Eine vergleichende Gesamtenergiebilanz für Photovoltaik-Module und Pflanzenöl-Blockheizkraftwerke
Markus Brautsch
„Wenn auch die Industrie in unseren Breiten auf die direkte Nutzung der Sonnenwärme verzichten kann, so rückt doch unausweichlich der Tag näher, an dem sie aus Brennstoffmangel auf die Leistung anderer Naturkräfte wird zurückgreifen müssen. Wir zweifeln nicht daran, daß sie noch lange von der gewaltigen Wärmekraft der Steinkohle- und Erdölvorkommen profitieren wird. Aber diese Vorkommen werden sich zweifellos erschöpfen.“
Dieses Zitat von Augustin Mouchot weist bereits im Jahre 1879 auf die Erschöpfung fossiler Energieträger hin. Diese Vermutung hat sich bis in die heutige Zeit bewahrheitet und wird durch ein zunehmendes Bevölkerungswachstum noch verstärkt. Die energiepolitische Verzweigungssituation, in der wir uns befinden, fordert Energiesysteme, die in der Lage sind, eine dauerhafte und nachhaltige Entwicklung (sustainable development) der Menschheit zu gewährleisten. Die Enquete Kommission des 8. Deutschen Bundestages bestätigt dabei den vielfältigen Varianten der Nutzung solarer Energie Umwelt-, Sozial- und Humanverträglichkeit.
Die technische Nutzung solarer Strahlungsenergie kann in verschiedensten Energiesystemen entweder direkt, ohne vorherige natürliche Energiewandlung oder indirekt, z.B. über die Nutzung der Biomasse oder der Wasserkraft, erfolgen. Eine Variante der geräusch- und emissionslosen Energiewandlung stellt die direkte Wandlung solarer Strahlung in photovoltaischen Energiesystemen in elektrische Energie dar. Die indirekte Nutzung solarer Energie über die photosynthetische Zwischenspeicherung in Biomasse ist wiederum vielfältig. Unter Ausnutzung bereits bestehender landwirtschaftlicher Versorgungsstrukturen können biogene Flüssigkraftstoffe aus verschiedenen Ölpflanzen gewonnen werden, die anschließend in Blockheizkraftwerken in thermische und elektrische Sekundärenergie umgesetzt werden.
Beide Arten der solaren Energienutzung können den Anforderungen an ein zukünftiges Energiekonzept gerecht werden. Ihr effektiver Beitrag zur Ressourcenschonung bzw. ihre „Umweltfreundlichkeit“ kann jedoch erst anhand einer vergleichenden Gesamtenergiebilanz sinnvoll beantwortet werden. Da eine Methode zur vergleichenden Gesamtenergiebilanz zweier Energiesysteme weder klar definiert noch standardisiert ist, wird in dieser Arbeit zuerst ein geeignetes Bilanzierungsverfahren entwickelt. Im zweiten Schritt wird die Gesamtenergiebilanz für beide Arten – bei Untersuchung verschiedener Betriebsvarianten – durchgeführt. Im dritten Teil wird die Frage geklärt, welches Energiesystem bei welcher Betriebsvariante in den untersuchten Leistungsspektren gesamtenergetisch die rationellste Art der Nutzung solarer Strahlungsenergie darstellt.
