Gedankenansatz zum Thema “Energieproduktion mit Autobahnflächen”

Der Ansatz wäre die deutschen Autobahnen mit Photovoltaik-Flächen zu überdachen. Evtl. mit lichtteildurchlässigen Solarmodulen wie sie z.B. in Wintergärten zum Einsatz kommen. Der Grundsatz wäre ein Solarmodul zu entwickeln, was gleichzeitig Dach- und Modulfläche wäre.

Dachfläche i.m. auf jeder Seite 20 m x 2 = 40 m x 1 .000 m = 40.000 m2 je km Energiegewinnung bei Photovoltaik je 1.000 m2 Fläche ca. 70.000 kWh pro Jahr (konservativ gerechnet). Dies entspricht ca. 0,07 Mrd. kWh pro Jahr.

Bei einer Fläche von 40.000 m2 pro km = 40 x 0,07 = 2,8 Mrd. kWh pro Jahr je km Autobahnnetz in Deutschland = 12.700 km x 2,8 Mrd. kWh pro Jahr 35.560 Mrd. kWh pro Jahr bezogen auf das gesamte Autobahnnetz.

Die 35.560 Mrd. kWh wurden mit Dünnschichtsolarmodulen gerechnet – bei kristallinen Solarmodulen wäre es annähernd das Doppelte.

Stromverbrauch in Deutschland – Daten aus der WIKIPEDIA

Deutschlands Verbrauch an elektrischer Energie / annum.

2009 = 617,5 Mrd. kWh Bruttostromerzeugung.
2006 = 540 Mrd. kWh; lt. Verband der Elektrizitätswirtschaft VDEW, veröffentlicht März 2007.
Die Zunahme im Vergleich zum Vorjahr lag bei 3,74 %.
2005 = 519,8 Mrd. kWh (lt. Verband d. Elektrizitätswirtschaft (VDEW), die Zunahme beträgt
gegenüber 2004 = 0,7 %)
2004 = 516,2 Mrd. kWh (Rückrechnung von 2005)

Energieverbrauch in Deutschland im Jahr 2009 deutlich gesunken lt. den Daten aus der  WIKIPEDIA!

Der Verbrauch an Primärenergieträgern liegt im Jahr 2009 mit 13.281 Petajoule um 6,5 Prozent unter dem Vorjahr. 3,6 Petajoule ( PJ ) = 1 Terawattstunde (TWh) = 1 Mrd. Kilowattstunden (kWh) 1 Petajoule sind rund 277,778 Millionen Kilowattstunden(kWh) 13.281 Petajoule / 3,6 = 3.689,17 Mrd. Kilowattstunden

D.h. der Strombedarf macht gerade 617,5 / 3689,17 x 100 = 16,74 Prozent! Da ist meiner Meinung nach die ganze Diskussion um Atomkraftwerke eigentlich lächerlich, da die Hauptenergie ganz woanders im Überfluss verbraucht wird.

Bei der Elektrolyse von Wasser, die Wasserstoff und Sauerstoff ergibt, die als Energieträger einer Wasserstoffwirtschaft vorgeschlagen wurden. Durch die Umkehrung der Wasserelektrolyse in einer Brennstoffzelle kann etwa 25 % der ursprünglich eingesetzten Energie wieder zurückerhalten werden.

Neue chemische Reaktion Methanol aus CO2

Das klimaschädliche Treibhausgas Kohlendioxid lässt sich in einer neuen chemischen Reaktion zum Alkohol Methanol umsetzen. Chemiker um Jackie Ying vom Institute of Bioengineering and Nanotechnology in Singapur beschreiben diesen Reaktionsweg im Journal “Angewandte Chemie”. Das Verfahren bildet chemisch nach, was die Photosynthese seit Jahrmillionen mit Hilfe des Sonnenlichtes natürlicherweise leistet: Es greift sich das Gas, verändert es chemisch und macht sich die Endprodukte zu Nutze. Allerdings müssen die Forscher für ihre Reaktion Energie einsetzen, bei deren Produktion wiederum Kohlendioxid (CO2) frei wird. – in diesem Fall wäre das Energie aus Photovoltaik.

Wenn man alle Autobahnen in Deutschland überdachen würde – siehe oben – hätte man einen Energieanfall von mind. ca. 35.000 Mrd. KWh pro Jahr gegenüber einem Verbrauch von 3.689,17 Mrd. Kilowattstunden.

