strom 3.330 kWh und beim Gas 2.220 kWh auf Endenergie.

PE-Faktor: Damit kämen wir in Schritt 2 auf 3.670 kWh Strom und 2.440 kWh Wärme bei der Primärenergie. Die Berechnung der Primärenergie über den PE-Preis ist ihrer Natur nach virtuell. Man könnte genauso den Preis mittels PE-Faktor skalieren. Das Ergebnis wäre identisch.

Die Bereitstellungskosten am Erzeugungsort ohne CO2-Preis lägen damit bei

Strom: 3.670 kWh PE * 2,0 ct. Energiepreis Kohle = 7,4 ct / kWh ohne CO2-Preis.

Wärme: 2.440 kWh PE * 2,5 ct Energiepreis Gas = 6,1 ct / kWh ohne CO2-Preis.

Kommt eine CO2-Bepreisung hinzu und kosten 100 g CO2 1,5 ct, dann ergeben sich für jede kWh aus Kohle ein Aufschlag von 6,8 ct und für Gas von 3,3 ct.

Strom: 3.670 kWh PE * 2,0 ct. Energiepreis Kohle = 14,2 ct / kWh mit CO2-Preis.

Wärme: 2.440 kWh PE * 2,5 ct Energiepreis Gas = 9,4 ct / kWh mit CO2-Preis.

Mit diesen Handelspreisen ist Minimum zu rechnen. Dazu kämen Transport, Verteilung, Handelsmargen, Risikoprämien und Steuern. Während Transport und Verteilung nur indirekt steigen, steigen die preisabhängigen Zusatzkosten wie Steuern und Margen direkt als Prozentsätze.

Im Ergebnis verteuert sich Energie massiv und alle weiteren Produkte verteuern sich ebenfalls stark. Da dies zu spürbaren Kaufkraftverlusten speziell der einkommensseitig schlechter gestellen Menschen führt – für jeden steigt der Warenkorb um den gleichen Betrag, unabhängig von seinem Einkommen, muss daher ein gut definierter Teil der generierten Einnahmen zur gleichmäßigen Kompensation jedem einzelnen Bewohner des Planeten zurückgegeben werden.

Die Dringlichkeit dieser Umverteilung ergibt sich zudem bereits aus der Tatsache, dass die gesamten Ressourcen des Planeten per se zunächst einmal gemeinsamer Besitz aller Menschen sind und jede individualisierte und exklusive Verfügung darüber folglich allen anderen gleichermaßen zu Gute kommen muss, wie auch der Nutzungsaufwand über Marktpreise abgebildet wird. Allein deshalb sind weltweit in etwa gleiche Energiepreise schon eine logische Schlussfolgerung.

Dieses Set-Up würde zwar im Prinzip kein einziges Land und keinen Menschen benachteiligen und könnte daher von allen Unterzeichnern des Pariser Protokolls direkt umgesetzt und getragen werden. Doch wird jedes Land reklamieren, dass für eine Defossilierung (nicht Dekarbonisierung) ein Infrastrukturausbau erforderlich ist, der auch eingepreist werden muss.

Um hier ebenfalls Chancengleichheit zu wahren, müßte eine weltweite Emissionbepreisung eine Preiskomponente für denStaat enthalten. Wie z. B. den Grundtarif einer Energiesteuer von 2 ct / kWh.

Herausforderung 3:

Da es weltweit überwiegend nur Staaten gibt, in denen auf Grund der früheren Politiken massiver staatlicher Energieversorgung und des Mißbrauchs künstlich erzeugter, billiger Energiepreise zur politischen Lenkung sich die Erzeuger-Energiepreise im Grund auf dem ganzen Planeten weit unter den realen volkswirtschaftlichen Kosten befinden, hätte eine sofortige weltweite Erhöhung massive Folgen in jedem Land. Millionen Menschen und Unternehmen könnten sich die neuen Preise nicht leisten.

Vor allem da die politisch gesteuerte Unterbepreisung ja innerhalb der unvermeidlichen Marktfunktionen in jeder Gesellschaft dazu führt, dass Menschen auf eine zu angemessenen Energiepreisen passende Entlohnung ihrer Arbeitskraft zu verzichten geneigt sind, um den Arbeitsplatz nicht zu gefährden.

Das Mantra des Glaubens an „Billiger = Effizienter = Fortschritt“, welches im „Geiz ist Geil“ Marketing gipfelt, erweist sich hier als fataler Trugschluss.

Nichts desto trotz ist es notendig allen Betroffenen Zeit zu geben, sich an die neue volkswirtschaftlich sinnvolle Bewertung der Energiepreise anzupassen. Von daher ist es notwendig, nach der grundsätzlichen internationalen Einführung eine gestaffelte Steigerung der CO2-Bepreisung vorzunehmen.

Herangehensweise:

Eine wesentliche Grundlage meiner Überlegungen zu einer CO2-Bepreisung beruht folglich auf einem ähnlichen Gedanken wie ihn auch der Verband VKI jüngst geäußert hat:

Ein etappenweises Vorgehen.

Würde man die aktuellen Kosten für ein potentielles CO2-Recycling sofort auf das kWh umlegen, kämen wir tatsächlich auf ca. 1,5 ct / 100 g.

Die Tonne CO2 zu Methan zu verwandeln kostet laut Recherchen von Prof. Michael Sterner 80 €, andere Quellen geben 70 € oder sogar 90 € an. Es ist unter Strich aber erst mal Tofu, wie viel es ist. Schlicht, weil jede exakte Preisbenennung spekulativ ist, derzeit die zugehörigen Technologien zwar verfügbar, aber weder in Landes-, Bundes- oder gar Globalem Maßstab sofort nutzbar vorhanden sind und sich allein deshalb zunächst eine Abschätzung der potentiellen Kosten an Hand dieser vorläufigen Meinungen empfiehlt, deren Validierung im Lauf des Ausbauprozesses efolgen wird.

Hinzu kämen für einen Teil des gewonnen H2 und des synthetisierten CH4 deren Verflüssigung als einzig handelbare mobile Transportmöglichkeit. Allein deshalb empfiehlt sich auch hier schon eine weitgehend kleinteilige, dezentrale Aufstellung von Elektrolyseuren und anderen Anlagen, vor allem Verflüssigern, um die entstehende Abwärme direkt vor Ort nutzen zu können. Sehr lohnenswert wäre wohl die Planung und Realisierung eines eigenen CO2-Netzes parallel zum Erdgasnetz, an Stelle der typischen und letzlich irreführenden Endlagerungs-Strategie bzw. „Endlösung“-Strategie des unverändert umjubelten CCS.

Also, CCS ist inzwischen vor allem die Abkürzung für das in der BRD entwickelte „Combined Charching System“ für Elektrofahrzeuge und nicht mehr so sehr „Captured Carbon Storage“….

Das Einfangen des freien, atmosphärischen CO2, welches verschiedentlich mit Kosten von um die 35 € plus minus 5 € je Tonnen angegeben wird, ist ein weiterer Faktor. Für dessen Umsetzung sind allerdings noch längst nicht alle denkbaren Technologien entwickelt oder gar ausgedacht worden. Es ist bereits möglich, steckt aber noch in den Kinderschuhen.

Dazu kämen sicher noch Kosten für Handel und Verwaltung.

Deshalb würde ich für den Start mit 150 € / to kalkulieren. Was übrigens dem derzeit gültigen C02-Preis in Schweden entspricht. Schweden hat wie bereits erwähnt seit 1991 eine CO2-Steuer und gehört trotzdem zu den führenden Wirtschaftsnationen. Was also können die Schweden, was wir nicht auch könnten.?

Die verursachergerechte Verteilung kann sich indessen nur an der Masse des freigesetzten orientieren CO2 orientieren. Zudem ist es ein natürliches Bedürfnis jedes Staats, sich für seine Funktion verläßliche Einnahmequellen aufzubauen.

Wie kann man so eine faire Bepreisung also angehen?

Ich schlage also vor, dass jedem zum Einsatz kommenden Energieträger an Hand seiner spezifischen CO2-Emission pro kWh ein Faktor zu gewiesen wird.

Die spezifischen CO2-Emissionen jedes Energieträgers pro kWh sind bekannt und liegen zwischen 0 und bis zu 500 g CO2 pro genutzter kWh.

Ebenfalls klar dürfte geworden sein, dass 150 € / to. ein angemessener Prognosepreis sind, aus dem sich 1,5 ct. für 100 g CO2 ableiten lassen.

Für 100 g gilt deshalb als Bezugsgröße der Faktor 1. Sobald ein primärer Energieträger eine kWh Endenergie bereit stellt, dann soll der jeweils allgemein gültige CO2-Preis pro 100 g mit diesem Faktor multipliziert werden und als Aufschlag auf eine Energiesteuer von 2 ct / kWh bezahlt werden.

Wenn die Verbrennung von Erdgas 220 g CO2 pro kWh erzeugt, dann lautet der Faktor 2,2, bei Steinkohle mit 340 g CO2 /kWh = 3,4; für alle anderen Primärenergieträger gilt entsprechendes. .

Zusätzlich ist jeder Energieträger wie im Beispiel gezeigt mit einem so genannten Primärenergie-Faktor behaftet, der den Zusatzaufwand für die Beschaffung (Abbau, Exploration, Transport) adressiert.

