Energieautarkes Baugebiet

Januar 2025: Frage des Jahres: Woher könnte der Wasserstoff kommen? Die BRD hat eine Fläche von ca. 358.000 km². Allein die Dachflächen der Gebäude in Deutschland haben eine Fläche von ca. 6.770 km². Davon können vielleicht 60 % genutzt werden. Das bedeutet, dass man ca. 4.000 km² an Dachfläche zur Verfügung hätte. Mit 1 ha mit PV-Anlagen (1 m² entspricht ca. 200 kWh pro Jahr) würde man ca. 2 Millionen kWh pro Jahr erwirtschaften. 100 ha sind 1 km². Mit 4.000 km² PV-Anlagen und mit Hilfe der kostenlosen Sonne könnte man ca. (2 Mill. kWh/ha x 100 ha/km² x 4.000 km² = ) 800.000.000.000 kWh (800 Milliarden kWh) erwirtschaften. Würde man 2 % der Fläche (7.160 km) Deutschlands mit PV-Anlagen ausstatten, könnte man ca. 1.432 Milliarden (1.432.000.000.000) kWh erwirtschaften. Der Strombedarf pro Jahr aller Haushalte beträgt ca. 500 Milliarden kWh. In Deutschland gibt es ca. 20 - 22 Millionen Ein- und Zweifamilienhäuser. Würde man also 20 Millionen Häuser mit je 20 kWp PV-Anlagen bestücken, dann könnte man ca. 400.000.0000.000 kWh, entspricht 400 Milliarden kWh, also ca. 80 % des Strombedarfs, der Haushalte erwirtschaften. Die Industrie (Stahl, Glas, Chemie, etc.) benötigt ca. 917 Milliarden kWh pro Jahr. 500 Milliarden kWh + 917 Milliarden kWh = 1.417 Millarden kWh !!!! Diese Menge könnt man mit den 2 % der Dachfläche ca. 7.160 km² und erhalten durch die Sonnenkraft ca. 1.432 Milliarden kWh und die Dachflächen der Bestandsgebäude mit ca. 400 Milliarden kWh zusammen, könnten ca. 1.832 Milliarden kWh erwirtschaften. Damit könnte man den gesamten Energiewirtschaft Deutschlands decken. Wollte man Wasserstoff für den Diesel- und Benzinkraftstoff herstellen, dann benötigen wird dafür nochmals grob 5.000 km². Das bedeutet mit den bestehenden Dächern (ca. 4.000 km²) und neuen Flächen mit ca. 7.000 km² für die Industrie und ca. 5.000 km² für Kraftstoffe, zusammen ca. 12.000 km² könnten man den gesamten Bedarf an Energie decken. Diese Fläche mit 12.000 km² entspricht ca. 3,35 % der Fläche Deutschland!!! Windkraft: Die Windräder in der BRD, einschl. Onshore und Offshore liegen zur Zeit bei ca. 78.000.000 kWh. Um mit Windkraft die Leistung von ca. 1.417 Milliarden kWh zur erreichen, müsste man die derzeitige Windkraftanlagen ca. 18.000 mal vervielfachen. Also sinnlos auf Windkraft zu setzen!!!! Biogasanlagen: Die Anbauflächen der Biogasanlagen in der BRD betragen etwas 1/6 (ca. 17 %) der landwirtschaftlichen Flächen. Dieser Flächenanteil beträgt ca. 2,6 Millionen Hektar!!! Das sind umgerechnet 26.000 km². Diese Fläche könnte man in die Lebensmittelproduktion wieder zurückführen. Diese Biogasanlagen können nur mit einem bestimmten Einspeisepreis, den die Energiewirtschaft diktiert, überlegen. Diese Fläche von 26.000 km² entspricht ca. 7,5 % der Fläche Deutschlands. Würde man diese Fläche mit PV-Anlagen aussstatten, dann könnte man damit ca. 10.400 Milliarden kWh Strom erzeugen!!!! Macht das Sinn, weiterhin die Fläche mit Mais zu bebauuen? Würde man nur ca. 1/7 dieser Fläche mit PV-Anlagen ausstatten, wäre bereits mehrfach der Strombedarf Deutschlands gedeckt!!!! Sicherlich wären diese Flächen besser mit PV-Anlagen bestückt, als dass man hier Mais anbaut. Die Bodenverunreinigungen und damit auch die Grundwasser- verunreinigung mit Nitrat könnte man bei diesen Bio-Gas-Flächen deutlich minimieren!!! Somit sind im Grunde genommen die Biogasanlagen umweltschäd- lich und deshalb machen die Biogasanlagen in Zukunft keinen Sinn!! www.bmel.de: Die ca. 9.600 Biogasanlagen in der BRD liefern derzeit ca. 5.600 Megawatt (MW), Strom, also ca. 5.600.000 kW. Das könnte man mit einer Fläche mit PV-Anlagen mit ca. 2,8 ha erreichen. Oder denke ich falsch? 