Chancen, Risiken, Mythen Horst-Joachim Lüdecke Energie und Klima: Chancen, Risiken, Mythen Horst-Joachim Lüdecke BDVI - Landesgruppe Sachsen Dresden 3.Nov. 2017

Teil I – Energie

Warum so wenig Anteile der „Erneuerbaren“ und warum so teuer? Die deutsche „Stromwende“ Ziele: „Klimaschutz“, Schonung fossiler Brennstoffe, keine Kernkraft. Methoden „Erneuerbare“: Windturbinen (Strom), Photovoltaik (Strom), Energiemais. (Strom und Sprit) Planung: Bis 2050 80% Strom aus „Erneuerbaren“, gegenüber 2008 Stromverbrauch -25%, 6 Mio. Elektroautos. -80% Gebäude-Energie. Strom macht aktuell (2016) ca. 1/6 der Gesamtenergie aus. Deutsche Realität in 2016: 27.000 Windräder, unzählige Solardächer, endlose Ergiemaisfelder. Dennoch die Anteile am Gesamt-Energieverbrauch extrem klein: Windräder 1,9%, Photovoltaik 0,9%, Energiemais 1 % (+ 6% Sprit), macht ∑ = 3,8% oder 3,8 x 6 = 23% am Gesamtstromverbrauch. EEG-Kosten heute 33 Milliarden Euro/Jahr. Warum so wenig Anteile der „Erneuerbaren“ und warum so teuer?

Beispiel „Energie im Mittelalter“ Energie, die ein erwachsener Mensch pro Tag verbraucht Steinzeit ~6 kWh, Mittelalter ~25 kWh, hochentwickelte Industrienation bis über 200 kWh Beispiel „Energie im Mittelalter“ Um 1000 n.Chr. Klimaerwärmung  bessere Ernten  mehr Bevölkerung  2/3 des Waldes gerodet für Ackerfläche. Energie aus Nahrung (Muskelarbeit), Feuerholz, Windmühlen, Wasserrädern, Zugtieren. ~90% der Bevölkerung in der Nahrungswirtschaft. Dennoch: ab ~1400 n.Chr. Klima-Abkühlung und Überbevölkerung  Hunger, Seuchen, Pest, bis Ende des 19. Jh. 400 Hungerperioden in Europa! Erst moderne Düngung (Chemie) und Verbrennungsmotoren in der Landwirtschaft machten dem Hunger ein Ende. Heute ernährt ein Landwirt 130 Mitbürger. Der Anteil der Landwirtschaft am Energieverbrauch heute nur 1,3%.

Leistungsdichte = Leistung / m2 Die maßgebenden Größen Leistung = Energie / Zeit [W] , [kW], [MW] …., Energie = Leistung x Zeit [Ws], [kWh] …. Bsp. Heizlüfter: Leistung von 2000 W = 2 kW. ¼ Stunde betrieben, Energieverbrauch 2 x ¼ = 0,5 kWh. Macht bei 30 Cts. pro kWh = 15 Cts. Im Folgenden sind maßgebend: Energiedichte = Energie / kg (oder pro m3) Leistungsdichte = Leistung / m2 Benzin- gegen Elektroauto Faktor 4,7/0,18 = 26 Beispiele von Energiedichten für Stromerzeugungsmethoden inklusive η.

Beispiele von Leistungsdichten Die extremen Unterschiede der Leistungsdichten von Kohle oder Wasser vs. Wind oder Sonne kennen wir alle, ohne uns darüber Gedanken zu machen: sich sonnen auf der Schwimmbadwiese vs braten auf einem Holzkohlengrill. Sturm vs Wildwasser. Zu kleine „Energie-“ und „Leistungsdichten“ infolge noch nicht vorhandener Technik erklären die Hungersnöte Europas bis zur beginnenden Neuzeit. Handarbeit , Zugtiere, die einen erheblichen Teil der erzeugten Nahrung verbrauchten, Windmühlen…..

