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Begegnungen
Schriftenreihe des Europa Institutes Budapest, Band 16:105–117.

GYÖRGY VAJDA

Energieressourcen

 

Primäre Energiequellen

In der Natur sind vielerlei zur Arbeitsleistung anwendbare Kräfte – primäre Energieressourcen – zu finden. Das Energieangebot wird in einem hohen Maße um die aus den primären Energieträgern herstellbaren vielen sekundären Energieträger erweitert: elektrische Energie, erzeugte Gase (z. B. Stadtgas, Wasserstoff, Hochofengas), Destillationsprodukte (z. B. Benzin, Dieselöl, Koks), Wärmeträger (Dampf, Gase, Flüssigkeiten usw.)

 

PRIMÄRE ENERGIEARTEN

Ausgehende Energiequellen

Regenerative Energieressourcen

mineralische Heizstoffe
  Kohle
  Erdöl
  nicht konventionelles Öl
  Erdgas
  nicht konventionelles Erdgas

Solarenergie

  Sonnenstrahlung

  Photosynthese

  Windenergie

  Energie des fließenden Wassers

  Meeresströmungen

  Temperaturunterschied des Meeres

  Wellen des Meeres

Nukleare Treibstoffe

  Spaltmaterialien

  Gezüchtete Materialien

  Materialien der Fusion

  Radioisotopen

Biologische Energie

  Muskelkraft

  Biomasse

  Mikrobiologische Reaktionen

Geothermische Energie

  Konvektive Wärmeträger

  Konduktion

  Heiße Felsen

Gravitation

  Gezeiten

  Anziehung der Himmelskörper

Sonstige Brennstoffe

Kosmische Einflüsse

exothermische Reaktionen außer der Verbrennung

 

 

Die Unterscheidung zwischen den ausgehenden und den regenerativen Energiearten ist nicht ganz korrekt und hängt vom Maßstab der menschlichen Tätigkeit ab. Auch die ausgehenden Energien reproduzieren sich meistens (z. B. bilden sich auch heute Kohle und Erdöl), doch gehen die Ressourcen aus, wenn ihre Ausbeutung rascher erfolgt, als die Geschwindigkeit ihrer Reproduktion ist. Bei den regenerativen Energien kann es auch vorkommen, dass die Ausbeutung zum Hindernis der Erneuerung wird (z. B. die Abholzung der Wälder), und letzten Endes wird in 5 Milliarden Jahren auch die Sonne auskühlen. Eine wesentliche Anforderung der dauerhaften aufrechterhaltbaren Entwicklung ist, dass die Tätigkeit des Menschen nicht zur tatsächlichen Erschöpfung der ausgehenden Ressourcen führen und auch nicht die Erneuerung der regenerativen Energien verhindern soll.

 

Nutzbare Energiequellen

Gegenwärtig beruhen rund 80 % der primären Energieverwendung der Welt auf mineralischen Brennstoffen. Aufgrund der realen Schätzung der Möglichkeiten der Energetik wird sich diese dominierende Rolle der mineralischen Brennstoffe innerhalb weniger Jahrzehnte nicht verändern. Am Horizont sind einstweilen keine wirtschaftlich wettbewerbsfähigen, die Energieversorgung grundlegend beeinflussenden neuen Möglichkeiten aufgetreten. Häufig kann man jedoch rasche Veränderungen fordernden Meinungen begegnen, deren Vertreter die Dringlichkeit mit den die naheliegende Erschöpfung der Kohlenwasserstoffreserven der Welt vorhersagenden Prognosen begründen.

Die erhofften Vorkommen sind viel größer als die nachgewiesenen, ihr Vorhandensein wird von geologischen Forschungen unterstützt, doch sind die Vorkommen nicht detailliert erforscht.

Erdöl

Unter den Energieträgern spielt das Erdöl die führende Rolle, wegen seiner strategischen Bedeutung ist die Erdölversorgung ein determinierender Faktor der Energiepolitik der Länder.

Die gegenwärtig bekannten geologischen Erdölvorkommen der Welt machen 135 Gt aus, was für mehr als vier Jahrzehnte den gegenwärtigen Stand der Förderung sicherstellt. Die in Betracht zu ziehenden endgültigen konventionellen Vorkommen werden aufgrund der gegenwärtigen Kenntnisse auf 280 Gt geschätzt. Von den Ereignissen in den 1970er Jahren wurden umfangreiche Forschungs- und Entwicklungsprogramme zur Ausbeutung der nicht konventionellen Erdölquellen, zur Herstellung von Treibstoffen aus Kohle und Biomasse, zur Schaffung der Bedingungen der energetischen Anwendung des Wasserstoffs angeregt. Die Ergebnisse dieser Programme bieten zahlreiche Möglichkeiten zum Ersatz der Erdölprodukte, doch sind sie bei den jetzigen Ölpreisen nicht wettbewerbsfähig.

