Stabilität und was daran falsch ist

Stabilität – wir suchen sie in unserem gesellschaftlichen Leben, in unseren Glaubensvorstellungen, in unserem Privatleben. Ist es da wirklich ein Wunder, dass wir sie auch in der Wissenschaft und Technik suchen? Die Frage ist nur – ist dieser Standpunkt wirklich angebracht?

“Physik ist kompliziert” – behaupten viele. So Leute wie ich, die freiwillig Naturwissenschaften studieren, sind damit nicht ganz einverstanden. Physik ist nicht kompliziert, denn es geht nur um eines – Energie. Entweder ein System gewinnt Energie, gibt Energie ab oder es befindet sich in etwas, was wir thermodynamisches Gleichgewicht nennen – und da passiert “goar nix”. Anders gesagt, das System ist stabil. Das war’s, mehr ist Physik gar nicht.

Irgendwann in der Pubertät fängt man an, bewusst Physik zu lernen. Und gleich in den ersten paar Stunden lernt man, dass, wenn man etwas berechnen möchte, Stabilität nützlich ist – unveränderliche Systeme führen zu Nullen in den Gleichungen, vereinfachte Gleichungen lassen sich besser lösen. Genau hier setzt der Mechanismus “Gleichgewicht ergo Stabilität ist gut” ein.

Was stimmt daran denn bitte nicht?, könnte man fragen. Schließlich möchte ich ja durchaus, dass die Karosserie meines Wagens thermodynamisch stabil ist und nicht rostet. Ich möchte auch nicht, dass sich der Zement der Wände um mich herum unter Sonneneinstrahlung plötzlich zersetzt. Zugegeben. Aber das Problem steckt in der Art und Weise, wie das menschliche Gehirn funktioniert, wie die Natur funktioniert, und im Unterschied darin.

Ein Beispiel: Professor Nocera am MIT sucht nach einem Katalysator für die Spaltung von Wasser. Ist etwas problematisch, da die Reaktion so energiereich ist, dass es jeden Katalysator zersetzt. Völlig frustriert tat der Professor, was der spanische Künstler Gaudí schon vor einem Jahrhundert tat: sich “seine größte Lehrmeisterin”, die Natur, näher angeschaut. Blätter, die Weltmeister der Photosynthese, erneuern ihre Katalysatoren etwa alle 30 Minuten. Nachgeahmt, entstand ein Katalysator aus Cobaltphosphat – unter Strom bildet er einen dünnen Film auf der Elektrode und spaltet Wasser, zersetzt sich dabei – und wird aber unter Strom erneut gebildet und erfüllt seinen Job. Und das ist der springende Punkt: laut Nocera “wollen [wir] etwas, das in seiner Struktur stabil ist. Dabei muss es nur funktionell stabil sein”.

Die Natur kann vieles besser als unsere Technik: sie baut Häuser (siehe Schnecken, Muscheln), betreibt Photosynthese, hat die unglaublichsten Kommunikationswege entwickelt (chemische Warnstoffe bei Pflanzen) und hat das Recycling perfektioniert wie wir es vielleicht nie können werden. Und all das funktioniert ohne strukturelle, ohne nachhaltige Stabilität. In der Natur ist alles dynamisch. Es wirkt vor diesem Hintergrund beinahe wie ein Kontruktionsfehler, wenn man sich das starre, auf “Ewigkeit” gerichtete Denken des menschlichen Gehirns ansieht. Erst in diesem Jahrhundert sind wir auf die Idee gekommen, selbstheilende Materialien (siehe hier und hier) zu designen, obwohl unsere Haut das seit Jahrtausenden kann (schon mal beim Zwiebelschneiden in den Finger geschnitten?). Unsere Haut ist viel empfindlicher als Metall oder Beton – aber dafür sorgt ein kleiner Riss nicht gleich für Totalausfall.

Wir bauen Häuser, indem wir sie möglichst fest, unbeweglich, starr – mit einem Wort stabil bauen. Kaum kommt ein Erdbeben, sackt es in sich zusammen, während die lose zusammengeschusterte Bambushütte daneben einfach stehen bleibt – obwohl sie sich in jedem Windhauch biegt. Vielleicht ist es an der Zeit, mal unsere Fixation auf Stabilität zu überdenken. Wir können gar nicht überreißen, wie viele Möglichkeiten uns eine solche neue Sichtweise bieten könnte. Ich würde sogar soweit gehen und sagen, es ist die Aufgabe der Wissenschaft, genau das zu tun – Naturwissenschaft, wie der Name schon sagt, erforscht die Welt, wie sie ist – nämlich dynamisch. Es ist nicht ihre Aufgabe, das in erster Linie durch die Religion verbreitete Schema der Unbeweglichkeit und Starrheit weiterzuführen.

Auch in unserem Gesellschaftsbild ist nämlich alles unbeweglich – die meisten Menschen mögen Veränderungen überhaupt nicht. Solange alles jeden Tag so geht wie am Tag davor, ist es gut. Nach einer Studie der Universum Student Survey Deutschland 2011 ist für 43% der befragten Frauen und 33% aller befragten Männer ein beständiger Job ein Karriereziel. Ich bin kein Sozialwissenschaftler, aber mich persönlich würde brennend interessieren, ob wir von Natur aus mit Dynamik nicht klarkommen oder ob unsere Erziehung und unser Gesellschaftssystem uns diese Starrheit verschaffen – und ob es uns in letzterem Fall ohne nicht besser ginge. Wir können nämlich mehrere Jahrmilliarden Physik nicht ändern – unsere Umwelt ist dynamisch und wird das auch bleiben. Vielleicht könnten wir damit ja besser umgehen, wenn wir uns diese Dynamik vergegenwärtigen könnten, wenn wir unsere Weltsicht, unsere Lebenseinstellung anpassen könnten.