„Moderne“ Leistungsdichten Der russische Eisbrecher „Arktika“ hat zwei Kernreaktoren einer Gesamtleistung von 55 MW. Gemäß Daten für deutschen Wind- und Sonnenstrom wären theoretisch auch möglich: Anstelle der zwei Kernreaktoren 90 Windturbinen vom Typ E 115 oder ein „Solarsegel“ von 2,3 x 2,3 = 5,29 km2 Fläche. Unterschied „nur“ in Extrem geringen Leistungsdichten und Wetterabhängigkeit des erzeugten Stroms Warum sind kleine Leistungsdichten teuer, verbrauchen viel Energie und Material und sind auch noch umweltschädlich?

Es sind die großen Methoden-Flächen Leistungsdichte = Leistung / Fläche oder anders herum Leistung = Leistungsdichte x Fläche Große zu füllende Methodenflächen bedeuten hohen Aufwand an Energie, Material und Kosten und hohe Umweltschäden (nur Photovoltaik macht keine Umweltschäden). Sehr kleine Leistungsdichten sind überhaupt nur bei sehr kleiner Bevölkerungszahl, sehr niedrigem Lebensstandard und günstigem Klima möglich.

Große Methodenflächen bei Windturbinen Enercon E-126: Propellerfläche 1,2470 ha, Anlage 3460 t + 3500 t Stahlbetonfundament. Drei E-126 entsprechen dem Gewicht aller 300 Leopard2 Panzer der BW (68 t). E-126-Nennleistung = 7,5 MW, reale Leistung =1,3 MW oder 6,5 Automotoren von je 200 kW (alle Daten für Deutschland, jahres- und ortsgemittelt).

Windrad-Schlagopfer Fledermäuse werden nicht zerschreddert, Ihnen platzen durch die vom Propeller erzeugten Druckstöße der Luft die Lungen.

Der 1. Hauptmangel der Energiewende Fortschritt war und ist grundsätzlich immer gleichbedeutend mit höherer Energie- und Leistungsdichte der technischen Verfahren. Je kleiner die Leistungsdichte einer Methode zur Stromerzeugung - umso teurer und umweltschädlicher ist sie und umgekehrt. Kohle, Gas, Uran sind am günstigsten, die „sanften“ Methoden Wind, Sonne und Energiemais am ungünstigsten. Die „Erneuerbaren“ sind trotz z.Teil modernster Technik ein „Zurück ins Mittelalter minimaler Leistungsdichten von Segelschiffen und Windmühlen“!

Der 2. Hauptmangel: Die Wetterabhängigkeit des Stroms Aus der Mühle schaut der Müller, der so gerne mahlen will, stiller wird der Wind und stiller, und die Mühle stehet still. So geht’s immer wie ich finde, ruft der Müller voller Zorn, hat man Korn so fehlt's am Winde, hat man Wind so fehlt's am Korn. (Wilhelm Busch)

Wind- und Sonnenstrom sind wetterabhängig Strom ist in größerem Maßstab wirtschaftlich nicht speicherbar: Zwang zur Bereitstellung eines zweiten fossilen Kraftwerksystems (meist teures Gas)  Mehr als verdoppelte Kosten für Wind- und Sonnenstrom! Numerische Werte: R. Schuster aus den Daten der Netzbetreiber Tennet, 50 Hz, Amprion, Transnet BW

3-ter Hauptmangel (nur Windturbinen): das v3 - Gesetz Das v3 – Gesetz ist naturgesetzlich und gilt für alle Strömungsmaschinen. vmax : 100% Leistung ½ vmax : nur 12,5% Leistung Windräder passen nicht zu deutschen Windverhältnissen: Zu unstetig Im Binnenland zu schwach Offshore oft zu groß

