Bio-Treibstoff

Seit Jahren hört man häufig von der Idee, Treibstoff auf biologischer Basis herzustellen. Und es wird heute auch im großem Umfang praktiziert.

Ich denke aber, dass man dem mit einer gewissen Skepsis begegnen sollte.
Wenn nun landwirtschaftliche Produkte zu Energieträgern verarbeitet werden, generiert das eine große Nachfrage von der Ölindustrie oder von anderen Industrien auf landwirtschaftliche Produkte und Agrarland. Eine unmittelbare Folge ist, dass Lebensmittel teurer werden. In Industrieländern spielt das nur eine vernachlässigbare Rolle. In Ländern, die überwiegend von Entwicklungshilfe leben, ist es vielleicht auch egal. Aber in viele ärmeren Ländern werden dadurch Grundnahrungsmittel merkbar knapper und teurer.

Nun bestehen die Pflanzen bei Agrarprodukten typischerweise aus einem verwertbaren Anteil, der oft unter anderem viel Stärke und Zucker oder vielleicht pflanzliche Öle und Fette enthält, und aus einem Anteil, der verbrannt, untergepflügt oder einfach liegengelassen wird und der überwiegend aus Zellulose besteht. Zellulose kann man gut verbrennen, aber die Prozesse, um daraus andere Substanzen zu gewinnen, sind schwieriger und teurer, weshalb man lieber die essbaren Anteile zu Treibstoff verarbeitet.

Ein weiterer Aspekt ist, dass Landwirtschaft zum Teil sehr intensiv betrieben wird. Man benötigt z.B. Dünger, Chemikalien zur Bekämpfung von Unkraut und Schädlingen, Landmaschinen, Bewässerung und Entwässerung. Dies benötigt alles viel Energie in der Herstellung und im Betrieb. Dass die Energiemenge, die man braucht, um die Rohstoffe für eine Tonne Biotreibstoff herzustellen, mehr als einer Tonne Treibstoff entsprechen, sehe ich erstmal als eine unüberprüfte Polemik an, aber man sollte diese Frage genauer untersuchen.

Man könnte die landwirtschaftlichen Produkte, die zu Treibstoff verarbeitet werden, vom Biobauern beziehen, aber ich denke, dass das nicht konkurrenzfähig ist.

Man kann sie aus extensiverer Landwirtschaft beziehen. Aber dafür muss dann anderswo Landwirtschaft intensiviert werden oder weitere Flächen in Anspruch nehmen, um genügend Lebensmittel herzustellen. Man sollte also diesen Biosprit als zusätzliche Nachfrage ansehen, die aus den problematischsten und intensivsten Landwirtschaften stammt.

Gänzlich absurd wird es, wenn man Regenwald abholzt, um Palmöl anzubauen und daraus Biodiesel herzustellen.

Ich denke, dass der richtige Weg ist, den Energieverbrauch tatsächlich zu senken. Wir sollten unseren Verkehr auf mehr öffentliche und mehr nicht-motorisierte Verkehrsmittel umstellen. Oder auf weniger motorisierte Verkehrsmittel. Elektrobikes sind vor allem deshalb umweltfreundlicher als Motorräder, weil sie weniger PS haben.

Aber die Idee, aus Pflanzen Kohlenwasserstoffe zu gewinnen, hat sicher langfristig gesehen Potential, vor allem, wenn man den Zelluloseanteil dafür verwendet. Öl, Gas und Kohle lassen sich nicht nur verbrennen, sondern es lassen sich daraus auch viele Stoffe herstellen, die wir benötigen, z.B. Dünger, Agrochemikalien, Kunststoffe und vieles mehr, sogar Lebensmittel.

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Druckertinte und Kaffeekapseln: Beispiele für ein Geschäftsmodell

Wer heute einen Drucker kauft, bekommt ihn mit Tinte, damit man sofort damit arbeiten kann. Und meistens ist der Preis recht günstig.
Leider ist die Tinte dann schnell leer. Manchmal ist sie rein mechanisch gesehen nicht leer, aber die Druckersoftware findet, dass man eine bestimmte Anzahl von Seiten gedruckt hat und dann neue Tinte fällig ist. Die ist dann leider nicht billig. Besonders extrem ist es bei preisgünstigen Tintenstrahldruckern, während bei Laserdruckern insbesondere bei Schwarzweiß und auch in den gehobeneren Preisklassen durchaus auch ein Markt existiert, der auf die Druckkosten pro Seite im langfristigen Betrieb reagiert, so dass die Tinte dann doch für viele Seiten reicht. Es gibt heroische Anbieter, die Recycling mit alten Druckerpatronen betreiben und dann mit günstigeren Angeboten am Markt sind, während die Druckerhersteller alles dran setzen, mit juristischen und propagandistischen Mitteln das Aufkommen alternativer Anbieter zu verhindern. Man druckt ja dann sozusagen schwarz, weil man den Drucker eigentlich erst über die Tinte bezahlt.

