Leben ohne Elektrizität: Ein Experiment

Der Zustand des Klimas. Auch dieses Jahr gibt die Global Warming Policy Foundation GWPF eine Übersicht über verschiedene Aspekte des Klimas heraus. Auf 45 Seiten gibt es Information über aktuelle Temperaturentwicklung, Anstieg von Meeresspiegeln, Wind- und Sturmentwicklung, Ozean-Oszillationen usw. Das Dokument gibt es hier zum Download.

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Ökostrom aus Fukushima. So titelt der Spiegel und berichtet über Solar- und Windkraftanlagen in der Nähe des havarierten Kernkraftwerks in Japan.

“Einem Medienbericht zufolge sollen in der Präfektur elf Solarkraftwerke und zehn Windkraftanlagen errichtet werden, auf kontaminierten oder verlassenen Flächen. Die Kosten für dieses Projekt bis 2024 würden auf rund 2,75 Milliarden US-Dollar geschätzt. Finanziert werde der Ausbau der Erneuerbaren in Fukushima durch staatliche und private Geldgeber. Der dort erzeugte Strom soll auch für die Herstellung von Wasserstoff genutzt werden.”

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45 Minuten stand Elon Musk Mathias Döpfner Rede und Antwort in einem Interview. Musk äußert sich auch zum deutschen Atomausstieg.

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Eine interessante Analogie stellt Martin Sobyczyk bei Twitter auf. Er stellt Überlegungen, was wohl passieren würde, wenn wir statt Grundwasser unsere Wasserversorgung komplett auf Regenwasser umstellen, das in Trichtern gesammelt wird. Natürlich spielt das alles auf die Energiewende ab, es ist sehr amüsant zu lesen. Vor allem der Aspekt, dass nach einer Dürre mehr und größerer Trichter aufgestellt werden.

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Die Transportbranche leidet unter den hohen Energiepreisen, das berichtet Golem. Neben den gestiegenen Kosten, einem Mangel an Fahrern kommen ganz banale Dinge dazu. Fehlt russischer Stahl und somit Nägel, dann kann das Auswirkungen auf Paletten haben.

“Sollte die Produktion von Holzpaletten in Deutschland zum Erliegen kommen, weil ihre Nagel-Lieferanten keinen Stahl mehr aus Russland bekommen, „werden wir nicht mehr auf Paletten liefern können“, sagte Taucke. Manche Produkte könnten aber nur auf diese Weise transportiert werden. Nach Einschätzung des Bundesverbandes Holzpackmittel, Paletten und Exportverpackung (HPE) könnten in einigen Wochen die ersten Firmen gezwungen sein, ihre Produktion herunterzufahren.”

Am Ende wird der Endverbraucher zur Kasse gebeten.

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Australien, du hast es besser. Jedenfalls in Sachen Solarenergie. Der Kontinent hat deutlich bessere Voraussetzungen als große Teile Europas. Auch in Australien gilt, was in Europa gilt. Je näher am Äquator desto besser die Ausbeute an Strom durch Solaranlagen, wie en-former, der Energieblog von RWE berichtet.

“Sonniges Klima liefert mehr grüne Energie

Zumal Australien zweifelsohne eines der sonnenreichsten Länder der Welt ist: Es hat eine durchschnittliche Sonneneinstrahlung von 1.387 bis 2.264 Kilowattstunden pro Quadratmeter (kWh/m²) pro Jahr. Das entspricht 3,8 bis 6,3 Sonnenstunden pro Tag. Westaustralien und das Nothern Territory erhalten die meisten Sonnenstunden, während die Bundesstaaten New South Wales und Victoria am unteren Ende des Spektrums liegen. Aber letztere, dichter besiedelte Gebiete sind es, die bei der Installation von Solaranlagen für Privathaushalte die Führung übernehmen.

Durch den Ausbau wird mehr und mehr grüner, nachhaltiger Strom erzeugt. Im Dezember 2021 stammten über 2,5 Terawattstunden (TWh) aus Solarstrom. Im Dezember 2020 lag der Wert noch bei zwei TWh.”

