Alles über “Erneuerbare Energien ohne heiße Luft” (mit GRATIS-Links, Hintergründen und Zusammenfassung)

Foto der Vorderseite des Buchs "Erneuerbare Energien ohne heiße Luft" von Christian Holler und Joachim Gaukel
(Foto: J. Thewes / Cover: UIT Cambridge Ltd)

Für mich ist “Erneuerbare Energien ohne heiße Luft” das beste Buch zur Energiewende, das ich bisher gelesen habe.

Es erklärt auf einfache und verständliche Art alles rund um erneuerbare Energien in Deutschland.

Danach weißt Du, welche Energiequellen und Technologien wirklich etwas für die Energiewende bringen und welche Ideen bloß heiße Luft sind.

Christian Holler und Joachim Gaukel knüpfen damit an die außergewöhnliche Arbeit des Briten David MacKay an, der im Jahr 2008 das Buch „Sustainable Energy – without the hot air“ veröffentlichte.

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“Erneuerbare Energien ohne heiße Luft” GRATIS herunterladen oder als Taschenbuch kaufen

Wenn Du sofort loslegen willst, kannst Du entweder das Taschenbuch kaufen oder das eBook kostenlos herunterladen:

Das auf Großbritannien zugeschnittene Vorgänger-Buch von David MacKay gibt es ebenfalls kostenlos als PDF in deutscher Übersetzung oder im englischen Original.

Über die Autoren Christian Holler und Joachim Gaukel

Prof. Dr. Christian Holler promovierte 2003 an der Universität Cambridge in Physik und ist mittlerweile Professor an der Hochschule München. Aus seiner Zeit in Cambridge kannte er auch David MacKay und dessen Buch “Sustainable Energy – without the hot air”, das seine Leidenschaft für erneuerbare Energien entfachte.

Prof. Dr. Joachim Gaukel studierte Mathematik und promovierte 2003 an der TU Darmstadt. Als Professor an der Hochschule Esslingen lehrt er Mathematik und hält Vorlesungen über erneuerbare Energien.

Beide engagieren sich auch privat für den Klimaschutz und erneuerbare Energien, indem sie unter anderem möglichst viele Strecken mit der Bahn (Holler) oder dem Fahrrad (Gaukel) zurücklegen.

Meinungen zu “Erneuerbare Energien ohne heiße Luft”

Hier findest Du eine kleine Auswahl von Zitaten aus dem Einband des Buchs:

“Wer das Wie und Warum der Energiewende erfahren will, der mussssss dieses Buch kaufen und lesen. Verstehen wird er und sie es sowieso. Den Autoren mein Lob und Dank.” (Harald Lesch, Professor, Fernsehmoderator)

“Ein sehr anschauliches Buch über erneuerbare Energien, das auch für Laien verständlich ist, Neugier weckt und viel Spaß zu lesen macht.” (Volker Quaschning, Professor, Experte für erneuerbare Energien)

Zusammenfassung von “Erneuerbare Energien ohne heiße Luft”

Falls Du dir gerne ein zusammenfassendes Video ansiehst, findest Du auf Youtube einen Vortrag des Autors Prof. Dr. Christian Holler:

Ich habe das Buch aber auch selbst kurz zusammengefasst. Natürlich enthält das Original noch viel mehr Informationen und hilfreiche Abbildungen. Die Autoren liefern dort auch Formeln und Herleitungen für die physikalischen Zusammenhänge.

Kapitel 1: Einleitung

Energie ist nicht nur ein Thema von vielen. Unser modernes Leben wäre ohne große Mengen billiger Energie kaum vorstellbar. Beispielsweise wird für ein Auto viel Energie zum Fahren, aber auch zur Gewinnung der Rohstoffe und zur Herstellung der Bauteile benötigt. Ohne Energie wäre unser gesamtes technisches und medizinisches Wissen deshalb leider nutzlos.

Warum wir nicht so weitermachen können wie bisher:

  1. Fossile Energie ist endlich: Was wir heute an fossilen Energiequellen nutzen, also Öl, Gas und Kohle, hat die Erde über viele 100 Millionen Jahre für uns angespart. In wenigen 100 Jahren wird davon nichts mehr übrig sein. Ohne neue Quellen wäre unsere Zivilisation dann am Ende.
  2. Unser Energieverbrauch beeinflusst unsere Erde: Es ist unwiderlegbar, dass die CO2-Konzentration in der Atmosphäre durch die Verbrennung fossiler Energieträger stark angestiegen ist. Der dadurch bedingte Klimawandel wird unseren Planeten aufheizen. Und zwar umso mehr, je mehr wir verbrennen.

