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Verfahren zur Umwandlung von fossilen Vorräten in Energie,
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zur Erzeugung von Energie aus erneuerbaren Quellen und zur Aufbereitung
von Abfällen 1. A u f g a b e Zahlreiche der am meisten diskutierten wirtschaftlichen,
sozialen und ökologischen Schwierigkeiten schließen sich eigentlich gegenseitig
aus: 1. Wirtschaftswachstum Das Wachstum der Wirtschaft ist unter diejenige Grenze
gesunken, die der Berechnung der Rentenversicherungen und der Finanzierung der Staatsaufgaben
zugrunde liegt. Deshalb bemüht sich die Politik das ~Wirtschaftswachstum", nahezu
um jeden Preis zu fördern. Da leider gar nicht danach gefragt wird, welche definitiven
Bereiche der Wirtschaft wachsen sollen oder überhaupt noch wachsen können, wachsen
nach wie vor diejenigen Wirtschaftsbereiche, die im wesentlichen nur Rohstoffe und
Energie verbrauchen, erheblich schneller als diejenigen Bereiche, die Rohstoffe
und Energie erzeugen oder wenigstens Rohstoffe und Energie einsparen oder wiedergewinnen
können. Die Landwirtschaft wird zur Schrumpfung gezwungen. Möglichkeiten zur Einsparung
von Rohstoffen und Energie scheitern an zu hohen Kosten.
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2. Arbeitslosigkeit Trotzdem nimmt das Problem der Arbeitslosigkeit
in den Industrie staaten zu, weil nichts unternommen wird, das geeignet ist, um
die Industrie und die Landwirtschaft zu zwingen, entweder Arbeitsplätze durch immer
höheren Aufwand an Energie, Rohstoffen und Kapital weg zu rationalisieren oder neue
Arbeitsplätze vorwiegend in solchen Bereichen künstlich neu zu schaffen, die ebenfalls
im wesentlichen nur zusätzliche Rohstoffe und Energie verbrauchen (Individualverkehr,
Verwaltung, Banken, Versicherungen, Luftverkehr, Freizeitgestaltung usw.).
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3. Energie- und Rohstoffmangel Deshalb wird zwar über die bereits
absehbare oder zu erwartende Energie- und Rohstoffverknappung geklagt, aber daraus
leider nur die falsche und gefährliche Konsequenz gezogen, daß man unverzichtbaren
die Kernenergie zum / Ausweg aus den Krisen erklärt.
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Abgesehen davon, daß die Energieversorgung unseres Planeten ein erheblich
kleineres Problem darstellt, als die langfristige Versorgung mit Nahrungsmitteln
und Rohstoffen, ist dies insofern paradox, als man weiterhin an Technologien der
Energiegewinnung festhält, die den Heizwert der fossilen Brennstoffe nur zu einem
Drittel ausnützen. Zwei Drittel des Heizwertes werden nach wie vor nutzlos als ~Abwärme"
vergeudet. Immerhin wächst die Einsicht, daß Kohle und Erde viel zu schade seien,
um verbrannt zu werden", weil aus' diesen begrenzt vorhandenen Rohstoffen auch andere
Produkte (Kunststoffe, Arzneimittel usw.) hergestellt werden können.
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4. Wärmekraftkop plung Obwohl es bekannt und in der Praxis an zahlreichen
Beweisen bewiesen ist, daß die fossilen Brennstoffe durch dezentrale Kraftwerke
mit Wärmekraftkopplung zu 90 V (in Verbindung mit Wärmepumpen sogar bis zu 170 %)
ihres Heizwertes ausgenützt werden und derartige Anlagen heute schon in 3-5 Jahren
amortisiert werden können, werden weiterhin zentrale Kraftwerke gebaut oder geplant,
die nicht nur mit völlig unzureichendem Wirkungsgrad arbeiten, sondern auch erhebliche
Umweltprobleme verursachen.