Bei den Kaffeemaschinen ist es ähnlich. Es gibt diese tollen Maschinen mit Kapseln. Die kosten recht wenig, man kann sie spontan kaufen, ohne über den Preis nachzudenken. Die Kapseln kosten dann in der Schweiz so 0.60 CHF, also ca. 0.55 EUR. Das ist viel für eine Tasse Kaffee. Richtig viel auf die Jahre gerechnet, aber im Kleinen tut es nicht weiter weh. Auch hier gibt es alternative Anbieter, z.B. bei Aldi, die weniger als die Hälfte kosten und auch funktionieren. Angeblich schmecken sie schlechter und ruinieren die billige Kaffeemaschine. Eine interessante Idee ist auch eine wiederverwendbare Kapsel, in die man selber Kaffee einfüllen kann… Ja, es unterläuft den „Komfort“ der Lösung. Auch hier gibt es professionelle Maschinen. Die werden mit Kaffeebohnen befüllt und mahlen die bei Bedarf. Sie kosten richtig viel, aber auf die Dauer wird es billiger, wenn man viel Kaffee trinkt und wenn man nicht so interessiert daran ist, eine große Auswahl an Kaffeesorten zu haben, denn da hat man nur eine Sorte…

Interessant sind diese Modelle, weil sie im Grunde genommen versuchen, den Käufer zu täuschen. Das ist nicht verboten, denn das System ist ja durchschaubar und man hat die Wahl. Die Modelle sind aber auch fragil, weil alternative Anbieter für die Verbrauchsprodukte in den Startlöchern stehen oder sogar schon am Markt sind. Solange sie mit besserer Qualität, besserer Werbung oder besserem Verkaufsservice klein gehalten werden, ist dagegen nichts einzuwenden. Problematischer ist der juristische Weg, wobei es sicher in gut begründeten Fällen auch dafür eine Rechtfertigung geben kann. Es wäre aus Konsumentensicht besser, wenn z.B. Kaffeemaschinen und Kapseln genormt wären und man beliebige Kaffeemaschinen dieses Typs zu kostendeckenden und profitablen Preisen kaufen könnte und die Kapseln auch.

Bei Druckern und auch bei Kaffeekapseln sei auch die Frage erlaubt, warum so viel weggeworfen werden muss.

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Tabakhaltiges Benzin

Immer wieder gibt es Unfälle, weil Kraftfahrzeuglenker während der Fahrt rauchen und dadurch abgelenkt sind.
Wie aus gut unterrichteten Quelle zu erfahren ist, wollen namhafte Autohersteller, Tabakproduzenten und Ölfirmen zusammen spannen, um dieses Problem zu lösen.
Etwa ab 2017 soll an ausgewählten Tankstellen mit Tabak angereichertes Benzin angeboten werden. Dieses ist etwas teurer als normales Benzin, lässt sich aber in den üblichen Motoren problemlos verbrennen. Der Abgasstrom enthält nun zusätzlich zu den üblichen Substanzen auch alles, was man so im Zigarettenrauch findet, insbesondere auch Nikotin.

Die beteiligten Autohersteller, die hier noch nicht namentlich genannt werden wollen, werden dann als Zusatzausstattung für einen Teil ihrer Fahrzeugpalette die Möglichkeit anbieten, einen Teil des Abgasstroms in die Fahrgastzelle zu leiten. Auf diese Weise wird den Insassen der Tabakkonsum ermöglicht, ohne das lästige und während der Fahrt äußerst gefährliche Hantieren mit den Zigaretten.

Man rechnet damit, dass im Jahr 2020 etwa 10% der Fahrzeuge mit dieser Möglichkeit ausgestattet sein werden.

Es laufen zur Zeit Verhandlungen um eine Subventionierung des tabakhaltigen Benzins, weil dieses ja teilweise ein Biotreibstoff ist. Die Verhandlungen laufen gut und es ist damit zu rechnen, dass trotz des größtenteils durch den Auspuff entweichenden Tabakrauchs die Ausgaben für üblichen Tabakkonsum etwa gleich bleiben werden, aber mit einem erheblichen Komfortgewinn.