Es soll um unumstößliche physikalische Grundwahrheiten gehen. Das Buch soll zum Thema nachhaltige Energie einen fundierten Überblick und ein Gefühl für die zugrunde liegenden Fakten liefern. Es geht darum, dass Du in der gesellschaftlichen Diskussion mitreden kannst.

Kapitel 2: Energieverbrauch in Deutschland

Die intuitive Einheit kWh/Tag pro Person. Die kWh (Kilowattstunde) steht auf jeder Stromrechnung. Zum Verständnis von Energiemengen ist sie deshalb sehr gut geeignet. Im Buch soll es darum gehen, wie viele kWh eine Person durchschnittlich pro Tag verbraucht und wie sie erneuerbar erzeugt werden könnten.

In Deutschland benötigt jede Person durchschnittlich 125 kWh Primärenergie pro Tag. 40 kWh davon sind Verluste (bspw. Wärmeverluste in Kraftwerken), 38 kWh entfallen auf die Industrie, 25 kWh auf den Verkehr und 22 kWh auf Privathaushalte. Und nur 4 kWh sind Haushaltsstrom!

Wenig bringt wenig, viel bringt viel. Wenn man Einsparmöglichkeiten und Energieerzeugung in kWh/Tag pro Person umrechnet, erkennt man schnell, was wirklich viel bringt.

Kapitel 3: Geschichten aus Absurdistan

“In diesem Kapitel wollen wir unsere acht besten Geschichten vorstellen. Es geht uns vor allem darum, ein Gefühl zu vermitteln, welches Konzept substanziell etwas zur Energiewende beitragen könnte, und welches nur ein Hirngespinst ist.”

Beispiel Handy: Über einen Lebenszyklus von 3 Jahren benötigt ein Handy etwa 9 kWh Strom zum Aufladen. Die Produktion kostet aber zwischen 40 und 280 kWh. Das Handy länger zu nutzen, ist also energetisch viel besser, als das Handy im Fitnessstudio mit Muskelkraft zu laden.

Kapitel 4: Sonne

Die senkrechte Sonneneinstrahlung auf der Erde beträgt etwa 1000 W/m2. Durch Bewölkung und die Erdrotation bleiben davon in Deutschland noch durchschnittlich 120 W/m2 übrig. Das sind etwa 3 kWh/Tag pro Quadratmeter.

Photovoltaik auf Hausdächern könnte 11 kWh/Tag pro Person liefern. Dazu müssten alle verfügbaren Dachflächen genutzt werden.

Solarthermie wird nicht betrachtet, da Photovoltaik meistens sinnvoller ist. Über eine Wärmepumpe kann nämlich aus dem Strom auch effizient Wärme erzeugt werden. Wenn keine Wärme gebraucht wird, kann der Strom anders genutzt werden.

Freiland-Photovoltaik könnte 15 kWh/Tag pro Person liefern. Aber nur, falls etwa 1% von Deutschland genutzt werden würde. Das wäre eine Fläche so groß wie das Saarland.

Kapitel 5: Wind

Je größer, desto besser. Die Leistung von Windrädern steigt mit der dritten Potenz der Windgeschwindigkeit. Das heißt mehr Wind = viel viel mehr Energie. Deshalb sollte man hohe Anlagen mit großem Rotordurchmesser bauen.

Windkraftanlagen an Land könnten 32 kWh/Tag pro Person liefern. Aber nur dann, wenn es auf 10% der Fläche Deutschlands 100.000 Windräder mit einem Rotordurchmesser von 120m gäbe. Anfang 2018 gab es nur 30.000 Anlagen mit überwiegend kleineren Durchmessern.

Offshore-Windräder könnten 20 kWh/Tag pro Person liefern. Dann wäre entlang all unserer Küsten ein Streifen von etwa 20km mit Offshore-Windparks belegt.

Stand 2018 produziert die Windkraft nur 3,5kWh/Tag pro Person. Um auf das Potenzial von 52 kWh/Tag pro Person zu kommen, müsste sie also um den Faktor 15 ausgebaut werden.

Kapitel 6: Wasser

Wasserkraft in Deutschland könnte 1,5 kWh/Tag pro Person beisteuern. Das Potenzial ist leider begrenzt durch das Höhenprofil in Deutschland und die Menge der Niederschläge.