Für den Ersatz der konventionellen Erdölförderung sind die nicht konventionellen – stark an die Gesteine gebundenen – Erdölvorkommen von Bedeutung (z. B. Erdölschiefer, Bitumensand). Den geförderten Gesteinen kann das Öl mit einem thermischen Verfahren entzogen werden, einige Vorkommen sind schon in Betrieb genommen worden. Was die Schätzungen der Vorkommen anbelangt, sind diese weit von der Vollständigkeit entfernt, diese hängt auch von der für die Förderung als maßgeblich aufgefassten Konzentration ab. Das in l kg Gestein enthaltene Erdölvorkommen, das aus dem Erdölschiefer mit einer Ölkonzentration von 0,1–0,4 l entnommen werden kann, wird für die Größenordnung der konventionellen Vorkommen, in der Konzentrationszone von 0,04–0,1 jedoch für eine Größenordnung höher gehalten. Die aus den ölhaltigen Sanden (mit Öl, Pech, Bitumen, Asphalt) gewinnbaren Vorkommen werden für noch größer gehalten.

Mehrere Verfahren existieren zur Herstellung von flüssigen Kohlenwasserstoffen aus Kohle, mit diesen wurden im Zweiten Weltkrieg in Deutschland auch betriebsmäßig Treibstoffe für Schiffsmotoren hergestellt. In Südafrika wird diese Technologie auch gegenwärtig verwendet. Mit diesen kann erforderlichenfalls auch das gewaltige Kohlenvorkommen in den Dienst des Ersatzes gestellt werden.

Eine weitere Möglichkeit ist die Herstellung von Motortreibstoffalkohol (Methanol, Ethanol) bzw. von Dieselöl ersetzenden organischen Ölen mit Verfahren der chemischen Industrie aus der Biomasse. Zu solchen Zwecken wird auch die Anlegung von Energiepflanzungen auf den der landwirtschaftlichen Produktion entzogenen Flächen vorgeschlagen, diese wurden in Brasilien in großem Umfang auch realisiert. Durch all das wird unterstützt, dass der Ersatz bzw. die Substitution des Erdöls realisierbar ist, man braucht auch langfristig keine Befürchtungen zu hegen, dass die Versorgung mit flüssigen Kohlenwasserstoffderivaten unmöglich wird, doch wird dies einen hohen Preis kosten.

In Ungarn ist Erdöl von guter Qualität zu finden, doch nur in bescheidenen Mengen, die zu verarbeitende Menge liegt bei 18 Mt. Die Geologen hoffen nicht auf die Entdeckung von weiteren bedeutenden Erdölvorkommen, da das Land schon gründlich erforscht wurde. Im Interesse der rationellen Reservenwirtschaft ist die Tendenz der Erdölförderung sinkend, bis zum Ende des Jahrhunderts ist 1 Mt vorgesehen, was kaum 10 % des Bedarfs deckt.

Erdgas

Die Verwendung von Erdgas nimmt auf der ganzen Welt rasch zu, sein Anteil an der Energiebilanz der Erde erreicht den des Erdöls. Zum größten Teil wird es als Heizmaterial verwendet, auch seine Verwendung zum Antrieb von Schiffsmotoren beginnt, bedeutend ist auch seine Nutzung als Grundstoff der chemischen Industrie. In den letzten Jahren sind die bekannten Erdgasvorkommen der Erde rascher gestiegen als die Förderung, hierbei spielt der Zugang zu den Vorkommen unter dem Meeresboden eine große Rolle. Diesem Umstand ist zuzuschreiben, dass die früheren 30–40 Jahre Lebenszeit des förderbaren Vorkommens (gegenwärtig 124 Tm3) in den 1990er Jahren sich den 70 Jahren näherte.

Die Gasbewirtschaftung ist viel gebundener als die der übrigen Brennstoffe, da ihre Voraussetzung die Transportinfrastruktur ist, was nur langsam modifiziert werden kann. Von den technischen Möglichkeiten (Rohrleitungsdurchmesser unter 1400 mm, Druck höchstens 80 bar) wird die Entfernung des Transports über kontinentale Pipelines auf ungefähr 3000 km beschränkt, die Möglichkeiten unter dem Meer sind viel geringer. Es kommt nicht selten vor, dass in Ermangelung einer Transportinfrastruktur auf den weit von den Verbrauchern entfernt gelegenen Kohlenwasserstofffeldern das mit dem Erdöl zusammen an die Erdoberfläche kommende Erdgas abgefackelt wird. Ein großer Erfolg ist die Entwicklung des Transports des verflüssigten Erdgases (Liquefield Natural Gas, LNG), die die Möglichkeit des Transports über die Meere sichert, sie wird auch in immer größerem Maße verwendet.

Der größere Teil der ungarischen Kohlenwasserstoffvorkommen ist Erdgas, und in größeren Tiefen, wo die wegen der geothermischen Anomalie sich herausbildende höhere Temperatur für die Entstehung von Erdöl nicht günstig ist, ist die Erschließung von weiteren Erdgasvorkommen nicht ausgeschlossen. Das gegenwärtig bekannte Vorkommen macht 94 Gm3 aus, doch hat ein Drittel von dieser Menge einen Heizwert von unter 30 MJ/m3 (20 % haben noch weniger als 18 MJ/m3). Die gegenwärtige Inlandsförderung (~5 Gm3) deckt den Bedarf zu 40 %, doch ist die Tendenz der Produktion sinkend.