Das ist ein interessantes gemeinsames Projekt der Tabak-, Öl- und Autoindustrie zur stillschweigenden Erweiterung des Verbrauchs von Biotreibstoffen.

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Pfand zu Marktpreisen

In vielen Ländern Europas werden Dosen und Flaschen mit einem Pfand belegt, das sehr viel höher als der Materialwert ist. Das System funktioniert gut und effizient, weil es dafür Automaten gibt. Schön wäre es, wenn das System EU-intern noch besser länderübergreifend funktionieren würde.
In manchen Ländern gibt es auch freiwillige System. Man wird gebeten, seine Alu-, Weißblech-, Glas- und PET-Reste in die entsprechenden Sammeltonnen zu werfen… Angeblich funktioniert das in der Schweiz zu einem hohen Prozentsatz und ist dann effizienter als das Pfandsystem, weil es denselben Effekt mit weniger Aufwand erzielt, aber erfahrungsgemäß liegen die Sachen dann im Wald rum. Oder im normalen Müll.
Nun haben aber sortenreine Altmaterialien wie Eisen, Kupfer, Aluminium, Glas, Papier, Kunststoffe jeweils einer Sorte u.s.w. durchaus Marktwert, wenn man größere Mengen davon bringen kann. In China bleibt eine leere PET-Flasche, die man in der Stadt am Straßenrand aufstellt, nicht lange dort, weil es arme Leute gibt, die auf das bisschen Geld angewiesen sind, das man dafür bekommt. Sogar in Zürich habe ich einmal eine Aluminium-Sammlerin getroffen, die mir erzählt hat, dass sie Geld für die Dosen bekommt.

In vielen ärmeren Ländern (oder einfach nur Ländern mit einer armen Bevölkerungsgruppe) gibt es solche Systeme der Müllentsorgung, die meist nicht unbedingt verhindern, dass dort Städte im Müll versinken. In Kairo soll diese Müllverwertung besonders gut funktionieren. Angehörige der christlichen Minderheit sind in dem Bereich aktiv und können z.B. auch Schweine halten, denen man einiges an Resten verfüttern kann. Wenn man sich anschaut, unter welchen Bedingungen diese Menschen arbeiten, können sie einem sehr leid tun und so ein System, das Armut als Voraussetzung hat, ist sicher nicht erstrebenswert.

Aber vielleicht gibt das doch Anlass darüber nachzudenken, wie Müllrecycling ökonomisch sinnvoll, sozialverträglich und der Umwelt dienlich sein kann. Ich will es diesmal bei Fragen belassen und keine Antworten geben.

Links

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Internationale Lösung für Pfandflaschen

Der Verdienst für diese Idee gebührt Christina Brodowsky, nicht mir…

Pfand auf Dosen und Flaschen ist eine gute Idee, zumindest in Ländern, wo die Leute nicht freiwillig fast alles zum richtigen Einwurf bei der Sammelstelle bringen. Früher konnte man sogar Pfandflaschen aus Deutschland in den Niederlanden abgeben und umgekehrt, weil die gleich waren. Es war sogar witzig, dass man bei einem Getränkehersteller so gelegentlich Flaschen mit exotischen Beschriftungen erhielt, die man am Logo und an der Flaschenform auch ohne entsprechende Sprachkenntnisse erkennen konnte.

Heute braucht niemand mehr Flaschen aus dem Ausland anzunehmen. Man hat nicht mehr mit Menschen zu tun, die etwas Vernunft und Verständnis mitbringen. Die Maschinen hat man so programmiert, dass sie nur die Flaschen akzeptieren, die sie unbedingt akzeptieren müssen. Das sind oft die aus dem eigenen Sortiment des jeweiligen Ladens und dazu nur diejenigen, die im selben Land gekauft wurden. Der Barcode auf dem Etikett hat genug Raum für solche Informationen.

Nun lebt das Pfandsystem davon, dass man es als Kunde einfach hat, sonst landet die Flasche im Müll oder sogar im Wald oder am Straßenrand. Vielleicht noch als Scherbenhaufen, aber das ist ja bei PET und Alu nicht mehr so schlimm wie bei Glas. In Europa gibt es nun relativ offene Grenzen zwischen vielen Ländern. Man kauft mal hier und mal dort ein und es wird schwierig, die Rückgabe der Flaschen jeweils im richtigen Land hinzubekommen, vor allem, wenn man noch dazu den richtigen Laden finden muss und den Barcode nicht fließend lesen kann, wo ja so etwas drinsteht.