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5. Müllbeseitigung Kostbare fossile Brennstoffe werden einerseits
geradezu sinnlos verschwendet, um immer größeren Müllmengen über immer größere Entfernungen
auf zentrale Deponien oder in zentrale Müllverbrennungsanlagen zu transportieren
und/oder wasserhaltige organische Abfälle (Haushaltsmüll, Klärschlamm) zu verbrennen,
die eigentlich selbst nichts anderes sind als in organischer Biomasse gebundene
Sonnenenergie. Andererseits ist längst bekannt, daß aus allen organischen Abfällen
(Fäkalien, Stallmist, Grünmasse, Stroh, Schlempe, Trester usw.) hochwertige Energie
in Form von Methangas gewonnen werden kann. Außerdem ist bekannt, daß ein erheblicher
Teil des verbrannten Mülls zu wertvollstem Kompost verarbeitet werden kann, und
d aß die immer mehr ausgelaugten Kulturböden unter zunehmendem Humusmangel leiden.
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Trotzdem wird nichts oder zu wenig getan, um die sinnvolle Verwertung
und Rückführung organischer Abfälle auf die Böden zu fördern, obwohl dies billiger
wäre, als die risigen Kosten
der Müllbeseitiguns und zusätzliche
Arbeitsplätze geschaffen werden könnten.
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6. Agrarüberschüsse Die Landwirtschaft wird sogar (durch zu niedrige
Agrarpreise) gezwungen, nicht nur laufend Butter- und Fleischberge, Milchseen usw.
zu produzieren, sondern für deren Produktion sogar in steigenden Mengen knappe Energie
und Rohstoffe (Handelsdünger, Pestizide) zu verwenden. ie entzieht also der Industrie
und dem Verbraucher knappe Rohstoffe, obwohl sie selbst viel mehr Energie und Rohstoffe
- aucn zur gewerblichen Verwertung -produzieren könnte, als dies zur Zeit der Fall
ist.
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7. Weltweite Erosion landwirtschaftlicher Nutzflächen Ungeachtet der
atsache, daß die Landwirtschaft die einzige unerschöpfliche Nahrungsmittel-, Rohstoff-
und Energiequelle der Erde ist, wird die 1 andwirtschaftliche Nutzfläche (ca. 1,6
Milliarden #ha) nicht nur nicht vergrößert, (sie könnte auf 3,2 Milliarden ha vergrößert
werden), sondern sogar durch Erosion und Zerstörung guter Böden jährlich um ca.
26 Mio. ha (das ist mehr als das doppelte der Nutzfläche der Bundesrepublik) verringert.
( Prof, Dr. Preuschen vertritt die Ansicht, Amerika (das in den letzten 30 Jahren
ca. 80 Mio. ha seiner landwirtschaftlichen Netzfläche verloren, d.h. durch Grünlandumbruch
und Waldrodung ersetzt hat) sich im Jahr 2 000 nicht mehr wird ernähren können).
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8. Uberbevölkerung und Nahrungsmittelmangel Dies alles, obwohl bekannt
ist, daß die Erdbevölkerung in 20 Jahren auf 6 Milliarden angewachsen sein wird,
und daß heute schon ca. 500 Mio. Menschen hungern.
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9. Agrarpolitik Die Wirtschafts- und Agrarpolitik der Industrieländer
sorgt aber nicht dafür, daß die intensive Bodenproduktion der Landwirtschaft (in
kleinen überschaubaren Einheiten, Familienbetrieb) rentabel ist, sondern sie macht
den Handel mit Rohstoffen und Energie" (in Form von wasserlöslichem Stickstoff und
giftigen Pestiziden usw. in viehlosen Ackerbetrieben) und den ~Futter- und Arzneimittelhandeltt
(in Massentierhaltungen) rentabel .Ungeachtet dessen wundert man sich über das explosionsartige
Anwachsen der 10. steigenden Sozial- und Krankheitskosten bis hin zur Zunahme von
Geisteskrankheiten, Mißbildungen, Krebs usw.
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11. Die Volksabstimmung Zwendendorf hat gezeigt, daß die Mehrheit
der Wähler und Bürger unseres Nachbarlandes Österreich nicht mehr bereit ist, alle
bisherigen Denkfehler der Wirtschafts- und Agrarpolitik widerspruchslos mitzumachen,
und daß es deshalb notwendig ist, neue Wege zu beschreiten.