Erneuerbare Energien – Schlussfolgerung

Es steckt eine ganze Menge Geld in erneuerbaren Energien und Wissenschaftler in der ganzen Welt stecken ihre Forschung in genau dieses spannende und meiner Meinung nach überlebenswichtige Gebiet. Wir verfeuern in diesem Augenblick die letzten Öl und Kohlereserven unseres Planeten. Anders als bei der Milch im Kühlschrank können wir allerdings nicht in den nächsten Supermarkt marschieren und unsere Reserven auffüllen. Gleichzeitig schießen wir CO2, das Jahrmillionen sicher weggesperrt war, wieder in die Atmosphäre und heizen unseren Planeten auf. Bloß – der Planet wird es überdauern. Wir sind diejenigen, die mit überschwemmten Städten ein Problem hätten.

So interessant und spannend Solarenergie auch ist – sich alleine darauf zu versteifen bringt tatsächlich nichts. Gelegentlich ist es Nacht, und auch bei Regen ist die Effizienz zu niedrig um einen Haushalt komplett zu versorgen. Und genau hier kommt das “es sei denn…” In Wirklichkeit verbraten wir nämlich viel mehr Energie als nötig. Manche Dinge sind einfach und könnten durch etwas mitdenken gelöst werden – Beispiel Heizung aus, wenn Fenster offen. Die meisten Heizungen arbeiten über Thermostat: wenn über das Fenster kalte Luft reinkommt, heizt sie mehr, völlig unnötig. Andere Problem kosten schon etwas mehr Investition, lohnt sich aber: Wärmeisolierung heißt das Zauberwort. Natürlich kostet es Geld, wie alle Umbauarbeiten. Aber ich schlage allen mal vor, eine kurze Rechnung aufzustellen, wieviel sie an Heizkosten sparen würden.

Wenn wir unsere Geräte, wie Kühlschrank, Waschmaschine, etc. energiesparender gestalten würden, bräuchten wir weniger Energie – und plötzlich würde ein einzelnes Solarpanel viel “mehr Leistung” bringen. Ist natürlich Quatsch, aber es könnte mehr Geräte versorgen.

Bleibt natürlich das Problem, was mache ich im Winter? Meteorologisch gesehen sind Sonne und Wind oft komplementäre Erscheinungen – eins von beiden ist meistens der Fall. Die Idee kam schon anderen: Hybridsysteme. Man nehme: ein Solarpanel, am besten in Kombination mit Wassererhitzern, dazu eine Windturbine, ein Pack Batterien mit genügend Kapazität für etwa 1-3 Tage, für komplette Sicherheit noch einen Reservegenerator, einmal kräftig umrühren, fertig ist die Energieautonomie. Oder wie wäre es mit einer Kombination Solar-Brennstoffzelle? An sonnigen Tagen wird Wasserstoff produziert, der an regnerischen Tagen in der Brennstoffzelle wieder zu Wasser verbrannt wird. Gerade in abgelegenen Gebieten, wo der Transport der Energie mehr Verluste mit sich bringt als am Ende ankommt, kann man so eine ganze Menge gewinnen.

Was mich zum nächsten Punkt bringt: unser Energiesystem ist zentralistisch ausgelegt. Wer schon einmal versucht hat in Frankreich mit dem Zug von Grenoble nach Bordeaux zu fahren (siehe Karte), weiß, wie unpraktisch Zentralismus sein kann. Bei Stromleitungen oder Fernwärme ist das ganz besonders ungeschickt, weil laut Physik Grundkenntnissen: je länger die Transportstrecke, desto größer die Verluste. Genau da liegt der wahre Wert von erneuerbaren Energien – man benötigt sie nicht in gigantischen Massen um wirklich effizient arbeiten zu können. Anders als bei Kohlekraftwerken oder gar Kernkraftwerken. Ein “minikohlekraftwerk” würde nicht genug Dampfdruck produzieren können, um eine effiziente Energieumwandlung zu gewährleisten. Bei der Sonnenenergie ist es egal, ob 1 Panel herumsteht oder 50, aber man kann das Panel ohne Schwierigkeiten dort aufstellen, wo es gebraucht wird und nicht kilometerweit entfernt. Es gibt natürlich auch Ideen, die Sahara mit Solarzellen zu pflastern. Angesichts der aktuell noch sehr niedrigen Effizienzwerte halte ich das vorerst für Blödsinn. Wenn wir bei 50% Effizienz angekommen sind, können wir weiterreden.

All das sind allerdings peanuts verglichen mit der immensen Energiemenge, die die Menschheit benötigt. Dabei muss man noch beachten, dass nicht nur die aktuell verbrauchte Energie ersetzt werden muss, sondern dass ein Großteil der Menschheit in unwürdigsten Verhältnissen lebt, weil sie eben kein fließend Wasser und Strom haben. Das heißt, die Weltbevölkerung braucht in Wahrheit wesentlich mehr Energie als im Augenblick verbraucht wird. Erneuerbare Energien sind wichtig. Aber sie machen nur Sinn, wenn wir uns endlich zusammenreißen und Energie einsparen. Die Industrie beispielsweise pustet jeden Tag tausende von kWh an Abwärme einfach so in die Atmosphäre oder in die Wassersysteme – je nach Temperatur kann die aber durchaus wiederverwendet werden, z.B. zur Heizung angegliederter Bürogebäude über einen Wärmeaustauscher.

