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WISSENSDURST/041: Klimawandel und warum - nicht so einfach ... (SB)



Ben und Stefan - Buntstiftzeichnung: © by Schattenblick

Grafik: © by Schattenblick

Stefan und Ben hatten sich ausführlich mit dem Abschmelzen des Grönlandeises beschäftigt und in der Folge wollten sie herausfinden, was beispielsweise in Deutschland zur Verminderung des CO2-Ausstoßes getan wird. Der Vorschlag, die Verbrennungsmotoren abzuschaffen und nur noch Elektrofahrzeuge zuzulassen, entpuppte sich in den Augen der Jungs als unbrauchbar. Sie fanden heraus, dass die Elektromobilität in mehrerer Hinsicht klimaschädlicher ist als ihr nachgesagt wird. Nun sind die beiden auf der Suche nach anderen Möglichkeiten, um zu verhindern, dass die Erderwärmung weiter angetrieben wird.

Ben: "Ich denke, wir können uns von der Idee verabschieden, dass auf unserem Planeten irgendetwas ganz ohne CO2-Emission erzeugt werden kann."

Stefan: "Außer auf Island. Dort produzieren sie ihren Strom zu fast 100 % aus Erdwärme und Wasserkraft."

Ben: "Wirklich? Das ist ja mal ein Lichtblick. Und weißt du auch wie das genau funktioniert?"

Stefan: "Na ja, ich muss zugeben, dass mein Wissen darüber noch reichlich unterentwickelt ist. Meine Mutter hat sich gestern im Fernsehen eine Dokumentation über Island angesehen, und als dort behauptet wurde, dass in Island Energie ohne CO2-Ausstoß erzeugt wird, hab' ich mich zu ihr gesetzt und mir den Film zu Ende angesehen. Leider wurde nur sehr oberflächlich auf diesen Aspekt eingegangen. Aber ich habe sofort Nachforschungen angestellt."

Ben: "Und, ist so etwas tatsächlich möglich oder gibt es wieder irgendeinen Haken an der Sache?"

Stefan: "Das kann ich noch nicht einschätzen, so weit bin ich noch nicht gekommen. Aber so viel schon mal: es heißt, dass die geographische Lage von Island eine einzigartige Besonderheit bietet, denn die Insel liegt im Nordatlantik genau an der Stelle, wo die eurasische und nordamerikanische Kontinentalplatte aufeinandertreffen, was irrsinnige Kräfte freisetzt und ganze Felsmassive aufsprengen kann. Dadurch kommt es in dieser Region zu einer regen Vulkan- und Erdbebentätigkeit. Hier entstehen auch die Geysire und die heißen Quellen. 37 Vulkane sind auf dieser Insel aktiv. Also die Hitze ist ziemlich dicht unter der Erdkruste und es können schon in einigen hundert Metern ungefähr 350°C ."

Ben: "Und wie wird diese Hitze genutzt? Lenken sie das Wasser der heißen Quellen für die Warmwasserversorgung, fürs Baden oder Heizen in die Häuser? Wie wird daraus Strom?"

Stefan: "Du liebe Güte, Ben, was fragst du mich das alles? Das sollten wir schon gemeinsam herausfinden, denn ich weiß auch nicht viel mehr als das, was ich dir gerade erzählt habe."

Ben: "Okay, du hast recht, lass uns gleich anfangen, denn sollte das stimmen mit der CO2-freien Energieerzeugung, dann wäre das doch die Lösung oder zumindest könnte es in eine Richtung weisen, wie man auch in anderen Ländern eine ähnliche Technologie aufbauen könnte. Das wäre doch super."

Aufgeregt setzten sich die beiden vor Bens Rechner und begannen mit der Suche nach Erklärungen oder Beschreibungen über die Energiegewinnung auf Island. Sie druckten sich den einen oder anderen Artikel aus.

Ben: "Schau mal Stefan, hier wird erklärt, wie die Erdwärme genutzt wird. Die Geysire und heißen Quellen, auch Thermalquellen genannt, sind eigentlich erhitztes nach oben gedrücktes Grundwasser. Schätzungsweise 600 bis 700 solcher Quellen gibt es auf Island. Sie stoßen heißes Wasser oder heißen Wasserdampf aus. Seit Jahrhunderten verwenden die Isländer diese Quellen. Heute versorgen Heißwasserkraftwerke den größten Teil der Haushalte damit. Also, so viel zur Warmwasserversorgung und zum Heizen mit Heißwasser."

