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.

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