Klimawandel und Klimaschutz: Dekarbonisierung der privaten Haushalte – Mythos oder realistische Option? – Workshop 9.9.2015

Februar 14th, 2016

Workshop: Climate change and climate protection: Decarbonization of the Private Households – Myth or realistic Option?

Forschungskolleg Humanwissenschaften, Bad Homburg, 9. September 2015

Organisation: Prof. Dr. Gundolf Kohlmaier, IAU Goethe Universität Frankfurt; Dr. Fritz Reusswig, PIK Potsdam Institut für Klimafolgenforschung; Prof. Dr. Dr. Udo Simonis WZB Wissenschaftszentrum Berlin – Mit freundlicher Unterstützung der Eva Mayr-Stihl Stiftung

Vorträge:

Kohlenstoffkreislauf und Klimaschutz – Pro-Workshop, 12.2.2015

März 11th, 2015

Kohlenstoffkreislauf und Klimaschutz Teil 1 [PDF]

Kohlenstoffkreislauf und Klimaschutz Teil 2 [PDF]

Kohlenstoffkreislauf und Klimaschutz Teil 3 [PDF]

Entwicklung der Welt-Automobilflotte bis 2030

Juli 26th, 2012

Verkehrswachstum. kein Platz mehr an Land und in der Luft J.Ö. 2012-01.09.11

Ein ökologisches Maß für Energie

Juli 15th, 2012

Gundolf Kohlmaier

Die 125 Watt-Lampe: ein grünes Geheimnis

Erinnern wir uns. Beim vom Menschen gemachten Treibhauseffekt geht es um die Störung der Strahlungsbilanz zwischen Sonneneinstrahlung, Umwandlung der Sonnenenergie an der Erdoberfläche und der durch die zusätzlichen Treibhausgase behinderten Ausstrahlung infraroter Strahlung in den Weltraum. Die Solarkonstante beträgt 1368 Watt/m² – gut zu merken an der Jahreszahl des Beginns der chinesischen Ming-Dynastie. Die Solarstrahlung wird quer zur Ausbreitung der Sonnenausstrahlung pro m² Auftrefffläche gemessen. Die Strahlung, die auf einer Kreisfläche πR2 des Erdradius R auftrifft, muss im Mittel auf die Kugeloberfläche der Erde 4 πR2 verteilt werden, also im Durchschnitt von Tag und Nacht, Sommer und Winter ein Viertel der Solarkonstante – entsprechend 342 Watt/m². Berücksichtigt man noch die Albedo, jenen Teil der Strahlung, der von den hellen Flächen der Erdoberfläche und der Atmosphäre zurückgeworfen wird, im Mittel mit 30 %, und etwa 20 %, der in den Wolken hängen bleibt, so kommen im Weltmittel ~170 Watt/m² an der Erdoberfläche an.

Deutschland mit einer nördlichen Breite von Frankfurt am Main von 50° N. B., bekommt im Jahresdurchschnitt weniger, nämlich nur etwa 125 Watt/m². Einen solchen Energiefluss kann man sich gut vorstellen: Schalten wir eine 125 Watt-Lampe ein (oder besser die Kombination aus einer 60-Watt, einer 40-Watt und einer 25-Wattbirne), so simulieren wir den Energiefluss, der bei uns auf 1 m² im Jahresdurchschnitt fällt. Lassen wir die Lampe eine Stunde brennen, so sind dies 125 Watt-Stunden oder 0,125 kWh. Über den ganzen Tag und die Nacht gerechnet sind es 24*0,125 oder 3,0 kWh.

Die menschliche Nahrungszufuhr pro Tag wird gewohnheitsgemäß noch in Kilokalorien gemessen, wobei 1 kcal diejenige Energiemenge ist, die 1 kg Wasser um 1°C erwärmt. Der Deutsche nimmt im Mittel  2600 kcal/Tag zu sich, der Mann etwas mehr, die Frau etwas weniger. Die Umrechnung in das internationale Maßsystem kilo-Joule ist relativ einfach: Man multipliziert mit 4,1868 – mit dem Resultat von 10.886 kJ. Nun ist es interessant, diese Energie durch die Zeit zu dividieren, womit wir die Energie pro Zeiteinheit, das heißt die Leistung in Joule/sec identisch mit Watt erhalten. Wenn wir dies durch die Sekunden eines Tages dividieren, bekommen wir 0,1259 kW – oder abgerundet 125 Watt.