Stefan: "Aha, und hier hab' ich auch was zur Stromerzeugung gefunden, eigentlich ganz einfach, hör mal: In der Toskana, wo sich Magma ebenfalls relativ dicht unter der Oberfläche befindet, wurde bereits 1913 erstmals in einem Kraftwerk Strom aus Erdwärme (Geothermie) erzeugt. Mit dem heißen Wasserdampf wurde eine Turbine in Drehbewegung versetzt und diese Drehbewegung dann auf einen Generator übertragen, der dadurch angetrieben wurde und Strom erzeugte. Also prinzipiell funktioniert ein Geothermiekraftwerk wie alle Kraftwerke, Turbine - Generator - Transformator - Stromnetz, nur dass es keinen Brennstoff benötigt, um Wasserdampf zu erzeugen und damit eben auch kein CO2 an die Umwelt abgibt."

Ben: "Also, ich versuch mal mir das vorzustellen. Weißt du auch, was mit dem Wasser geschieht, wenn es die Turbinen angetrieben und verlassen hat, denn aus dem Dampf wird ja wieder Wasser, wenn ich mir das recht überlege?"

Stefan: "In diesem Artikel wird nur ganz kurz erwähnt, dass das Wasser danach wieder in die Erde zurück gepresst wird, damit nichts verlorengeht."

Ben: "Die Isländer habe es gut, die verpesten wenigstens nicht die Luft auf ihrer Insel und können trotzdem Unmengen an Strom erzeugen. Ob der wohl auch billig ist?"

Stefan: "Das kann ich dir sagen. Moment, das wurde hier weiter oben erwähnt. Ach, ja, eine Kilowattstunde kostet dort weniger als 3 europäische Cent, das ist total wenig, fast wie geschenkt. Meine Mutter hat neulich gerade geschimpft, dass sie für eine Kilowattstunde ca. 29 Cent bezahlen muss. Hey, Moment mal Ben, jetzt verstehe ich, jetzt erfasse ich den Zusammenhang?"

Ben: "Könntest du bitte aufhören, in Rätseln zu sprechen und mich in deine Erkenntnisse einweihen?"

Stefan: "Klar, Entschuldigung, in dem Fernsehbericht hieß es, dass sich auf Island immer mehr Industrieunternehmen ansiedeln und zwar solche, die für ihre Produktion extrem viel Energie benötigen, wie zum Beispiel die Aluminiumherstellung und -verarbeitung. Von der heißt es, dass sowohl die Gewinnung des Rohstoffes (Bauxit) als auch die Produktion selbst mit vielen Umweltschädigungen verbunden ist."

Ben: "Aus Sicht eines Unternehmens ist das doch verständlich, da wo der Strom am billigsten zu haben ist, errichtet man seine Fabrikanlagen. Und wenn es dann auch noch sauberer Strom wie auf Island ist, dann kann das Unternehmen sich sogar noch damit rühmen, dass es umweltfreundliche Energie nutzt. Aber ich finde, wir bleiben bei der Energieerzeugung und schauen, ob es dort Schwachstellen oder Haken gibt. Wozu der gewonnene Strom dann später verwendet wird, ist eine ganz andere Sache, oder was meinst du?"

Stefan: "Tja, du hast mich überzeugt, denn sonst müssten wir genau die Vor- und Nachteile dieser Industrie beleuchten mitsamt der dabei entstehenden Umweltzerstörung und wären weit ab vom Thema CO2-freie Energieerzeugung. Gut, also dann lass uns mal weiter suchen, denn ich habe plötzlich so eine üble Ahnung wegen des Verpressens. Also, ich denke da an die Erdbeben, die durch Fracking entstehen können, weil man da ja auch Flüssigkeiten tief in die Erde drückt?"

Ben: "Du meinst, dass man auch bei der Erdwärmenutzung Löcher in den Boden bohrt, in die mit hohem Druck Wasser hinein gepresst wird und dass das vielleicht ebenso Erdbeben auslösen könnte?"