Kohle

Die gewaltigen Kohlevorkommen der Welt decken den Bedarf für viele hundert Jahre, die bekannte Steinkohlenmenge macht 566 Gt, die Menge der Braunkohle und des Lignits 426 Gt aus, die geschätzte Menge beläuft sich auf mindestens 10–12 Tt. Die regionale Verteilung der Kohle ist viel gleichmäßiger als die der Kohlenwasserstoffe. Innerhalb der Region ist die Förderung und die Verwendung meistens ausgeglichen, 60 % der energetischen Kohle werden von den Kraftwerken innerhalb eines Gebietes von 50 km von den Bergwerken entfernt verheizt. Die Kohleförderung macht gegenwärtig an Steinkohle 3,6 Gt, an Braunkohle und Lignit 0,9 Gt aus, beide steigen langsam an, die größten Abnehmer sind die Kraftwerke, an verkokbarer Kohle ist die Verwendung der Eisenhüttenwerke bedeutend. Trotz der großen Vorräte nimmt die Position der Kohle in der entwickelten Welt ab, wegen der umweltverschmutzenden Auswirkung, dem großen Bedarf an Arbeitskräften, wegen des großen Transportbedarfs und der schwierigeren Handhabbarkeit als bei den Kohlenwasserstoffen. In einigen großen Entwicklungsländern (unter anderem in China und in Indien) wird in Ermangelung anderer Möglichkeiten mit dem umfangreichen Wachstum des Kohleverbrauches gerechnet, was große Probleme bei der Zurückdrängung des Treibhauseffekts bedeuten wird.

Die ungarischen industriellen Kohlevorkommen sind bedeutend, an Steinkohle 226 Mt, an Braunkohle 263 Mt und Lignit 2693 Mt (die geologischen Vorkommen sind dreimal größer als diese Menge, die abbaubare auch mindestens zweieinhalbmal so viel). Die ungarischen Kohlevorkommen sind geologisch jung, deshalb ist ihr Heizwert niedrig, der Anteil der ungünstigen Bestandteile (Schwefel, Asche, Feuchtigkeit) hoch, so ist ihr Nutzwert niedrig, und zu ihrer Verwendung sind teurere Verbrennungsanlagen erforderlich als durchschnittlich. Für die meisten Kohlevorkommen sind ungünstige geologische Umstände charakteristisch, die Kohlelinsen haben eine kleine Ausdehnung, sind schmal und liegen relativ tief. Die Förderung wird dadurch erschwert, dass die Schichten nicht einheitlich und häufig zerbrochen sind, den Bergwerken drohen elementare Gefahren. Der ungarische Untertagekohlenabbau ist in einer schweren Krise, da seine Förderung ohne Preisstützung nicht wettbewerbsfähig ist.

Wegen der ungünstigen geologischen Bedingungen und des niedrigen Heizwertes ist der Arbeitskräftebedarf auf den Heizwert umgerechnet groß und die Produktionskosten sind hoch. Bei der Zuspitzung des Wettkampfes auf dem Markt scheint die Rücknahme des Untertagebaus der Stein- und der Braunkohlenförderung unvermeidbar zu sein, allein die Ligninförderung im Tagebau verheißt eine Wettbewerbsfähigkeit.

Nuklearenergie

Die nukleare Energetik beruht gegenwärtig grundlegend auf der Nutzung des Urans. Das Uran ist ein ziemlich verbreitetes Element in der Erdrinde, es ist in rund 150 Mineralen und in vielerlei Gesteinen zu finden, seine Vorkommen ist häufiger als das des Silbers. Von den in der Natur vorkommenden Uranisotopen ist allein Uran 235 spaltfähig, dessen Konzentration in den natürlichen Uran- vorkommen 0,7 % ausmacht. Die Funktion des größten Teils der gegenwärtigen Atomreaktoren beruht auf der Nutzung dieses Isotops Uran 235. In den gegenwärtig am verbreitetsten verwendeten „thermischen” Reaktoren braucht man zur selbsterhaltenden Kettenreaktion eine entsprechende Zahl von langsamen – mit anderer Bezeichnung thermischen – Neutronen. Die eine Möglichkeit zu Sicherstellung dieser ist die Anwendung von verlangsamenden Materialien, von Moderatoren (von Granit, schwerem Wasser). In derartigen Konstruktionen können auch Heizelemente verwendet werden, die aus natürlichen Isotopen bestehen. Die andere Möglichkeit ist die Erhöhung der Konzentration von U 235 durch die Isotopenanreicherung, bei mehr Neutronen ist die Wahrscheinlichkeit des Vorkommens von langsameren größer. Bei dieser Lösung ist natürlich auch Wasser als Moderator geeignet. (Im Interesse der besseren Effizienz geht man auch bei der zweiten Lösung zu einer geringeren Anreicherung über.)