Nun könnte man einfach die Verkäufer dazu motivieren, auch ausländische Flaschen anzunehmen. Problematisch wird das aber aus zwei Gründen. Sagen wir, die betreffenden Getränke sind in Deutschland billiger als in der Schweiz, dann kauft man sie in Deutschland. Für die Rückgabe der Flaschen geht man zum Schweizer Händler und der bekommt nur den unlukrativen Teil des Geschäfts ab. Tatsächlich sind in der Schweiz Pfandflaschen kaum verbreitet, aber man sagt, dass die Schweizer sehr brav die leeren Flaschen in den richtigen Container bringen. Aber nehmen wir einmal eine Harmonisierung an, die bedeuten würde, dass die meisten Länder in Europa sich an Pfandflaschen gewöhnen würden. Die Motivation zur Annahme der fremden Pfandflaschen ließe sich prinzipiell aufbauen, wenn der Schweizer Händler die geschredderten Pfandflaschen mit Gewinn an den Lieferanten der Getränke verkaufen könnte, was ja jeweils innerhalb der einzelnen Länder schon Teil des Systems sein muss, da zumindest einige Händler ja weiterhin am Verkauf von Getränken interessiert sind und so zumindest insgesamt gewinnbringend arbeiten können.

Ein weiteres Problem sind die unterschiedlichen Preise. Solange es sich zwischen Ländern mit derselben Währung abspielt, kann man die Preise für Pfandflaschen vereinheitlichen, so dass kein Anreiz für das Verschieben großer Mengen Leergut in das Nachbarland entsteht. Wo aber verschiedene Währungen im Spiel sind, kann der Preis niemals für längere Zeit gleich sein, weil es nicht mit runden Beträgen aufgeht und weil die Kurse schwanken. Dieser Leerguttourismus erscheint ein kleines Problem, aber er entzieht dem ohnehin fragilen System Geld und Glaubwürdigkeit und Akzeptanz.

Dabei ist auch dieses Problem eigentlich gut lösbar. Wenn in allen Ländern ungefähr derselbe Betrag für das inländische Leergut gezahlt wird, dann könnte man für ausländisches Leergut die Hälfte zahlen. Das gäbe immer noch einen kleinen Anreiz, die Sachen nicht in die Gegend zu werfen, auch wenn es zu umständlich ist, immer nach Herkunftsland sortiert das Leergut wegzubringen. Aber der Kunde würde doch bevorzugt das Leergut im richtigen Land abgeben und zumindest entstünde kein Leerguttourismus.

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Kohleboom

Trotz der weitgehend erkannten Problematik des Klimawandels und der dafür mitverantwortlichen {\rm CO}_2-Emissionen erleben wir zur Zeit weltweit und insbesondere in Deutschland einen regelrechten Kohleboom bei der Stromproduktion. China ist dabei, seine Kohlekraftwerkskapazitäten massiv auszubauen, aber auch in Deutschland entstehen viele neue Verbrennungskraftwerke für Kohle, trotz all der teuren Bemühungen um saubere alternative Energien. Woran liegt das?

Auf Deutschland bezogen kann man einige offensichtliche Gründe finden:

  • Der überstürzte Ausstieg aus der relativ sauberen Kernenergie
  • Die viel zu billigen {\rm CO}_2-Zertifikate
  • Die Produktion von Strom für den Export
  • Die steigenden ökonomischen Hürden für den Ausbau der Wasserkraft in gebirgigen Ländern

Warum stoßen Kohlekraftwerke so viel {\rm CO}_2 (Kohlendioxid) aus? Kohle besteht überwiegend aus stark kohlenstoffhaltigen organischen Verbindungen. Dass auch noch kleine Mengen umweltschädliche Substanzen, z.B. Schwefel oder sogar kleine Mengen an Arsen und Quecksilber und sogar Uran und Thorium vorhanden sind, macht die Sache nicht wirklich besser. Im Normalbetrieb verbreiten Kohlekraftwerke sogar Radioaktivität in der Umgebung, weil in der Kohle Spuren von radioaktiven Isotopen enthalten sind, zum Beispiel Kalium ({\rm K}^{40}), aber auch Radium ({\rm Ra}^{226} und {\rm Ra}^{228}), Uran ({\rm U}^{230}), Blei ({\rm Pb}^{210}), Polonium ({\rm Po}^{210}) und Thorium ({Th}^{232}). Bei Braunkohle ist der Brennwert noch etwas niedriger und man muss also eine größere Menge Kohle trocknen und für die Verbrennung aufwärmen, um denselben Energieausstoss zu bekommen, was zu etwa 25\% höheren {\rm CO}_2-Emissionen als bei Steinkohle führt. Dafür entstehen wunderschöne und tiefe Seen an der Stelle der weggebaggerten Dörfer, die vielleicht sogar irgendwann einmal sauber genug sind, um darin zu baden..