Es gibt einen faszinierenden Gegensatz zwischen der Neuentwicklung von Häusern, die mehr Energie produzieren als sie verbrauchen, oder zumindest so geschickt designt sind, dass sie praktisch mit der Körperwärme ihrer Einwohner heizen und auf der anderen Seite Häusern in so “unterentwickelten” Gegenden wie England, wo einem der Wind durch das nicht vorhandene Fundament pfeift und bei Minusgraden der Schnee auf der Schattenseite der Dächer schmilzt. In einer Welt, wo ein Flug von München nach Frankfurt einen Bruchteil von dem Zugticket kostet, können wir so viele Solarpanele aufstellen, wie wir wollen, unser Energiebedarf wird immer zu hoch sein.

Erneuerbare Energien Teil 6 – Brennstoffzellen

Ehrlich gesagt, Brennstoffzellen gehören zu der Kategorie, wo ich nicht begreife, warum nicht die halbe Welt schon damit funktioniert.Bis zu 80% Effizienz, verschiedene Größen und Formen, manche mit erneuerbarem Wasserstoff zu betreiben.

Es gibt eine Menge verschiedener Kategorien mit unterschiedlicher Effizienz, Größe und Betriebstemperatur. Ich werde hier nicht die technologischen Einzelheiten erklären, obwohl sie wahnsinnig spannend sind (für mehr information, siehe z.B. Fuel Cells on DoITPoMS, oder den Bericht des US Department of Energy (beide in englischer Sprache). Hier geht es in erster Linie darum, wie unglaublich nützlich Brennstoffzellen sind.

Solid oxide fuel cell (DoITPoMS)

Im Grunde macht eine Brennstoffzelle nichts anderes, als einen höchst uneffizienten Schritt in einem Wärmekraftwerk einfach aus der Gleichung herauszuschneiden. Anstatt einen Stoff erst zu verbrennen (wobei es zu Verlusten kommt) und dann damit Dampf zu erzeugen (wobei die Effizienz durch den Carnot-zyklus beschränkt ist und daher nicht weiter gesteigert werden kann), gewinnt die Brennstoffzelle Elektrizität direkt durch eine Redoxreaktion. Es wird z.B. Wasserstoff und Sauerstoff zusammengeführt, aber der Elektronenfluss wird getrennt und kann nützliche Arbeit verrichten. Am Ende kommt dann Wasser heraus. Bei dieser ultrasauberen Technologie gibt es einen großen Nachteil: der Wasserstoff. Da Wasserstoffmoleküle so winzig sind, gibt es fast kein Material auf der Welt, dass sie aufhalten kann. Man kann ihn einfach nicht richtig lagern. Es gibt allerdings Versuche, Wasserstoff quasi in einem Metall in leicht gebundener Form zu lagern, z.B. mit Lithiumnitrid, oder wie in einem Schwamm in einem lockeren Kristallgitter, z.B. aus Metallo-organischen Verbindungen. Herzustellen ist Wasserstoff zum Beispiel durch elektrische Spaltung von Wasser, der Strom dazu könnte mit Solarzellen produziert werden.

Alternativ wäre es möglich, kurzkettige Kohlenstoffverbindungen (z.B. aus Biogas) in die Brennstoffzelle einzuspeisen. Dabei entsteht zwar auch wieder CO2, aber die hohe Effizienz würde das vertretbar machen, besonders wenn man anderswo CO2 einspart, in Autoabgasen beispielsweise. Diese Sorte Brennstoffzellen (SOFC genannt, weil sie einen festen Electrolyten haben) arbeitet bei sehr hohen Temperaturen (ca. 800°C) und die heißen Abgase können daher entweder zur Fernwärme oder in einer Turbine zusätzlich genutzt werden. Damit erreicht man eine Gesamteffizienz von über 80%, etwas, was kein Kohlekraftwerk dieser Welt jemals erreichen wird.

Im Rahmen der Elektromobilität wird ja bereits viel mit Brennstoffzellen gearbeitet, aber es scheint weniger verbreitet zu sein, sie auch zur Versorgung von Haushalten einzusetzen, zumindest in Europa. Warum, ist mir allerdings ein Rätsel.

Ungarn und die Freiheit

Aufgrund der aktuellen Misstände in meiner zweiten Heimat muss ich hier mal etwas weniger naturwissenschaftlich und mehr politisch werden. Während die da mein schönes Ungarn kaputtmachen, möchte ich mal eine Geschichte erzählen, von einer doch recht turbulenten und ziemlich alten Beziehung zwischen Ungarn und der Freiheit.

Wir steuern derzeit wieder mal auf den 15. März zu. Nur zur Erinnerung, am 15. März 1848 erhoben sich die Ungarn, um sich den verschiedenen burgoisistischen Revolutionen in Europa anzuschließen. Allerdings ging es für Ungarn um mehr als sozialpolitische Fragen – es ging um die Freiheit von Habsburg, für einen ungarischen Nationalstaat, für Selbstverwaltung der eigenen Angelegenheiten. Erstaunlich war daran nur, dass – Zitat Jókai – sich David gegen Goliath erhob, das kleine, fast vergessene Ungarn gegen eine Großmacht Europas, und sich so gut gegen sie behauptete, dass die Österreicher das Russische Imperium zur Hilfe rufen mussten, um Ungarn niederzuschlagen. Das ist, als würde heute Deutschland die Hilfe Amerikas erbitten, um mit Belgien fertigzuwerden – mehr oder weniger. Über die eigenen Sorgen ist der ungarische Freiheitskampf in der westlichen Geschichtsschreibung (zumindest was den allgemeinen Kenntnisstand betrifft, ich spreche nicht von Forschern, die sich dem Thema intensiv widmeten) eher untergegangen, aber die Ungarn sehen sich als die strahlenden Helden der Freiheit (wobei man nicht vergessen darf, dass sie sich damals nicht um die Aufhebung der Leibeigenschaft gekümmert haben…).