Die Uranerze werden mit traditionellen Bergbaumethoden, mit Auslaugung und neuerdings mit einer biologischen Extraktion gewonnen, manchmal als Nebenprodukt bei der Förderung von anderen Mineralien. Die Schätzung der Vorräte der Spaltmaterialien der Welt ist ziemlich unsicher. Einerseits wurden diese Angaben lange Zeit hindurch als Militärgeheimnisse behandelt. Andererseits ist es eine wirtschaftliche Frage, bis zu welcher kleinen Konzentration es für lohnend gehalten wird, die Erze abzubauen.

Die verarbeitbaren Vorkommen reichen mindestens bis zum Jahr 2050 für die Befriedigung des Bedarfs der Atomkraftwerke aus. Natürlich gibt es auch bei Uranerzen geschätzte (EAR = Estimated Additional Resources) und erhoffte (Speculative Resources) Ressourcen, auch diese machen mehrere Mt aus, in der Kategorie der Kosten 130 USD/kg werden insgesamt 19 Mt angenommen, was auch im Falle eines dynamischen Atomkraftwerkbaus den Bedarf noch für 200 – 250 Jahre deckt.

Von den gegenwärtigen thermischen Reaktoren wird das Uran mit einem sehr schlechten Wirkungsgrad, mit 0,5 – 1 % genutzt. Es besteht die Möglichkeit, solche Reaktoren zu erbauen, die neben der Kettenreaktion aus einem großen Teil der Zuchtmaterialien Spaltmaterialien herstellen und damit die Lebensdauer der Vorkommen auf 60 – 70 % erhöhen. Eine besondere Frage ist, dass auch das aus den abgebauten Atomwaffen gewonnene Pu- sowie das stark angereicherte U-Spaltmaterial einen hohen Vorrat repräsentiert, aus dem verdünnt ebenfalls Heizelemente für Kraftwerke hergestellt werden können. Auch an Uran gibt es nicht konventionelle Vorräte (in Granit, in Monazitsand, in Phosphat, Kohle, Lignit, in schwarzem Schiefer, in Meerwasser), in denen die Konzentration der Spaltmaterialien niedrig ist und deshalb die Kosten der Nutzung – sogar als Nebenprodukt – hoch sind.

Das 12 kt ausmachende verwertbare ungarische Uranvorkommen gehört zu den mageren Erzen (das erforschte Vorkommen mach 27 Mt aus, in denen die Menge des geschätzten Metallurans 31 kt beträgt), die Konzentration nahm im Laufe des Abbaues allmählich ab, in der letzten Zeit sank sie schon unter 0,1 %, und auch dieses Erz musste aus einer immer größeren Tiefe gefördert werden. Infolgedessen waren die Kosten der Produktion auf das Mehrfache der Weltmarktpreise gestiegen und deshalb wurde die Grube im Jahre 1997 geschlossen.

 

Regenerative Energien

Die Schätzung des annehmbaren theoretischen Potentials der regenerativen Energien sowie der real ausbeutbaren Menge wird von einer sehr großen Unsicherheit belastet. Die größte Hoffnung ist an die direkte Nutzung der auf die Kontinente entfallenden Sonneneinstrahlung von 22 TW geknüpft, doch bieten die gegenwärtigen technischen Möglichkeiten nur die Möglichkeit zur Nutzung einer sehr geringen Menge davon.

Das zuverlässigste Bild haben wir über das Potential der Wasserläufe. Das Wachstum der Anziehungskraft der lokalen Ressourcen bot auch dem Bau der kleinen Wasserkraftwerke einen Anstoß, was bis zu einem gewissen Grad das ausbeutbare Maß erhöht. Zur gleichen Zeit nahmen die Befürchtungen des Umweltschutzes zu, die zur Zurückhaltung auf dem Gebiet der Absicht des Baus von Wasserkraftwerken führten.

Die Nutzung der Energien der Meere ist einstweilen nur eine theoretische Möglichkeit, bisher sind nur einige wenige Kraftwerke zur Nutzung der Gezeiten errichtet worden.

Zur praktischen Ausbeutung der Windenergie können nur die Gebiete Betracht gezogen werden, in denen der Windgang relativ beständig ist.

Wenn wir annehmen, dass 20 % ( = 200 EJ) des jährlichen Zuwachses der Wälder und die die Hälfte der landwirtschaftlichen Erzeugnisse ausmachenden Abfälle (= 30 EJ) zu energetischen Zwecken verwendet werden, liegt die theoretische Grenze der Nutzung der Biomasse zu energetischen Zwecken bei 230 EJ/Jahr, und hinter dieser Zahl bleibt die praktische Möglichkeit mindestens um eine Größenordnung zurück.

Von der geothermischen Energie lässt sich nur ein kleiner Teil nutzen.

