Sea water desalination using solar thermal – a solution for supplying drink water in arid areas?

Solar Seawater The goal of the United Nations was set through the “Millennium Development Goals”: reducing the amount of people that have no access to drink water till 2015 by 50% percent. According to the U.N. this target was met. But what about the other 50 percent and how do you reach this at an affordable price, if the population will continue to rise and the proportion of clean drinking water especially in arid areas is shrinking?

A look at the world map shows that there is plenty of sea water. For a long time humans have tried to obtain drinking water from the oceans. There are two types of sea water desalination. Firstly, looking at the water cycle on Earth, the distillation. Through filtering by means of reverse osmosis, water is pushed through a membrane under high pressure. However, industrial processes of desalination is expensive due to the high energy demand – according to Solar-Institut Jülich the costs per gallon is about 0.75 to 2.50 Euros.

In arid areas you’ll get plenty of energy from the sun. So why not gain the required energy for sea water desalination by means of solar thermal energy. At our current state, there are three types of technology of sea water desalination plants using solar thermal energy. First, the small local desalination plants on the basis of a direct thermal multi-effect distillation using concentrating collectors. These systems are suitable for distributed usage in remote areas, but “not enough suitable to find a solution to the increasing water deficits in the rapidly growing urban centers”, “Aqua CSP – the use of solar thermal power plants for seawater desalination in North Africa and the Middle East” of the German Center for Aerospace (DLR) from 2007. Large seawater desalination plants for urban centers are reverse osmosis using solar thermal power generation for the desalination membrane and the combined heat and power usage for the solar thermal multi-effect desalination systems. According to the study both systems can achieve water costs below 0.3 € / m³ in medium term. Advanced systems have an upstream seabed- and nano-filtration, which avoid direct emissions in the form of chemical additives.

In the same study the following advantages of large sea water desalination plants have been identified:
• Providing continuous power by thermal energy storage and a co-firing with bio-fuels
• Possible production of up to 100.000 m³ / day
• Large solar energy potential in the Middle East and North Africa
• Energy costs with electricity costs less than 4 cents / kWh and water costs under 0.4 € / kWh
• Ending the current over-exploitation of groundwater reserves by 2030
• Reduced environmental impacts compared to conventional desalination plants

Despite of all the advantages further studies need to consider the remaining environmental impact and be introduced into the further development of the systems. For instance, the heat produced during the energy production is not used yet. Chemical additives to protect the desalination plants against encrustation, biological attack or foaming are delivered by the waste water and can damage various species. More information about the DLR study can be found under Aqua CSP.

In conclusion, sea water desalination based on solar thermal power generation, can supply a sustainable amount of drinking water in arid areas when the remaining environmental effects are eliminated.

Fracking in Deutschland verhindern

Letzten Freitag wurde im Bundestag über das neue Fracking-Gesetz abgestimmt.

Der Vorschlag wurde noch kurzfristig, nach massiven Druck aus der Industrie, eingebracht. Der Zeitpunkt war wohl denkbar günstig dieses Thema, welches in der Bevölkerung auf enormen Widerstand stößt, dank der aktuell großen Aufmerksamkeit bzgl. EM und Brexit, relativ unbemerkt durchkriegen zu können.

Dank des Umweltinstitut München e.V. haben wir jedoch davon erfahren und konnten an deren E-Mail-Aktion teilnehmen und dies auch weiter verbreiten. Darüber hinaus habe ich noch eine selbst verfasste E-Mail an die Bundestagsabgeordnete meines Wahlkreises Frau Dr. Kristina Schröder gesendet. Leider jedoch – quelle surprise – gab es kein Feedback. Den Inhalt habe ich, falls Interesse besteht, an das Ende dieses Beitrags hier gestellt.