1956 – der ungarische Freiheitskampf der Neuzeit. Die Studenten Ungarns kämpfen für Demokratie und einen unabhängigen Nationalstaat, und für einige Tage gelingt ihnen das auch. Nur um das nochmal klarzustellen: ca. 2500-3000 Menschen waren bereit, für Werte wie Presse- und Meinungsfreiheit, Versammlungsfreiheit, Selbstbestimmung und politische Gerechtigkeit ihr Leben zu lassen, und das vor nicht einmal 60 Jahren!

1989 kämpfen die Ungarn wieder an vorderster Front mit um die Sowjetunion endgültig zu Fall zu bringen, um sich die Demokratie zu erkämpfen, von der sie seit so langer Zeit träumten. Ich möchte hier keine einseitige Darstellung dessen liefern, dass die Ungarn das demokratischste oder freiheitsliebendste Volk der Welt sind, denn das wäre gelogen. Die Unterdrückung der Frau juristisch und sozial, die Leibeigenschaft, und viele andere Beispiele aus der Geschichte Ungarns sprechen dagegen. Aber ich möchte hier zeigen, dass die Ungarn ihre Freiheit durch die Jahrhunderte hindurch schätzten und bereit waren, dafür zu kämpfen. Im Grunde möchte ich hier die Frage stellen: WAS ZUM TEUFEL IST SCHIEFGEGANGEN???

Da ich nicht in Ungarn lebe, muss ich mich auf die Berichte von Freunden, Verwandten und Bekannten verlassen, sowie die Eindrücke, die ich bei meinen Besuchen mitnehme. Und dann gibt es noch sehr nützliche Blogs wie Pusztaranger, die ab und zu genauer hinschauen und einem zur Abwechselung mal Fakten präsentieren.

Mal abgesehen davon, dass die Lebensqualität drastisch sinkt, finde ich es noch bedenklicher, dass die Werte, für die so lange gekämpft wurde, sinken. Ich höre es immer wieder, dass man vorsichtig sein muss mit dem, was man sagt. Es gab schon Zeiten, wo man sich beherrschen musste, wo man nicht unbedenklich seine Meinung kundtun konnte, ohne gleich sozial oder beruflich Nachteile davonzutragen. Das scheint wieder erreicht zu sein.

Pressefreiheit ist inzwischen sowieso ein Fremdwort geworden. Népszabadság hat eine “Nachrichtenmatrix” auf seiner Homepage:

Wie deutlich zu sehen ist, wird einem gleich gezeigt, welche Nachrichten “lesenswert” sind und welche man gar nicht erst zu beachten braucht. Interessanterweise sind es meistens die kleinen Kästchen mit unlesbarer Schrift, die die Links zu wirklich interessanten Artikeln verdecken.

Nun eine kleine Kostprobe des Schreibstils:

“A közlemény szerint Róth Péter, a párt városi elnöke a történtekről kedden értesült a demonstráció egyik – magát megnevezni nem kívánó – résztvevőjétől, akinek az elmondása szerint a tüntetésről hazatérő néhány fős csapatot a város egyik forgalmas közterületén erőfölényben levő, szervezett csoport benyomását keltő ismeretlenek támadták meg, s előbb szidták, később tettleg is bántalmazták őket.

A testi sértésen túl megtaposták, meggyalázták a nemzeti lobogót, megrongálták a demonstrációról hazatérőknél levő transzparenseket – állítja a közlemény.

“A támadók magyarságukban, emberi méltóságukban és becsületükben is megsértették a Magyarország kormánya melletti kiállásukat felvállaló fehérváriakat, gyalázkodó és obszcén kifejezésekkel illetve őket” – olvasható a közleményben.”

Zu Deutsch:

“Dem Bericht nach erfuhr Peter Roth, der Stadtvorsitzende der Partei am Dienstag von den Geschehnissen, durch einen – anonym bleiben wollenden – Teilnehmer”  – klingt nach einem anonymen Denunziationsbrief à la Monte Cristo. – “Nach seiner Beschreibung befand sich eine kleine Gruppe der Teilnehmer auf dem Heimweg von der Demonstration, als sie auf einem belebten Ort von sich in der Überzahl befindlichen und organisierten Eindruck machenden Unbekannten angegriffen worden seien.” Sie erweckten also einen organisierten Eindruck und griffen feige die Minderheit an. Nur um gleich festzuhalten, wer die Bösen sind, und dass das Böse mit Prinzip handelt. “Sie griffen die Demonstranten verbal wie tätlich an.