Für Erdgas, Erdöl, Steinkohle und Braunkohle ist das derzeit 1,1; für Strom im deutschen Strommix ist der Wert inzwischen 1,8, für Biomasse 0,2 und für PV-Strom 0

Die Formel für die Steuer lautet also:

CO2-Tax = (Q * PE-Faktor * Emissionsfaktor +Energiesteuer) * 1 ct.

Die Energiesteuer bekommt der jeweilige Staat, den Aufschlag soll der IWF verwalten und z. B. an jeden Erdenbürger als eCash auszahlen.

Zur Nachprüfung: 150 € angenommener Recyclingkosten pro Tonne sind, wenn ich mich nicht irre, 15.000 ct. / 1.000.000 g. Oder 15 ct / 1.000 g oder 1,5 ct. 100 g.

Jede kWh importierte Steinkohle würde dann mit (1 * 1,1 * 3,4 + 2) ct. beaufschlagt. Was ungefähr 5,75 ct. / kWh ausmacht. Das wäre schon deutlich spürbarer.

Allerdings ist für die Stromerzeugung noch die Effizienz der Kraftwerke zu berücksichtigen. Da diese vorab nicht genau bestimmt werden kann, bleiben an dieser Stelle nur der Wirkungsgrad des Kraftwerks oder die durchschnittlichen Effizienzen der vergangenen Jahre. 0,3 bzw. 30% für den Wirkungsgrad wären angemessen. Für die Erhebung der Steuer wäre das allerdings uninteressant, weil die Steuer ja bereits bei Import / Förderung / Gewinnung erhoben wird. Den Grundtarif von 2 ct./kWh erhält das Land, in dem der Ort des Verbrauchs liegt. Der Emissionszuschlag geht an jeden Menschen direkt, also auch an die Bewohner des Landes, in dem die fossile Ressoruce ursrünglich gefördert wurde.

Der Effekt wirkt sich nur bei den Betriebskosten aus. Der Steuerzuschlag käme im Fall der Steinkohle mit 19,17 ct. beim Verbraucher als Kosten an. Was nicht nur für private, sondern vor allem auch für die Industrie zu viel auf einmal wäre.

Deshalb noch mal der Vorschlag in iterativen Schritten – also etappenweise – vorzugehen und bei 0,15 ct / kWh PE-Energie nach der Klammer zu beginnen und diesen Betrag jedes Jahr um 0,15 ct zu erhöhen.

Die wesentlichen Vorteile sind die konstante Umstrukturierungsgeschwindigkeit, der stetig wachsende Anreiz auf RES zu setzen und die machbare Gewöhnung. Löhne und Preise können langsam nachziehen und ein bewußteres Verhalten fördern.

Unternehmen können sicher sein, dass ihre Kostenerhöhungen alle Mitbewerber weltweit gleichermaßen betreffen.

Verweigerer-Staaten, wie derzeit die USA, müssen nicht teilnehmen, werden aber dann mit Exportzöllen auf eingesetzte Energie und keinem Erlass der Energiesteuer bei Import aus einem Teilnehmerland konfrontiert. Darüberhinaus bekommen ihre Bürger keine Ertragszuweisung aus dem internationalen Klimasteuer-Fonds, der durch die Abgabe automatisch beim IMF entsteht.

Vor allem ist es möglich während des gesamten Prozesses die Wirkungen beobachten und korrgierend eingreifen.

Wichtig ist, bei der Energie aus dem Circulus Vitiosus des Erhalts der Wettbewerbsfähigkeit zu kommen und dabei die Verweigererstaaten unter Druck zu setzen.

Letzlich bewirkt dieses System einen massiven und nachhaltigen Anstoss für alle bei der sinnvollen Verringerung der Emissionen und verändert das Lohn- und Preisgefüge hin zu einer realitischen und in die Zukunft weisenden Bepreisung von Energie.

Es ist nahezu aufkommensneutral, bedeutet keinerlei Kosten für die teilnehmenden Staaten, sondern vergrößert sogar deren Einnahmebasis, schafft damit Spielräume an anderen Stellen und ermöglicht, alle Arten der Förderung und Subventionen für die Energiebereitstellung aus RES vollständig zu beenden, da die sachgerechte Einpreisung der Emissionen die derzeit noch immer wirksamen Nachteile der RES und der verknüpfbaren Speichertechnologien endgültig aufhebt.

Der dadurch zu erwartende Investitionsboom beruht auf energetischer und ökologischer Effizenz, vergrößert das Wachstum automatisch und sorgt für Nachhaltigkeit.

Hierzu Nein zu sagen, kann mit rationalem Verstand nicht begründet werden. Nur mit Glauben, Meinen oder Größenwahn.

Plädoyer:

Wir können es. Wir dürfen es. Wir sind gut beraten, es anzupacken.

Machen wir es!

Das Orangebuch der Energiepiraten – meine Sicht – Teil 2

1. Energieversorgung in Germanien

Beginnen wir den Weg zu einer nachhaltigen Energieversorgung mit einer Bestandsaufnahme. Wie wird der heutige Energiebedarf gedeckt und die Energieversorgung sichergestellt? Drei Bereiche sind dabei zu betrachten: Die Versorgung mit Wärme, die Versorgung mit Strom und die Bereitstellung von Energie für den Transport von Personen und Gütern.

Bis heute wird die Energieversorgung in Deutschland fast vollständig mit fossilen Energieträgern sichergestellt: Nukleare Brennstoffe, Stein- und Braunkohle, Erdgas und Mineralöl werden gleichermaßen für die Strom- und die industrielle Wärmeerzeugung eingesetzt. Mit Erdgas und Heizöl wird geheizt. Personenkraftwagen, Busse und Lastkraftwagen fahren mit Diesel und Benzin. Als Industrienation und einer der größten Energienutzer der Welt importierte Deutschland 2014 den Hauptteil der benötigten Energierohstoffe: 98% des Erdöls, 87% des Erdgases, etwa 87% der Steinkohle und 100% des verbratenen Urans werden importiert. [1a] Die Importkosten für diese Rohstoffe liegen jährlich in der Größenordnung von 100 Milliarden €. [1b]

Für moderne Industriegesellschaften hatte die Energieversorgung bislang stets existenzielle Bedeutung. Sie war stets Teil der sogenannten „öffentlichen Daseinsvorsorge“. Der Begriff „öffentliche Daseinsvorsorge“ ist ein unbestimmter Rechtsbegriff. [1f] Das heißt, es wird in Gesetzen [1c,1d,1e] und Verordnungen darauf Bezug genommen, obwohl der Begriff nicht näher definiert wird. Gemeint ist die Sicherstellung einer grundlegenden Versorgung der Bevölkerung mit wesentlichen Gütern und Dienstleistungen durch aktive Gestaltung vermittels Politik. Die Energieversorgung dient uns als existenzielle Lebensgrundlage, unabhängig davon, dass Energie auch ein Wirtschaftsgut ist.

Was sich allerdings als „demokratische“ Errungenschaft geändert hat: Energie als Wirtschaftsgut wurde privatisiert, dereguliert und einem mehr und mehr rein betriebswirtschaftlich ausgerichteten “Wettbewerb“ zugeführt. Wie aber z. B. ein Produkt, wie Strom, dessen Endverbraucherpreis sich zu 90% aus politisch festgelegten Teilbeträgen, die alle einem bestimmten Zweck dienen, aber nicht an Märkten ausgehandelt werden, sondern in klandestinen Prozessen so genannter Stakeholder, einer Preisbildung am „Markt“ unterliegen soll, bleibt ein Rätsel. Vor allem, wenn ehemalige Monopolisten ihre nach wie vor bestehenden Pfründe nutzen, um bereits im Teilbereich Stromhandel echte Konkurrenz strategisch clever auszuschalten.

Zudem ist nicht einzusehen, warum der gesetzlich verpflichtende Tarif „Grundversorgung“ nahezu ausschließlich der teuerste ist, wo doch gerade Menschen in prekärer Situation meist keine andere Wahl haben.

1.1 Energiebedarf in Deutschland

Energie kann man nicht verbrauchen, Energieträger sehr wohl. Der Sprachgebrauch formt das Denken!

Der Primärenergiebedarf gibt den gesamten Verbrauch an Energieträgern an, die als Kraftstoffe oder zur Strom- und Wärmeerzeugung oder für die Mobilität eingesetzt werden. Er wurde in Deutschland im Jahr 2015 zu 87 Prozent mit fossilen Brennstoffen gedeckt: 34 Prozent durch Mineralöl, 24 Prozent durch Braun- und Steinkohle, 21 Prozent entfielen auf Erdgas und 8 Prozent auf die Kernenergie. Aber nur knapp 13% der Primärenergie wurde mit erneuerbare Energien erzeugt. [1.1a] Im Vergleich der europäischen OECD-Länder war Deutschland im Jahr 2014 damit, im Gegensatz zu den Beteuerungen unserer Politiker, nur unterdurchschnittlich:

Tabelle: Anteil erneuerbarer Energien am Primärenergieverbrauch im Jahr 2014 in Prozent
(EUROPA OECD-Länder: 12,6 )

– Island 89,3
– Norwegen 43,5
– Schweden 34,4
– Österreich 30,8
– Finnland 29,6
– Dänemark 27,8
– Schweiz 21,2
– Italien 17,8
– Spanien 14,8
– Deutschland 11,1
– Griechenland 10,9
– Türkei 9,3
– Frankreich 8,6
– Belgien 6,6
– Großbritannien 6,4
– Niederlande 4,6

Fairerweise muss man einräumen, dass die Voraussetzungen für die Nutzung Erneuerbarer Energien für Island (Geothermie), Schweden, Norwegen, Finnland, Österreich und die Schweiz (Wasserkraft) günstiger sind als für Deutschland. Für Dänemark und Italien gilt dies jedoch nicht. Das ändert aber nichts daran, dass Sigmar Gabriel und sein Hofstaat in Hörigkeit zum Koalitionspartner und einiger Wirtschaftsverbände nur die halbe Wahrheit erzählt haben, um sich besser darzustellen. Manche würden sagen: Glatte Lügen. Seine vorübergehende Nachfolgerin übt sich angesichts der bevorstehenden Bundestagswahl 2017 in Zurückhaltung.