Stellen wir uns ein Gedankenexperiment vor, in dem wir uns auf 1 m² sonnenbestrahlte Fläche stellten und die Sonnenenergie vollständig aufnähmen, so wäre unsere Energieversorgung gesichert. Wir wissen vom Ergometerfahrrad oder vom Heimtrainer, dass wir uns bei 125 Watt eigener Mobilität schon ganz schön anstrengen müssen – und dass wir nach 10 Minuten zumeist schon genug davon haben.

Aber wie steht es mit unserer technischen Mobilität? Ließe die sich so gestalten, dass wir beim Treibhauseffekt mit einem „blauen Auge“ davon kämen?

Denken wir dazu zunächst an ein Auto mit einem 5 Liter Diesel (100 km) Verbrennungsmotor. Der Anteil, der auf den Antrieb geht, auf den es ja im Wesentlichen ankommt, ist etwa 20 %1, also 1 Liter Diesel. 1 Liter Diesel entspricht der Energie von 10 kWh.

Denken wir nun an ein Elektroauto gleicher Antriebstärke. Hier bräuchten wir einen Motor mit einem Verbrauch von 12,5 kWh/(100 km), da beim Elektroauto einschließlich Energieverluste der Batterie etwa 80 % auf den Antrieb gehen. Legt man den Verbrauch auf 1 km um, dann kommen wir zu zwei erstaunlichen Ergebnissen: Es taucht einerseits wieder die Zahl 0,125 kWh auf,  diesmal pro Fahrt-km; zum anderen ist die CO2-Emission beim derzeitigen deutschen Strommix von 575 g pro kWh etwa 72 g CO2 /km (vergleiche Norwegen 0 g CO2 und China 1200 g CO2 /kWh) , also weit unter dem von der EU zurzeit angestrebten Flottenverbrauch von 120 g CO2/km.

Wenn wir pro Tag im eignen Wagen nur 24 km statt der bisherigen 36 km führen, entsprechend im Monat 720 km und im Jahr 8.640 km (jetziger Jahresdurchschnitt etwa 12.500 km), dann verbrauchen wir wiederum pro Tag 3 kWh. Diese Zahl kommt uns nun schon bekannt vor: Es ist genau die der Energieaufnahme von 2.600 kcal/Tag – ein wahres ökologisches Maß für Mobilität.

1Deutschland: Verhältnis der Nutzenergie beim Verkehr: 529 PJ (Abkürzung Petajoule =1015 Joule) zur Endenergie: 2.644 PJ  20,0%, Gesamtendenergie: 9.440 PJ, Anteil Verkehr 28%; Primärenergieeinsatz: 14.688 PJ. In Energieverbrauch in Deutschland, Daten 2006.

Tzscheutschler, P.; Nickel, M.; Wernicke, I. (2008) in BWK – Das Energie-Fachmagazin 3-2008, Seite 46-51 Springer-VDI-Verlag

Economics Nobel Laureate Elinor Ostrom: Climate Rules top down are not enough and outcome of Copenhagen

Dezember 29th, 2009
“Rules set from the top are not enough.  Successful communities often have a few common design principles — monitoring and sanctioning of the participants, for example. They also have conflict resolution mechanisms in place and the people have some authority to make their own rules. Under those circumstances humans can develop some trust in each other — faith that if they take a costly action that benefits everybody in the long run, others will also invest.”
“One treaty will not solve the problem entirely. This is why I propose a so-called polycentric approach to tackling climate change. We need all levels of human society to work on this to be effective inthe long run. Cities, villages, communities and networks of people have been neglected as players.”