Erdgas besteht hauptsächlich aus {\rm CH}_4 (Methan), das bei der Verbrennung mehr Wasserdampf ({\rm H}_2{\rm O} als {\rm CO}_2 ausstößt, so dass die eigentliche Verbrennung weniger klimaschädlich ist. Aber leider ist Methan selber ein sehr viel stärkeres Klimagas als {\rm CO}_2 und deshalb muss man einen Blick auf den Weg vom Bohrloch bis zum Kraftwerk werfen. Überall gibt es kleine Verluste, die in die Atmosphäre gelangen. Insgesamt soll die Klimabilanz aber immer noch besser als bei Kohlekraftwerken sein.

Interessant ist auch, dass keine Bestrebungen erkennbar sind, die {\rm CO}_2-Emissionen in anderen Bereichen einzusparen, um die Ziele doch noch zu erreichen. Da würde sich vor allem der Straßenverkehr und der Flugverkehr anbieten. Diese werden aber weiterhin massiv durch billige Treibstoffe und großzügigen Ausbau der Straßen gefördert.

Hier ein par Links zu dem Thema:

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Feuerwerk und Umwelt

Man findet nicht wirklich leicht Informationen dazu, wie umweltschädlich Feuerwerke sind, wie sie z.B. in manchen Ländern zu Sylvester im großen Stil üblich sind.
Interessant ist aber diese Seite BAFU. Wikipedia schreibt dazu einiges. Oder NZZ. Und man kann natürlich Seiten finden die dem ganzen Feuerwerk schon kritisch gegenüberstehen, wie z.B. umweltnetz-schweiz.ch oder stop-fireworks.org.

Was können die Auswirkungen der Feuerwerkskörper für Natur und Umwelt sein?

Offensichtlich ist, dass der Lärm erheblich ist und das könnte Tiere stören oder sogar schädigen.

An Luftverschmutzung scheint die Feinstaubbelastung relevant zu sein, die durch die Feuerwerke entsteht. Es werden wohl die Grenzwerte im 24-Stunden-Mittel an vielen Orten durch das Feuerwerk zu Sylvester überschritten.

Aber was ist chemisch in den Feuerwerkskörpern drin? Man braucht Sprengstoffe oder doch schnell abbrennende Materialien. Diese verwenden nicht den Sauerstoff aus der Luft, sondern enthalten selbst ein Oxidationsmittel, z.B. Nitrate, Chlorate, Perchlorate, Permanganate, Chromate oder Peroxide von Alkali- und Erdalkalimetallen. Diese Verbindungen können den in ihnen gebunden Sauerstoff ganz oder teilweise abgeben und damit für eine Verbrennung zur Verfügung stellen. Da die Substanzen fein durchmischt sind, kann so das Material viel schneller abbrennen, weil der Sauerstoff in leicht abspaltbarer Form in der Nähe des Brennmaterials vorhanden ist und nicht durch Luftzufuhr in dosierter Form langsam zugeführt wird. Luft ist ja etwa um Faktor 1000 dünner als Flüssigkeiten und Feststoffe und enthält entsprechend weniger Sauerstoff pro Kubikmeter. Dazu kommt ein Brennstoff, der aus Kohlenstaub, brennbaren Metallen wie Magnesium oder organischen Verbindungen bestehen kann. Für die Farbe braucht man jeweils bestimmte Metalle oder deren Salze in kleiner Konzentration. In manchen Fällen verwendet man noch Schwefel als Bestandteil, um z.B. das Nitrat durch Bildung von Sulfid freizusetzen. Idealerweise wird dann Stickstoff, Kohlendioxid, Wasser und geringe Mengen relativ harmloser Metallsalze freigesetzt. Nun findet die chemische Reaktion kaum perfekt statt, es ist also damit zu rechnen, dass dabei auch Stickoxide, eventuell Schwefeldioxid und in vielen Fällen, z.B. für besonders schöne Farben natürlich nicht nur harmlose Natrium- und Kaliumsalze, sondern auch salze von giftigeren Schwermetallen in kleinen Mengen freigesetzt werden.

Dieses Sylvester ist nun vorbei, aber vielleicht ist ja 2014 lang genug, um etwas über die Umweltauswirkungen nachzudenken, die Sylvesterfeuerwerk hat und vielleicht auch noch mehr darüber herauszufinden.