Für den weltweiten Vergleich liegen zurzeit nur die Daten aus dem Jahr 2013 vor. In diesem Jahr lag Deutschland mit einem Anteil von 10,5 Prozent sogar unter dem Weltdurchschnitt von 13, 5 Prozent. [1.1b]

Von einer deutschen Vorreiterrolle bei der Energiewende kann also nicht die Rede sein!

1.2 Lagerung der fossilen Energieträger

Fossile Brennstoffe werden dabei in großem Umfang für die Sicherstellung der Energieversorgung gelagert. Der Erdölbevorratungsverband [EBV] hat die gesetzliche Aufgabe, jederzeit Erdöl und Erdölerzeugnisse in der Menge zu lagern, die in den letzten drei Jahren durchschnittlich innerhalb von 90 Tagen nach Deutschland eingeführt wurden. Mit diesen so genannten strategischen Ölvorräten könnte also ein vollständiger Ausfall aller Mineralölimporte für 90 Tage ausgeglichen werden. [1.2a] Die Bestände des EBV umfassen neben Rohöl Ottokraftstoff, Dieselkraftstoff auch leichtes Heizöl und Flugturbinenkraftstoff. Die Vorräte sind dabei so über das Gebiet der Bundesrepublik verteilt, dass in jeder von fünf definierten Versorgungsregionen sofort verfügbare Bestände mit einer Mindestreichweite von 15 Tagen vorhanden sind. [1.2b] Dabei werden in oberirdischen Tanks vor allem Mineralölprodukte bevorratet, während in unterirdischen Kavernen hauptsächlich Rohöle gelagert werden. Kavernen sind künstlich geschaffene Hohlräume in Salzstöcken, die in der Regel einige hunderttausend Kubikmeter groß sind. Zurzeit werden vom EBV ca. 24 Mio. t Erdöl und Erdölerzeugnisse bevorratet. [1.2c] Im Unterschied zu Erdöl gibt es für Erdgas keine EU-weite Pflichtbevorratung. [1.2d] Nach Aussage des Bundesverbands der Energie- und Wasserwirtschaft e.V. hat die deutsche Gaswirtschaft in privatwirtschaftlicher Initiative aber die viertgrößten Erdgas-Speicherkapazitäten der Welt aufgebaut. In 51 Speicheranlagen kann mit etwa 24 Milliarden Kubikmeter rund ein Viertel des jährlichen Gasbedarfs eingespeichert werden (Stand 2014). [1.2e] Die Industrie garantiert über ihre Selbstverpflichtung derzeit eine ausreichende Gasspeicherung für 30 Tage, ist dazu allerdings nicht gesetzlich verpflichtet. [1.2f]

Braunkohle ist der wichtigste einheimische fossile Energieträger, der in
ausreichender Menge vorhanden ist und im Tagebau gefördert werden kann. Die Vorräte in genehmigten und erschlossenen Tagebauen betragen rund fünf Milliarden Tonnen. Das entspricht der 28-fachen Förderung im Jahr 2014. [1.2g] Die Steinkohle wird bedarfsgerecht auf Kohlehalden vorgehalten. Der deutsche Steinkohlenbergbau befindet sich bereits seit Jahrzehnten in einem Umstrukturierungsprozess und die Versorgung des deutschen Marktes mit Steinkohle und Steinkohleprodukten (56,2 Mio. t in 2014) wird inzwischen zu mehr als 87% durch Importe gesichert. Hauptverbraucher sind in Deutschland die Kraftwerke und die Stahlindustrie. Im Jahre 2014 entfielen auf die Kraftwerke 78% des Gesamtverbrauchs an Steinkohle, auf die Stahlindustrie 20%, auf das sonstige produzierende Gewerbe, auf den Hausbrand und Kleinverbraucher etwa 2%. [1.2h]

Zur Sicherung der Energieversorgung mit fossilen Energieträgern gibt es also umfangreiche Lagerkapazitäten in Deutschland. [1.2i]

1.3 Energieverteilung

Für die Verteilung von Energieträgern an die Verbraucher stehen in Deutschland verschiedene Versorgungsnetze zur Verfügung:

In einem flächendeckenden Gasnetz mit einer Länge von ca. 524.000 km wird Gas über drei Druckebenen zur Wärme oder Stromerzeugung verteilt. [1.3a] Die 51 deutschen Untertage-Gasspeicher an 40 Standorten können dabei fast 25 Mrd. m³ „Arbeitsgas“ aufnehmen. Das ist der Teil des gespeicherten Gases, der nicht als Druckpolster benötigt wird, sondern für den Verbrauch zur Verfügung steht. Das entspricht fast 30% der in Deutschland im Jahr 2014 verbrauchten Erdgasmenge von 590 TWh. [1.3b, 1.3c]

Bei der Stromerzeugung aus fossilen Brennstoffen wird immer auch Wärme freigesetzt, die zur Heizung und Warmwasserversorgung von Wohngebäuden und in Industriebetrieben genutzt werden kann. [1.3d]. Auch Heizkraftwerke oder andere Industrieanlagen erzeugen nutzbare Wärme. Sie wird in Form von Wasser oder Wasserdampf in Fernwärmeleitungen in einem etwa 20.000 km langen Netz transportiert. [1.3e] Insgesamt wurde im Jahr 2014 in Deutschland Fernwärme mit einer Energie von 116 TWh genutzt. [1.3c]

Das im Verkehr (680 TWh im Jahr 2014) und für die Raumwärme genutzte Mineralöl (197 TWh im Jahr 2014) [1.3c] wird über ein ca. 3.500 km langes System von Rohöl- und -Produktleitungen, Straßentransporte und 14.531 Tankstellen zu den Verbrauchern gebracht. [1.2f]

Das längste Versorgungsnetz in Deutschland ist das Stromnetz mit einer Länge von mehr als 1,8 Millionen Kilometern im Jahr 2013. Dabei wird der Strom über verschiedene Spannungsebenen flächendeckend von großen Kraftwerken zum industriellen oder privaten Verbraucher verteilt. Auf die Niederspannungsebene (NS) entfallen ungefähr 1,17 Millionen Kilometer: Gemeint ist das bekannte Netz der dreiphasigen Gebäudeversorgung mit 400 Volt Normspannung über drei Phasen bzw. 230 Volt je Phase.

Hierüber werden vor allem Haushalte, kleinere Gewerbebetriebe und die Landwirtschaft lokal mit Strom versorgt. Regionale Verteilnetze der Mittelspannungsebene (MS, 10 KV – KiloVolt – bis 30 KV) haben eine Länge von 514.000 km und die Leitungen der Hochspannungsebene (HS, 110 KV) sind 79.700 km lang. Kunden sind hier insbesondere lokale Stromversorger, Industrie sowie größere Gewerbebetriebe. Die überregionalen Höchstspannungsnetze (HöS, 220 KV, 380 KV), die sogenannten „Stromautobahnen“, sind in Deutschland etwa 35.200 km lang. Netznutzer in diesem, dem Großhandelsbereich, sind regionale Stromversorger und sehr große Industriebetriebe. Diese Höchstspannungsleitungen verbinden Deutschland auch mit dem umgebenden Ausland und ermöglichen so den Strom Ex- und Import. [1.3g]

1.4 Struktur des Energiebedarfs

Der Primärenergiebedarf ist lediglich eine Kennzahl. Sie drückt den gesamten Einsatz von Energieträgern, die als Kraftstoffe oder zur Strom- und Wärmeerzeugung eingesetzt werden, in gewichteter Form bezogen auf Ihren energetischen Beschaffungs- und Bereitstellungsaufwand aus. [1.4a] Die Umwandlung in Kraftwerken oder Raffinerien erfolgt teilweise mit großen Verlusten. Im Jahr 2014 wurden in Deutschland Energieträger (zum größten Teil Erdöl, Kohle, Gas, Kernbrennstoffe) mit einer Energie von insgesamt 3.651 Terawattstunden (TWh) eingesetzt. Für private und industrielle Kunden nutzbar war jedoch nur die sogenannte „Endenergie“ von 2.404 TWh; ein gigantischer Verlust von 1.247 TWh. [1.4b] Es kommen nur ungefähr 66% der Energie beim Endnutzer an, der Rest entweicht als nicht genutzte Wärme in die Atmosphäre und heizt diese zusätzlich auf. Eine Terawattstunde sind 1 Milliarde Kilowattstunden (kWh), das entspricht etwa dem jährlichen Stromverbrauch von 300.000 deutschen Privathaushalten. [siehe 1d]

Der größte Bedarf an Endenergie entstand im Jahr 2014 im Verkehrsbereich mit 30,4 Prozent. Etwas geringer war der Bedarf in der Industrie mit 29 Prozent und in den privaten Haushalten mit 25,6 Prozent. Gewerbe, Handel und Dienstleistungen haben 15 Prozent der Endenergie bezogen. [1.4c] Dabei wurde die Energie in Form von Wärme, Strom oder als Kraftstoff für den Transport von Personen und Gütern verwendet / genutzt.