In der Abstimmung im Bundestag wurde dann auch mit großer Mehrheit für den Vorschlag gestimmt. In der folgenden Tabelle ist das genaue Abstimmungs-Ergebnis zu sehen:

Ja 435
Nein 109
Enthaltung 9
Nicht abgegeben 77

Inhaltlich sah es auf den ersten Blick sogar aus, als ob mit dem Vorschlag endlich Fracking in Deutschland vom Tisch sein könnte. Jedoch leider nur auf den ersten Blick. Denn in dem Entwurf wurde eine nicht nachvollziehbare Unterscheidung zwischen konventionellem und unkonventionellem Fracking gemacht:

  • Beim konventionellem Fracking handelt es sich um die Förderung von Tight Gas, was bereits seit den 1960er Jahren in Deutschland betrieben wird (und viele der selben Risiken und Probleme birgt).
  • Beim unkonventionellen Fracking handelt es sich um die Förderung von Schiefergas- und Kohleflözförderung.

In einem späteren Artikel werde ich einmal ausführlich über Fracking selbst schreiben, um noch einmal das Verfahren, aber auch die Gefahren genauer zu beleuchten.

Das unkonventionelle Fracking soll unbefristet verboten werden. Soweit so gut. Zuerst dachte ich sogar: perfekt! Go for it! Denkste. Irgendwas stimmte hier nicht …!

Ich habe es mir dann noch einmal vom Umweltinstitut München e.V. erklären lassen, da im Web nicht wirklich viel Detailiertes zu finden war bzw. die Quellen sich widersprachen. Hier nochmal besonderen Dank an die Referentin für Energie und Klima beim Umweltinstitut Frau Franziska Buch. Das Fracking von Schiefergas- und Kohleflözförderung wird zwar erst einmal verboten, jedoch sollen 4 Probebohrungen durchgeführt werden und dann 2021, auf Grundlage der dadurch gewonnenen Erkenntnisse, erneut über genau dieses unkonventionelle Fracking abgestimmt werden. Kann mir bitte einer verraten, was dann dieses “unbefristet verboten” bedeuten soll, wenn in 5 Jahren das Ganze noch einmal aufgerollt wird? ABM für Abgeordnete? Über diese Probebohrungen können die Länder zwar ein Veto einlegen, aber es werden sich schon ein paar finden, die auch auf Länderebene entsprechend besetzt sind …

Worst-Case ist hier – so zynisch dies auch klingt – wenn bei diesen Probebohrungen “oberflächlich” nichts passiert (oder Störfälle nicht gemeldet werden). Was sind hier schon 5 Jahre? Hier sind u.U. Prozesse am Werk die vielleicht 10, 20, 50, 100 oder mehr Jahre benötigen, bis sie “Früchte” tragen …

Und – die nächste Krux – das konventionelle Fracking von Tight Gas war in dem Entwurf gar nicht Verhandlungssache! Aufgrund dieser de­fi­ni­to­rischen Unterscheidung von konventionell und unkonventionell ist damit nur letzteres (vorerst) verboten worden. Das konventionelle Fracking, was seit knapp 5 Jahren aufgrund des großen Widerstandes in der Bevölkerung auf Eis gelegt wurde, wird damit nun wieder wohl anlaufen.

Wir scheinen einfach nicht dazuzulernen.

An dieser Stelle – nachträglich – vielen Dank an das Umweltinstitut München e.V. für das starke und langjährige Engagement, zusammen mit weiteren Umweltverbänden und Bürgerinitiativen für ein generelles und unbefristetes Fracking-Verbot zu kämpfen. Sie werden auch weiterhin für ein vollständiges Fracking-Verbot in Deutschland zusammen mit anderen kämpfen und wir werden sie mit unseren bescheidenen Mitteln unterstützen. Hier eine Stellungnahme zur Abstimmung im Bundestag letzten Freitag: Einschränkungen für Fracking, aber kein Verbot.