“Darüber hinaus zertrampelten und entehrten die Nationalflagge und zerstörten die Transparente der Heimkehrenden – behauptet der Bericht” – Besonders interessant. Zur Zeit scheint Entehrung der Nationalflagge, der Nationalfarben, des Nationalpudels (wenn’s einen gäbe) zu den größtmöglichen Verbrechen zu zählen und man macht sich dessen schnell schuldig. Mittelstufe, Geschichtsunterricht, Neuzeit – klingelt’s? Wo der kleinste Kritikpunkt an der Regierung als Hochverrat ausgelegt wird, fühle ich persönlich mich ein wenig unter Druck gesetzt. Patriotismus und Stolz auf seine Heimat sind Gefühle, die jedem zustehen. Ich finde auch nicht, dass das Herumtrampeln auf Nationalflaggen zum guten Ton gehört, doch viel lieber Nationalflaggen als Roma, und Romaprügeln scheint sich zum neuen Nationalsport zu entwickeln – verbal, tätlich und psychisch. Der Nachsatz “behauptet der Bericht” ist besonders trickreich. In der Entrüstung über den verletzten Nationalstolz liest der Durchschnittsleser diesen dezenten Hinweis auf den unbewiesenen Status der Meldung nicht mehr. Abgesehen davon stellt man im Ungarischen, wenn man etwas betonen will, das besagte Etwas an den ANFANG des Satzes – der Schluss ist also per Definition eher den unbedeutenden Deteils reserviert.

Weiter im Text: “Die Angreifer beleidigten die Fehervarer, die ihrer Unterstützung der Regierung Ausdruck verleihten, in ihrer Eigenschaft als Ungarn, in ihrer Menschenwürde und Ehre durch erniedrigende und obszöne Ausdrücke – im Bericht nachzulesen.” Weil ich mich nicht wiederholen möchte, werde ich hier nur auf die symbolträchtige Reihenfolge der Beleidigungen hinweisen: es ist also schlimmer, wenn meine “Ungarnheit” (im Ungarischen tatsächlich ein Wort!) verletzt wird, als wenn meiner Menschenwürde das gleiche widerfährt?

So gesehen finde ich die neuen Bestimmungen der Verfassung doch wieder logisch. A.C. Grayling beschreibt in seinem Buch, wie eine Freiheit nach der anderen dem subjektiven Sicherheitswunsch und sogenannten Antiterrorschutz geopfert wird. In Ungarn sieht es mit der Sicherheit nicht besonders gut aus, am wenigsten, wenn man “wie ein Zigeuner aussieht” – die Prügelknaben sehen selten genauer nach. Und als “Chinese” – nach unwiderlegbaren Faschistenlogik jeder Asiat natürlich -, Araber, Schwarzer oder wie auch immer sonst gearteter “Nicht-Ungar” fühlt man sich auch nicht gerade beschützt.

Nein, wir opfern unsere Freiheit der “ungarischen Ehre”, der berühmten “Ungarnheit” – nebenbei, es scheint völlig in Ordnung zu sein, wenn Jobbik – einige der schlimmsten unter den nationalistischen Faschisten, die zur Zeit ihr Unwesen treiben – die Europaflagge öffentlich verbrennt.

Natürlich muss man den Otto-Normalbürger, der nur sieht, wie der Mindestlohn sinkt und die Regierung plant, seine Rente zur Schuldenfinanzierung einzuziehen, von diesen Tatsachen ablenken und in ihm genug Hass wecken, um die schwindenden Anhängerzahlen irgendwie wieder wettzumachen. Am besten funktioniert das? – richtig, mit Paranoia. Also erzähle ich einfach häufig genug, dass sich die EU, die jüdische Weltverschwörung der USA mit den Russen verbündet hat um Ungarn zu kolonialisieren und den ungarischen Ministerpräsidenten zu ersetzen. Klingt unlogisch? – Macht nichts, erzählt man es oft genug, fangen die Leute an, es zu wiederholen. Hauptsache, alle anderen sind gegen uns, die Regierung unsere letzte Hoffnung und alle panisch genug um weder die drastische Verschlechterung ihrer Lebensumstände, noch das Verschwinden der Demokratie zu bemerken.

Ich bin Grayling’s Meinung – bloß, weil die Vorfahren dafür gekämpft haben und dafür gestorben sind, heißt das noch lange nicht, dass es eine gute Sache war (siehe amerikanischer Sezessionskrieg), aber wenn Tausende es für gut genug hielten, um ihr Leben dafür zu geben, dann sollte man vielleicht zweimal drüber nachdenken, ob man die Freiheiten, die mit soviel Blut errungen worden sind, wirklich so leichtfertig über den Haufen werfen sollte, sobald ein größenwahnsinniger Möchtegern-Autokrat namens Orbán den Befehl dazu gibt. Ein Land, dass 5 Jahrhunderte der Fremdherrschaft überdauerte, ohne seine Kultur oder Mentalität aufzugeben, das sich die Freiheit zurückeroberte, ist gerade dabei, sich mit dem größten Eifer selbst zu versklaven und merkt es noch nicht einmal.

Was mir Hoffnung macht – es gibt Leute, die sich wehren, MILLA (“Eine Million für die Pressefreiheit”) z.B., 100 000 Demonstranten am 2.1., es gibt Leute, die ihren Schädel noch einsetzen, z.B. die ihre kritischen und durchaus argumentativen Kommentare auf Nepszabadság online hinterlassen.