1.4.1 Wärmeverbrauch und -speicherung

Etwas mehr als die Hälfte der Endenergie wurde in Deutschland im Jahr 2014 für die Erzeugung und Bereitstellung von Wärme eingesetzt. Für die Raumwärme, das Warmwasser, zum Kochen und für die verschiedensten Prozesse in der Wirtschaft wird Wärme benötigt. Diese Wärme wurde zu 45% mit Gas, 16% mit Öl, 9% mit Kohle und ebenfalls 9% durch erneuerbare Energien erzeugt. [1.4.1a]

Nach wie vor sind Erdgasheizungen die am häufigsten installierte Heizungstechnologie in Deutschland. Im vergangenen Jahr wurde in knapp jeder zweiten neuen Wohnung ein Erdgaskessel installiert, in rund jeder fünften eine Wärmepumpe. [1.4.1b] Wärmepumpen haben zwei Kreisläufe (Aufnahme und Abgabe), nehmen über ein Kältemittel Wärmeenergie aus der Umgebungsluft oder aus einer Ressource im Erdreich (Grundwasser, Speicherwasser, Eis, Erdreich) auf. Das Kältemittel wird zum Verdampfen gebracht, dann in einem Verdichter komprimiert, wodurch es sich stark erhitzt und damit als nutzbare Heizwärme abgegeben werden kann. Wärmepumpen zur Raumheizung und für die Warmwasserbereitung haben sich längst zu einer ebenso zuverlässigen wie umweltfreundlichen Heizungsvariante entwickelt. [1.4.1c] In Schweden werden inzwischen über 90% der Neubauten mit Wärmepumpen ausgestattet. [1.4.1d] Insgesamt wurden bis zum Ende des Jahres 2015 905.000 Wärmepumpenanlagen in Deutschland installiert. [1.4.1e] Die Wärme der obersten Erdschicht kann man z. B. mit einem Wasser- Glykol-Gemisch durchflossenen Schläuchen nutzen. Sie werden mäandrierend in 1 m – 1,5 m Tiefe vergraben, haben jedoch gegenüber den senkrecht bis zu 100m Tiefe versenkten Erdwärmesonden den Nachteil eines hohen Flächenbedarfs. [1.4.1f] Die Nutzung von bis zu einigen Kilometern tiefen Wärmereservoirs spielt in Deutschland bisher als Wärmequelle keine Rolle. Wärmepumpen können besonders effizient auch in Verbindung mit Latentspeichern, welche die Kristallisationswärme nutzen – den sogenannten „Eisspeichern“ – eingesetzt werden. [1.4.1g] Weniger als ein Prozent der mit erneuerbaren Energien in 2015 erzeugten Wärme wurden durch Tiefengeothermieanlagen bereitgestellt. [1.4.1h] Tiefengeothermie ist allerdings eine weitere Technologie für Gläubige und Anhänger großer zentraler Leistungskonzentration, da sie ohne massive Subventionen niemals wettbewerbsfähig ist.

Mit 21,5% noch etwas höher liegt der Anteil der neuen Wohnungen mit Fernwärme. [1.4.1b] Sie entsteht oft und sinnvoll bei der gemeinsamen Erzeugung von Strom und Wärme und wird mittels Heißwasser über ein Rohrleitungssystem zum Verbraucher transportiert. Die Übergabe der Wärme erfolgt in der Hausübergabestation. Das ausgekühlte Wasser wird dann aus dem jeweiligen Gebäude an das Netz zurückgegeben. [1.4.1i]

In rund 6% der Neubauten wurden Holz und Holzpellets als erste Quellen für Heizenergie genutzt. Kaum mehr von Bedeutung sind hingegen Ölheizungen: Ihr Anteil bei den neuerrichteten Wohnungen lag 2014 bei nur noch 0,7 Prozent. Leider fördert der Freistaat Bayern seit Anfang 2016 wieder den Einbau neuer Ölkessel (Neubau und Ersatz). Betrachtet man alle bestehenden Wohnungen, lag der Anteil der Fernwärme 2014 insgesamt bei 13,5 Prozent, der der Wärmepumpen trotz des Booms in den letzten Jahren bei nur 1,5 Prozent. Die Heizungstechnologien im Wohnungsbestand verändern sich aber nicht nur durch Neubauten, sondern natürlich auch durch Modernisierungen: Immerhin sind die Heizkessel in Deutschland im Durchschnitt 17,6 Jahre alt. [1.4.1b]

Auch thermische Solarkollektoren werden als erneuerbare Energiequelle für die Warmwasserbereitstellung in Pufferspeichern oder auch zur saisonalen Wärmespeicherung (siehe unten) zunehmend genutzt. Sie setzen die auftreffende Sonnenstrahlung in nutzbare Wärme um und bestehen z. B. aus einer Absorberfläche, einem wärmedämmenden Gehäuse und einem Wärmeträgermedium. Die Sonnenstrahlung trifft auf die dunkle Beschichtung und wird dort – ähnlich wie bei einem dunklen Autodach – absorbiert und bedingt durch die hohen entstehenden Temperaturen als Wärme an das Heizsystem abgegeben. Auf der Rückseite der Absorberflächen sind Rohrschlangen angebracht, in denen ein Wasser-Glykol-Gemisch zirkuliert, welches die Wärme abführt (Flachkollektoren). [1.4.1j] Mit Vakuumröhrenkollektoren lassen sich Flüssigkeitstemperaturen bis zu 350 Grad Celsius erreichen [1.4.1k] [alternativ: Schaubild ?!] Insbesondere als Freiflächenanlagen mit hoher Wärmeleistung können sie auch zur Fernwärmeerzeugung genutzt werden. In Senftenberg in Brandenburg entsteht zurZeit auf einer Fläche von zwei Hektar eine Freiflächenröhrenkollektoranlage mit einer geplanten Leistung von etwa 4 GWh pro Jahr zur Fernwärmeversorgung der Stadt. [1.4.1.l] Mit Solarkollektoren kann man max. 40% der eingestrahlten Sonnenleistung tatsächlich nutzen und es wurden bis Ende 2015 in Deutschland insgesamt 2,15 Millionen Solarwärme-Anlagen mit einer Gesamtleistung von 13,4 GW installiert [1.4.1m] Der Anteil an der Wärmelieferung durch erneuerbare Energien betrug im Jahr 2015 5%. [1.4.1h]. Die Technologie ist allerdings leider – im Gegensatz zu Photovoltaik – unter den gegebenen wirtschaftlichen Rahmenbedingungen nach wie vor unwirtschaftlich und kann nur über Subventionen und guten Willen betrieben werden.

Neben der Raumwärme und Warmwasser wird insbesondere in der Industrie auch Wärme für technische Prozesse benötigt. Diese sogenannte Prozesswärme dient zum Beispiel zum Trocknen, Schmieden oder Schmelzen. Bei etwa einem Drittel des Wärmebedarfs liegt die erforderliche Temperatur unter 100 Grad Celsius. [1.4.1n] Der Anteil der Prozesswärme am Energiebedarf der Industrie betrug 2014 durchschnittlich 64%. Sie wurde zu drei Vierteln mit den fossilen Brennstoffen Gas, Kohle und Öl und nur zu einem Viertel mit Fernwärme, Strom oder Erneuerbare Energien bereitgestellt. Im Haushalt wird die „Prozesswärme“ zum Beispiel für das Kochen, Waschen, Putzen oder zum Trocknen verwendet. Ihr Anteil war mit 6% am Energieverbrauch vergleichsweise gering. Auch der Bereich „Gewerbe, Handel und Dienstleistungen“ nutzt nur 8% der Energie als Prozesswärme. [1.4.1.a]

Bei der Speicherung der Wärme unterscheidet man zwischen Pufferspeichern und saisonalen Speichern. Ein Pufferspeicher ist in der Regel ein gut gedämmter, mit Wasser gefüllter Stahl-, Beton- oder GFK-Behälter, in dem System kurzfristig auftretende Wärmemengen oder Wärmeleistungen stunden- oder tagesweise gespeichert werden. In Verbindung mit Wärmepumpen kommen auch die sogenannten „Eisspeicher“ als Puffer oder Latentwärmespeicher zum Einsatz. Dieses Konzept ist um ein vielfaches effizienter, aber auch spürbar teurer in der Anschaffung. Latentwärmespeicher nutzen die freiwerdende Energie bei den Zustandsänderungen eines Speichermediums. Das dabei am häufigsten genutzte Prinzip ist die Ausnutzung des Übergangs fest-flüssig und umgekehrt zum Beispiel beim Gefrieren und Schmelzen von Wasser. [1.4.1o]

Ein saisonaler Wärmespeicher speichert Wärme über eine „Saison“. Solarwärme im Sommer wird gesammelt und bis zur Heizperiode im Winter gespeichert. Ebenso kann aber auch die Winterkälte bis zum Sommer gespeichert werden, um an heißen Sommertagen z.B. Gebäude zu kühlen. [1.4.1p] Saisonale Wärmespeicher verwenden je nach Bauart entweder Wasser, eine Kies-Wasser- bzw. Erdreich-Wasser-Mischung oder direkt den Untergrund, um Wärme saisonal zu speichern. Das z.B. von Solarkollektoren erwärmte Wasser strömt direkt oder über Rohrschlangen in das Speichermedium und erwärmt den Speicher, sofern dessen Temperatur kälter ist als zugeführte erwärmte Wasser. Bei Wärmebedarf gibt das Speichermedium wiederum die Wärme an kälteres, durch den Speicher strömendes Wasser ab, bis der Speicher nur noch 3 bis 5 °C wärmer ist als das zu erwärmende Wasser. [1.4.1q]