Und hier die oben erwähnte E-Mail an die Bundestagsabgeordnete meines Wahlkreises:

Sehr geehrte Frau Dr. Kristina Schröder,

Unternehmen, die ein wirtschaftliches Interesse haben, erzählen uns, dass Fracking unbedenklich und kontrollierbar sei. Experten, mögen sie auch unabhängig und neutral sein, erzählen uns dies auch. Aber jeder von uns kann Beispiele von vorerst als sicher eingestuften Technologien, Verfahren oder Substanzen nennen, bei denen sich jedoch nach Jahren, vielleicht auch erst nach Jahrzehnten herausgestellt hat, dass diese nachhaltig Schäden für Mensch und Umwelt bereits verursachten und/oder für lange Zeit verursachen werden.

Fakt ist, wir wissen viel zu wenig. Was wir wissen ist jedoch:
 - Ohne Gesundheit ist alles nichts.
 - Und auf Grundlage einer zerstörten oder vergifteten Umwelt ist der Mensch nicht lebensfähig.

Am morgigen Freitag soll der Bundestag über den Gesetzesentwurf zum Thema Fracking in Deutschland abstimmen. Auf den ersten Blick sieht es aus wie ein kleiner Sieg gegen Fracking in Deutschland, da das sog. unkonventionelle Fracking von Schiefergas- und Kohleflözförderung verboten werden soll. Jedoch wird das konventionelle Fracking von Tight Gas, was seit den 1960er Jahren in Deutschland betrieben wird und viele der selben Risiken und Probleme birgt wie unkonventionelles Fracking, aussen vor gelassen, und dadurch wird implizit die bisherige Erlaubnis hierfür, die nur auf Eis gelegt wurde, wieder in Kraft treten. Zudem sollen Probebohrungen eine erneute Abstimmung zum Fracking von Schiefergas- und Kohleflözförderung in 2021 vorbereiten. Hierüber dürfen zwar die Länder entscheiden, aber auch dies wird so nicht verhindert werden können. Und auf Grundlage von maximal 5 Jahren "Forschung" soll dann erneut über unkonventionelles Fracking entschieden werden.

Mit diesem Hintergrund stelle ich mir als Bürger dieses Landes das Verfahren des Frackings - egal ob konventionelles und unkonventionelles Fracking - vor und frage mich, warum wird hierüber überhaupt so lange diskutiert und dieses nicht aufgrund potentieller Umwelt- und Gesundheitsgefahren schlicht und einfach und generell verboten? Und hiermit frage ich auch Sie, Frau Dr. Schröder, genau das, da Sie die Abgeordnete meines Wahlkreises sind.

Hier soll eine Technologie eingesetzt werden, bei der ein giftiges Wasser-Sand-Chemikalien-Gemisch ins Erdreich gepumpt wird, dort unter enormen Druck Gesteinsschichten aufgesprengt werden, sich dabei nur näherungsweise kontrollierbar die gewünschten Risse bilden, dann dieses mittlerweile weiter angereicherte giftige Gemisch als Rückfluss oder auch Flowback teilweise, aber auch nur teilweise, wieder zurück an die Oberfläche fliessen soll, um dann das Gas abgreifen zu können.

Das alleine ist doch schon ökologischer Irrsinn! Finden Sie nicht? Von diesem Kaliber hatten wir schon einiges in der Vergangenheit, was uns aktuell und noch lange in die Zukunft hinein enorme Probleme bereiten wird. Müssen wir noch eins drauf packen, um uns der Profitgier von ein paar Unternehmen zu beugen? Und dann noch eins, und noch eins? Wann endlich lernen wir aus unseren Fehlern?

Zusätzlich, wie bei jeder Bohrung nach Gas oder Öl, fallen auch hier beim Fracking giftige Bohrschlämme und Lagerstättenwasser an, welche wiederum ein Gemisch aus Schlamm und Gestein, versetzt mit krebserregenden Kohlenwasserstoffen, Quecksilber, Arsen und natürlich radioaktiven Partikeln sind. Für die Entsorgung des Flowbacks, des giftigen Bohrschlamms und vor allem des Lagerstättenwassers gibt es ebenfalls keine Konzepte, wie dies wirklich sauber, sicher, zeitnah und zugleich auch wirtschaftlich durchzuführen ist. Am Ende bleibt der Steuerzahler auf diesen Kosten sitzen, zusätzlich zu der tickenden Zeitbombe direkt unter ihm. Oder die Entsorgung wird auf andere Länder abgewälzt, deren Bevölkerung sich nicht dagegen wehren kann und deren korrupte Regierungen sich dieses "Vorgehen" gut bezahlen lassen. Kommt Ihnen das alles als Politikerin nicht bekannt vor? Oder wird es diesmal nicht so laufen? Können Sie das garantieren? Auch über Ihre Amtszeit hinaus?