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Es steht und fällt mit Speichern. Ein Schweizer Unternehmen wartet jetzt mit einer ungewöhnlichen Lösung auf wie swissinfo.ch berichtet: Energiespeichertürme.

“Erneuerbare Energien sind gut und recht. Doch was machen wir, wenn die Sonne nicht scheint und kein Wind bläst? Das Startup-Unternehmen Energy Vault scheint eine Antwort auf eine der zentralen Fragen gefunden zu haben, die von Skeptikern erneuerbarer Energien immer wieder gestellt werden. Wegen fehlender Speichertechnik sind sie der Ansicht, dass sich auf Nuklearenergie und fossile Energieträger nicht verzichten lässt. Die Frage der Speicherung ist die „Achillesverse“ der erneuerbaren Energieformen.

Die von Energy Vault gefundene Lösung besteht aus einem gigantischen Turm aus kostengünstigen Verbundsteinen, von denen jeder 35 Tonnen wiegt. Ein zentral integrierter Spezialkran mit sechs Armen lagert diese Steine – ähnlich wie beim Lego-System – von oben nach unten um und nutzt dafür erneuerbare Energie.

Bei der Abwärtsbewegung – bedingt durch die Gravitationskraft – wird gespeicherte Energie nahezu ohne Energieverlust wieder in elektrische Energie zurückgewandelt.  Eine Spezialsoftware steuert diesen Ladungs-/Entladungsvorgang im Energiespeicherturm des Hubkraftwerks autonom. Dabei werden auch Faktoren wie Wind berücksichtigt, die sich möglicherweise auf Verbundsteine und Turm auswirken könnten.

Das System gleicht folglich dem Prinzip der bekannten Pumpspeicherkraftwerke, welche die Höhendifferenz von zwei Wasserbecken ausnutzen; eine Technik, die seit Jahrzehnten angewandt wird. Das Wasser wird auf die höhere Ebene gepumpt, wenn ein Energieüberschuss besteht und die Stromtarife niedrig sind. Wenn der Verbrauch hoch liegt, wird das Wasser abgelassen und der gewonnene Strom zu höheren Tarifen verkauft. Bis heute befinden sich 96 Prozent der weltweit gespeicherten Energie in Speicherseen.”

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Alte Liebe rostet nicht. Gegenüber der Zeit erklärt die ehemalige Greenpeace-Chefin Morgan, dass sie im Herzen immer noch Aktivistin ist. Das berichtet die Welt.

„Ich bleibe im Herzen Aktivistin“, sagte Morgan nun der Wochenzeitung „DIE ZEIT“. Die Klimastaatssekretärin wehrt sich dagegen, als Lobbyistin bezeichnet zu werden. „Ich arbeite für mehr Klimaschutz, also für die Sache und für das Allgemeinwohl. Ein Lobbyist ist jemand, der für ein Unternehmen oder sehr partikulare Interessen arbeitet“, so Morgan. Die Debatte über ihre Rolle als grüne Lobbyistin habe sie überrascht. Sie werde in ihrem neuen Amt, immer transparent machen, mit wem sie sich wo treffe: „Jeder kann mir dazu Fragen stellen“, sagt Morgan.

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Leben ohne Elektrizität. In Bayern soll es in einem Experiment getestet werden. Laut Münchener Merkur sucht Sandra Kreitner Familien, die 3 Tage auf Strom verzichten sollen.

“Viele Bereiche werden von dem fingierten Blackout beeinflusst: Die Heizung, Telefon und Internet, Küchen- und andere Haushaltsgeräte sind sofort aus. Auch das Einkaufen wird nicht ohne Weiteres möglich sein. Denn die Geschäfte wären im Ernstfall geschlossen. Höchstens ein Besuch auf dem Bauernmarkt ist erlaubt. Dorthin geht es wahrscheinlich zu Fuß oder mit dem Rad, denn auch Tankstellen und der öffentliche Nahverkehr sind tabu.”

Erfolgreiche Teilnehmer sind wahrscheinlich ein Traum für Grüne wie Wirtschaftsminister Habeck oder den Chef der Bundesnetzagentur Müller. Beide fordern ja, dass wir sparen sollen, wir berichteten.