Was mir Angst macht ist die unglaubliche Polarisierung im Land, diese furchtbare “mit uns oder gegen uns”-Einstellung, die die Leute in zwei radikalisierte Lager treibt, welche früher oder später mit Fackeln und Forken aufeinander losgehen wird. Ich bekomme das Gefühl, Ungarn bewegt sich auf Messer’s Schneide, und sie wird immer schärfer. Die Frage ist, auf welcher Seite werden wir hinunterstürzen…

Erneuerbare Energien Teil 5 – Geothermie

Es gibt zwei Argumente gegen erneuerbare Energien, die Innovationsgegner wie ein Mantra unablässig wiederholen. Nummer eins: “Das ist ineffizient”. Nummer zwei: “Das ist unzuverlässig”. Ineffizient stimmt einfach nicht – die meisten erneuerbaren Energieformen sind sogar wesentlich effizienter als ein Kohleheizwerk, vorausgesetzt man rechnet richtig, also setzt die Energie zu Beschaffung und Transport der Rohstoffe sowie den Abtransport des Abfalls auf der Plus-Seite mit auf die Rechnung. Zum Thema unzuverlässig sehen wir uns mal das Thema Geothermie näher an.

Zugegeben – die Sonne scheint nachts nicht, und Wind weht auch nicht immer. Was allerdings ununterbrochen und für die nächsten paar Millionen Jahre auch weiterhin verfügbar ist, ist die Hitze des Erdkerns. Es gibt die verschiedensten Möglichkeiten, diese Hitze zu nutzen, welche in zwei große Bereiche eingeteilt werden können: Tiefengeothermie (in Deutschland meist ab einer Tiefe von mehr als 400m) und oberflächennahe Geothermie. Hierbei spielt auch eine Rolle, ob man die Hitze von radioaktiven Zerfällen im Erdkern bzw. Restwärme aus der Erdentstehung nutzen möchte, oder ob man die gespeicherte Sonnenenergie in der Erde nutzt.

In der Tiefengeothermie kann man entweder heißes Wasser direkt aus der Erde pumpen, oder über ein spezielles Verfahren Wasser von der Oberfläche in heiße Gesteinsschichten injizieren. Dieses wird erwärmt und tritt über eine zweite Bohrung wieder an die Oberfläche. Es bietet sich an, die im Wasser gespeicherte Hitze über einen Wärmetauscher zur Fernwärme zu nutzen (wesentlich sicherer als ein Heizkessel in der Wohnung) oder man erhitzt mit dem Wasser eine Flüssigkeit mit niedrigem Siedepunkt um Dampf für eine Turbine zur Stromerzeugung herzustellen. Somit kann dasselbe Wasser viele Male durch das heiße Gestein gepresst werden.

Geeignete Gesteinsschichten finden sich meistens in 3-6 km Tiefe und müssen durch ein spezielles Verfahren mit Rissen und Spalten für das zu erhitzende Wasser versehen werden. Die Erschließung eines solchen “Erdofens” ist also nicht ganz unkompliziert, aber dafür wird danach die Energie quasi umsonst produziert, und zwar definitiv länger als die Menschheit sich beherrschen und die totale Ausrottung verhindern kann. Nur der hohe Druck für die Wasserinjektion in die Gesteinsschicht muss erzeugt werden.

Die oben beschriebenen Techniken können wie gesagt Wärme und Strom liefern, während bei Wärmeaustauschsystemen in der oberflächennahen Geothermie sowie bei Tiefensonden nur die Wärme nutzbar ist. Im ersten Fall liegt das an zu geringen Temperaturen für Dampfproduktion, im zweiten Fall an der geringen Wärmeaustauschfläche von tiefen Erdsonden.

Eine oberflächennahe Erdwärmesonde nutzt die Tatsache, das ab etwa 15-40m Tiefe die Temperatur des Bodens pro 100m Tiefe um 3°C zunimmt. Erdwärmesonden transportieren eine Trägerflüssigkeit in eine Tiefe von etwa 50-160m Tiefe, wo sie sich erwärmt. Diese Wärme wird dann an das Heizungssystem im Haus weitergegeben. Erdwärmesonden haben den Vorteil, dass sie sehr wenig Platz benötigen, während Wärmekollektoren, die in bis zu 160cm Tiefe die gespeicherte Sonnenenergie nutzen, eine Fläche von bis zu 250m² für die Heizung eines Einfamilienhauses brauchen.

Oberflächennahe Geothermie funktioniert nur über die Zwischenschaltung einer Wärmepumpe, ist dafür aber mit wesentlich weniger Investitionskosten verbunden und kann auf lokaler Ebene gut genutzt werden. Zum Teil können schon in tiefliegenden Bauteilen (Stahlbetonträger von Hochhäusern z.B.) verlegte Kunststoffrohre mit einer Wärmeträgerflüssigkeit zur Heizung eines Gebäudes beitragen.

Um noch einmal auf Gegenargument Eins zurückzukommen: wieviele Haushalte können tatsächlich von einem Geothermiekraftwerk versorgt werden? Österreichs bislang größtes Geothermie-Fernwärme Projekt wird in naher Zukunft bis zu 1450 Haushalte in Ried und Mehrnbach versorgen können. Die Investitionen betragen mehr als 20 Millionen Euro, um das Heißwasseraquifer zu erschließen und die Haushalte anzuschließen. Das klingt zwar nach einer ganzen Menge Geld, aber andererseits müssen sich die Bürger von Ried bis zum Lebensende ihrer Urururur….urenkel keine Sorgen mehr um die Energieversorgung machen. Rechnen Sie mal aus, wieviel Sie dieselbe Zeitspanne in herkömmlich produzierter Energie kosten würde…ignorieren wir einmal die Tatsache, das fossile Brennstoffe spätestens für Ihre Urenkel wohl nicht mehr verfügbar sein werden.

Fazit: erneuerbar ist hier das falsche Wort – “ewig” (zumindest in menschlichen Maßstäben) ist schon passender.