Und wofür das Ganze? Das Gesamtvorkommen des frackbaren Gases in Deutschland beläuft sich geschätzt auf das 7 bis 26-fache des Jahresverbrauchs von Deutschland. D.h. Deutschland könnte sich für diese Zeitspanne von jeglichen Gas-Importen unabhängig machen, sofern der Verbrauch nicht steigt und sofern sämtliche Fracking-Felder erschlossen würden, auch explizite Natur- und Wasserschutzgebiete. Nach Studien, die neuere Erfahrungsberichte aus den USA von - entgegen den ebenfalls von Experten ausgestellten Erwartungen - erheblich sinkenden Förderungsmengen einbeziehen, geht man mittlerweile jedoch eher von der unteren Skala aus. Und für eine einzige Dekade, manche sprechen auch von 12 oder 13 Jahren sollen wir auf unabsehbare Zeit ein unabsehbares ökologisches und gesundheitliches Risiko eingehen?

Die Vollabdeckung wird natürlich faktisch nicht angestrebt, die Rede ist von einem Teil. Hier fallen Zahlen von 3% bis 10% des Erdgasverbrauches. Ja, es geht hier um die Energieversorgung. Aber dieser Anteil lässt sich anderweitig sicherer und ökologischer abdecken. Z.B. Förderung der Erneuerbaren Energien wieder verstärken und nicht wie zuletzt ausbremsen. Oder z.B. Einsparungen. Eine immer noch viel zu wenig beachtete Möglichkeit in der ganzen Energie-Debatte.

Sie merken, ich könnte noch Weiteres schreiben, z.B. von dem hohen Methanausstoß bei der Erdgasförderung mit Fracking erzählen und wie schlecht dies für die Eindämmung der Klimaerwärmung ist, aber auch das wissen Sie wahrscheinlich bereits. Ich hoffe einfach, dass Sie sich daher im Sinne für unser aller Umwelt und Gesundheit entscheiden.

Abschließend - falls vielleicht doch einmal - entgegen der Meinung der Unternehmen und der Experten - stellenweise etwas schief geht oder sich die ganze Sache später als ökologischer Super-GAU entpuppt, können Sie dann Ihren eigenen Kindern in die Augen schauen, Ihnen das Verfahren des Fracking erklären und Ihnen dann noch mit gutem Gewissen sagen, dass Sie für Fracking waren?

Daher bitte ich Sie, setzen Sie sich für ein echtes, generelles Fracking-Verbot ein!

Vielen Dank.


Mit freundlichen Grüßen

Marc Assmann, 23.06.2016, Wiesbaden

Sanierung von Denkmalschutzgebäuden

Wer ein denkmalgeschütztes Gebäude besitzt, wird irgendwann vor der Aufgabe stehen, es zu sanieren, um den Erhalt des Gebäudes zu wahren. Jedoch muss man dabei mit Bedacht vorgehen, um den Charakter des Baudenkmals zu erhalten. In der heutigen Zeit muss man allerdings gleichzeitig auch an die Energieeffizienz bei der Sanierung denken. Und dabei können bei unsachgemäßer Sanierung erhebliche Probleme entstehen. So müssen beispielsweise Wärmedämmplatten bei einer geschützten Schmuckfassade innen angebracht werden.