Wellenenergie in Europa könnte 2kWh/Tag pro Europäer liefern. Dazu müsste allerdings die gesamte Atlantikküste Europas mit Wellenkraftwerken ausgerüstet werden. Es ist auch noch nicht klar, ob das technisch funktioniert und sich wirtschaftlich rechnen würde.

Kapitel 7: Biomasse

Energiepflanzen liefern einen Flächenertrag von etwa 0,5 bis 1 W/m2. Im Vergleich dazu schafft man mit Photovoltaik einen Flächenertrag von etwa 10 bis 15 W/m2.

Biomasse in Deutschland könnte einen Beitrag von 19 kWh/Tag pro Person liefern. Und zwar dann, wenn die Hälfte der Waldflächen, ⅓ der Agrarflächen, alle Grünabfälle und Biomüll zur Energiegewinnung verwendet werden.

Kapitel 8: Müll

Die beste energetische Verwertung ist das Recyclen. Für Papier haben wir schon eine Recyclingquote von 83% und für Glas 82%.

Sonstiger Müll könnte 1 kWh/Tag pro Person beitragen, indem wir ihn verbrennen.

Kapitel 9: Geothermie

Aus tiefer Geothermie könnten 4 kWh/Tag pro Person gewonnen werden. Wirtschaftlich sinnvoll wäre dabei die Einspeisung in die Fernwärmenetze. Da die Wärme aus dem Erdinneren aber nur langsam nachströmt, wäre diese Energiequelle nach ein paar tausend Jahren erschöpft.

Gute Wärmepumpen haben 400% Effizienz. Dann nutzen sie 1kWh Strom, um 4kWh Heizwärme zu erzeugen.

Oberflächennahe Geothermie könnte 5 kWh/Tag pro Person beitragen. Dabei wird die Wärme mit Hilfe von Wärmepumpen aus Flächenkollektoren oder Erdsonden herausgepumpt und zum Heizen verwendet.

Kapitel 10: Energiespeicher

Wir brauchen wahrscheinlich Speicher, die 10GW (Gigawatt) Variation pro Stunde im Stromnetz ausgleichen können. Das können wir mit heutigen Technologien wie der Stromnetzregelung, kurzfristigen Stromspeichern wie Pumpspeicherkraftwerken, der Nutzung von Fahrzeugbatterien und dem Lastmanagement schaffen.

Wir brauchen wahrscheinlich eine Speicherkapazität von 5,6TWh (Terawattstunden), um eine Woche Produktionsflaute bei Wind und Sonne zu überbrücken. Es gibt noch keine richtig gute Lösung dafür. Zur Not müssten konventionelle Kraftwerke für solche Situationen vorgehalten werden.

Kapitel 11: Wie geht es weiter?

In Summe steht unserem Verbrauch von 125 kWh/Tag pro Person nun eine potenzielle Produktion von 111,5 kWh/Tag pro Person gegenüber. Das ist im Grunde gar nicht so schlecht, basiert aber auf großzügigen Annahmen. Deshalb kommen wir um Energieeinsparungen nicht herum.

Es gibt aber drei Entwicklungen, die viel Primärenergie einsparen, ohne dass wir Komfort verlieren:

  1. Die konventionelle Stromerzeugung verliert viel Energie in Form von Abwärme. Durch die erneuerbare Stromerzeugung entfallen diese Verluste, ohne dass wir weniger Strom verbrauchen.
  2. Elektroautos sind viel effizienter als Verbrenner. Wenn wir unseren Verkehr elektrifizieren, können wir mit weniger Energie gleich weit fahren.
  3. Wärmepumpen sind mindestens dreimal so effizient wie Öl- oder Gasheizungen. Das können wir nutzen, indem wir unsere Häuser zukünftig damit heizen.

Abschließendes Fazit: “Auch wenn wir schon recht offensichtliche Schlussfolgerungen angesprochen haben, wollen wir als Autoren dieses Buches eigentlich keine belehrende Meinung oder sogar genaue Empfehlungen zum Besten geben. Es wäre anmaßend zu glauben, wir wüssten genau, was zu tun ist. […] Unser Ziel war es, eine vernünftige Basis für eine Diskussion zu schaffen und hoffentlich ist uns das gelungen.”

Fazit

Ich hoffe, mein Artikel konnte dir einen realistischen Eindruck von “Erneuerbare Energien ohne heiße Luft” vermitteln.

Zum Schluss würde mich jetzt noch brennend interessieren, wie Du das Buch findest.

Hinterlasse mir gerne einen Kommentar!

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