Erneuerbare Energien Teil 4 – Wasserkraft

Die ältesten durch Wasserkraft angetriebenen Schöpfräder waren schon im 5. Jh. v. Chr. in Mesopotamien im Einsatz. Daher ist es erstaunlich, wie wenig der Mensch die Vielseitigkeit von Wasserkraft sich zu Nutzen macht.

Es stimmt – Wasserkraftwerke gibt es; etwa 5% der weltweiten Stromversorgung wird durch Wasserkraft gedeckt. Besonders in Gegenden mit großen Höhenunterschieden, sodass die kinetische Energie des fallenden Wassers den Aufwand effizient gestaltet. Wie immer, bringt so ein Wasserkraftwerk gewisse Probleme mit sich. Manchmal besteht das Problem darin, dass Wasser erst von unten nach oben gepumpt werden muss um die nötige Wassermenge zur Verfügung zu haben (Pumpkraftwerke). Diese werden in erster Linie als Energiespeicher genutzt: in Zeiten, wo wenig Strom gebraucht wird, kann dieser die Pumpen antreiben, sodass zu Zeiten mit hoher Nachfrage Strom erzeugt werden kann, indem das Wasser abgelassen wird. Dafür braucht man letzten Endes eine zusätzliche Möglichkeit der Stromgewinnung.

Staukraftwerke stellen eine Herausforderung dar, was die fortgesetzte Schiffbarkeit des aufgestauten Flusses darstellt. Außerdem entstehen Umweltprobleme wie erhöhte Wassertemperatur, die am Assuanstaudamm die Vermehrung parasitärer Weichtiere förderte, oder auch Unterbrechung der Wanderrouten von Fischen. Andererseits erreichen Wasserkraftwerke eine Effizienz zwischen 60 und 70%, was schon außerordentlich gut ist.

Was zur Zeit noch viel zu wenig genutzt wird ist jedoch die immense Kraft der Meere und Ozeane.

1966 wurde das Gezeitenkraftwerk bei Saint-Malo an der französischen Atlantikküste in Betrieb genommen, welches die Unterschiede der potenziellen Energie des Wassers bei Ebbe und Flut nutzt. Als man feststellte, dass die ökologischen Eingriffe zu groß waren, hielten viele die Nutzung des Meeres zur Stromgewinnung für gestorben. Doch dann viel der englischen Regierung auf, dass sie auf einer Insel sitzen und jeden Tag ungezählte Wellen an ihre Küsten donnern. Plötzlich waren Möglichkeiten gefragt, Energie aus der Wellenbewegung zu gewinnen. Quasi sämtliche Projekte wurden unter der derzeitigen Regierung wieder eingestellt – nicht effizient genug.

Zum Glück brauchten die Schotten mal wieder ein Projekt, ein Gesetz, irgendetwas, um die Engländer ein wenig zu ärgern. Prompt gründeten sie ihr eigenes Insitut, übernahmen die Projekte und setzen nun die ersten Prototypen von “Oyster” und “Atlantis” erfolgreich ein. Für eine detaillierte Beschreibung der Operation von “Oyster” hier klicken. Es erinnert ein bisschen an eine große gelbe Tonne, Spielball der Wellen. Bloß, dass am Ufer eine Turbine arbeitet und Energie erzeugt. Atlantis – 1MW Leistung! – besteht aus zwei unter Wasser angebrachten Propellern, die durch die Meeresströmung angetrieben werden. Da sie sich sehr langsam drehen, stellen sie für Meerestiere kaum eine Bedrohung dar. Der zweite Geniestreich: solange der Mond sich nicht in Antimaterie auflöst, wird es die Gezeiten geben. Und solange können wir diese unbändige Energie auch nutzen, konstant, zuverlässig, ohne Ausfälle. Kein Wunder, dass es die Schotten juckte, das für sich zu entwickeln. “Oyster” alleine könnte, wenn alle nutzbaren Gegenden der Erde erschlossen werden, 600 GW Energie zur Verfügung stellen – zur Erinnerung: über 20% des weltweiten Energieverbrauchs!

Erneuerbare Energien Teil 3 – Kernfusion

Zugegeben: Kernenergie ist nicht gerade das, was einem als erstes in den Sinn kommt, wenn man an regenerative Energien denkt. Streng genommen gehört sie ja auch nicht wirklich zu den erneuerbaren Energieformen, da ein Element unwiederruflich in ein anderes umgewandelt wird. Dennoch denke ich, dass sie hier Erwähnung finden sollte.

Warum wenden wir uns überhaupt den erneuerbaren Energien zu? Ein Grund ist sicherlich der CO2-Ausstoß herkömmlicher Energieformen, wie zum Beispiel Kohlekraftwerke. Andererseits benötigt die Menschheit aktuell etwa 13TW – andauernd. Und das, obwohl ein ethisch völlig unvertretbarer Anteil der Menschheit kaum Zugang zu Elektrizität, geschweige denn fließend Wasser hat (von Warmwasser will ich gar nicht erst anfangen). Und die Ressourcen, die wir da täglich verfeuern, schwinden – Kohle, Öl, Gas. Aber der Energiebedarf wird in Zukunft eher noch steigen, also müssen neue Quellen aufgetan werden. Atomkraft – und zwar Fission, also Kernspaltung – schien zunächst des Rätsels Lösung zu sein: extrem hoher Brennwert, ergo geringer Verbrauch. Problematisch gestaltet sich erstens die Sicherheit – siehe Japan – zweitens die Entsorgung hochgradig radioaktiver Abfälle und Bausubstanzen. Bei der Fusion kann jedoch zumindest das zweite Problem stark eingedämmt werden.