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Demnach dürfte klar sein, daß in Rohstoffe und Energie verbrauchenden
Bereichen keine neuen Arbeitsplätze mehr geschaffen werden können.
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Das ~Wirtschaftswachstum" kann daher nur noch in solchen wirtschaftlichen
Bereichen gefördert werden, die möglichst wenig fossile Energie und Rohstoffe verbrauchen
oder - besser - zur Einsparung oder Rückgewinnung fossiler Rohstoffe und Energie
beitragen oder - noch besser - Rohstoffe und Energie aus erneuerbaren Produktionsquellen
(Sonnenenergie im weitesten Sinne des Wortes und damit auch Land- und Forstwirtschaft,
Fischerei usw.) gefördert werden.
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Das folgt zwingend aus der Tatsache, daß der Abbau der fossilen Vorräte
an Rohstoffen und Energie nicht nur heute, sondern auch noch in tausend Jahren möglich
ist (uns also nicht davon läuft),die einmal versäumte Optimierung der Nutzung bzw.
Erhaltung und Verbesserung der Erträge der Landwirtschaft dagegen auf alle Ewigkeit
unwiderbringlich verloren ist.
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12. Werden die Lichter ausgehen? Fachleute, die ihr Handwerk verstehen,
weisen eindeutig nach, daß die Behauptungen der Atomlobby, in den 80-iger Jahren
würden die Lichter ausgehen, wenn nicht weitere Kernkraftwerke gebaut würden, ebenso
falsch sind, wie diejenigen von Politikern, die vor kurzem noch die Meinung vertraten,
die Sonnenenergie könne z.B. im Jahr 2000 nöchstens 2 % des Energiebedarfes decken.
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Richtig ist, daß die Lichter allein mit der bisher vorhandenen Kapazität
der Wasserkraftwerke brennen können, und daß die Sonnenenergie im Jahre 2000 oder
2010 nicht weniger als 50 % des Energiebedarfes decken kann, wenn die Ausnutzung
der gegebenen technischen Möglichkeiten nicht weiterhin einerseits durch Vernachlässigung
der Forschung und andererseits durch zu niedrige Marktpreise der von Verkippung
bedrohten Energieträger behindert wird.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe bestent darin, ein Verfahren
zur Umwandlung von Energie aus fossilen Vorräten zur Erzeugung von Energie aus erneuerbaren
Quellen und zu Wiederverwendung von Abfällen zu schaffen, das technisch durchführbar
und wirtschaftlich rentabel ist und bei einem Maximum an Rohstoff- und Energieeinsparung
eine optimale Versorgung des Verbrauchers mit Gütern bei möglichst weitgehender
Schonung der Umwelt ermöglicht.
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II. L ö s u n g Die Erfindung löst die Aufgabe durch die räumliche
Vereinigung von wenigstens drei der folgenden an sich bekannten Verfahrensschritte.
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a) Umwandlung fossiler Energie, z.B. Erdöl, Erdgas o.ä. in dezentral
aufgestellten Wärmekraftmaschinen zur gleichzeitigen Gewinnung mechanischer Energie
und Verwertung der Abwärme zu Heizzwecken, b) Umwandlung eines Teiles der gewonnenen
mechanischen Energie in an Ort und Stelle oder durch Einspeisung in öffentliche
Versorgungsnetze verwertbare elektrische Energie, c) Räumliche und orgflnische Kombination
der Merkmale a) und/oder b mit der anaeroben Ausfaulung tierischer Dünger und/oder
landwirts-chaftl icher Ernterückstände und/oder Siedlungsabfällen (z.B. Fäkalien,
Klärschlamm, Hausmüll, Gartenabfällen, Schlempe, Trester)usw. zur Gewinnung von
Methangas oder anderer brennbarer Stoffe, die wahlweise als Ersatz für die nach
a) und b) erforderlichen fossilen Energieträger verwendbar sind.
