Neue Ressourcen- Neue Strukturen M. Narodoslawsky Vom fossilen Zentrum… …zum solaren Technologie-Netzwerk eseia discourse book http://www.eseia.eu/wg1/

…daraus Anforderungen für technische Verwertungssysteme ableiten… Ich will Ihnen.. …die Eigenschaften „neuer/ solarer/erneuerbarer“ Ressourcen näher bringen… …daraus Anforderungen für technische Verwertungssysteme ableiten… …daraus Schlüsse ziehen bezüglich der Strukturen einer solar basierten Bioökonomie

„Begrenzte Unendlichkeit“ – Fläche als Energieresource

Bioressourcen brauchen VIEL Fläche! Ertrag [tFM/(ha.y)]* Haupt- Komp. Ertrag für Hauptkomp. [t /(ha.y)] Mais 10-15 Stärke 6-9.5 Weizen 8 4.5 Kartoffel 30-50 5-8.5 Raps 2-4 Öl/Protein 0.9-1.8/0.5-1 Sonnenblume 2.6-3.6 1.3-1.8/0.5-0.7 Jatropha** 4 Öl 1.2 Palmöl** 15-22 4-6 Zuckerrübe 70-95 Zucker 10-16 Zuckerrohr** 40-100 Zucker/Zel 6-15/6-15 Gras 6-12 Zellulose 2.5-5 Miscanthus 12-28 5-13 Holz 3.5-6 1.3-2 short rotation Holz 10-18 3-6 Rohöl 327

…fossile Ressourcen haben kaum Flächenbedarf (Punktressourcen) Daraus folgt… …fossile Ressourcen haben kaum Flächenbedarf (Punktressourcen) …solar basierte Ressourcen benötigen Fläche (Flächenressourcen)… …der Flächenbedarf solarer Ressourcen variiert über Größenordnungen… …Bioressourcen benötigen besonders große Flächen und sind daher dezentrale Ressourcen

Human Net Appropriation 105-150 Gt Carbon/y Natur Mensch 10 % netto Produktivitätsverlust durch menschlichen Einfluss

Geringe Dichte, wenig Energieinhalt, viel Wasser Umwandlung Material Feuchte [%w/w] Energie inhalt [MJ/kg] Dichte [kg/m³] Energie dichte [MJ/m³] Verbrennung Stroh (grau) 15 65-135 1.500-2.025 Weizen 670-750 10.050-11.250 Rapssamen 9 24.6 700 17.220 Holz-Hackschnitzel 40 10.4 235 2.440 Holz Pellets 6 14.4 660 9.500 Biogas Gras Silage 60-70 3.7 600-700 2.220-2.590 Gülle 95 0.7 1000   Heizöl-extraleicht 42.7 840 36.000

Unterschiedliche Transportenergie abhängig von Transportdichte Stroh Hackschnitzel Pellets Heizöl EL

Ressourcenversorgung muss näher werden! Wenn man die Transportdichte berücksichtigt verbrauchen… …5,7 km Transport von Gülle und …12 km Transport von Stroh mit dem Traktor… …oder 40 km Transport von Hackschnitzel mit LKW… …oder 475 km Transport von Pellets mit der Bahn …oder 7.800 km Transport von Rohöl mit Schiff oder Pipeline je 1 % der transportierten Energie Ressourcenversorgung muss näher werden!

Verteilungsnetze: Wärme 16/10/2019 70-90 °C 40-70 °C   Th. Nussbaumer and S.Thalmann: Status Report on District Heating Systems in IEA Countries, prepared for the International Energy Agency IEA Bioenergy Task 32

Verteilungsnetze Elektrizität 16/10/2019 Spannung % Verlust/km 380 kV/ freistehend 0,011 380 kV/ bodenverlegt 0,009 380 kV DC 0,003 10 kV 0,3 Hohe Spannung (380 kV) für lange Übertragungsstrecken Niedrige Spüannung (10 kV) für lokale Verteilung Gleichspannung reduziert Verlust

Verteilungsnetze Gas und Flüssig-Pipelines 16/10/2019 Verluste in Pipelines durch Reibung  Kompression oder Pumpen um Druckverlust auszugleichen Transportverlust für Pipelines etwa bei 0,0015-0,002 % pro km (für große Pipelines) Beinhaltet NICHT Verlust durch Lekage! Dieser kann bei schlechte Wartung beträchtlich sein!

