Die Katastrophe des Reaktorunglücks von Tschernobyl im April 1986 war der Auslöser zur Gründung des Arbeitskreises Stirlingmotor München.
Die Katastrophe hat gezeigt, dass unser bisheriges Energiesystem zu nicht mehr verantwortbaren Schäden für die menschliche Gesundheit und die Umwelt führt.
Unser bisheriges Energiesystem ist in keiner Weise nachhaltig. Nachhaltigkeit bedeutet, dass die Menschen heute so leben sollen, dass auch zukünftige Generationen eine intakte Umwelt mit allen benötigten Ressourcen vorfinden.

Unser bisheriges, nicht nachhaltiges Energiesystem ist gekennzeichnet durch:

• die Nutzung und die Abhängigkeit von fossilen und nuklearen Rohstoffen,
• die alle nur begrenzt zur Verfügung stehen;
• die Verursachung von großen Schäden an Gesundheit und Umwelt;
• die Abhängigkeit von Exportländern, die oft in politischen Krisengebieten liegen;
• die Abhängigkeit von Energie-Monopolen und Energie-Konzernen;
• eine ineffiziente Nutzung und Umwandlung von Energiearten im großen Stil (z.B. blasen die heutigen Strom-Kraftwerke in Deutschland so viel ungenutzte Abwärme in die Umwelt, dass der Heizenergiebedarf des ganzen Landes damit mehr als gedeckt werden könnte).

Nachhaltige Energiewirtschaft

Eine nachhaltige Energiewirtschaft respektiert die Bedürfnisse der heute lebenden Menschen genauso wie die Bedürfnisse zukünftiger Generationen. Als Vorbild dienen natürliche Ökosysteme. Sie bestreiten ihren Energiebedarf zu 100% aus erneuerbarer Energie, verfügen über hocheffiziente Mechanismen zur Energieumwandlung und gehen mit der zur Verfügung stehenden Energie sehr sparsam um. All das hat im Lauf von Milliarden Jahren der biologischen Evolution zu einem immer komplexeren, sich selbst stabilisierenden System mit immer größerer Vielfalt an Lebensformen geführt.

Auf das menschliche, technische Energiesystem übertragen bedeutet das:
der Energiebedarf für jede Energieanwendung muss so sparsam wie möglich konzipiert werden (bei Häusern z.B.: Passivhausstandard oder Plusenergiehausstandard);
die notwendigen Energieumwandlungen müssen so verlustarm wie möglich von statten gehen, bzw. entstehende Verluste wie Abwärme sind zu nutzen (z.B. Energiesparlampen, Kraft-Wärme-Kopplung zur Hausheizung, Leichtbau-Automobile mit erneuerbarer Energie angetrieben, sowie Nutzung der Bremsenergie);
der verbleibende Energiebedarf muss zu 100 % aus erneuerbarer Energie gedeckt werden (Wasserkraft, Windkraft, Solarenergie, Biomasse, Gezeitenenergie, Wellenenergie, Geothermie…).

Die positiven Nebeneffekte einer nachhaltigen Energiewirtschaft besteht in:

der Unabhängigkeit von politischen Krisengebieten;
der Unabhängigkeit von Konzernen und Monopolisten;
der Wertschöpfung in der Region;
der Vermeidung von Kriegen um begehrte fossile und atomare Rohstoffe;
der Vermeidung von Katastrophen wie in Sellafield, Harrisburg, Tschernobyl und Fukushima.
der Vermeidung von Ölpest durch havarierte Tanker.

Dezentrale Energieversorgung

Die ausschließliche Nutzung erneuerbarer Energie für ein nachhaltiges Energiesystem erfordert die Dezentralisierung der Energieversorgung, da nur so die Potentiale an erneuerbaren Energie vor Ort genutzt werden können.

In einem dezentralen Energiesystem werden die Energieverbraucher gleichzeitig zu Energieversorgern, z.B. durch die häusliche Kraft-Wärme-Kopplung in Ländern mit kaltem oder gemäßigtem Klima. Die Wärme stammt aus der Abwärme der Wärmekraftmaschine im Heizungskeller der Gebäude. Der Strom aus der Wärmekraftmaschine wird im Haus verbraucht, der Überschuss geht in das öffentliche Netz und ersetzt immer mehr Strom aus herkömmlichen, fossil und atomar betriebenen Kraftwerken.

Intelligente Energienetze (Smart-Grids), sowie „virtuelle Kraftwerke“ (sie können in großer Anzahl zentral an- und abgeschaltet werden) passen den Strombedarf an die Nachfrage an, wobei die Abwärme bei der Stromproduktion zu Heizzwecken beim Verbraucher zwischengespeichert wird. Ein weiterer Weg, um Strom zu speichern oder ins Netz abzugeben, ist die Einbindung einer zukünftigen Flotte von Elektroautomobilen in das Smart Grid.

Die Rolle der Stirlingmaschinen in einem nachhaltigen Energiesystem

Die Stirlingmaschinen haben in einem nachhaltigen Energiesystem ihren festen Platz im Bereich der „hocheffizienten Energiewandler“. Stirlingmaschinen werden als Motor, Kältemaschine und Wärmepumpe in Zukunft eine große Rolle spielen, da mit Ihnen folgende Vorteile verbunden sind:

als Motor kann mit ihnen auch im kleinen Leistungsbereich hocheffizient Kraft-Wärme-Kopplung mit erneuerbaren Brennstoffen betrieben werden. Die Wartungskosten werden dabei geringer sein als bei Motoren mit innerer Verbrennung. Für größere Fahrzeuge mit Hybridantrieb können sie zur Ladung des Akkus verwendet werden,
wobei sie mit besonders sauberen Abgasen (ohne Katalysator) aufwarten werden;
als Kältemaschine sind sie schon jetzt für den Temperaturbereich um 80 Kelvin ohne Konkurrenz. Die Kältebereiche von -20° C (Tiefkühltruhe) bis +8°C (Kühlschrank) können in Zukunft auch erschlossen werden, wenn die bisherigen, teilhalogenierten Kältemittel – wegen ihrer Klimaschädlichkeit – verboten werden;
als Wärmepumpe können sie, ohne Verwendung klimaschädlicher Kältemittel, Umweltwärme geringer Temperatur auf Temperaturen „hochpumpen“, wie wir sie für die Beheizung unserer Häuser und die Bereitung von Warmwasser brauchen.

Autor: Dipl.-Ing. Walter Wesinger, AK Stirlingmotor München

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