1 m² mit 200 kWh pro Jahr und bei einer Fläche von 10.000 m²/ha, also bringt 1 ha dann 2.000.000 kWh!!!? Die Abwärme soll aber 2,5 Mio. Haushalte (angenommen durchschnittlich ca. 8.000 kWh/Jahr) versorgen. Das bedeutet ca. 20 Milliarden kWh Wärmeenergie und das entspricht wiederum einer Fläche von ca. 10.000 ha (100 km²) mit einer PV-Anlage bestückt. Heißt, das sind etwa nur 38,5 % der gesamten Fläche, die die Biogasanlagen zur Zeit inne haben. Also mit einem Teil von ca. 38,5 % der landwirtschaftlichen Flächen der Biogasanlagen, könnten die gleiche Menge an Energie mit PV-Anlagen hergestellt und in das Wärmenetz direkt eingespeist werden. Grundsätzlich muss man immer bei der Herstellung von H2 und bei der Verbren- nung von Wasserstoff, z. B. mit einem Motor oder einer Brennstoffzelle, immer die Abwärme mitnutzen. Nur so erreicht man einen Wirkungsgrad mit 90 %!!!!! Wasserstoff - Wirkungsgrad: Würde man der Elektrolyse ( ca. 65 % H2 und ca. 35 % Wärme mit ca. 50 °C bis 75 °C) und bei der Verbrennung des Wasserstoffs (ca. 65 % elektr. Energie) die Abwärme (ca. 35 % Wärme mit ca. 60 °C bis 85 °C) ebenso in einem Nahwärme- netz nutzen, dann liegt die Effizienz der Sonnenenrgie mit H2 bei ca. 90 %!!!! Die Lösung für die Zukunft heißt: „DEZENTRALE Herstellung von Wasserstoff“!!!! Oder wie sage ich: „Lasst das Geld im Dorf“! In jeder Ortschaft gibt es landwirt- schaftliche Betriebe mit mehren 100.000 kWh an PV-Anlagen, die alle dezentral H2 herstellen könnten. Mit der Abwärme könnte man für die kommunale Wärmeplanung die Abwärme einspeisen…. usw…. Energieautarkes Wohngebiet: Die Basis für eine energieautarkes Baugebiet bildet eine Elektrolyseur und eine Brennstoffzelle auf einem eigenen Grundstück, wie bereits unter dem Kapitel „Wasserstoff H2“ beschrieben. Nach dem GEG 2023/2024 darf man nur den Strom von PV-Anlagen innerhalb zusammengehöriger Grundstücke oder eines Quartiers weiterleiten. Der § 107 GEG „Wärmeversorgung im Quartier“ besagt folgendes: (1) In den Fällen […] können Bauherren oder Eigentümer, deren Gebäude in räumlichem Zusammen-hang stehen, Vereinbarungen über eine gemeinsame Versorgung ihrer Gebäude mit Wärme oder Kälte treffen, um die jeweiligen Anforderungen […] zu erfüllen. Gegenstand von Vereinbarungen nach Satz 1 können insbesondere sein: 1. die Errichtung und der Betrieb gemeinsamer Anlagen zur zentralen oder dezentralen Erzeugung, Verteilung, Nutzung oder Speicherung von Wärme und Kälte aus erneuerbaren Energien oder Kraft-Wärme-Kopplung, 2. die gemeinsame Erfüllung der Anforderung nach § 10 Absatz 2 Nummer 3, 3. die Benutzung von Grundstücken, deren Betreten und die Führung von Leitungen über Grundstücke. […] (5) Die Vereinbarung ist der zuständigen Behörde auf Verlangen vorzulegen. Sind