Bild UBA: Potenzial der Windenergie an Land, S. 38 Leistungsdichten pro Landschaftsfläche Photovoltaik: ~10 W/m2 Windrad-Parks: ~1 W/m2, Miller et al., PNAS, 112(36), 2015. Energiemais: ~0,2 W/m2, A. Hartmann, statist. Monatsheft Baden-Württem. 7/2008, S. 40-32. Aller Strom aus Wind: Bayern…..aus Sonne: 3 x Saarland..... aus Energiemais: ganz D. 2000 m sind ~10H, heute leider nur in Bayern gültig (gesundheitliche Schädigung durch Infraschall). Bei 10 H ist kaum noch weiterer WKA- Ausbau möglich.  stetig wachsender gesellschaftlicher Widerstand von mehr als 1000 BI. Bild UBA: Potenzial der Windenergie an Land, S. 38

Die Nachteile der Erneuerbaren in der Fachliteratur Erntefaktor = gewonnene Strom-Energie dividiert durch aufgewandte Energie über den gesamten Lebenszyklus und für alle Faktoren des Verfahrens Die Nutzung von Wind, Sonne und Energiemais in einer modernen Industrienation ist wirtschaftlich und für die Umwelt unvertretbar!

Teil II – Klima Klima ist das mindestens 30 jährige statistische Mittel von Wetter - Temperatur, Luftdruck, Luftfeuchte, Niederschlag, Windstärke, Extremwetterereignis…… Für den statistischen Mittelwert „Klima“ hat der Mensch kein Sinnesorgan. Klima ist lokal (tropisch bis polar, Beispiel Teneriffa). Ein Globalklima gibt es nicht. Jedes Klima auf der Erde ist permanenter Veränderung unterworfen, konstantes Klima ist naturgesetzlich unmöglich, man kann daher Klima nicht „schützen“.

Woher kommen die Daten her für T, Gase, Staub,….? 21 Für die Klimavergangenheit: „Poxies“ Da es vor Mitte des 17. Jahrhunderts noch keine Thermometer gab, ist die Wissenschaft auf sog. Proxy-Daten angewiesen. Ein kurzer Blick auf einige Methoden (unter vielen weiteren): meist ausgefeilte Isotopenanalysen, ausgenommen Baumringdicken. Wir schauen uns nun die Ergebnisse bis vor 600 Mio. Jahren vor heute an. 18

Klimaphänomen „Extremwetter“

Zwei stellvertretende Beispiele von Klima vs Wetter Jahre vs Trend: Wetter vs Klima

Die Aussage des Weltklimrats (IPCC) Extremstürme ab 1950, IPCC, Sachstandsbericht WG1 AR5, Kap. 2.6 (2013): “No robust trends in annual numbers of tropical storms, hurricanes over the past 100 years in the North Atlantic basin”. Analoge Entwarnungen zu globalweiten Dürren, Überschwemmungen, Starkregen, Hagel, Gewitter. Und schließlich allgemein “There is limited evidence of changes in extremes associated with other climate variables since the mid-20th century”.

Klimaphänomen „Gletscher“

Die Gletscher der Erde 90% 8% Rest 2% Focus Arktiseis abnehmend, u.a Van de Waal, Science, 321 (2008) Antarktiseis zunehmend, u.a. NASA Studie 30.Okt.2015 Alpen, Himalaya, Neuseeland ... insgesamt uneinheitlich (Alpengletscher schmelzen). Es gibt in jüngerer Zeit keine maßgebenden Veränderungen der Gesamtgletschermasse.

Der Grönlandgletscher Nasa 2,6 Mio. km3 Abschmelzen des Grönlandgletschers > 10.000 Jahre. Selbst in der extremen Warmzeit vor 130.000 Jahren gab es nur eine nur Teilschmelze.