 

Die Aussichten der Zukunft

Aus diesen Angaben lässt sich die Schlussfolgerung ziehen, dass sich zur Befriedigung des steigenden Energiebedarfs des 21. Jahrhunderts irgendeine Lösung herausgestalten lässt, doch ergeben sich in Bezug auf die Details überraschende Schlussfolgerungen. Es liegt auf der Hand, dass es aus politischen, technischen oder wirtschaftlichen Gründen nicht zur tatsächlichen Ausbeutung des größten Teiles der berücksichtigten Mengen kommen wird, so stellen die Quotienten – vor allem bei den neuen Wegen – eher die obere Grenze und nicht das reale Ausmaß dar. Das ist nicht unerwartet, da von den konventionellen Kohlenwasserstoffressourcen nur ein kleiner Teil der Versorgung gesichert wird, dessen partielle und teure Ergänzung nur von den nicht konventionellen Ressourcen erhofft werden kann. Von den traditionellen Brennstoffen bildet nur die Kohle eine Lösung auf Dauer, doch sind hierzu vollkommen neue, umweltfreundliche und effiziente Technologien erforderlich (reine Kohle, Vergasung, Verflüssigung, Zurückhaltung von CO2 usw.)

Die nukleare Energetik verheißt mit der gegenwärtigen Technik keine dauerhafte Lösung, nicht einmal mit dem Abbau des teureren Uranvorkommens. In den Leichtwasserreaktoren kann aus 1 t Uran durchschnittlich 0,5 PJ Wärmeenergie erzeugt werden, in den vermehrenden Reaktoren das 70fache davon. Durch die Einführung der vermehrenden Reaktoren wird die Situation grundlegend verbessert, indem eine stabile Versorgungslage in Aussicht gestellt wird. Gestützt auf die teureren, nicht konventionellen Spaltmaterialvorkommen kann die Versorgung auch für lange Zeit gesichert werden. Die Fusion ist eine noch größere Verheißung.

Entmutigend niedrig sind die Aussichten der regenerativen Energien. Die größte Rolle kann die Nutzung der Solarenergie erhalten, doch ist die Voraussetzung hierfür die Entwicklung der neuen Technologie mit großen Maßstäben für die Solarkraftwerke. Das Potential kann erhöht werden, doch sind die Möglichkeiten heute nicht futuristisch, oder aber ist auch die Oberfläche der Meere als Standort der Anlage in Anspruch zu nehmen, oder man muss Zugang zu einem größeren Fluxus in der Stratosphäre oder im Weltall haben. Bedeutend ist auch der Beitrag der Nutzung der Wasserenergie und der Biomasse zur Bilanz. Die übrigen Möglichkeiten (Wind, Energien des Meeres, Geothermik) können nur aushilfsweise zur Versorgung beitragen – was sehr wichtig, nützlich zur Lösung der lokalen Aufgaben und zu unterstützen ist, doch ist ihr Potential gering, um eine grundlegende Rolle spielen zu können.

Von den mineralischen Energieträgern werden – auf dem gegenwärtigen bescheidenen Level der Ausbeutung – die Kohle ausgenommen die Vorkommen der fossilen Energieträger rasch erschöpft sein, doch tauchen auch solche Zweifel auf, ob die Kohlevorkommen dem heutigen Werturteil zufolge nicht wesentlich niedriger sind als die in der Tabelle angeführten Werte. Den ungarischen Geologen nach ist der Großteil der Landesfläche schon gründlich erforscht, so ist es unwahrscheinlich, das noch bedeutende, verwertbare Kohlevorkommen von guter Qualität gefunden werden, und auch das ist unwahrscheinlich, dass innerhalb der Tiefe von 1–2 km weitere neue große Kohlenwasserstoffvorkommen gefunden werden. Dem Zeugnis der Weltraumfotos nach können vielleicht in einer Tiefe von mehreren Kilometern noch bedeutende Mengen von Erdgas vermutet werden, doch wäre ihre eventuelle Förderung nicht billig. Die Ausbeutung der ungarischen fossilen Brennstoffvorräte weist aus geologischen und wirtschaftlichen Gründen eine abnehmende Tendenz auf, das Uranbergwerk wurde bereits 1997 geschlossen, weil es nicht gelungen war, die Verluste des Abbaus zu beseitigen.

Bei so bescheidenen Energievorkommen hat der Energieimport eine große Bedeutung. Gegenwärtig deckt Ungarn zwei Drittel der verwendeten Energien aus Importen und wegen des Anstiegs des Bedarfs wird dies weiter ansteigen. Ein bedeutender Teil der Energieeinfuhr stammt aus Russland und gelangt über die Ukraine nach Ungarn. Die einseitige Versorgung macht nicht nur die ungarische Energieversorgung, sondern die gesamte Nationalwirtschaft verwundbar, da nicht ausgeschlossen werden kann, dass die Lieferfähigkeit der beiden Länder aus technischen, wirtschaftlichen, politischen, strategischen oder sonstigen Gründen abbricht. Deshalb muss Ungarn seine Energieversorgung aus mehreren Quellen decken, müssen die Ressourcen seines Energieimports diversifiziert werden, sowohl was die Energiearten als auch was die Ankaufrelationen anbelangt. Nur so kann man sich vorstellen, dass wir die heute im Vorhinein noch nicht sichtbaren, doch gewiss eintretenden Entwicklungen der Weltwirtschaft und der Weltpolitik ausgleichen können, die die Energiesituation grundlegend beeinflussen werden. Im vergangenen Jahrhundert musste die ungarische Energiepolitik fast in jedem Jahrzehnt aus äußeren Gründen umgewertet werden.