Saisonale Wärmespeicher können in unterschiedlicher Form realisiert werden. „Erdbecken-Wärmespeicher bestehen aus einem großen, abgeschlossenen und (teil-) gedämmten Erdbecken, das mit verschiedenen Speichermedien gefüllt sein kann. Mittels Brunnen oder Rohrleitungen wird Wärme in den Speicher direkt oder indirekt eingespeist und bei Bedarf wieder entnommen. In der nordrhein-westfälischen Stadt Steinfurt deckt seit 1998 eine Wohnsiedlung 36% des jährlichen Wärmebedarfs über einen Kies-Wasser-Erdbeckenwärmespeicher mit einem Speichervolumen von 1500m3. Die Speicherwärme wird durch Solarthermiemodule auf den Dächern der Wohnhäuser erzeugt. [1.4.1r] Seit dem Jahr 2008 sind in Eggenstein-Leopoldshafen (Baden-Württemberg) ein Schul- und Sportzentrum sowie die örtliche Feuerwehr an ein zentrales, solar unterstütztes Nahwärmenetz angeschlossen. Mit 1.600 m² Kollektorfläche wird ein Kies-Wasser-Wärmespeicher aufgewärmt und die Wärme über eine Wärmepumpe auf Temperaturen bis unter 20 °C entnommen [1.4.1s].

Erdsonden-Wärmespeicher nutzen das Gestein im Untergrund zur Wärmespeicherung. In vertikal oder schräg verlaufende Bohrungen werden wasserdurchflossene Erdwärmesonden bis zu 100 m tief ins Erdreich eingegossen. Durch diese Erdwärmesonden wird das erhitzte Wasser in den Untergrund geleitet und erwärmt dort das Gestein. Wenn Wärmebedarf besteht, wird über dieselben Erdwärmesonden die gespeicherte Wärme dem Gestein wieder entzogen und dem nutzenden System zugeführt. Zusätzlich zur aktiven Einspeicherung von Wärme, wird durch Erdsonden-Wärmespeicher dem Untergrund bei Bedarf auch die natürliche geothermische Erdwärme entzogen und nutzbar gemacht.“ [1.4.1t] Bereits Ende 2004 versorgte ein Erdsonden-Wärmespeicher in Neckarsulm (Baden-Württemberg) eine Grundschule mit Sporthalle, ein Einkaufszentrum und rund 270 Wohnungen mit Wärme. Die Siedlung verfügt über rund 7000 m² Kollektorfläche mit knapp 40% Anteil an der Wärmeversorgung. [1.4.1u]

Die sogenannten „Aquifer-Wärmespeicher“ nutzen natürliche abgeschlossene Grundwasserreservoirs zur Wärmespeicherung. Durch einen „kalten“ Brunnen wird Wasser aus dem Speicher hochgepumpt und erwärmt. Dann wird das erwärmte Wasser über eine andere Brunnenbohrung, den „warmen“ Brunnen wieder in den Untergrund eingeleitet. bei Wärmebedarf wird warmes Wasser aus dem Speicher entnommen und die Wärme wird über Wärmeübertrager in den Verbraucherkreislauf übertragen. [1.4.1v] In Rostock-Brinckmanshöhe wurde bereits 1999 eine solare Nahwärmeversorgung in Kombination mit einem saisonalen 20000 m² Aquifer-Wärmespeicher errichtet und versorgte Mehrfamiliengebäude mit insgesamt 108 Wohneinheiten. [1.4.1w] In einem neuen Forschungsprojekt soll nun ein standortunabhängiges Auslegungskonzept für die Planung verlässlicher und effizienter thermischer Aquiferspeicher entwickelt werden. [1.4.1x]

Bei der Nutzung der obigen Speichertechnologien müssen natürlich die örtlichen geologischen Gegebenheiten berücksichtigt werden.

Bereits vor mehr als einem Jahrzehnt wurden also verschiedene Wärmespeicherkonzepte entwickelt und in Pilotprojekten erfolgreich realisiert, mit denen durch erneuerbare Energien ein Großteil des jährlichen Wärmebedarfs gedeckt werden könnte!

1.4.2 Stromverbrauch und -speicherung

Im Jahr 2014 wurden 21,2% der Endenergie in Deutschland als Strom eingesetzt. [1.4.2a] Damit spielt die Stromversorgung eine wichtige Rolle. Moderne Industriegesellschaften sind vom Strom inzwischen sogar so abhängig geworden, dass ein lang andauernder Stromausfall katastrophale Folgen hätte.

In der Anfangszeit der Elektrifizierung gab es einen mit harten Bandagen geführten Kampf um die Frage, ob die aufzubauenden Stromnetze auf Gleichstrom oder Wechselstrom basieren sollten. Thomas Edison vertrat sein Konzept des Gleichstromnetzes unter anderem mit dem Hinweis auf höhere Stromschlaggefahren bei Wechselstrom. Dennoch hat man sich Ende des 19.Jahrhunderts für den Einsatz von Wechselstrom entschieden.

Der Hauptgrund dafür war, dass man Wechselstrom im Gegensatz zum Gleichstrom leicht mit Transformatoren auf ein anderes Spannungsniveau bringen konnte. Wechselstrom ist ein elektrischer Strom, der periodisch seine Richtung wechselt. Gleichstrom dagegen ändert seine Richtung nicht. Entsprechend ist eine Wechselspannung eine oszillierende elektrische Spannung. Typischerweise schwingen Stromstärke und Spannung sinusförmig mit einer festen Frequenz. Beispielsweise bedeutet die im europäischen Verbundsystem verwendete Netzfrequenz von 50 Hertz, dass die Spannung pro Sekunde 50mal oszilliert. Für die Eisenbahn werden dagegen 16,7 Hertz verwendet. [1.4.2.b]

Historisch gewachsen sind in Europa fünf Spannungsebenen mit unterschiedlichen Aufgaben. Je höher die Spannung, umso geringer sind, bei gleicher zu übertragender Leistung, die fließenden Ströme und damit auch die Leitungsverluste. Gleichzeitig steigen bei höherer Spannung die Anforderungen an die Netzelemente wie Leitungen, Transformatoren und Schaltanlagen. Die höchste in Europa (Russland, Ukraine, Ungarn, Polen) verwendete Spannungsebene beträgt 750 Kilovolt [kV]. [1.4.2.c]
Damit können Leistungen über weite Entfernungen übertragen werden. In Deutschland werden derzeit die Höchstspannungsebenen 380 kV und 220 kV für die Einspeisung von Strom aus Großkraftwerken und seinen weiteren Transport verwendet. An das Hochspannungsnetz mit 50 bis 110 kV werden neben fossilen Kraftwerken z.B. auch Windparks und industrielle Großabnehmer direkt angeschlossen. Blockheizkraftwerke, Solarparks, Biomasse-, Wasser- und Windkraftanlagen sowie industrielle und gewerbliche Abnehmer werden mit dem Mittelspannungsnetz (6 bis 30 kV) verbunden. Das Niederspannungsnetz versorgt mit 240/400V private oder kleinere industrielle Verbraucher und Erzeuger. Es speisen Solaranlagen und BHKW mit geringer Leistung ihren Strom direkt ein.

Die Netzfrequenz beträgt in Europa 50 Hz. Bei einer Netzfrequenz von genau 50 Hz sind Stromerzeugung und Stromverbrauch im Stromnetz im Gleichgewicht. Es wird dann genau so viel Strom erzeugt, wie verbraucht wird. Die Speicherung von elektrischer Energie setzt eine Umwandlung in eine andere Energieform voraus. Eine solche Umwandlung ist jedoch immer verlustbehaftet. Als Verlust bezeichnet man dabei die Tatsache, dass ein Teil der eingesetzten Energie nicht nutzbar ist. Der Begriff Verlust ist eine Bezeichnung, die dem modernen, betriebswirtschaftlichen Denken in „Gewinn“ und „Verlust“ entspringt. Wie bei Geld, das man verliert. Egal ob aus der Börse oder an der Börse: Es ist nicht vernichtet oder verbraucht, sondern kann nur nicht mehr selbst genutzt werden.

Energie kann physikalisch weder erzeugt noch vernichtet (verbraucht) werden. Sie wird nur von einer Energieform in eine andere Energieform umgewandelt. [1.4.2f] Zum Beispiel dient eine herkömmliche Glühlampe der Beleuchtung. Aber nur 5% der eingesetzten Energie werden in sichtbares Licht umgewandelt, 95% in Wärmeenergie. [1.4.2g] Diesen unerwünschten Anteil bezeichnen wir als Verluste. Diese „Verluste“ heizen aber auch unsere Wohnung auf.