Bild G. Patzelt (Univ. Insbruck) Die Alpen nach der Eiszeit Wärmer Wald-/Baumgrenze höher, G. Patzelt, Berichte der deutschen botanischen Gesellschaft, 85(1-4) (1972) Bild G. Patzelt (Univ. Insbruck)

Die Alpengletscher begannen 1850 zu schmelzen, warum? 1850 war die CO2 – Konzentration noch nicht erhöht, Schmelzursache unbekannt. Ruß aus der britischen Industrialisierung ist ein vermuteter Kandidat.

Wetterphänomen Meereis

Jahreszeitliche Schwankungen von arktischem Meer-Eis Die eigentliche Quelle ist die Uni Bremen, die Autoren sind genannt. Februr-September-Differenz ca. 11 Mio. km2 = 30-fache Fläche von Deutschland. Von den Medien werden Meer- und Gletscher-Eis regelmäßig verwechselt. Nur der Grönlandgletscher ist klimarelevant, das Meereis nicht.

Klimaphänomen „Meeresspiegel“

Anstieg nach dem Maximum der letzten Eiszeit Bild: US EPA (2010) a) die Erde ist keine Billardkugel - bis mehrere 100 m Differenz von Meeresspiegel zum Erdmittelpunkt. b) Land-Hebungen und Senkungen. c) das Ergebnis hängt auch noch von der Berechnungsmethode ab. d) Messungen der Veränderungen des Meeresspiegels ab ca. 60 Jahren.

Was zeigen die weltweiten Pegeldaten? Beenstock et al., Environ. Ecol. Stat. 22 (2015) 7% aller Pegel steigend, 4% abnehmend, 89% uneinheitlich. bis ± 10 mm / Jahr kommen vor! globales Mittel: 0,4 - 1 mm/yr, das macht zwischen 4 cm und 10 cm pro Jahrhundert . Die Berechnungsmethode ist öffentlich und publiziert! Satelliten ~3 mm/yr. Berechnungsmethode ist nicht publiziert. Beschleunigung des Anstiegs weder in Pegeln noch in Satellitendaten vorhanden! Ein anthropogener Einfluss auf Meeresspiegel ist nicht auffindbar.

Klimaphänomen Erdtemperaturen bis vor 500 Mio. Jahren Daten T: Came and Veizer, Nature 449 (2007). Daten CO2: Berner, Nature, 426 (2003) Heute Warmzeit im Eiszeitalter, beide Pole vereist. Keine Korrelation von CO2 - und Temperaturverlauf 32

CO2 läuft ~900 Jahre der Temperatur hinterher. Die letzten 400.000 Jahre Aus den Daten von Petit et al., Nature, 399 (1999) Die wohl berühmteste Temperatur-Proxy-Kurve. Nur sehr kurze Warmphasen, über 90% der Zeit war es kälter als heute. 2 °C vs. 11 °C Neandertaler, Flusspferde an Rhein und Themse, Lascaux-Höhlenmalereien. Es wird wieder kälter, wegen der großen Periodenlängen (ca. 120.000 Jahre) sind astronomische Ursachen zu vermuten Drei Milankowitch-Zyklen, akzeptiert, aber trotz großen Aufwandes immer noch nicht mit physikalischen Modellen reproduzierbar. CO2 und Temperaturen korrelieren auf dieser Zeitskala ausgezeichnet. Bedeutet dies, dass CO2 das Klima steuert? Erkenntnis II: CO2 und Temperaturen korrelieren auf der Zeitskala von 100.000 Jahren ausgezeichnet, CO2 ist aber die FOLGE der Temperaturen, nicht deren Ursache! CO2 läuft ~900 Jahre der Temperatur hinterher. 33