Es gibt mehrere mögliche Reaktionen, aber prinzipiell läuft es darauf hinaus, dass zwei Wasserstoffkerne zu einem Heliumkern verschmolzen werden und dabei Energie frei wird, indem nämlich Masse eliminiert wurde. Anders gesagt, die Masse des Heliumkerns ist weniger als die Summe der Massen der Wasserstoffkerne und die Differenz ist nutzbare Energie. Fusion bietet drei Vorteile: erstens ist Wasserstoff auf der Erde in solchem Überfluss vorhanden, dass die Menschheit mit 100%iger Wahrscheinlichkeit eher ausstirbt als den globalen Vorrat am Element Wasserstoff aufzubrauchen. Obwohl die Technik also nicht wirklich regenerative Ressourcen verwendet, kann man vermutlich guten Gewissens davon ausgehen, dass Wasserstoff für lange Zeit nicht knapp wird – wesentlich länger als Öl oder Gas.

Zweitens ist die Halbwertszeit des radioaktiven Kerns viel geringer als bei Kernspaltung – nach 300 Jahren ist so ein Reaktor ungefähr so radioaktiv wie ein Häufchen Kohlestaub und bereits nach 50 Jahren ist die Gefährlichkeit stark gesunken. Die Endlagerung läuft also statt auf Jahrtausende auf Jahrhunderte hinaus.

Drittens ist auch das Gefahrenpotenzial eines Fusionsreaktors als wesentlich geringer einzustufen, da bei Fusion keine kritische Masse an Brennstoff nötig ist und sich daher geringere Mengen zur selben Zeit im Reaktor befinden. Außerdem stoppt die Reaktion schlagartig, wenn der Brennstoffzulauf unterbrochen wird oder Druck- und Temperaturverhältnisse nicht mehr stimmen. Daher kann es weder zur Kernschmelze kommen, noch kann ein GAU enstehen wie im Falle von Fissionsreaktoren.

Wie immer gibt es Probleme, die noch gelöst werden müssten. Zunächst einmal ist die Arbeitsweise eines Fusionsreaktors (zumindest der derzeit funktionsfähigen Modelle) zyklisch statt kontinuierlich. Das bedeutet, dass es mal Strom gibt und mal nicht, was dem Verbraucher schwer verkauft werden kann. Ein weiteres Problem besteht – mal wieder – in den Materialien: die Physik funktioniert wunderbar, aber um es mal auf gut deutsch zu sagen: keiner hat eine Ahnung, woraus das Zeug gebaut werden soll. Erstens müssen Materialien hohen Temperaturen standhalten (handelsüblicher Stahl fällt weg), starken zyklischen magnetischen Belastungen gewachsen sein, durch Neutronenbeschuss keine radioaktiven Isotope mit langer Halbwertszeit entwickeln (das war’s für Aluminium), und vor allem nicht kriechen. Ach ja, und zu teuer sollten sie auch nicht sein (also streichen wir gleich mal unseren guten alten Freund Nickel von der Liste). Nicht, dass es keine Ideen gäbe, z.B. ODS Legierungen – Stahl, welcher durch eine Dispersion aus Oxiden gehärtet wird. Aber die Herstellung von diesem Material ist nun einmal kostspielig.

Obwohl das Brenmaterial in großen Mengen vorhanden ist, benötigt man auch Helium, zum Kühlen der Supraleiter, zum Spülen des Reaktors – und Helium ist nun einmal selten und dementsprechend teuer. Wobei man natürlich am Rande erwähnen könnte, dass ja die Fusion Helium produziert. Sollte es also möglich sein, dieses Helium einzufangen, würde die globale Verfügbarkeit erweitert werden.

Alles in allem darf man nicht vergessen, dass Fusion zwar sicherer ist als Fission – aber es handelt sich nichtsdestotrotz um Kernphysik. Tritium ist hochreaktiv, wenn es auch rasch zerfällt, und könnte außerdem zur Anreicherung von Uran und Plutonium für militärische Zwecke verwendet werden. Schnelle Neutronen können das Material des Reaktors aktivieren. Durch die entstehende Hitze müssten viele Komponenten regelmäßig erneuert werden, und das in einer radioaktiven Umgebung (nebenbei: diese Komponenten bestehen zum Teil aus nicht so umfassend verfügbaren Elementen). Zu guter Letzt: so kurz 50 Jahre auch erscheinen mögen, erscheint es mir persönlich nun doch etwas riskant, einfach davon auszugehen, dass innerhalb dieser 50 Jahre nicht unvorhergesehenes passiert, was zu einer radioaktiven Katastrophe führen könnte.

Das vorhandene Tritium mag noch gut 30 Mal so lange halten, wie die Sonne noch zu leben hat – aber schlussendlich wird hier mal wieder in ein labiles Gleichgewicht eingegriffen, indem die Mengenverhältnisse von Elementen zu einander geändert werden – ich wiederhole: unwiederruflich! – und niemand kann vorhersagen, wozu das führt. Anhänger der vereinfachten Chaostheorie wie meine Wenigkeit (Sie wissen schon: ein Schmetterling im Oberammergau schlägt mit den Flügeln und Miami wird vom Wirbelsturm hinfortgefegt) müssten eigentlich schlussfolgern, dass man möglicherweise etwas Vorsicht walten lassen sollte – schließlich gibt es doch so viele Alternativen, die viel weniger in das natürliche Gleichgewicht der Dinge eingreifen.