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d) Räumliche und organisatorische Kombination der Merkmale a) - c)
mit der Vergasung von Holz bzw. Holzabfällen und/oder der Pyrolyse von Haus- und
Industriemüll zu brennbaren Gasen, die wahlweise zur Ergänzung oder zum Ersatz der
unter a) - c) genannten Energieträger verwendbar sind.
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e) Räumliche und organisatorische Kombination der Merkmale a) - d)
mit der direkten Gewinnung von Wärme oder Strom aus Sonnenkollektoren bzw. Sonnengeneratoren,
zur wenigstens teilweisen Ergänzung oder zum Ersatz der unter a) - c) genannten
Energieträger f) Räumliche und organisatorische Kombination der Merkmale a) - e)
mit der Speicherung von Wärme in Faulbehältern, Wasserbecken o. ä. und/oder mit
der Gewinnung zusätzlicher Wärme mittels Wärmepumpen aus Erdspeichern, Gebäuden,
Gewässern, Abwärme der Umgebungsluft u.a.
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der Erfindung In weiterer Ausgestaltung/wird die räumliche und organisatorische
Kombination mit an sich bekannten Verfahren zur Umwandlung organischer Stoffe in
Kompost vorgeschlagen, Nach einem anderen Merkmal der Erfindung werden beim Ausfaulungeprozeß
außer Abfällen auch in der Landwirtschaft zusätzlich erzeugte Biomasse z.B. Gras,
Gründüngung usw. verwendet.
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Nach einem anderen Merkmal der Erfindung wird die zusätzliche Verdichtung
oder Verflüssigung brennbarer Gase in transportablen Behältern zum Antrieb von Kraftfahrzeugen
vorgeschlagen.
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Nach einem anderen Merkmal der Erfindung wird die dezentrale Anwendung
in Weilern, Dörfern, Klein-und Mittelstädten vorgeschlagen.
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Ein weiteres Merkmal sieht die räumlich getrennte, aber in mehrfacher
Wiederholung erfolgende Anwendung im Umgebungsbereich von Großstädten oder Ballungsgebieten
vor.
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Eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens ist als Landkraftwerk
ausgebildet, das folgende wesentlichen Merkmale aufweist, und die meisten oder alle
der eingangs behandelten Schwierigkeiten und Probleme lösen wird.
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Kernstück jeder einzelnen Anlage ist wenigstens ein auf einem größeren
landwirtschaftlichen Betrieb, in einem Weiler, einem Dorf oder einer Kl stadt errichtetes,
vorzugsweise vollautomatisch funktionierendes - an sich bekanntes - Blockheizkraftwerk,
z.B. nach dem System von Direktor Hein der Stadtwerke Heidenheim. Es kann eine Leistung
von z.B. 100 und 6000 kw aufweisen und erzeugt durch Gas- oder Dieselmotoren einerseits
elektrischen Strom (ca. 1/3) andererseits Wärme (2/3). Die Wärme wird in unmittelbarer
Nähe für Heizzwecke verwendet und kann von bei Bedarf durch den Motoren angetriebene
Wärmepumpen zusätzlich aus der Luft, dem Erdreich, Flüssen usw. gewonnene Wärme
ergänzt werden.
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Der erzeugte Strom wird entweder innerbetrieblich verwertet oder an
andere Verbraucher verkauft. Diese Blockheizkraftwerke sind heute schon technisch
ausgereift und sogar bei den gegenwärtigen Preis-/Kostenrelationen rentabel. Sie
können daher auch privatwirtschaftlich betrieben werden.
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Dem Blockheizwerk ist räumlich und organisatoriscn eine an sich bekannte
Biogas-Erzeugungsanlage zugeordnet, die entweder tierischen Dünger und/oder Fäkalien
bzw. Klärschlamm und/oder organische Industrieabfälle z.B. aus Papierfabriken, Brennereien,
Mostereien, Lebensmittelfabriken usw.) und/oder direkt erzeugte landwirtschaftliche
Pflanzen bzw. Grünmasse oder ErnterUckstände (Rübenblatt, Stroh usw.), die nicht
zur Tierfütterung oder -Einstreu benötigt werden, zu Methangas und
hochwertigem
Dünger verarbeitet. Das Methangas wird in dem Block-Heizkraftwerk als Ersatz für
Erdgas oder Heizöl verwertet.