Nachlese Kopenhagen

Dezember 29th, 2009

In dem folgenden link sind die Stimmen zu den Ergebnissen der Weltklimakonferenz (8.-17.Dez. 2009) in Kopenhagen fesgehalten: http://www.klimawandel-bekaempfen.de/news0.html?&no_cache=1&tx_ttnews[tt_news]=317&tx_ttnews[backPid]=341&cHash=19c8900e4a.

Die wichtigsten positiven Übereinkünfte sind in dem Copenhagen accord: http://unfccc.int/resource/docs/2009/cop15/eng/l07.pdf enthalten.

Eine gute Zusammenfassung zur Bekämpfung des Klimawandels wird durch die Deutsche Gesellschaft für die Vereinten Nationen beschrieben:   http://www.klimawandel-bekaempfen.de/377.html.

COP-15 Kopenhagen

November 9th, 2009

Alle erwarten mit Spannung die Weltklimakonferenz in Kopenhagen vom 7. bis 18.12.09. Zur Vororientierung 2 Links:

http://en.cop15.dk/

http://www.ufz.de/index.php?de=19034

Der Prosumer – Ausschnitte aus dem Vortrag

August 7th, 2009

Kopie.2-3 Prosumer Vortrag

Auto und CO2 – mobil-ohne-reue

Kopie.2-2 Prosumer Vortrag

Photovoltaik auf dem eigenen Dach und Elektroauto in der Garage

Kopie.2 Prosumer Vortrag

Elektroauto im Dreieck Hersteller-Käufer-Regierung

Kopie.2-4 Prosumer Vortrag

CO2-Ausstoß in Abhängigkeit von Motorstärke und Art der Stromerzeugung

Elektrofahrzeuge. Was es schon gibt und was bald kommt.

August 5th, 2009
  • Das erste Elektroauto in Großserie für das Jahr 2009. Mitsubishis i-MiEV hat einen schaurigen Namen, aber eine saubere Technik. 2010 ist Verkaufsstart in Europa, der Kilometer soll nur drei Cent kosten
  • Gerade ist der 250. Tesla Sportwagen (Kalifornien) auf Lithium-Ionen-Batterie-Technik ausgeliefert worden (Preis 100.000 US $)
  • Ebenso aus Kalifornien Aptera (gleicht eher einem Leichtflugzeug)
  • Smart-Elektro läuft in Versuchsserie
  • ebenso BMW-Mini-Elektro
  • Mindset (Schweiz) mit Range Extender Versuchserie Januar 2009
  • Chevrolet Volt und Schwestermodell Ampera Opel
  • Prius (Toyota) in der Dritten Generation (Hybrid)
  • Mercedes B-Klasse Elektro- geplant 2010
  • Klassiker Twike

Klimawandel und Elektromobilität – Zeit zu handeln?

August 5th, 2009
  1. Definition Elektrofahrzeug: Hybrid-Elektroauto _ Batterie-Elektroauto _ Batterie-Elektroauto mit Range Extender _ Brennstoffzellen-Auto
  2. Kraftstoff: Solar, biogen, fossil, geotherm: Elektrizität und Wasserstoff
  3. Leichtbauweise und Innovative Materialien: Der Energieverbrauch hängt bei Beschleunigung (Änderung mv²/2) und Steigung (mgh) proportional von der Masse m bzw. vom Gewicht des Fahrzeugs ab.
  4. Bevorzugtes Batteriesystem: Li-Ionen-Akku, wiederum relatives Leichtgewicht, stabil, viele Ladezyklen, Reichweite 70-140 km. Aufladbar an der eigenen Garage (bevorzugt mit Ökostrom) oder an E-Tankstellen mit Schnellaufladung (1/2 Stunde) oder Batteriewechsel. Li-Tec im Daimler-Evonik Verbund.
  5. Elektrofahrzeuge. Was es schon gibt und was bald kommen wird. Im Internet werden 33 Elektro-Modelle vorgestellt.
  6. Charles Darwin: Nichts ist beständiger als der Wandel