Eine seit rund 100 Jahren angewandte Methode ist die Speicherung von Elektroenergie mittels Pumpspeicherung. Dabei wird eine Wassermenge mit überschüssigem, vermeintlich billigem, Strom von einem tiefer gelegenen Speicherbecken in ein höher gelegenes Speicherbecken gepumpt. Wird die so zwischengespeicherte Energie wieder benötigt, fließt das Wasser aus dem oberen Becken über Turbinen in das untere Becken zurück. Es handelt sich also um ein spezielles Wasserkraftwerk. Der Bau solcher Pumpspeicherwerke ist sehr aufwendig und stellt einen erheblichen Eingriff in die Natur dar. Pumpspeicherung dient dazu relativ große Energiemengen zu speichern. Die Lage von Pumpspeicherwerken ist auf Grund ihrer Bauart immer zentral. Mit Pumpspeicherenergie steht dann auch eine große Energiemenge zentral zur Verfügung. Pumpspeicherkraftwerke unterstützen heute den Ausgleich zwischen Stromerzeugung und -nachfrage. Daneben können Pumpspeicher auch das Stromnetz stabilisieren und zur Versorgungssicherheit beitragen. [1.4.2h]. Sie dienen als schnell verfügbare Leistungsreserve. Man kann eine große Energiemenge, z.B. 1.000 Megawattstunden (MWh) aus dem PSW Goldistal, gezielt zu einem Verbrauchsschwerpunkt leiten. Das könnte zum Beispiel der Strom für den Neustart eines Kraftwerkes oder für eine wichtige Industrieanlage sein. Alle deutschen Pumpspeicherwerke haben zusammen eine Speicherkapazität von ca. 40 Gigawattstunden (GWh). [1.4.2i] Eine Megawattstunde sind 1.000 kWh und eine Gigawattstunde sind 1.000 MWh. [1.4.2j]

Batterien und Akkus gehören zum Alltag. Das Batteriegesetz unterscheidet zwischen Gerätebatterien, Industriebatterien und Fahrzeugbatterien. „Gerätebatterien“ sind beispielsweise Batterien und Akkus, die für die üblichen Zwecke im Haushalt genutzt werden. Gerätebatterien sind verschlossen und können problemlos in der Hand gehalten werden. Insbesondere sind das Batterien und Akkus für Mobiltelefone, tragbare Computer, schnurlose Elektrowerkzeuge, Spielzeuge und Haushaltsgeräte wie elektrische Zahnbürsten, Rasierer und tragbare Staubsauger, einschließlich der vergleichbaren Geräte in Schulen, Geschäften, Restaurants, Flughäfen, Büros und Krankenhäusern. Auch Knopfzellen fallen unter den Begriff der Gerätebatterien. [1.4.2k] Im Jahr 2012 wurden in Deutschland 1,5 Milliarden Gerätebatterien mit einem Gewicht von 43.549 Tonnen verkauft. Das heißt, im Durchschnitt kauft jede Verbraucherin und jeder Verbraucher rund 20 Batterien pro Jahr. [1.4.2l] Die Energie-Bilanz insbesondere von Batterien ist schlecht: Batterien verbrauchen bei ihrer Herstellung zwischen 40- und 500-mal mehr Energie, als sie bei der Nutzung dann später zur Verfügung stellen. [1.4.2m]. Ähnlich sieht es mit den Kosten aus. Strom aus Batterien ist rund 300-mal teurer als Strom aus dem Netz! Diese ineffiziente Art der Energieversorgung wird durch die Verwendung von Akkus in den meisten Fällen gemildert. Durch das mehrfache Wiederaufladen können Umwelt- und Energiebilanz verbessert werden. Wenn man Batterien durch Akkus ersetzt, kann man etwa ein halbes Kilogramm klimarelevantes Kohlendioxid pro Servicestunde der Batterie sparen. [1.4.2n] Als Starterbatterie (Akkumulator) liefert sie unter anderem die elektrische Energie für den Anlasser eines Verbrennungsmotors beispielsweise in Kraftfahrzeugen, Stromerzeugungsaggregaten oder der Gasturbine eines Flugzeuges. [1.4.2o] In den letzten Jahren ist die Nachfrage nach Stromspeichern für private Photovoltaikanlagen deutlich gestiegen. Für Betreiber privater PV Anlagen ist es inzwischen günstiger, den Solarstrom selber zu verbrauchen, als ihn in das öffentliche Stromnetz einzuspeisen und dafür die Einspeisevergütung zu erhalten. [1.4.2p] Bis Ende September 2015 wurden im Rahmen des Speicherförderprogramm der KfW Bank [1.4.2q] rund 14.000 Anträge genehmigt. [1.4.2r] In Gewerbe- und Industriebetrieben sind Batteriespeicher zum Beispiel zur Sicherstellung einer unterbrechungsfreien Stromversorgung für Steuer- und Regelungsprozesse, zur Notstromversorgung oder auch zur Beseitigung von Lastspitzen im Einsatz. [1.4.2s] Großbatteriespeichern können helfen, das Stromnetz zu stabilisieren. Im nordfriesischen Braderup wurde 2014 ein kombinierter Lithium-Ionen/Redox-Flow-Batteriespeicher mit einer Gesamtkapazität von drei Megawattstunden als Zwischenspeicher eines Windparks installiert. Er speichert sowohl Strom zur Nutzung oder zum Verkauf als auch zum Ausgleich kurzfristiger Schwankungen in der Nachfrage oder der Stromerzeugung im Stromnetz. [1.4.2s] Im gleichen Jahr wurde in Schwerin ein Lithium-Ionen-Speicher mit einer Kapazität von fünf Megawattstunden in Betrieb genommen. [1.4.2v] Auch der Kraftwerksbetreiber Steag hat beschlossen, bis zum Jahr 2017 insgesamt sechs Batteriespeicher mit einer Leistung von jeweils 15 Megawatt an sechs Standorten zu installieren. [„Steag investiert in sechs Batteriespeicher mit zusammen 90 Megawatt“ [1.4.2w]. An den ca. 600.000 Ortsnetztrafos in der Bundesrepublik könnten z. B. 600.000 Li-Ion-Speicher mit einer Leistung und Kapazität von je 1 MW/1MWh errichtet werden und damit sämtliche Last- und Erzeugungsspitzen im Niederspannungsnetz ausgleichen. Damit wären PV Anlagen mit einer Erzeugungskapazität von 2.400.000 MW aus dem Bereich Privat und kleine Gewerbe problemlos integrierbar. Entspricht einer Strommenge von 2.400 TWh, dem fünffachen des Stromverbrauchs in der BRD.

1.4.3 Energiebedarf und Transportleistung im Verkehrsbereich

Im Verkehrssektor werden zu über 90% Kraftstoffe aus Mineralöl eingesetzt, Biokraftstoffe und Strom spielen bislang nur eine geringfügige Rolle. 2014 wurden in Deutschland fossile Kraftstoffe zu 94 Prozent eingesetzt. Biokraftstoffe hatten einen Anteil von 4,4 Prozent und elektrisch wurden nur 1,6 Prozent der Gesamtenergie aufgewendet. [1.4.3b]

Bei der Personenbeförderung war im Jahr 2014 der motorisierte Individualverkehr herausragend: 939 von insgesamt 1.167 Milliarden Personenkilometer (80%) entfielen auf ihn. Mit Eisenbahnen oder öffentlichen Verkehrsmitteln wurden in Deutschland lediglich 90 (8%) bzw. 80 Milliarden (7%) Personenkilometer und mit Flugzeugen 58 Milliarden (5%) Personenkilometer zurückgelegt. [1.4.3c]

Die Fahrt mit dem eigenen PKW produziert wesentlich mehr CO2 und nutzt auch wesentlich mehr Energie als Busse oder Bahnen. In einer Studie aus dem Jahr 2013 [1.4.3d] gibt das Umweltbundesamt die gesamten CO2-Emissionen (inklusive des Baus und des Betriebs der zugehörigen Infrastruktur und Fahrzeuge) für den PKW mit 163g pro Personenkilometer, für die Bahn im Nahverkehr mit 104g und für den Linienbus mit 87g an. Betrachtet man den Personenfernverkehr, so besitzt das Flugzeug mit 256g pro Personenkilometer den höchsten CO2-Ausstoß. Es folgen der PKW mit 163g, die Bahn mit 65g und der Reisebus mit nur 38g CO2. [1.4.3e] Da die CO2-Emissionen proportional zum Energieverbrauch (Achtung, nur bei identischem Brennstoff) sind, liegt in der stärkeren Nutzung von Bus und Bahn also auch ein erhebliches Energieeinsparungspotential! [1.4.3c]

Beim Güterverkehr dominierte im Jahr 2014 der Straßengüterverkehr. Von 655 Milliarden Tonnenkilometern wurden 464 Milliarden (71 Prozent) auf der Straße zurückgelegt. 113 (17 Prozent) Milliarden entfielen auf Eisenbahnen und 59 Milliarden (9 Prozent) auf die Binnenschifffahrt. Mit dem Transport durch Rohrleitungen (Öl und Gas) wurden 18 Milliarden (3 Prozent) erzielt, während mit Flugzeugen nur 1,4 Milliarden Tonnenkilometer (0,2 Prozent) zurückgelegt wurden. [1.4.3c] Die CO2-Emissionen sind auch im Güterverkehr äußerst unterschiedlich: Für die grenzüberschreitende Luftfracht werden 932g CO2-Ausstoß pro Tonnenkilometer ausgewiesen, Last- und Sattelzüge kommen auf 94g und am besten schneiden die Binnenschifffahrt mit 38g und die Bahn mit 34g CO2-Ausstoß ab. [1.4.3f] Ein höherer Anteil des Transportes von Gütern mit dem Binnenschiff oder auf der Schiene ist für die Zukunft auch unter energetischen Gesichtspunkten sehr wünschenswert.