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Der anfallende Dünger wird von den umliegenden landwirtschaftlichen
Betrieben zur Düngung und Bodenverbesserung verwendet, so daß teurer Handelsdünger
und riskante Schädlings bekämpfungsmittel eingespart werden können. Dies ermöglicht
es z.B. viehlosen Ackerbetrieben künftig in größerem Umfange als bisher Zwischenfrüchte
anzubauen und dadurch ihre Fruchtzu verbessern folge/und viele Schädlingsbekämpfungsprobleme
zu beseitigen, ohne zur UmsteBung auf eine Viehhaltung gezwungen zu sein.
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Da Grünmasse zur verkaufsfähigen Ware wird, die außer durch den Kuhmagen
auch direkt verwendbar ist, wird die Rentabilität der Landwirtschaft gesteigert/
der Zwang zur Erzeugung von Überschüssen vermindert.
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Viehhaltende Betriebe benötigen auf dem Hof keine kostspieligen Lager-
und Verarbeitungseinrichtungen fur tierischen Dünger, sondern lediglich einen Standplatz
für einen oder mehrere Transportwagen (Stallmiststreuer, Pumpfaß), die von der Entmistungseinrichtung
automatisch befüllt und anschließend in das Landkraftwerk gefahren, dort entleert
werden, wo das Fahrzeug anschließend mit Faulschlamm beladen wird, der auf der Rückfahrt
entweder direkt auf das Feld ausgestreut oder am Feldrand zu Rottemieten aufgesetzt
wird.
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Soweit in der Nähe des Landkraftwerkes Holz oder Holzabfall sowie
Stroh anfällt, wird dem Landkraftwerk eine an sich bekannte Holzvergasungs- oder
Pyrolseanlage angegliedert, die zeitweise den Brennstoff für das Blockheizkraftwerk
liefert, also zusätzlich fossile Kraftstoffe einspart.
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Zur Müllverwertung können dem Landkraftwerk alle in Haushaltungen
anfallenden organischen Abfälle einschließlich der bisher in Müllverbrennungswerken
verheizten organischen Abfälle, z.B. Laub, Gras, Heckenschnitt, Papier usw. zugeführt
werden, die je nach Bedarf wenigstens zum Teil entweder ausgefault oder in einem
angeschlossenen Kompostwerk (FreiluSt-oder Trapezmieten nach Dr. Spohn) in unmittelbarer
Nähe des Landkraftwerkes zu Kompost verarbeitet werden können. Das spart Transportkosten,
Energie und Rohstoffe.
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Dadurch wird auch in den zentralen Müllheizanlagen kostbare Energie
gespart und es wird das Problem gelöst, die dem Boden durch Nahrungspflanzen entzogenen
Nährstoffe statt in die Gewässer wieder auf die landwirtschaftlichen Nutzflächen
zurückzubringen.
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Außerdem ist es möglich, dem Landkraftverk eine an sich bekannte Sonnenkollektoranlage
anzugliedern, deren Energie entweder in den Abwärmekreislauf #eingespeist, oder
zur Aufrechterhaltung der Betriebstemperatur der Faulgutbehälter verwendet werden
kann, um aucn in der kalten Jahreszeit die gesamte Gasausbeute als hochwertige Energie
nutzen zu können.
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Für den Fall, daß Treibstoffe für Kraftfahrzeuge in absehbarer Zukunft
knapp werden sollten , kann das gewonnene Biogas im Landkraftwerk besser und wirtschaftlicher
verdichtet bzw. tiefgekühlt und in Transportbehälter abgefüllt werden, mit denen
Kraftfahrzeuge, insbesondere Traktoren betrieben werden können, als das in Kleinanlagen
auf Bauernhöfen gewonnene Biogas.
