Archiv für June 2014

Die nukleare Energie und ihre Folgen

17 June 2014

Die nukleare Energie und ihre Folgen

Die meisten Menschen wollen einfach nicht mit nuklearer Energie konfrontiert werden. Zu Recht. Zu viele Unglücke sind bereits passiert, und wir sind nie sicher vor der nächsten Katastrophe. Mit nuklearer Energie bezeichnen wir fast immer die Kernspaltung. Schweratomige Metalle werden mit neutronen beschossen, bis sie in kleinere Bruchstücke zerfallen und dabei enorme Energien freigeben. Der Prozess ist jedoch mit erheblichen Belastungen an Natur und Umwelt verbunden. Die Rohstoffe selbst sind bereits so gefährlich, dass man sich ihnen ohne Schutzkleidung kaum nähern kann.  Ohne menschliches Zutun, zerfallen sie langsam in andere Elemente und geben dabei unterschiedliche Strahlungen ab, die sehr gefährlich sind.

Uran oder Plutonium sind meist die Ausgangsstoffe für die Energiegewinnung. Schon viele Länder verbannen Reaktoren, die auf diesem Prinzip beruhen. Thoium ist eine lange vergessene Alternative, die nun wieder Schlagzeilen macht. Das Verfahren hat gewiss einige Vorteile, aber auch hier glüht das Endmaterial, also der Abfall noch weitere 300 Jahre vor sich hin.

Die Fusion kennt all solche Probleme nicht. Sie bedient sich keiner gefährlichen Rohstoffe, sondern kleinatomiger Metalle oder Gase. Die legendäre Fusion, an der Wissenschaftler schon 30 Jahre herum experimentieren, benutzt eigentlich nur Wasserstoff, der in Hülle und Fülle vorhanden ist.  Die Idee ist, je zwei Wasserstoffatome miteinander zuHelium zu verschmelzen. Klingt simpel und einfach. Aber die Theorie sagt nichts über die enormen Drücke und Temperaturen aus, die man auf den Prozess anwenden muss, um die sogenannten Coulombkräfte, die die Atome voneinander fernhalten, zu überwinden.

Die Kalte Fusion dagegen pickt sich nur die Rosinen aus jedem Verfahren und umgeht alle Umweltschädigungen, riesige Investitionen oder gefährliche Roh- und Endstoffe. Sie bedient sich einfach nur Nickel und Wasserstoff und  formt sie in Kupfer und Wärme um. Dieses Verfahren beruht auf einer 20 Jahre alten Erfindung, die unter Andrea Rossi, einem italienischen Erfinder zu einem funktionsfähigen Gerät weiterentwickelt wurde. Er nannte das Gerät, das nun seit einem Jahr im Betrieb ist, E-cat. Der Reaktor ist gerade einmal faustgroß und enthält Nickel, Wasserstoff und einen Katalysator, der den Prozess schon bei etwa 100 Grad Celsius in Gang bringt. Die entstehen Hitze erreicht etwa 1400 Grad und bleibt für ein halbes Jahr stabil. Die Hitze kann dann über einen Wärmetauscher in kinetische Energie umgeformt werden und damit in Strom. Zusammen mit dem Wärmetauscher nimmt der E-cat nicht mehr Raum in Anspruch als ein Koffer. Eine dieser Einheiten ist ausreichend, einen Haushalt mit Energie zu versorgen. Natürlich kann man den E-cat auch in Reihe schalten, um höhere Leistungen zu gewinnen.

Der Brennglaseffekt als Energielösung der Zukunft?

3 June 2014

Der Brennglaseffekt als Energielösung der Zukunft?

Wir alle kennen die Energiekonzentrierung von Sonnenlicht, und erinnern uns, als wir mit einer Lupe an sonnigen Tagen ein Papier entzünden konnten. Was im kleinen Maßstab funktioniert, kann auch im Großen gebaut werden. In der Tat werden ehrgeizige Modellanlagen in sonnendurchfluteten, ariden Gegenden installiert. Die Sahara, Spanien und andere mediterrane Landstriche eignen sich bestens für solche Versuche.

Mit der einfachen Rechnung, dass eine Stunde Sonnenschein dem Planeten genug Energie für ein gesamtes Jahr beschert, sollte Solarenergie die einfache Formel der Energielösung sein. Das Problem aber ist die Umsetzung von Lichtenergie in Strom. Welches Prinzip sollten wir verfolgen, Spiegel oder Solarzellen? Modellversuche legen die Wahrheit ans Tageslicht. Spiegel erweisen sich nicht als die perfekt Lösung.  Der Versuchsaufbau beinhaltet Spiegel und eine absorbierende Einheit, die die Energie in Dampf und dann in Strom umsetzt. Die Spiegel sind meist ringformig um den Absorber aufgestellt und neigen sich dem optimalen Einfallswinkel der Sonnenstrahlen. Sie sind also alle motorisiert. In den bisherigen Modellen benötigen sie aber recht viel Platz für Bewegungsraum und Wartung. Damit wird eine enorm große Fläche benötigt.

Die Lichtenergie wird auf einen Absorber konzentriert, der geschmolzene Salze verdampft und Energie für Generatoren zur Verfügung stellt. Genau an dieser Stelle wurde kürzlich ein offensichtliches Problem der Sonnenenergie gelöst. Die Anlage steht über Nacht im Dunkeln und erhält keine Energie. Die Salze können die am Tage gesammelte Energie in flüssiger Form speichern und über Nacht für weitere 15 Stunden abgeben. Dieses System ersetzt kostspielige Batterien, die in dieser Größe einfach unwirtschaftliche sind. Dennoch sieht die Wirklichkeit anders aus. Die Energieausbeute ist im Vergleich zu den hohen Anschaffungskosten, der Wartung und des riesigen Platzbedarfs finanziell kaum vertretbar.  

Mit all den Problemen, warum wenden wir uns nicht dem E-cat zu und bauen eine Anlage im großen Stil auf? Bekanntlich ist der E-cat ein Fusionsreaktor, der Nickel und Wasserstoff zu Kupfer verschmelzt und dabei ungeheure Mengen an Energie freisetzt. Genaugenommen ist dieser Vorgang mit einem geringen Masseverlust verbunden. Die Energien, die bei diesem Vorgang erwirtschaftet werden, stehen im Verhältnis zur Ölverbrennung eine Million zu eins. Das erklärt, warum Nickel nur in geringsten Mengen verbraucht wird. Alle Probleme lassen sich auf diese Weise lösen. Die Energiekonzentrierung ist vergleichbar mit einem Atomreaktor aber ohne jegliche Radioaktivität, weder bei den Rohstoffen noch bei den Abfallprodukten. Die Investitionen sind sehr gering, und der E-cat besteht aus kleinen Einheiten, die beliebig zu- oder abgeschaltet werden können. Damit ist der E-cat zur Zeit der einzige Kandidat, der alle Bedingungen an eine zukunftsorientierte Energie erfüllt und billigsten Strom liefert.