[Tabelle?!]

Im nächsten Kapitel wird abgeschätzt, wie viel (End-)Energie wir als Gesellschaft in Zukunft benötigen, ohne uns einschränken zu wollen. Dabei berücksichtigen wir die bereits heute entwickelten energieeffizienten Technologien und vermeiden überflüssigen Energieeinsatz. In Kapitel 3 beschreiben wir, wie eine nachhaltige Energieversorgung möglich wäre. Die erforderliche Wärme- und Stromenergie kann in Deutschland mit erneuerbaren Energien erzeugt werden (Kapitel 4). Im nachfolgenden Kapitel 5 wird aufgezeigt, warum die Energiewende noch nicht im notwendigen Tempo umgesetzt wird, welche politischen Rahmenbedingungen dazu geändert werden sollten und wie wir Bürger bereits jetzt unabhängig von politischen Entscheidungen mit der Energiewende beginnen können. Abschließend erfolgt ein kurzer globaler Ausblick.

Literaturverzeichnis und Anmerkungen Kapitel 1:

1 Energieversorgung in Deutschland

[1a]
Energiedaten des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie, Tab. 3, Stand 12.1.2016

http://www.bmwi.de/DE/Themen/Energie/Energiedaten-und-analysen/Energiedaten/gesamtausgabe,did=476134.html

[1b]
siehe:
Energy Comment: Fossile Energieimporte und hohe Heizkosten Herausforderungen für die deutsche Wärmepolitik Kurzstudie im Auftrag der Bundestagsfraktion Bündnis 90/Die Grünen, Dezember 2013
und
Energiedaten des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie, Tabellen 13, 17, 19 und 26, Stand 12.1.2016

http://www.bmwi.de/DE/Themen/Energie/Energiedaten-und-analysen/Energiedaten/gesamtausgabe,did=476134.html

[1c]

http://wirtschaftslexikon.gabler.de/Definition/daseinsvorsorge.html

[1d]
http://www.ebv-oil.org/cms/pdf/ErdoelBevG20120401.pdf

[1e]
Gesetz über die Elektrizitäts- und Gasversorgung (Energiewirtschaftsgesetz – EnWG), insbesondere § 1 und $ 17
https://www.gesetze-im-internet.de/bundesrecht/enwg_2005/gesamt.pdf,
Zuletzt geändert durch Art. 2 Abs. 3 G v. 21.12.2015

[1f]
Daseinsvorsorge
https://de.wikipedia.org/wiki/Daseinsvorsorge

1.1. Energiebedarf in Deutschland

[1.1a]
Energiedaten des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie, Tab. 4, Stand 12.1.2016
http://www.bmwi.de/DE/Themen/Energie/Energiedaten-und-analysen/Energiedaten/gesamtausgabe,did=476134.html

[1.1b]
Energiedaten des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie, Tab. 31a, Stand 12.1.2016
http://www.bmwi.de/DE/Themen/Energie/Energiedaten-und-analysen/Energiedaten/gesamtausgabe,did=476134.html

1.2. Lagerung der fossilen Energieträger

[1.2a]
http://www.bmwi.de/DE/Themen/Energie/Konventionelle-Energietraeger/oel,did=515664.html

[1.2b]
http://www.ebv-oil.org/cms/cms2.asp?sid=60&nid=&cof=60

[1..2c]

http://www.ebv-oil.org/cms/cms2.asp?sid=92&nid=&cof=60

[1.2d]
http://www.bmwi.de/BMWi/Redaktion/PDF/Publikationen/Studien/moeglichkeiten-zur-verbesserung-der-gasversorgungsicherheit-und-der-krisenvorsorge-durch-regelungen-der-speicher,property=pdf,bereich=bmwi2012,sprache=de,rwb=true.pdf, Seite 45

[1.2e]
https://www.bdew.de/internet.nsf/id/20140613-staatliche-erdgasreserve-in-deutschland-kontraproduktiv-de?open&ccm=900030, Pressemitteilung des Bundesverbands der Energie- und Wasserwirtschaft e.V. vom 13.06.2014

[1.2f]
http://www.energieverbraucher.de/de/aus-2014-q2__3086/

[1.2g]

http://www.bmwi.de/DE/Themen/Energie/Konventionelle-Energietraeger/kohle,did=190810.html
[1.2h]
http://www.bmwi.de/DE/Themen/Energie/Konventionelle-Energietraeger/kohle,did=190810.html

[1.2i]
siehe auch Erdöl und Erdgas in der Bundesrepublik Deutschland 2014″

http://www.lbeg.niedersachsen.de/download/98573/Erdoel_und_Erdgas_in_der_Bundesrepublik_Deutschland_2014.pdf

1.3. Energieverteilung

[1.3a]
Das Gasnetz als universeller Speicher – Chancen und Grenzen 1. Energiespeichertagung Umwelt-Campus Birkenfeld Dr. Gerrit Volk, Referatsleiter „Zugang zu Gasverteilernetzen, technische Grundsatzfragen, Versorgungssicherheit“ Birkenfeld, 27. Februar 2013; Seite 7
http://www.stoffstrom.org/fileadmin/userdaten/dokumente/Veranstaltungen/EST/07.pdf

[1.3b]
Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e.V. (BDEW) – Quelle: Niedersächsisches Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie; Stand: 01.01.2015

https://www.bdew.de/internet.nsf/id/E6A1F26A9C05E6CFC125796B0047B9BC/$file/Erdgasspeicherkarte%20D%202015%20online_o_jaehrlich_Ki_04062015.pdf

[1.3c]
Energiedaten des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie, Tab. 7 und 7a, Stand 12.01.2016:
http://www.bmwi.de/DE/Themen/Energie/Energiedaten-und-analysen/Energiedaten/gesamtausgabe,did=476134.html

[1.3d]
Wikipedia: „Kraft-Wärme-Kopplung“
https://de.wikipedia.org/wiki/Kraft-W%C3%A4rme-Kopplung

[1.3e]
Wikipedia: „Fernwärme“

https://de.wikipedia.org/wiki/Fernw%C3%A4rme

Umweltbundesamt: Kraft-Wärme-Kopplung / Nah- und Fernwärme

http://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/energieversorgung/kraft-waerme-kopplung-nah-fernwaerme

[1.3f]
Mineralölwirtschaftsverband e. V.: „Raffinerien und Mineralölfernleitungen in Deutschland“

http://www.mwv.de/index.php/ueberuns/pipelines

und
Mineralölwirtschaftsverband e. V.: Entwicklung des Tankstellenbestandes
http://www.mwv.de/index.php/daten/statistikenpreise/?loc=14

[1.3g]
Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e.V. (BDEW): Stromnetzlänge entspricht 45facher Erdumrundung; 05. August 2014
https://www.bdew.de/internet.nsf/id/20140805-pi-stromnetzlaenge-entspricht-45facher-erdumrundung-de

https://www.bdew.de/internet.nsf/id/8FE409A16ED16AC2C1257D2B0027B169/$file/140805%20BDEW%20neue%20Zahlen%20zum%20deutschen%20Stromnetz%20Anhang.pdf

1.4 Struktur des Energieverbrauchs

[1.4a]
siehe die Begriffserklärung (Glossar) der Bundesregierung zum Thema „Energie“ unter anderem mit einer Erklärung der Begriffe „Primärenergie“, „Endenergie“ und „Wirkungsgrad“:
https://www.bundesregierung.de/Content/DE/StatischeSeiten/Breg/FAQ/faq-energie.html

[1.4b]
Der Primärenergie-Verbrauch und Endenergie-Verbrauch im Jahr 2014 in Deutschland: Siehe die Energiedaten (in Petajoule) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie Tab. 5, Stand 12.1.2016.
http://www.bmwi.de/DE/Themen/Energie/Energiedaten-und-analysen/Energiedaten/gesamtausgabe,did=476134.html

Die Einheit „Petajoule“ (PJ) entspricht 0,278 TWh: Energiedaten (in Petajoule) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie, Tab. 0.2, Stand 12.1.2016.

http://www.bmwi.de/DE/Themen/Energie/Energiedaten-und-analysen/Energiedaten/gesamtausgabe,did=476134.html

Der Begriff „Endenergie” wird z. B. hier erläutert:
https://www.bundesregierung.de/Content/DE/StatischeSeiten/Breg/FAQ/faq-energie.html

https://de.wikipedia.org/wiki/Endenergie

[1.4c]
Energiedaten des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie, Tab. 6a, Stand 12.1.2016

http://www.bmwi.de/DE/Themen/Energie/Energiedaten-und-analysen/Energiedaten/gesamtausgabe,did=476134.html

1.4.1 Wärmeverbrauch und -speicherung

[1.4.1a]
53,6%, errechnet aus Energiedaten des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie, Tab. 7 und 7a, Stand 12.01.2016:
http://www.bmwi.de/DE/Themen/Energie/Energiedaten-und-analysen/Energiedaten/gesamtausgabe,did=476134.html

[1.4.1b]
BMWI-Newsletter: „So heizt Deutschland heute“, 08.09.2015,

https://www.bmwi-energiewende.de/EWD/Redaktion/Newsletter/2015/15/Meldung/infografik-so-heizt-deutschland-heute.html

[1.4.1c]
siehe http://www.waermepumpe.de/waermepumpe/funktionsweise/

[1.4.1d]

http://www.energiesparen-im-haushalt.de/energie/bauen-und-modernisieren/hausbau-regenerative-energie/energiebewusst-bauen-wohnen/emission-alternative-heizung/heizen-mit-erdwaerme.html