Stefan: "Ja, genau, in die Richtung gehen meine Vermutungen, aber Genaues weiß ich noch nicht."


Prinzip: Heißer aufsteigender Wasserdampf wird auf Turbine geleitet, dann auf Generator und Transformator danach in Kühltürmen kondensiert und wieder als Wasser in die Erde verpresst - Foto: 2006, by Jkrieger (Wikipedia) [Public domain], via Wikimedia Commons

Prinzip der Stromerzeugung mit Dampf
Foto: 2006, by Jkrieger (Wikipedia) [Public domain], via Wikimedia Commons

Ben: "Sieh' mal hier, es scheint so, als seien nicht alle Isländer von Geothermie-Kraftwerken begeistert. Erstens wird hier angemerkt, dass das heiße Wasser, wenn es auf dem Weg nach oben die unteren Gesteinsschichten durchlaufen hat, sich chemisch verändert. Salze und andere Mineralien lösen sich und werden samt der in der Erde gespeicherten Treibhausgase wieder an die Oberfläche gespült. Später wird es dann wieder unter hohem Druck, hier steht bis zu 200 bar, in die Erde gepresst, wodurch es zu Spannungen in tieferliegenden Erdschichten kommen kann und in den oberen Bereichen ruckelt und bebt die Erde. Dann wird noch darauf hingewiesen, dass beispielsweise in der Schweiz in der Nähe von Basel ein Geothermieforschungsprojekt gestoppt werden musste, weil dort die Erde schon in dieser Phase vierzigmal bebte. Auch in Deutschland in Landau wurde 2009 ein kleines Beben durch ein Georthermie-Kraftwerk ausgelöst, dessen Betrieb daraufhin gestoppt wurde. In Staufen im Breisgau kam es 2007 durch eine Geothermie-Anlange zu Beben, die bei 270 Gebäuden der Stadt erhebliche Schäden anrichteten. In den USA ist der Zusammenhang zwischen dem Verpressen von Wasser oder Rückständen aus der Ölförderung beziehungsweise des Frackings in tiefe Erdschichten und der Entstehung von Erdbeben eindeutig. Ihre Zahl hat drastisch zugenommen und zwar entsprechend der Zunahme der Ölbohrstellen und der Orte, an denen das Fracking betrieben wird - und eben nicht nur ihre Anzahl, sondern auch ihre Stärke."

Stefan: "Moment mal, an dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass diese Erdbeben durch die sogenannte Tiefengeothermie ausgelöst werden. Bei der oberflächennahen Nutzung soll das nicht vorkommen. Allerdings gibt es wohl nur wenige Orte, an denen diese oberflächennahe Nutzung möglich ist - wie zum Beispiel auf Island. Wenn anderswo die Erdwärme genutzt werden soll, muss man sich wohl der Tiefengeothermie bedienen. Mir ist diese Technologie auf Anhieb nicht geheuer. Sag' mal Ben, wollen wir das weiter verfolgen oder uns wieder den Klimafolgen widmen?"

Ben: "Es hängt zwar alles zusammen, aber ich finde wir kümmern uns als nächstes wieder um die Folgen der Klimaerwärmung. Ich hätte da auch schon eine Idee. Was geschieht eigentlich, wenn die Permafrostböden der Erde auftauen?"

Stefan: "Das ist eine gute Frage, zumal ich darüber noch gar nichts weiß. Doch lass uns das nicht mehr heute angehen. Es ist spät geworden und ich haben einen Bärenhunger."

Fortsetzung folgt ...


Diesem Artikel liegen folgende Quellen zugrunde:

http://www.eldey.de/Wirtschaft/Energie/energie.html

https://www.welt.de/politik/ausland/article120539785/Die-Energiewende-in-Island-braucht-keine-Windraeder.html

https://www.planet-wissen.de/technik/energie/erdwaerme/index.html

http://www.deutschlandfunk.de/gefahren-der-geothermie.676.de.html?dram:article_id=255703

https://www.swr.de/swr2/wissen/geothermie-island/-/id=661224/did=12587458/nid=661224/1un80cl/index.html


12. Januar 2018


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