Jeder der denkt, Technologie könnte unsere Energieprobleme lösen, geht davon aus, es gäbe eine Grenze, ab der Menschen keine Verwendung für noch mehr Energie hätten. Was ist mit Heizpilzen im Winter, klimatisierten Fussballstadien in Katar und Weltraumtourismus?
Treibstoffe
Schmelzpunkt in °C | Siedepunkt in °C | Energiegehalt Heizwert in kWh/kg |
Energiedichte Heizwert in kWh/l |
Preis €/kWh |
Ele-X-Ele | Well to wheel | Deutschland 2019 | Welt 2019 | |
Wasserstoff H2 | −259,14 | −252 | 33,5 39,39 (Brennwert) |
0,003 0,79 (350 bar) 1,32 (700 bar) 2,34 (bis −252 °C) |
0,283 |
34-44 % | 22 % 19 % 13 % |
||
Methan CH4 | −182 | −162 | 12,5 13,9 (Brennwert) |
0,010 2,3 (CNG 200 bar) 6,5 (LNG bis −162 °C) |
0,164 0,079 |
30-39 % 25-33 % |
18 % 17 % 15 % |
||
Propan C3H8 | −187,7 | −42,1 | 12,88 13,9 (Brennwert) |
0,026 6,44 (LPG 8,4 bar) 7,48 (bis −42,1 °C) |
0,076 |
||||
Butane C4H10 | −138,29 | −159,42 | −0,50 | −11,7 | 12,72 | 0,034 7,38 (2,1 bar) 7,6 (bis −11,7 °C) |
|||||
Methanol CH4O | −98 | 65 | 5,6 | 4,42 | 0,489 | 16 % | |||
Amoniak NH3 | −77,7 | −33 | 5,4 | 3,67 (9 bar bis 20 °C) | 0,111 | 12 % | |||
Ethanol C2H6O | −114,5 | 78,32 | 7,5 | 5,92 | 0,217 | 1,2 Mt (9 GWh) | 2,9 Mt 2009 | ||
Benzin | 30 … 215 | 11,3 | 8,5 | 0,180 | 24 % | 17,3 Mt (195 GWh) | |||
Diesel | 141 … 462 | 11,8 | 9,8 | 0,139 | 26 % 8 % | 35,8 Mt (422 GWh) | |||
Heizöl EL | 141 … 462 | 11,8 | 9,8 | 0,071 | 16,1 Mt (190 GWh) | ||||
Biodiesel | 176 … unbestimmt | 10,3 | 9,1 | 2,3 Mt (23,7 GWh) | 35,4 Mt 2018 | ||||
Kerosin | 80 … 230 | 11,6 | 9,6 | 0,039 | 8,5 Mt (98,6 GWh) | 292 Mt 2010 | |||
Windenergie (WKA) | 126 TWh | 1,43 PWh mit 743 GW | |||||||
PV (EE) | 47 TWh mit 49 GW | 635 GW | |||||||
Wasserkraft | 20 TWh | ||||||||
Strom | 0,197 | 100 % | 82 % | 580 TWh | |||||
Biogas | 44 TWh | ||||||||
Erdgas | 0,035 | 25 % 38 % | 879 TWh | ||||||
Erdöl | 0,036 | 18-21 % | 1.158 TWh | ||||||
Steinkohle | 28 % | 307 TWh | |||||||
Braunkohle | 320 TWh | ||||||||
Kernenergie | 228 TWh | 2.560 TWh mit 397 GW | |||||||
Primärenergie | 3,5 PWh | 162,2 PWh | |||||||
PumpspeicherKW | 75-80 % | 40 GWh mit 7 GW | |||||||
Bleiakkumulator | 1,75-2,4 V | 0,04 x 50 | 80-85 % | 62 % | |||||
LiCoO2-Akku | Li 140 g/kWh | 3,6 V | 0,18 x 500 | 97 % | 73 % | ||||
Li-NMC-Akku | Li 120 Co 220 g/kWh | 3,6 V | 0,21 x 1000 | 97 % | 73 % | ||||
Li-NCA-Akku | Li 230 Co 120 g/kWh | 3,6 V | 0,25 x 1000 | 97 % | 73 % | ||||
LiFePO4-Akku | Li 80 g/kWh | 3,2 V | 0,17 x 5000 | 97 % | 73 % | ||||
Na-Ionen-Akku | 2,7 V | 0,16 x 1000 | 98 % | 74 % |
brennstoffzell-elektrischer Antrieb mit synthetischem Brennstoff
Verbrennungsmotor mit fossilem Treibstoff
Verbrennungsmotor mit synthetischem Brennstoff
batterie-elektrischer Antrieb
Globalpetrolprices
Kraftstoff#Alternative_Kraftstoffe
Power-to-X
Power-to-Gas
Power_to_Liquid
Wasserstoff
Wasserstoffwirtschaft
Problem: geringe Energiedichte
Methan
Problem: Treibhausgas
Verwendung_als_Brenn-_und_Kraftstoff
LNG_als_Brennstoff_für_Schiffe
Methanol
Methanol_als_Kraftstoff
Methanolsynthese
Problem: Formaldehyd CH2O
Direktmethanolbrennstoffzelle
Ethanol
Ethanol_als_Kraftstoff
Alkoholsynthese
Problem: Preis
Direktethanolbrennstoffzelle +90 °C
Amoniak
Problem: Lachgas N2O, Stickoxide
Ammoniak-Brennstoffzelle
Power-to-Ammonia
Stromgestehungskosten
Energieverbrauch
Strompreise
1 kWh = 3,6 MJ
1 MWh = 3,6 GJ
1 GWh = 3,6 TJ
1 TWh = 3,6 PJ
1 PWh = 3,6 EJ
PV
5-10 m2 = 1 kW
1 ha = 1 MW
1 km2 = 10 GW
Deutschland 50 GW
Autobahn 13.200 km * 35 m = 462 km2 = 4,62 TW
Eisenbahn 38.400 km * 12 m = 461 km2 = 4,61 TW
Der Primärenergiebedarf Deutschlands läge nach dem gegenwärtigen Stand der Technik und dem aktuellen Wohlstandsniveau bei etwa 1,5 PWh. Dieses entspräche flächenmäßig etwa einer Überdachung von 1/3 der Autobahnen oder 1/3 der Eisenbahnstrecken oder 1/17 des Saarlands. Wenn man zusätzlich noch die Möglichkeiten von bisher ungenutzten Dachflächen, Seen und Agrosolar zusammen mit weiteren Windrädern und CargoCap betrachtet, erscheint eine vollständige nachhaltige Energieversorgung technisch machbar, wenn zusätzlich sämtliches erzeugtes Biogas für Dunkelflauten zwischengespeichert werden würde. Ökonomisch rechnen würde sich etwas derartiges sowieso.