In einem an Energiequellen so armen Land wie Ungarn ist es besonders wichtig, dass man rechtzeitig die auf sich bietenden Möglichkeiten aufmerkt und diese in der Energieversorgung anwendet. Die Beurteilung der Möglichkeit und der Zukunft der neuen Lösungen macht jedoch gründliche und objektive Analysen erforderlich. Von vielen wird die Lösungsmöglichkeit ausschließlich in der auf den regenerativen Energiearten basierenden Energiewirtschaft erkannt.

Von anderen jedoch werden die daran geknüpften Hoffnungen für eine Illusion gehalten, weil sie die Potentiale nicht für ausreichend halten und die Rentabilität für nur schwer erreichbar halten. Die intensivere Ausbeutung der regenerativen Energien ist eine anziehende Alternative, trotz der häufigen Prophezeiungen in Bezug auf die rasche Ausbreitung kommt es dennoch nur vereinzelt zu ihrer Anwendung.

Leider können mit den gegenwärtigen Technologien auch an die regenerativen Energien keine großen Hoffnungen geknüpft werden. Das reale Potential der Wasserkraft an den ungarischen Flussabschnitten macht rund 16 PJ/Jahr aus, doch wird deren Ausbeutung durch politische Ursachen behindert, da mehr als 80 % des Potentials von der Gesellschaft Gabcikovo-Nagymaros-Visegrád ausgebeutet werden sollen und vom Donauabschnitt zwischen Dunakiliti und Nagymaros repräsentiert werden (wo der Druck der Bevölkerung gegen den Wasserkraftwerksbau sehr stark ist). Unter den regenerativen Ressourcen kann gegenwärtig von der Biomasse der größte Beitrag erwartet werden. Der Gehalt an organischen Stoffen der Produktion an Biomasse der gesamten ungarischen Landwirtschaft repräsentiert einen Energiewert von 800 – 900 PJ/Jahr, die Hälfte davon sind Nebenprodukte, wenn es gelingt, die Einsammlung zu organisieren, können 20 – 30 % davon zu energetischen Zwecken genutzt werden. Dazu kommt noch die Energie von 10 – 15 PJ/Jahr des Brennholzes. Wird all das addiert, kann die aus der Biomasse gewinnbare Energie auf rund 100 PJ/Jahr veranschlagt werden. Ein größerer Wert als dieser kann nur in dem Fall angenommen werden, wenn die aus Pflanzen gewinnbaren Motortreibstoffe (Ethanol, Methanol, pflanzliches Öl) wettbewerbsfähig werden, was innerhalb von einigen Jahrzehnten nicht wahrscheinlich ist. Einige Arten der Biomasse lassen sich unmittelbar verbrennen, andere können effizient erst nach einer Vorbereitung zur Verringerung des Rauminhalts, eventuell nach der Trocknung verwendet werden.

 

Ausbeutungsprobleme

Das gegenwärtig größte Problem der hochgradigeren Nutzung der regenerativen Energieressourcen ist, dass sie wirtschaftlich nur selten wettbewerbsfähig sind. Ein Ursache hiervon ist, dass sie nur unsicher zur Verfügung stehen.

Mit der Sonneneinstrahlung können wir nicht nur nachts nicht rechnen, sondern ihre auffangbare Menge verändert sich entsprechend der Sonnenbewegung zwischen Sonnenaufgang und Sonnenuntergang ständig, wesentlich ist auch die Veränderung nach den Jahreszeiten, sowie der Einfluss des Wetters. Durch die Wolkendecke oder durch den Nebel hindurch kann – besonders im Winter – die direkte Sonneneinstrahlung für lange Zeit ausgeschlossen werden. An wenigen Stellen kann man mit ständigen Winden rechnen, nicht nur die Windstille und der zu starke Wind bereitet Probleme, sondern auch das launische Schwanken der Windgeschwindigkeit. Die Wasserführung der Flüsse wird in erster Linie durch die Niederschlagsverhältnisse des Einzugsgebietes bestimmt, doch spielen auch andere Elemente des Klimas eine Rolle (Eisgang, Austrocknen). Zum Ausgleich der Schwankungen muss entweder die Energie gespeichert werden, oder muss für die Kontinuität der Energieversorgung mit Reserveenergiequellen gesorgt werden.

Beide Lösungen bringen Mehrkosten mit sich. Vereinfacht ausgedrückt: Bedingung für die Effizienz ist, dass die Brennstoffersparnis die Lasten der Mehrinvestitionen ausgleichen soll, was im Allgemeinen nur im Falle von hohen Brennstoffkosten realisiert wird. Nicht so hoch ist der Zwang, Reserven zu bilden, wenn die kontinuierliche Energieversorgung nicht notwendig ist, oder wenn die Lagerung billig zu lösen ist. Unter vorteilhaften Umständen können die regenerativen Energiequellen eine nützliche Aushilfsrolle spielen, vor allem durch das Ersparen der fossilen Energieträger, in der Lösung von lokalen Aufgaben.