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Mineralwasser

Mineralwasser ist nicht nur das Getränk, das man bestellt, wenn man sonst keine Idee hat oder nichts von sich preisgeben will, aber viele Menschen trinken ausschließlich das Wasser aus Flaschen, weil sie dem Leitungswasser nicht über den Weg trauen oder weil das in ihrem Wohnort einen schlechten Geschmack hat.

In manchen Ländern ist das Leitungswasser tatsächlich von so schlechter Qualität, dass auch Einheimische lieber diese Plastikflaschen mit Wasser kaufen oder das Leitungswasser vor dem Trinken abkochen, z.B. in China. Viele meinen, dass das generell in Südeuropa, Spanien, Italien, Portugal genauso sei. Tatsächlich haben diese drei Länder an vielen Orten ausgesprochen gutes Leitungswasser und was nimmt man wohl für die Flaschen für Wasser? Eine Mineralwasserfirma ist einmal dafür prozessiert worden, dass sie Leitungswasser in die Flaschen füllt, statt eine eigene Brunnenanlage, natürlich völlig analog zum örtlichen Wasserwerk, zu betrieben. Aber die Firma hat den Prozess gewonnen, weil das Leitungswasser in de Ort einwandfrei war. Für das Business ist es natürlich praktisch, wenn solche Kundschaft nicht zu sehr in Berührung mit der Kundschaft kommt. Insofern war der Prozess sicher schon wegen der Publicity unvorteilhaft, unabhängig vom Ausgang.

Es lohnt sich, sich zu informieren, ob das Leitungswasser nicht doch ok ist, auch wenn der nette italienische Kellner das Gegenteil behauptet, denn wenn diese Flaschen in Orten mit guten Leitungswasser nicht nur als gelegentliches Getränk herhalten, sondern fast den ganzen Trinkbedarf, entstehen doch eine Menge vermeidbarer Transporte und Müllberge und natürlich Kosten für den Konsumenten…

In Bern scheint man sich übrigens darüber Gedanken gemacht zu haben.

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Wie schnell können Züge fahren

Man mag es nicht glauben, aber das Rad-Schiene-System soll für Geschwindigkeiten bis etwa 1000 km/h geeignet sein, also etwas mehr als die Fluggeschwindigkeit von gängigen Düsenflugzeugen. Das wäre technisch irgendwann einmal möglich, wenn man dafür spezielle Bahnstrecken und spezielle Züge entwickelt und baut.

Die zulässige Höchstgeschwindigkeit von drei Einflussgrößen ab:

Von der Strecke, die eine Höchstgeschwindigkeit hat, mit der sie noch sicher befahren werden kann, was wiederum vom Signalsystem, der Oberleitung, dem Oberbau und den Schienen und vor allem auch von den Kurvenradien und der Überhöhung der Kurven abhängt. In Deutschland sind auch Bahnübergänge wichtig, denn auf Strecken, wo es Bahnübergänge gibt, darf nicht schneller als 160 km/h gefahren werden. Deshalb müssen Bahnübergänge zuerst dort durch Brücken ersetzt werden, wo die Geschwindigkeit auf 200 km/h erhöht werden soll und nicht dort, wo die gefährlichsten Bahnübergänge sind.

Die Lok oder das Triebfahrzeug hat eine zulässige Höchstgeschwindigkeit und bei lokbespannten Zügen hat auch jeder Wagen eine Höchstgeschwindigkeit. Dies hängt vor allem von den Bremsen ab, aber sicher auch von den Laufwerken und vielleicht davon, welche Signalsysteme im Triebfahrzeug oder im Steuerwagen unterstützt werden. So haben viele Strecken parallel traditionelle Signale für Fahrten bis 160 km/h und ein neueres System, z.B. LZB, für schnellere Fahrten.

Eine Besonderheit sind Neigezüge, die eventuell einen Streckenabschnitt mit einer höheren Geschwindigkeit befahren als andere Züge. Dabei ist aber zu beachten, dass die Gleise bei einem Neigezug gleich stark belastet werden wie bei einem anderen Zug, deshalb könnten aus Sicherheitsgründen alle anderen Züge gleich schnell wie die Neigezüge fahren, man verzichtet aber aus Komfortgründen darauf. Gemäß Hajo Zierkes Seite hat man in den Vereinigten Staaten diese Komfortgrenzen zu Sicherheitsvorschriften gemacht, so dass dort Neigezüge wenig bringen können.