Herausforderung für Ressourcen in Zukunft… Ressourcen mit langen Beinen… Fossile Ressourcen Hochwertige biogene Ressourcen Flüssige Energieträger Methan Strom Chemierohstoffe …und solche mit kurzen Beinen Minderwertige biogene Ressourcen (Gras, …) Biogene Nebenprodukte (Stroh, …) Reststoffe (Biogas-Gülle, …) Wärme

…bedingen die “Wirtschafts-Topografie” Ressourcen mit langen Beinen stehen in globaler Konkurrenz Ressourcen mit kurzen Beinen stellen das Zukunftspotential dar, das die Entwicklung des 21. Jahrhunderts tragen wird Diese Ressourcen stellen die Wirtschafts-Topografie auf den Kopf!! Die Änderung wird radikal!

Meine These: Wir stehen am Beginn einer Solaren Bioökonomie Bioökonomie für sich alleine kann zukünftigen Energiebedarf nicht decken Solarenergie ist die Grundlage der zukünftigen Wirtschaft Bioökonomie ist die „Stoffseite“ einer Solarökonomie Nahrungsmittel werden aus hochwertigen Feldfrüchten, Materialien/speicherbare Energieträger aus Nebenprodukten und Abfällen bereitgestellt

Zukunfts-Aufgaben der Landwirtschaft: Aus Sonnengold Stroh machen Land- und Forstwirtschaft können Sonnenenergie zu Material umwandeln Was? Energieträger für ausgewählte Energieprobleme (Transport, Netz- stabilität, …) Material für kurz- und mittelfristige Anwendungen (Konstruktionsholz, Kunststoffe, …) Woraus? Holz Nebenprodukten und Abfallströmen (Stroh, Gülle, Abfälle aus der Lebensmittelkette, …)

integrierte, adaptierte Prozesse Verdichten Industrielle Verarbeitung in neuer „Bio-Raffinerie“ Dezentrale Energie- Bereitstellung Dezentrale Lagerung integrierte, adaptierte Prozesse Verdichten Wertstoff-Rückführung Zentrale Verarbeitung Zentrale Energienutzung Transport zu zentraler Verarbeitung Dezentrale Aufbereitung

Ende der Autarkie: Regionen als aktives Glied zwischen Ressourcen und Netzen

Wo sich die Netze schneiden… …dort ist der richtige Ort für die Nutzung von Nebenprodukten der Landwirtschaft und organischen Abfällen: Stromgenerierung zur Netzstabilität; (Ab-) Wärme Speicherung für Prozess- und Raumwärme Gasproduktion für Speicherung im Netz/ dezentrale KWK und Mobilität

Wechselspiel von „Produktionsregion“ und „Prosumer“ Regionen verbinden smarte Netze in der Bereitstellung Bürger verbinden Netze als Endkunden

…neue Geschäftsmodelle für eine „Netzwerks-Ökonomie“… Das bedeutet… …die Entwicklung von neuen politisch/ ökonomischen Aushandlungs-modellen zwischen Stadt und Hinterland… …neue Geschäftsmodelle für eine „Netzwerks-Ökonomie“… …vollkommen neue Industrie- und Energielogistik… …eine „Glokalisierte Gesellschaft“ mit vielschichtiger Identität

Danke für Ihre Aufmerksamkeit! eseia discourse book http://www.eseia.eu/wg1/ www.fussabdrucksrechner.at