[1.4.1e]
BMWI:

https://www.erneuerbare-energien.de/EE/Redaktion/DE/Downloads/entwicklung_der_erneuerbaren_energien_in_deutschland_im_jahr_2015.pdf?__blob=publicationFile&v=12
Seite 28

[1.4.1f]
http://www.saisonalspeicher.de/Speichertypen/Erdsonden/tabid/75/Default.aspx

[1.4.1g ]
siehe zum Beispiel:
http://www.regenerative-energie24.de/eisheizung/eisspeicher-aufbau-nutzen-vorteile

[1.4.1h]
BMWI:
https://www.erneuerbare-energien.de/EE/Redaktion/DE/Downloads/entwicklung_der_erneuerbaren_energien_in_deutschland_im_jahr_2015.pdf?__blob=publicationFile&v=12
Seite 22

[1.4.1i]

http://www.fernwaerme-info.com/was-ist-fernwaerme/definition/

[1.4.1j]

http://www.saisonalspeicher.de/Systemtechnik/W%C3%A4rmeerzeuger/Solarkollektoren/tabid/147/language/de-DE/Default.aspx

[1.4.1k]
Wikipedia: Vakuumröhrenkollektor

https://de.wikipedia.org/wiki/Vakuumr%C3%B6hrenkollektor

[1.4.1.l]
„Senftenberg baut größte Solarthermie-Anlage Deutschlands mit Einspeisung in zentrales Fernwärmenetz“

http://www.ecoquent-positions.com/senftenberg-baut-groesste-solarthermie-anlage-deutschlands-mit-einspeisung-in-zentrales-fernwaermenetz/

„Energiekonzept für die Stadt Senftenberg“:
https://www.senftenberg.de/Rathaus/Integrierte-Stadt-und-Regionalentwicklung/Energiekonzept

[1.4.1m]

https://www.solarwirtschaft.de/fileadmin/media/pdf/2016_3_BSW_Solar_Faktenblatt_Solarwaerme.pdf

[1.4.1n]
Sächsische Energieagentur – SAENA GmbH: „Solare Prozesswärme – Checkliste für Unternehmen“, Seite 2,

http://www.solar-process-heat.eu/fileadmin/redakteure/So-Pro/Work_Packages/WP3/Checklists/D3.1_SAENA_Checkliste-editierbar_SAENA.pdf

[1.4.1o]
Wikipedia: Latentwärmespeicher

https://de.wikipedia.org/wiki/Latentw%C3%A4rmespeicher
http://www.energie-experten.org/heizung/waermepumpe/arten/eisspeicher.html

[1.4.1p]

http://www.saisonalspeicher.de/Grundlagen/Funktionsprinzip/SaisonalerW%C3%A4rmespeicher/tabid/314/Default.aspx

[1.4.1q]

http://www.saisonalspeicher.de/Grundlagen/Funktionsprinzip/tabid/67/Default.aspx

[1.4.1r]

http://www.saisonalspeicher.de/Projekte/ProjekteinDeutschland/Steinfurt/tabid/424/language/de-DE/Default.aspx

[1.4.1s]

http://www.saisonalspeicher.de/Projekte/ProjekteinDeutschland/Eggenstein/tabid/406/language/de-DE/Default.aspx

[1.4.1t]http://www.saisonalspeicher.de/Speichertypen/Erdsonden/tabid/75/Default.aspx

[1.4.1u]

http://www.werkstatt-stadt.de/de/projekte/177/ und
http://www.neckarsulm.de/main/online-rathaus/stadtverwaltung/stadtwerke-neckarsulm.html

[1.4.1v]
http://www.saisonalspeicher.de/Speichertypen/Aquifer/tabid/74/Default.aspx

[1.4.1w]

http://www.saisonalspeicher.de/Projekte/ProjekteinDeutschland/Rostock/tabid/422/language/de-DE/Default.aspx

[1.4.1x]

http://forschung-energiespeicher.info/projektschau/gesamtliste/projekt-einzelansicht/95/Saisonale_Waermespeicherung_in_Aquiferen/

1.4.2 Stromverbrauch und -speicherung

[1.4.2a]
Energiedaten des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie, Tab. 6, Stand 12.01.2016:

http://www.bmwi.de/DE/Themen/Energie/Energiedaten-und-analysen/Energiedaten/gesamtausgabe,did=476134.html

[1.4.2.b]
RP-Energie-Lexikon: Wechselstrom“, Autor: Dr. Rüdiger Paschotta
https://www.energie-lexikon.info/gleichstrom.html

[1.4.2.c]

https://de.wikipedia.org/wiki/Stromnetz#Spannungsebenen
[1.4.2.d]

[1.4.2.e]

[1.4.2f]
https://de.wikipedia.org/wiki/Energieerhaltungssatz

[1.4.2g]https://de.wikipedia.org/wiki/Gl%C3%BChlampe#/media/File:Wirkungsgrad_gluehlampe.svg

[1.4.2h]
BMWI: Zweiter Monitoring-Bericht „Energie der Zukunft“, März 2014 Seite 51

http://www.zsw-bw.de/uploads/media/2.-monitoring-bericht-energie-der-zukunft.pdf

[1.4.2i]
https://de.wikipedia.org/wiki/Liste_von_Pumpspeicherkraftwerken#Deutschland

[1.4.2j]
https://de.wikipedia.org/wiki/Wattstunde

[1.4.2k]
https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/publikation/long/4414.pdf, Seite 8

[1.4.2l]

https://www.umweltbundesamt.de/themen/abfall-ressourcen/produktverantwortung-in-der-abfallwirtschaft/batterien

[1.4.2m]
(SCHOLL et al. 1998)]

[1.4.2n]
Climatop (2010): Klimabilanz: Batterien, Fact Sheet; Zürich:
http://www.climatop.ch/downloads/D-Fact_Sheet_Migros_Batteries_v3.pdf, Seite 12

[1.4.2o]
https://de.wikipedia.org/wiki/Starterbatterie

[1.4.2p]
http://www.solarwatt.de/de/komponenten/stromspeicher/

[1.4.2q]
https://www.kfw.de/inlandsfoerderung/Unternehmen/Energie-Umwelt/F%C3%B6rderprodukte/Erneuerbare-Energien-%E2%80%93-Speicher-%28275%29/

[1.4.2r]

http://www.cep-expo.de/fileadmin/Tagungsbaende/Stromspeicher/10.10_Ammon,Martin.pdf, Seite 15

[1.4.2s]
https://fenecon.de/page/stromspeicher-commercial]
[1.4.2t]
http://www.bosch-presse.de/presseforum/details.htm?txtID=6818&]

[1.4.2v]
https://www.wemag.com/ueber_die_wemag/oekostrategie/Energiespeicher/Batteriespeicher

[1.4.2w]

http://www.iwr.de/news.php?id=30055

1.4.3 Energieverbrauch und Transportleistung im Verkehrsbereich

[1.4.3a]
https://www.umweltbundesamt.de/daten/energiebereitstellung-verbrauch/energieverbrauch-nach-energietraegern-sektoren

[1.4.3b]
Energiedaten des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie, Tab. 6a, Stand 12.1.2016 http://www.bmwi.de/DE/Themen/Energie/Energiedaten-und-analysen/Energiedaten/gesamtausgabe,did=476134.html

[1.4.3c]
Energiedaten des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie, Tab. 1, Stand 12.1.2016 http://www.bmwi.de/DE/Themen/Energie/Energiedaten-und-analysen/Energiedaten/gesamtausgabe,did=476134.html

[1.4.3d]
Umweltbundesamt: „Treibhausgas-Emissionen durch Infrastruktur und Fahrzeuge des Straßen-, Schienen- und Luftverkehrs sowie der Binnenschifffahrt in Deutschland“, Mai 2013, Seite 124
http://www.umweltbundesamt.de/publikationen/treibhausgas-emissionen-durch-infrastruktur

[1.4.3e]
Umweltbundesamt: „Treibhausgas-Emissionen durch Infrastruktur und Fahrzeuge des Straßen-, Schienen- und Luftverkehrs sowie der Binnenschifffahrt in Deutschland“, Mai 2013, Seite 127

http://www.umweltbundesamt.de/publikationen/treibhausgas-emissionen-durch-infrastruktur

[1.4.3f]
Umweltbundesamt: „Treibhausgas-Emissionen durch Infrastruktur und Fahrzeuge des Straßen-, Schienen- und Luftverkehrs sowie der Binnenschifffahrt in Deutschland“, Mai 2013, Seite 129 http://www.umweltbundesamt.de/publikationen/treibhausgas-emissionen-durch-infrastruktur

Fragen, Wünsche, Informationen?

Nehmen Sie einfach Kontakt zu mir auf!

Meinen und Glauben sind meine Sache nicht. Ich will alles selbst nachprüfen können.

Ich erstelle Expertisen, berate, erstelle Konzepte für Kommunen, Unternehmen, Privatleute und beantworte Fragen.

Auch spezifische, technische, politische.

Frei von jeder Verkaufsabsicht. Wer meine Arbeit gut findet, kann gern spenden und meine Arbeit unterstützen.

Ich arbeite soweit als möglich auf Basis von Fakten, logischen Deduktionen, evidenzbasierten Zusammenhängen.

https://www.paypal.me/ThomasBlechschmidt