Ein zweites Problem der Wettbewerbsfähigkeit bei den regenerativen Energiearten sind die spezifischen hohen Investitionskosten, da die Sonnenstrahlen und der Wind von einer großen Fläche gesammelt werden müssen, bei den geothermischen Wärmeträgern sind große Mengen erforderlich, bei der Nutzung der Wasserkraft sind bei der Strömung oder bei der Lagerung große Mengen zu sichern. Bei der Verringerung der Baukosten wird viel von der Entwicklung der Technologien erwartet, bei den in hohen Stückzahlen absetzbaren Konstruktionen von der Massenproduktion. Im Interesse der Zukunft lohnt es sich, die Forschungs- und Entwicklungstätigkeiten zur Förderung dieser Bestrebungen zu unterstützen.

Ist das Versiegen der Vorräte der mineralischen Energieträger der Welt auch kein akutes Problem, muss in größeren Perspektiven auf jeden Fall an ihre Ersetzung gedacht werden, wobei die regenerativen Energiearten auf jeden Fall eine bedeutende Rolle erhalten müssen. Bei der Beurteilung der Ausbeutung der Brennstoffe sind über die Energetik hinaus auch andere Gesichtspunkte zu berücksichtigen. In erster Linie der Umstand, dass die Brennstoffe – vor allem die Kohlenwasserstoffe – auch wertvolle und schwer ersetzbare Rohstoffe der chemischen Industrie sind.

 

Unsere moralische Verantwortung

Auf den die Energieträger heute nutzenden Menschen lastet auch eine Verantwortung gegenüber den nach ihnen folgenden Generationen. Wie weit dürfen die beschränkten Ressourcen der Erde von uns ausgebeutet werden, haben wir das Recht, die Möglichkeiten unserer Nachkommen zu beschränken, den Spielraum ihrer Aktivitäten einzuengen?

Nach den fundamentalistischen Anschauungen muss die Erde von uns in unveränderter Form an die Nachkommen weiter gegeben werden, nur über den Ertrag – die „Zinsen” – der natürlichen Prozesse haben wir ein freies Verfügungsrecht, so dürften wir in der Energetik nur die regenerativen Energieressourcen nutzen, die ausgehenden nicht. Es liegt auf der Hand, dass diese Vorstellung irreal ist, da es keine „unveränderte Form” gibt.

Man kann aber auch das gegenteilige Extrem, nach der Meinung „nach uns die Sintflut”, nicht teilen, ist doch von den Lebensbedingungen unserer eigenen Nachkommen die Rede. Den Mittelweg kann ein pragmatisches Herangehen bedeuten, das ein maßhaltendes und zurückhaltendes Wirtschaften empfiehlt, mit der Bewahrung eines Teiles der Energiequellen für die Nachwelt. So würden wir den gegenwärtigen Energiebedarf nur bis zu einem gewissen Grad auf das Konto der Nachkommen befriedigen. Zum Ersetzen der mineralischen Energieträger kann nur von beständig wettbewerbsfähigen Lösungen die Rede sein. Unseren Hoffnungen nach werden mit der Zeit auch die in Entwicklung befindlichen Methoden zur Nutzung der regenerativen Energiearten wettbewerbsfähig werden, indem sie die Belastung der mineralischen Energieträgervorkommen lindern.

Eine besondere Beurteilung macht erforderlich, wie die Varianten der Energieversorgung die Lebensumstände des Menschen beeinflussen, wozu auch der Zustand der Umwelt gehört. In gewissem Maße haben alle Lösungen gesundheitsschädliche und umweltfeindliche Folgen, ob nun von der Nutzung der mineralischen Brennstoffe oder der regenerativen Energieformen die Rede ist. Zu deren Vermeidung sind administrative Methoden (Verbote, behördliche Kontrolle, Verwendungsbedingungen usw.) und wirtschaftliche Mittel (Steuern, Strafen, Schadensversicherung usw.) am wirkungsvollsten. Die Erfüllung der Bedingungen kostet Geld, von der finanziellen Kraft einer Gesellschaft hängt es ab, in welchem Maße sie diesen nachkommen kann.

*

Aufgrund des Überblicks über die Potentiale können zur Energieversorgung der ferneren Zukunft drei mögliche Haupttendenzen bestimmt werden: die umweltfreundliche Nutzung der Kohle, die sichere Anwendung der Nuklearenergie und die ökonomische Ausbeutung der regenerativen Energien. Die Realisierung dieser Arten hängt vom Erfolg der forschenden und entwickelnden Tätigkeit ab, die mit ausreichenden finanziellen und geistigen Aufwendungen Erfolg verheißt. Zur konkreten Lösung ist jedoch nicht nur eine Technologie, sondern auch die Beherrschung der politischen und gesellschaftlichen Konflikte erforderlich, was wahrscheinlich eine schwierigere Aufgabe darstellt.