Die erforderliche Leistung nimmt grob mit der dritten Potenz der Geschwindigkeit zu. Eigentlich ist es ein Polynom dritten Grades, also:

    \[p = \sum_{j=0}^3 a_j v^j\]

Aber bei großen Geschwindigkeiten dominiert der Term a_3 v^3. Da man aber bei höheren Geschwindigkeiten die Strecke schneller bewältigt, steigt der Energieverbrauch nur etwa mit dem Quadrat der Geschwindigkeit. Um es genau zu berechnen muss man noch die Beschleunigungs- und Abbremsvorgänge berücksichtigen, die den Gewinn der höheren Geschwindigkeit auch etwas schmälern.

Natürlich muss man für höhere Geschwindigkeiten mehr in die Infrastruktur und das Rollmaterial investieren und je unterschiedlicher die Zuggeschwindigkeiten sind, desto kleiner wird die Kapazität auf Mischbetriebsstrecken oder desto eher braucht man getrennte Hochgeschwindigkeitsstrecken. Der Verschleiß an Rollmaterial und Schienen scheint bei heute häufig gefahrenen Geschwindigkeiten bis etwa 300 km/h noch kein großes Problem zu sein und die Sicherheit ist verglichen mit anderen Verkehrsmitteln auch recht gut.

Was ist nun die richtige Geschwindigkeit für die schnellsten Züge? Vielleicht liegt die heute etwa im Bereich von 250-300 km/h. Diese Geschwindigkeiten zu fahren bringt die Möglichkeit mit sich, Verkehr vom Flugzeug und von der Straße in die Züge zu verlagern und sie bringt auch mit der so generierten Verlagerung noch eine Reduzierung der Emissionen an Luftschadstoffen und Treibhausgasen mit sich. Was Lärmemissionen betrifft, will ich anderen Seiten den Vorrang überlassen, hier genaue Messungen zu veröffentlichen, und beschränke mich auf das Erlebnis, von einer Brücke aus gleichzeitig einen ICE und ein auf der parallel verlaufenden Straße fahrendes Motorrad zu sehen. Das Motorrad fuhr wahrscheinlich mit 1-2 Personen die erlaubten 100 km/h und der ICE mit einigen hundert Fahrgästen die erlaubten 250 km/h. Dabei war das Motorrad viel lauter.

Bei Geschwindigkeiten über 300 km/h ist der Zeitgewinn auf vielen Strecken nicht mehr so groß, aber der Energieverbrauch steigt etwa quadratisch mit der Geschwindigkeit an, man schmälert also dann irgendwann den Vorteil kleinerer Emissionen, auch wenn die Reduzierung von Unfallopferzahlen sicher ein großer Vorteil bleibt. Es gibt auch Situationen, wo eine bestimmte Fahrzeit zwischen zwei Bahnhöfen unterschritten werden muss, damit man an beiden Enden gute Anschlüsse bieten kann, was vielleicht auch etwas höhere Geschwindigkeiten in diesem Abschnitt rechtfertigen könnte. Generell glaube ich aber, dass in der heutigen Zeit etwa der Geschwindigkeitsbereich von 250-300 für die schnellsten Züge sinnvoll ist.

Wenn man Strecken komplett unterirdisch verlegen würde und in den Tunneln Vakuum oder Unterdruck hätte, könnte man den Luftwiderstand sehr stark verringern und dann wäre es vielleicht auch möglich, mit sehr geringem Energieverbrauch noch wesentlich schneller zu fahren, allerdings wären die Bahnhöfe komplizierter, weil man irgendwo eine Trennung zwischen Strecken mit Vakuum und Bahnsteigen mit Normaldruck haben müsste, sei es mit Bahnsteigtüren und luftdichten Andockvorrichtungen an die Züge oder sei es mit Druckschleusen im Bereich der Bahnhofseinfahrten, was auf jeden Fall den technischen Aufwand und wohl auch den Zeitaufwand für die Halte in die Höhe treiben würde. Die Idee geistert für die Schweiz unter dem Namen „SwissMetro“ immer wieder einmal herum, wobei es in dem Fall auch eine Magnetschwebebahn sein könnte, weil das System durch die Tunnelstrecken sowieso komplett vom übrigen Streckennetz getrennt wäre. Die üblichen Finanzprobleme heutiger Staaten lassen solche Ideen aber in den nächsten paar Jahrzehnten nicht zu.

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Kollateralschäden fossiler Brennstoffe

Jeder weiß, dass die Verbrennung fossiler Brennstoffe in Autos, Kraftwerken, Industrie und Heizungen der Umwelt schadet, durch CO_2 Emissionen, die zur Klimaerwärmung beitragen und durch Giftstoffe, die bei der Verbrennung so entstehen oder übrigbleiben. Vielleicht wissen es nicht alle Texaner, also sagen wir, dass es fast jeder weiß.