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Folge 4 des Energiejournals berichtete über den rapide steigenden Metallhunger der Energiewende (Video hier). Ein Blogleser wies nun auf eine dazu passende Pressemitteilung des Londoner Natural History Museums hin:

Leading scientists set out resource challenge of meeting net zero emissions in the UK by 2050

A letter authored by Natural History Museum Head of Earth Sciences Prof Richard Herrington and fellow expert members of SoS MinErals (an interdisciplinary programme of NERC-EPSRC-Newton-FAPESP funded research) has today been delivered to the Committee on Climate Change

The letter explains that to meet UK electric car targets for 2050 we would need to produce just under two times the current total annual world cobalt production, nearly the entire world production of neodymium, three quarters the world’s lithium production and 12% of one year’s total annual production of mined copper.

A 20% increase in UK-generated electricity would be required to charge the current 252.5 billion miles to be driven by UK cars.

Last month, the Committee on Climate Change published a report ‘Net Zero: The UK’s Contribution to Stopping Global Warming’ which concluded that ‘net zero is necessary, feasible and cost effective.’ As a major scientific research institution and authority on the natural world, the Natural History Museum supports the pressing need for a major reduction in carbon emissions to address further catastrophic consequences of climate change. Using its scientific expertise and vast collection of geological specimens, the Museum is collaborating with leading researchers to identify resource and environmental implications of the transition to green energy technologies including electric cars.

A letter which outlines these challenges was delivered to Baroness Brown, who chairs the Adaption Sub-Committee of the Committee on Climate Change.

Prof Richard Herrington says: ‚The urgent need to cut CO2 emissions to secure the future of our planet is clear, but there are huge implications for our natural resources not only to produce green technologies like electric cars but keep them charged.

“Over the next few decades, global supply of raw materials must drastically change to accommodate not just the UK’s transformation to a low carbon economy, but the whole world’s. Our role as scientists is to provide the evidence for how best to move towards a zero-carbon economy – society needs to understand that there is a raw material cost of going green and that both new research and investment is urgently needed for us to evaluate new ways to source these. This may include potentially considering sources much closer to where the metals are to be used.‘

The challenges set out in the letter are:

The metal resource needed to make all cars and vans electric by 2050 and all sales to be purely battery electric by 2035. To replace all UK-based vehicles today with electric vehicles (not including the LGV and HGV fleets), assuming they use the most resource-frugal next-generation NMC 811 batteries, would take 207,900 tonnes cobalt, 264,600 tonnes of lithium carbonate (LCE), at least 7,200 tonnes of neodymium and dysprosium, in addition to 2,362,500 tonnes copperThis represents, just under two times the total annual world cobalt production, nearly the entire world production of neodymium, three quarters the world’s lithium production and 12% of the world’s copper production during 2018. Even ensuring the annual supply of electric vehicles only, from 2035 as pledged, will require the UK to annually import the equivalent of the entire annual cobalt needs of European industry.

The worldwide impact:If this analysis is extrapolated to the currently projected estimate of two billion cars worldwide, based on 2018 figures, annual production would have to increase for neodymium and dysprosium by 70%, whilst cobalt output would need to increase at least three and a half times for the entire period from now until 2050 to satisfy the demand.

Energy cost of metal production: This choice of vehicle comes with an energy cost too.  Energy costs for cobalt production are estimated at 7000-8000 kWh for every tonne of metal produced and for copper 9000 kWh/t.  The rare-earth energy costs are at least 3350 kWh/t, so for the target of all 31.5 million cars that requires 22.5 TWh of power to produce the new metals for the UK fleet, amounting to 6% of the UK’s current annual electrical usage.  Extrapolated to 2 billion cars worldwide, the energy demand for extracting and processing the metals is almost 4 times the total annual UK electrical output

Energy cost of charging electric cars: There are serious implications for the electrical power generation in the UK needed to recharge these vehicles. Using figures published for current EVs (Nissan Leaf, Renault Zoe), driving 252.5 billion miles uses at least 63 TWh of power. This will demand a 20% increase in UK generated electricity. 