 

PRIMÄRE ENERGIEARTEN

Ausgehende Energiequellen

Regenerative Energieressourcen

mineralische Heizstoffe
  Kohle
  Erdöl
  nicht konventionelles Öl
  Erdgas
  nicht konventionelles Erdgas

Solarenergie

  Sonnenstrahlung

  Photosynthese

  Windenergie

  Energie des fließenden Wassers

  Meeresströmungen

  Temperaturunterschied des Meeres

  Wellen des Meeres

Nukleare Treibstoffe

  Spaltmaterialien

  Gezüchtete Materialien

  Materialien der Fusion

  Radioisotopen

Biologische Energie

  Muskelkraft

  Biomasse

  Mikrobiologische Reaktionen

Geothermische Energie

  Konvektive Wärmeträger

  Konduktion

  Heiße Felsen

Gravitation

  Gezeiten

  Anziehung der Himmelskörper

Sonstige Brennstoffe

Kosmische Einflüsse

exothermische Reaktionen außer der Verbrennung

 

 

FÜR DIE ERDE CHARAKTERISTISCHE ENERGIEWERTE

Für die Erde charakteristische Energien

EJ*

die gegenwärtige Primärenergieverwendung der Menschheit in einem Jahr

400

die Primärenergieverwendung der Menschheit in einem Jahr nach einem Jahrhundert

2000–3000

die kumulierte Primärenergieverwendung der Menschheit bis zur Gegenwart

2,5x104

die Sonneneinstrahlung auf die Erde innerhalb eines Jahres

5,6x106

zu vermutende mineralische Brennstoffvorkommen

3,5x105

vorkommen von Spaltmaterial mit der heutigen Technologie

4x105

mit der gegenwärtigen Technik nutzbare regenerative Energie pro Jahr

500

Energiebedarf des biologischen Lebens auf der Erde pro Jahr

6000

Energiegehalt der Nahrung der Menschheit innerhalb eines Jahres

0,15

Wärmegehalt der Erde

1013

Energiegleichwert der Masse der Erde

5,3x1026

kinetische Energie der Umdrehung der Erde um ihre Achse

2,6x1011

kinetische Energie der Umdrehung der Erde um die Sonne

2,7x1015

Bewegung mit dem Sonnensystem hin zum Sternbild de Herkules

1x1015

Energie der Umdrehung um den Mittelpunkt des Milchstraßensystems

1,5x1017

* 1 EJ = 1018 Joule (= 0,27 PWh)

 

 

 

DER CHARAKTER DER ENERGIENUTZUNG DER MENSCHHEIT

Wissenschaft

Ausmaß der Nutzung

 

in hohem Ausmaß

in geringem Ausmaß

erhofft

Weltraum

 

 

Solarkraftwerk

Atmosphäre

Windenergie

Sonnenstrahlung

 

Hydrosphäre

Energie der Wasserläufe

Gezeiten

Meeresströmungen, Wärmegradeunter-
schied im Meer, Konzentrations-
unterschied im Meer, Wellenbewegung, Energieträger der Fusion

Obere Lithosphäre

Wärmepumpen

 

 

Biosphäre

Verbrennung der Biomasse

 

Aus der Biomasse andere Energiearten

Untere Lithosphäre

mineralische Brennstoffe, Spaltmaterialien

 

Stoffe der Fusion

 

 

GLIEDERUNG DER VERWERTBAREN ENERGIETRÄGER DER ERDE
IN PROZENT

Region

Erdöl

Erdgas

Kohle

Uranerz

Mittlerer Osten

65,4

32,0

Nordamerika

8,7

6,3

9,5

19,5

Süd- und Mittelamerika

7,8

3,8

0,6

4,5

Afrika

6,2

6,8

3,0

23,8

GUS-Staaten und Ostmitteleuropa

5,9

40,2

45,7

26,9

Asien, Australien

4,4

7,1

38,0

21,4

Westeuropa

1,6

3,8

3,2

3,8

 

 

DAS UNGARISCHE ENERGETISCHE POTENTIAL

Energieart

Vorkommen

Produktion/Jahr

Versorgung, Jahre

 

Menge

Wärme-
wert, PJ

TJ/Kopf

Menge

Wärme-
wert, PJ

 

Nicht regenerative  Stein- und
 Braunkohle

490 Mt

7 900

0,8

7,4 Mt

8,3

67

 Lignit

2 700 Mt

19 000

1,9

6,7 Mt

47,6

400

 Erdöl

18 Mt

760

0,07

1,6 Mt

64,6

11

 Erdgas

82,5 Gm3

2 500

0,25

4,9 Gm3

157,2

16

 Uranerz

3700 t

5 000

0,5

20 t

50

eingestellt*

Geo-
thermische Energie

50 km3

60 000

6,0

0,5 Gm3

3,5

nicht schätzbar

regenerative

 

PJ/Jahr

GJ/Jahr

/Kopf

 

 

 Wasserenergie

 

16

1,6

178 GWh

1,78

 

 Biomasse

 

100

10,0

1,1 Mt

14

 

Solar- und Windenergie

 

10

1,0

* Ende 1997 wurde das Bergwerk geschlossen