Wie sieht es aber mit den Kollateralschäden beim Abbau und Transport dieser Rohstoffe aus? Beim Öl ist ja bekannt, dass sowohl die Ölbohrungen als auch der Transport Transport des Öls immer wieder zu kleineren und größeren Unglücken führen. 🙁 Toyoto soll ja demnächst Autos bauen, die mit Wasser statt Benzin fahren, wenn das Wasser nur aus dem Golf von Mexiko stammt. 😉

Aber wie es es bei Kohle und Erdgas? Erdgas besteht hauptsächlich aus Metahn (CH_4), das in unverbrannter Form ein vielfach wirkungsvolleres Treibhausgas als CO_2 ist. Man verliert sicher bei der Bohrung und Gewinnung von Erdgas etwas, aber die größten Verluste fallen an den Leitungen an. Solche Erdgasleitungen zu schweißen ist eine Kunst, die nur wenige Spezialisten zuverlässig beherrschen und die Leitungen sind auch sehr dicht. Aber auf tausenden von Kilometern gibt es doch trotz aller Sorgfalt immer wieder einmal kleine Lecks und es geht ein kleiner Teil des Erdgases unverbrannt in die Atmosphäre. Die Treibhausgasbilanz ist immer noch besser als bei der Verbrennung von Kohle ohne Berücksichtigung der Gewinnung der der Transporte, aber diese Leitungsverluste sind ein Faktor, die man nicht vergessen sollte. Neuerdings wird in einigen Ländern dieser Welt Erdgas mit dem sogenannten Fracking gewonnen, was wohl gegenüber der konventionellen Erdgasförderung noch zusätzliche Risiken oder gar Schädigungen für die Umwelt mit sich bringt.

Wie sieht es bei der Kohle aus? Der Transport großer Mengen Kohle ist mit Energieverbrauch, Emissionen und auch gelegentlichen Unfällen verbunden, aber mir ist kein Fall bekannt, der zu solchen Umweltkatastrophen wie beim Öl geführt hat. Problematischer ist der Abbau. Beim Abbau von Steinkohle kommt es gelegentlich zu Kohleflözbränden. Die unterirdische Schicht mit Kohle fängt an zu brennen und lässt sich unter Umständen kaum noch löschen. In Centralia in Pennsylvania brennt die Kohle unterirdisch seit 1962 und konnte bisher nicht gelöscht werden. Es gibt hunderte, wenn nicht tausende solcher Brände weltweit, allein etwa 150 in den Vereinigten Staaten, und sie tragen zu etwa 3% der jährlichen CO_2-Emissionen bei. In China hat man begonnen, solche Brände systematisch zu löschen und auch gewisse Erfolge dabei erzielt, aber bei vielen dieser Brände sind Löschversuche fehlgeschlagen, weil die unterirdischen Strukturen zwar viele Wege für die Luftzufuhr bieten, aber an wenigen Punkten eingeleitetes Wasser sich nicht bis zum Brandherd ausbreiten kann. In China legt man Raster von Bohrlöchern im Bastand von 20 Metern an und leitet zwei Jahre lang Wasser ein, um so ein Feuer zu löschen. Auch in Deutschland gibt es Kohleflözbrände, die zum Teil schon seit Jahrhunderten brennen.

Bei Steinkohle und Braunkohle kommt natürlich auch die Variante mit dem Tagebau vor. Man kann die Prospekte der Energieunternehmen dazu lesen und sehen, dass eine öde Landschaft durch viele Seen bereichert wird, in denen keine giftigen Rückstände aus der Kohle zu finden sind. Oder dass in den Appalachen das sogenannte Moutain Top Removal Mining hässliche Berge mit Wäldern, die dem Straßenbau im Wege sind, durch schöne, grün angemalte Felsschüttungen ersetzt, wo man gleich noch für eine neue Straße einen Einschnitt freilassen kann. Der Braunkohletagebau wird leider auch in Deutschland noch praktiziert.

Fairerweise sollte man erwähnen, dass auch alternative Energieträger nicht völlig emissionsfrei sind, weil die Herstellung von Beton, Metallen und Glas Emissionen verursacht. Wenn diese Kraftwerke eine gute Auslastung erzielen, sollte das aber im Laufe der Lebensdauer viel weniger sein als wenn man fossile Energieträger verbrannt hätte.

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