die Verbarungen einer „Grundstücksgemeinschaft“ getroffen, dann kann mit dem Bau der Energieversorung begonnen werden. Auf einem gemeinsamen Grundstück wird eine „Energiezentrale“ aufgebaut. Die Komponenten sind ein Elektrolyseur, ein Wasserstofftank, eine Brennstoffzelle und eine Batterie als Zwischenspeicher. Dazu wird eine eigenes 50 Hz Wechselstrom- netz aufgebaut, damit man komplett unabhängig vom Stromnetz wird, denn man „hängt“ sonst am 50Hz-System an der Energiewirtschaft. Fällt dort das Stromnetz aus, dann funktioniert auch innerhalb des Quartiers nichts mehr. Weiter benötigt man ein Nahwärmenetz, das durch die Abwärme aus der Wasser- stofferzeugung im Elektrolyseur im Sommer und aus der Stromgewinnung mit der Brennstoffe, im Winter versorgt wird. Damit findet schon mal ein Grundversorgung für die Wärme übers Jahr statt. Zweitens benötigt man eine Stromleitung die den Strom von den Brennstoffzellen an die einzelnen Häuser weiterleiten kann. Und auch eine zweite Stromleitung, die den Strom aus den PV-Anlagen jedes Gebäudes an die „Energiezentrale“ zur Wasserstofferzeugung zur Verfügung stellt. Aber jedes Haus versorgt sich zuerst mit seinem eigenen Strom. Diese Leitungen werden neben der Wasserversorgung und Abwasserversorgung in die Straße verlegt. Die Energiezentrale ist im Grunde genommen die „Batterie“, bzw. der Energiespeicher, für das Wohngebiet. Jedes Haus besitzt neben eine ca. 12 - 15 kWp großen Solaranlage auch eine Wasser-Wärmepumpe, die dann aus einem Erdkollektor oder einem Eisspeicher als Energieträger später die Wärmeenergie liefert. Der Strom aus der Brennstoff- zelle liefert im Winter oder bei Nacht den notwendigen Strom. Mithilfe z. B. eines Erdkollektors können aus 1 kWh Strom aus der Brennstoffzelle 4 kWh Wärme für das Haus gewonnen werden. Außerdem liefert die Brennstoffzelle grundsätzlich immer Strom, sobald dieser benötigt wird. Die Industrie kann mittlerweile auch kleine bis sehr große H2-Motoren (z. B. EVS Hydrogen - https://www.evs-hydrogen.de/wasserstoffmotor ) liefern. Oder große Motoren von der Fa. Rolls Royce (früher mtu Augsburg) mit ca. 1.600 PS liegern. Statt der Brennstoffzelle ist jetzt ein Wasserstoffmotor einsetzbar, der auch noch eine höher Abwärmetemperatur mit ca. 60° bis 90 ° C besitzt (Einspeisung ins Nahwärmenetz) und darum auch die Effizienz für das angedachte System nochmal deutlich steigert! Mittlerweile, 4.Quartal 2024, werden bereits die Perovskit - Solarzellen gefertigt und angeboten, damit ist laut Herrn Prof. Dr. Klaus Lips „in Sachen technischer Stromerzeugung die Energiewende praktisch gelöst.“ Hier der Link zur Internet- seite der Fa. Oxfordpv. www.oxfordpv.com, https://de.oxfordpv.com/news/oxford-pv-startet-kommerziellen-vertrieb-von-perowskit-tandem-solarmodulen- mit-20-mehr Dann wird die Quartierslösung noch günstiger. Der Preis zur Stromerzeugung spielt dann effektiv keine Rolle mehr. Weiter sollte man darüber nachdenken, ob man nicht die Gebäude dann etwas weniger stark dämmt und das damit eingesparte Geld in die Energietechnik, bzw. in die Energiezentrale invenstiert. Denn dadurch wird das Bauen wieder finanzierbar. Die Idee und das Konzept stehen. Haben Sie Interesse, dann nehmen Sie Kontakt zu mir auf.