Nordhemisphärische Temperatur nach der Eiszeit Bild: H. Kehl, TU Berlin RO: trotz wiederholter militärischer Alpenüberquerung und umfangreicher römischer Literatur ist nirgendwo ein Hinweis auf Gletscher zu finden. MWP: Regensburger Steinbrücke Kaltzeit im 14. Jh.: Hungersnöte und die Pest (Ende der Regierungszeit von Ludwig XI) Kaltzeit: im 17. Jh.: Hungersnöte und französische Revolution, schwedische Truppen überqueren die zugefrorene Ostsee Erkenntnis III: bei etwa konstanten CO2 – Konzentrationen von ca. 280 ppm ist keine Korrelation zu Temperaturen erkennbar. ∆T: ~ 2 °C CO2 : 280 ± 3 ppm von 1000 bis 1900, heute 400 ppm (der Anstieg ist anthropogen) 34

Daten: Climate Research Unit (CRU) Globale Mitteltemperatur seit 1850 Daten: Climate Research Unit (CRU) T und ∆T/ ∆ t ab 1850 bis heute kamen bereits die letzten 9 000 Jahre mehrfach vor.

Der natürliche Treibhauseffekt (TE) Infrarotabsorption der TG H2O und CO2  machen etwa +33 °C. WD 62%, CO2 22%, der Rest Ozon, N2O, Methan, … Roedel & Wagner, Physik unserer Umwelt: die Atmosphäre (2011) , S. 47. Klimasensitivität : ∆T / (2 x CO2) = etwa +1 °C, IPCC 2001, Climate change, Chapt. 06, Grund: gesättigte IR-Absorption. CO2: bei ~800 ppm CO2 ist alle Kohle verbraucht. Aktuell: anthropogenes CO2  50% in die Atmosphäre, 25% ins Meer und 25% in die Biosphäre. Bei zunehmender Emission geht immer mehr CO2 ins Meer und die Pflanzen! Bei gleichbleibenden CO2 Emissionen bleibt der CO2-Gehalt der Luft nach abnehmenden Anstieg Konstant. Der Wasserdampf ist bei erweiterter Sicht des TE primär, nicht das CO2.

Bild: Gervais, Earth-Science Reviews, 155, 2016 Der Wert der Klimasensitivität in der Fachliteratur über 15 Jahre Bild: Gervais, Earth-Science Reviews, 155, 2016 ECS – equil. clim. sensitivity TCR – trans. clim. response Klimasensitivität nach heutigen Stand bei ~ 0.6 °C ECS/TCR Werte bis 1,5 °C gelten auch bei Klima-Alarmisten als „unbedenklich“. In der Fachliteratur ist eine gefährliche globale Erwärmung nicht aufzufinden.

Bilder J. Christy, Univ. Alabama Nur Klimamodelle „liefern“ ECS/TCR bis 5 °C Bilder J. Christy, Univ. Alabama Klimamodelle (GCM) können weder die Vergangenheit noch Gegenwart beschreiben. Sie sind daher falsch. Beispiel M. Latif in 2000: Keine deutschen Winter mehr mit Schnee, SPIEGEL, 1.4.2000. GCM nur für Detailfragen geeignet.

Eine „natürliche“ Erklärung der T-Änderungen der letzten 2000 Jahre Lüdecke and Weiss, The Open Atmospheric Science Journal, 11, p. 44-53, 2017 Year AD

Bild CSIRO, https://www.csiro.au/ ∆CO2 ohne nachweisbaren Einfluss auf ∆T, aber nicht wirkungslos! M.L. Parry et al., Global Environ Chang 14 (2004) 1982-2010 Bild CSIRO, https://www.csiro.au/

„Klima-Pragmatismus“ Einsparungen von 2,3% deutschem CO2 sind wirkungslos. China, Indien, … betreiben weiter ungebremst Kohleverstromung. Pariser Klimavertrag ohne Sanktionen. Grafik aus den Daten des Bundesumweltamts Pragmatismus 2: CO2 – Vermeidung ist extrem teuer, die Wirkung unbekannt. Es ist kostengünstiger, schädliche Folgen von Klimawandel zu beseitigen (Björn Lomborg). 41

Ich danke für Ihre Geduld