Wenn man die der Elektrolyse von einem Wirkungsgrad von ca. 25 % ausgeht. Dann wäre dass 35.000 x 0,25 = 8.750 Mrd. Kilowattstunden und damit 8750 / 3700 = das 2,4 fache des Gesamtenergiebedarfs in Deutschland. Mit kristallinen Solarmodulen wären ca. das 5-fache.

Die erhebliche Verbesserung der Module in den letzten 2 Jahren ist auch nicht eingerechnet. Wir könnten damit zum Energieexportland aufsteigen. (ohne Wind + Biogas + Wasserkraft die bereits installierten Photovoltaik-Flächen und die gespeicherte Energie im Wald, die wir ja nachwachsend auch nutzen.

Eine Überdachung der Autobahnen hätte folgende weitere Vorteile :

• Durch die verminderte UV-Strahlung auf den Asphaltbelag wären die Beläge länger haltbar.
• Durch die verminderte Sonneneinstrahlung auf die Straßen heizen sich die Straßen nicht mehr so stark auf und die Spurrillenbildung geht erheblich zurück, was die Instandhaltungskosten erheblich verringert.
• Evtl. hätte dies auch Auswirkungen auf die Schallbelastungen der Anwohner.
• Das Dachwasser könnte direkt in Rigolen zur Versickerung eingeleitet werden und könnte
  bei Hochwasser entlasten.
• Es wäre kein Streusalz im Winter mehr erforderlich – bzw. wesentlich weniger.
• Durch Verminderung des Streusalzeinsatzes verringern sich die Instandhaltungskosten der Straßen erheblich.
• Verringerung der Unfallgefahren – Aquaplaning bzw. schlechte Sicht bei Regenfahrten.
• Bei einer direkten Erzeugung von Wasserstoff durch den Gleichstrom der Solarmodule entfallen die Reparaturen der Wechselrichter. Es sind daher auch Wirtschaftlich längere Laufzeiten der Photovoltaik-Flächen zu erwarten.

Der gewonnene Wasserstoff bzw. Methanol könnte im bestehenden Tankstellennetz direkt wieder zum betanken der LKW und PKW genutzt werden. Es müsste keine neue Infrastruktur außer Pipelines für Wasserstoff und/oder Ethanol entlang der Autobahnen gebaut werden. Eine Pipeline von Russland nach Deutschland zu bauen ist heutzutage auch kein Problem mehr. Die bestehenden Atom und Kohlekraftwerke müsste man zu Gasturbinenkraftwerken umbauen und die Stromerzeugung wäre auch kein Thema mehr. Die Infrastruktur hierfür müsste auch nur modernisiert werden.

Die Speicherung der Energie in Form von Methanol oder Wasserstoff wäre auch kein großes Problem. Dies wird alltäglich im Moment schon durchgeführt. Das Problem der Finanzierung bzw. Abwicklung wäre schon ein größeres Problem, jedoch haben wir es in 50-70 Jahren geschafft das Autobahnnetz zu bauen – mehrmals umzubauen und Instandzuhalten.

Da wäre es meiner Meinung auch kein Problem das o.g. Projekt in 50 Jahren zu verwirklichen und Energieunabhängig vom Rest der Welt zu werden. Bei Kosten von 180 Mio. Euro für einen Eurofighter und 3-4 Mrd. Euro für einen Teilchenbeschleuniger ist meiner Meinung nach mehr als genug Geld in Deutschland vorhanden. Die Energieerzeugung hätte nach einer Anschubfinanzierung ja gleichzeitig auch einen Nutzen für Deutschland und würde langfristig auch den Standort Deutschland stärken.

Über die Optik der Einhausungen kann man sich streiten. Das dann viele gegen dieses Projekt wären, ist natürlich auch klar, jedoch wenn ich andere Ansätze in der Presse sehe, höre und lese wie z.B. Speicherung der Energie in Druckluftspeicherkraftwerken, Lithium und Bleibatterien, Pumpspeicherkraftwerke mit einem riesigem Flächenverbrauch, da kann man sich streiten was besser wäre.

Mit der Überdachung der Autobahnen könnten gute Synergien erzeugt werde, was erhebliche Vorteile für die Lebensqualität der Menschen in Deutschland hätte. Alle Autobahnen sind im Grundsatz ähnlich, d.h. man könnte eine Einheitsstatik (für den Dachaufbau) erstellen und über eine Massenproduktion mit Sicherheit über einen gewissen Zeitraum auch wirtschaftlich gute Ergebnisse erziehlen.

Dipl.-Ing. FH Straßenbau Jens Hubert

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