Die Plausibilität der Solarenergie

Sunday, September 14th, 2008

In den letzten Monaten ist die Debatte über die zukünftige Energieversorgung wieder aufgeflammt. Diese Debatte wird sowohl hitzig als auch häufig mit großer Unkenntnis der Größenordnungen geführt. Der englischer Physiker David MacKay hat daher einen Entwurf für sein Buch “Whithout the hot air” veröffentlicht. Dieses Buch wird bei TP zusammengefasst. In seiner Einleitung verdeutlicht er das Problem mit dem schönen Satz:

To understand our sustainable energy crisis, we need to know how the one ‘huge’ compares with the other.

D. MacKay, Sustainable Energy – Without the hot air.

Ich habe das Buch bisher leider noch nicht zuende gelesen,¹ möchte aber meine eigene “back of the envelope” Rechnung über erneuerbare Energie vorstellen. Meine Rechnung geht von 10 Milliarden Menschen aus, die mit Elektrizität versorgt werden sollen. Und weil es schade wäre, falls jeder einzelne in Zukunft weniger Energie zur Verfügung hätte, gehe ich von 10 kW pro Kopf aus. Zum Vergleich, in Deutschland liegt der Primärenergieverbrauch heute bei 5.5 kW. Ich gehe also davon aus, das die Weltbevölkerung steigt und gleichzeitig alle Menschen wesentlich mehr Energie zur Verfügung haben. Daher sollten global mindestens 10¹¹kW Elektrizität erzeugt werden. Das sind 100TW oder das 6 fache des heutigen Primärenergiebedarfs.² Diesen Bedarf möchte ich nur mit Solarenergie decken.
An der oberen Atmosphäre werden von der Sonne ungefähr 1.3 kW/m² eingestrahlt. Leider gibt es aber eine Atmosphäre die das meiste davon absorbiert. In dieser Atmosphäre sind zusätzlich auch noch Wolken und die Sonne steht manchmal ungünstiger Weise hinter der Erde (sogenannte Nacht). Deshalb muss man realistischer Weise mit einer niedrigeren Zahl rechnen, MacKay rechnet in seinem Buch mit 100 W /m². Diese Zahl wurde allerdings für England berechnet wurde. In Wüsten, in denen ich die Solarzellen aufstellen möchte, sind diese Zahlen eher zu niedrig. Wenn ich dann heutige Solarzellen, mit einem Wirkungsgrad von 20% ausgehe, brauche ich also eine Fläche von 5,000,000 km².³ Das ist sicherlich eine riesige Fläche, aber wir leben auch auf einem ziemlich großen Planeten. Wie verhält sich nun dieses riesig zu dem ziemlich groß? Dafür einige Vergleichsgrößen, die Sahara ist 9 Millionen km² groß, Deutschland 300 000 km². Also wird es nicht möglich sein, diese Solarzellen in Deutschland aufzustellen (zumal die klimatischen Bedingungen in der Sahara besser sind). In der Sahara wäre es aber möglich. Und auch in Saudi Arabien oder Texas sind die Voraussetzungen für Solarenergie ebenfalls besser als in Deutschland. Deshalb denke ich, dass die Menschheit gut von erneuerbaren Energiequellen leben kann. Zumal ich mich ausschließlich auf eine Energiequelle beschränkt habe – allerdings auf die größte.
Eine Lektion die mir aber wichtig erscheint: Unabhängig davon ob man nur ein Land oder die gesamte Welt betrachtet, der Umstieg auf erneuerbare Energiequellen bedeutet nicht, dass die Menschheit danach “im Einklang mit der Natur lebt.” Sondern es bedeutet die Industrialisierung weiter Landstriche – und Wüsten sind ein besonders anfälliges Ökosystem. Außerdem kann natürlich eingewendet werden, dass der Strom dann noch nicht dort ist, wo er gebraucht wird, aber auch für dieses Probleme gibt es Ideen.

1. Das was ich bisher gelesen habe war aber sehr lesenswert, auch wenn ich McKays Meinung zu der Atomkraft nicht teile. [↩]
2. Diese Zahl enthält bereits die Energieformen, die heute üblicherweise nicht mit Strom gedeckt werden, wie Heizung und Verkehr. [↩]
3. McKay kommt auf 1 Million km², das ist im wesentlchen der Faktor 6 den ich mehr produzieren möchte. [↩]

This entry is filed under Umwelt, Wissenschaft. You can follow any responses to this entry through the RSS 2.0 feed.You can leave a response, or trackback from your own site.