Challenges of using ‘green energy’ to power electric cars:If wind farms are chosen to generate the power for the projected two billion cars at UK average usage, this requires the equivalent of a further years’ worth of total global copper supply and 10 years’ worth of global neodymium and dysprosium production to build the windfarms.

Solar power is also problematic – it is also resource hungry; all the photovoltaic systems currently on the market are reliant on one or more raw materials classed as “critical” or “near critical” by the EU and/ or US Department of Energy (high purity silicon, indium, tellurium, gallium) because of their natural scarcity or their recovery as minor-by-products of other commodities. With a capacity factor of only ~10%, the UK would require ~72GW of photovoltaic input to fuel the EV fleet; over five times the current installed capacity. If CdTe-type photovoltaic power is used, that would consume over thirty years of current annual tellurium supply.

Both these wind turbine and solar generation options for the added electrical power generation capacity have substantial demands for steel, aluminium, cement and glass.

The co-signatories, like Prof Herrington are part of SoS MinErals, an interdisciplinary programme of NERC-EPSRC-Newton-FAPESP funded research focusing on the science needed to sustain the security of supply of strategic minerals in a changing environment. This programme falls under NERC’s sustainable use of natural resources (SUNR) strategic theme. They are:

Professor Adrian Boyce, Professor of Applied Geology at The Scottish Universities Environmental Research Centre

Paul Lusty, Team Leader for Ore Deposits and Commodities at British Geological Survey

Dr Bramley Murton, Associate Head of Marine Geosciences at the National Oceanography Centre

Dr Jonathan Naden, Science Coordination Team Lead of NERC SoS MinErals Programme, British Geological Society

Professor Stephen Roberts, Professor of Geology, School of Ocean and Earth Science, University of Southampton

Associate Professor Dan Smith, Applied and Environmental Geology, University of Leicester

Professor Frances Wall, Professor of Applied Mineralogy at Camborne School of Mines, University of Exeter

Hier die Übersetzung einiger Passagen:

Experten für die globale Produktion von Bodenschätzen, die zu SoS Minerals gehören, schreiben in einem Brief an das britische Committee on Climate Change (Komitee für den Klimawandel):

„Metallressourcen, die benötigt werden, um ab 2050 alle Autos und  Lieferwagen elektrisch zu betreiben und ab 2035 alle Verkäufe [im  Vereinigten Königreich] rein batterieelektrisch zu gestalten: Um alle  heute im Vereinigten Königreich zugelassenen Fahrzeuge durch  Elektrofahrzeuge zu ersetzen (ohne die Lkw- und Transporterkolonnen),  wären – unter der Annahme, dass die ressourcenschonendsten  NMC-811-Batterien der nächsten Generation verwendet werden – 207.900  Tonnen Kobalt, 264.600 Tonnen Lithiumcarbonat (LCE), mindestens 7.200  Tonnen Neodym und Dysprosium sowie 2.362.500 Tonnen Kupfer erforderlich.  Dies entspricht knapp dem Zweifachen der gesamten jährlichen  Weltkobaltproduktion, fast der gesamten Weltproduktion von Neodym, drei  Vierteln der Weltlithiumproduktion und 12% der Weltkupferproduktion im  Jahr 2018. Selbst wenn man nur ab 2035 die bereits zugesagte jährliche  Versorgung mit Elektrofahrzeugen sicherstellt, muss das Vereinigte  Königreich jährlich das Äquivalent des gesamten jährlichen Kobaltbedarfs  der europäischen Industrie importieren. (…)

Herausforderungen bei der Nutzung „grüner Energie“ für den  Antrieb von Elektroautos: Wenn man sich für Windparks entscheidet, um  den Strom für die prognostizierten E-Autos zu erzeugen, benötigt man für  den Bau der Windparks das Äquivalent eines weiteres Jahreswertes der  gesamten weltweiten Kupferversorgung und des Zehnjahreswertes der  weltweiten Neodym- und Dysprosiumproduktion.“