Auf der anderen Seite müssen sich Baudenkmale und der Einbau neuer Fenster oder die Anbringung einer Solaranlage auf dem Dach nicht gleich ausschließen. Nach einer Entscheidung des Verwaltungsgerichts Berlin (Aktenzeichen VG 16 K 26.10) so der Wiesbadener Kurier dürfen „Gründe des Denkmalschutzes einer Genehmigung nicht grundsätzlich entgegenstehen“. Wichtig dabei ist die „Ausgestaltung von Dach und Solaranlage sowie deren Einsehbarkeit“ zu beachten.

Auf jeden Fall sollte immer vor Beginn der Arbeiten die Denkmalbehörde eingeschaltet werden. Denn diese entscheidet über die Genehmigung. Diese berät nicht nur, sondern bietet gleichzeitig auch finanzielle Unterstützung so der Wiesbadener Kurier.

Was ist beim eigenen Windrad zu beachten?

Im Artikel „Marktchance Kleinwindenergieanlagen“ berichteten wir über die strukturellen Gegebenheiten für Mini-Windräder in Deutschland. Was muss man aber genau beachten, wenn man sich dafür entscheidet, den Strom selbst herzustellen und welche Probleme stehen dem entgegen?

Wer sich dafür entscheidet, seinen Strom mit einer eigenen Anlage zu erzeugen, sollte auf jeden Fall den Standort so wählen, dass der Wind die Anlage ständig erreicht. Bedeutet laut Verbraucherzentrale Nordrhein-Westfalen konkret, dass die Anlage alle benachbarten Hindernisse überragen muss. Zudem sollte man einen Standort wählen, an dem der Wind besonders kräftig bläst. Die durchschnittlichen Windstärken kann man über die Wetterkarten des Deutschen Wetterdienstes frei zugänglich erhalten.

Mini-Windräder erzeugen laut „Bund der Energieverbraucher“ bei 3 m/s etwa 50 Kilowattstunden und bei 4 m/s etwa 140 Kilowattstunden. Wer abschätzen möchte, wieviel Ertrag er mit seiner Anlage erwirtschaften könnte, kann dies mit einem vom Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik in Kassel entwickelten Programm „Windmonitor“ tun.

Laut „Bundesverband der Kleinwindanlagen“ kosten kleine Anlagen zwischen 3.000 € und 5.000 € je kW Nennleistung und haben Amortisationszeiten von 15 bis 25 Jahren. Diese Preise würden sich aber laut eigenen Angaben in den nächsten 10 Jahren aufgrund der Massenproduktion reduzieren.

In Deutschland sind Mini-Windräder dennoch kaum verbreitet. Zum einen sind kleine Windräder gegenüber großen Windrädern per Enerneuerbare-Energien-Gesetz schlechter gestellt. Zudem sind Anlagen bis zehn Meter Höhe nur in Baden-Württemberg, Bayern und Sachsen genehmigungsfrei. In Nordrhein-Westfalen muss beispielsweise eine rechnerische Vorhersage der zu erwartenden Schallimmissionen eingereicht werden. Neuere Anlagen haben aber schon Räder ähnlich der U-Boot-Schrauben und drehen sich kaum hörbar.

Zum anderen zeigen Erfahrungen unzufriedener Kunden, dass das Unterfangen sehr ernüchternd sein kann. Weitere Probleme seien hier beispielhaft einmal dargestellt:

• Sehr geringe Stromausbeute von kleinen Windrädern.
• Die Anlagen gehen oft kaputt.
• Keine Winddaten für besiedelte Gebiete.
• Die Aufstellung ist schwierig.
• Die Geräuschentwicklung führt in Siedlungsgebieten oft zu Problemen.
• Oft keine oder geschönte Ertragsprognosen von Anbietern.

Zur Verbesserung der Situation schlagen wir vor, dass kleine Windräder bei der nächsten Novellierung des EEG besser gestellt werden, es eine einheitliche Genehmigungsregelung in Deutschland gibt und es wie im Artikel „Marktchance Kleinwindenergieanlagen“ berichtet, ein Mindeststandard an Qualität, Sicherheit, Lärm und Ertrag eingeführt werden soll.