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Diese Art der Verwertung des Biogases ist jedenfalls einem überbetrieblichen
Landkraftwerk leichter möglich als einer im einzelnen landwirtschaftlichen Betrieb
errichteten Kleiniogasanlaoe, die die Arbeitskräfte des Betriebes zusätzlich und
belastet /probleme der sinnvollen Verwertung des erzeuyten Biogases schaffen würde.
Diese Kleinanlagenhaben höhere Erzeugungskosten pro Kubikmeter Gas und können nicht
vollautomatisch gewartet una bedient werden.
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Die im Einzugsbereich des Landkraftwerkes benötigte Energie kann entweder
als Gas oder - besser - als elektrischer Strom in überörtliche Versorgungsnetze
eingespeist werden.
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Zentrale Großkraftwerke sind also in Zukunft nur in dem Umfange notwendig
und zulässig, wie sie zur Versorgung industrieller Großbetriebe und/oder der in
Großstädten bzw. Ballungsräumen Reben(1et Bevölkerung erforderlich sind, wenn die
bei der Energieumwandlung entstehende Abwärme über wirtschaftlich und technisch
sinnvolle Entfernungen verwertbar ist.
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Auswirkungen Der Verbund von dezentralen Energiegewinnungsanlagen
von höchstem Wirkungsgrad, die mit fossilen Rohstoffen betrieben werden mit der
dezentralen Verwertung aller in der Landwirtschaft und in städtischen Haushaltungen
anfallenden Abfall-Biomasse, Fäkalien, Dünger, Haushaltsabfälle, Ernterückstände,(deren
Menge ggf. durch zusätzliche Erzeugung von Biomasse durch Intensivierung der Bodenproduktion
(Zwischenfruchtbau, Anbau von Leguminosen, sonstigen Gründüngungspflanzen als Gründüngungs-Hauptfrucht
vergrößert werden kann), ist einerseits rentabel und ermöglicht andererseits die
Schaffung sinnvoller Arbeitsplätze. Außerdem ermöglicht er die Intensivierung der
Holzproduktion (ein Drittel des nachwachsenden Holzbestandes wird z.B. in Österreich
gar nicht mehr genutzt).
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Dieses Landkraftwerk arbeitet ungleich wirtschaftlicher als die bisherige
kostspielige und sowohl wirtschaftlich als auch ökologisch unsinnige Vernichtung
organischer Abfälle durch Verbrennung (Strohverbrennung, Müllverbrennung). Die bisherigen
hohen Kosten für die Müllbeseitigung werden zumindest teilweise zur Verbesserung
der Wirtschaftlichkeit der dezentralen Landkraftwerke verwendet, um durch höheren
Wirkungsgrad bei der Verwertung vieler Brennstoffe und durch Einsparung der Kosten
für die Müllbeseitigung die Landkraftwerke auch privatwirtwirtschaftlich
rentabel
zu gestalten.
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Der Bau dieser Landkraftwerke könnte in jedem Dorf, jeder Kleinstadt
und im Umkreis von Ballungsgebieten zusätzliche sinnvolle Existenz- und Arbeitsmöglichkeiten
schaffen, und sozusagen im ~Schneeballsystem" in viel kürzeren Zeiträumen durchgeführt
werden, als die Errichtung größerer oder zentraler Anlagen durch die Städte, Länder
und den Bund.
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Diese Verbesserung der Struktur des flachen Landes ist sowohl aus
ökologischen als auch aus volkswirtschaftlichen und beschäftigungspolitischen Gründen
nicht nur erwünscht, sondern praktisch unbedingt notwendig. Sie bietet nicht nur
dem örtlichen Handwerk, der mittelständischen Industrie, sondern auch der Großindustrie
neue und sinnvolle Besc#häftigungs möglichkeiten, deren Umfang und Nutzen weit über
denjenigen anderer derzeitiger Wirtschaftsförderungsmaßnahmen und Subventionen hinausgehen
und den etwaigen Verzicht auf den weiteren Ausbau von Kernkraftwerken und sonstigen
Großkraftwerken um das Mehrfache aufwiegen würde.