Abt. Zahlenmagie - heute: CO2 & Solarstrom


Soso, Photovoltaik auf dem Dach produziert also angeblich 60 Gramm CO2 pro kWh? Der User "Skepdicker" bringt drüben beim Medienspiegel in der Diskussion das Argument auf und schreibt in einem Kommentar:

Der Treibhausgas-Ausstoss von Photovoltaik-Anlagen ist pro kWh fast um den Faktor 8 grösser als derjenige eines AKW.
Wie kommt wohl diese Zahl, zitiert aus einer Zusammenstellung des PSI, publiziert in der NZZ, zustande? Versuchen wir mal eine Rekonstruktion: Ein Solarstrom-Panel braucht Aufwand X an Energie für seine Herstellung (und den Transport bis zum Installationsort und das Recycling). Dabei fällt die Menge Y an CO2 an. Das sind beides endliche, konkrete, messbare Grössen. Dann kommt das Panel aus der Fabrik und steht da und macht erst Mal nix mehr. Bis wir es in die Sonne stellen und es Strom ins Netz speist. Dann arbeitet es seine "Energieschuld" der Grösse X wieder ab. "Energieschuld" meint: Das "Negativkonto", das enstand durch seine Herstellung. Die "Energieschuld" lässt sich beziffern in kiloJoule (= Leistungsaufnahme der Produktionsmaschine mal Zeit, die sie lief, plus Transportenergie und Recyclingaufwand). Der Produktionsprozess für ein Solarpanel dauert wie lange? Ich weiss es nicht. Aber mehr als ein paar Stunden, schlimmstenfalls Tage, werden es nicht sein, alles in allem. Die Energie für den Produktionsprozess kam woher? Vielleicht aus einem Kohlekraftwerk? Nehmen wir das mal als worst case Szenario an. Und transportiert - und später recycliert - wird das Panel mit Schiffen und Fahrzeugen und Maschinen, die benzingetrieben sind. Die stossen alle CO2 aus. Ok. Aber wenn's dann mal auf dem Dach angekommen ist, dann steht die CO2-Schuld endgültig fest (Recycling eingerechnet): Y Kilogramm. So ein Panel hat eine Lebensdauer von 25 bis 40 Jahren. Die Energy Pay Back Time, also die Zeit, die es Strom liefern muss, bis es den energetischen "break even" erreicht hat, also die Energieschuld X abgetragen hat, liegt, laut Fachliteratur, je nach Zellentechnologie zwischen 3 Monaten und maximal 5 Jahren.

Bliebe noch das CO2. Weil die Solarzelle eine Solarzelle ist und kein Baum, der CO2 in der Form von Holz und Blättern bindet, kann sie das natürlich eigentlich nie kompensieren. Um auf die vom PSI behaupteten 60 Gramm pro kWh zu kommen, müssen wir also, um eine Zahl zu erhalten, die Menge CO2, die bei der Herstellung entstanden ist (und beim Recycling entstehen wird), dividieren durch die Energiemenge, die die Solarzelle während ihrer gesamten Lebensdauer produzieren wird.

"The total energy requirement to produce a PV panel is 1,060 kWh/m2." Sagten die Australier vor 11 Jahren. Heute wird die Zahl wohl tiefer liegen, weil der Herstellungsprozess energieeffizienter wurde. Aber nehmen wir trotzdem 1’000 kWh/m2, Und: "The embodied energy in the PV system can be divided by the system lifetime (30 years) to calculate the equivalent greenhouse gas emissions per year." Gemäss dieser Tabelle produzieren 1000 kWh (also etwa: 1'000 Staubsauger eine Stunde lang gleichzeitig laufen lassen) in einer Stunde etwa 225 kg CO2. Auf die Zahl komm ich, wenn ich bei Fernwärme (thermisch) in der Tabelle “1000” eintrage. “Fernwärme thermisch” ist aus Verbrennung erzeugte Hitze. Meine Annahme: 1000 kWh Fernwärme produzieren gleich vie CO2 wie 1000 kWh für die Herstellung einer Solarzelle benötigte Verbrennungsprozesse. Also nehmen wir übungshalber mal an, 1m2 Solarzelle produziere bei Herstellung, Transport und Recycling, aufgerundet, 300kg CO2.

Bei Wikipedia lesen wir zum Thema Photovoltaik, eine neue Anlage leiste 70 bis 125 kWh pro Quadratmeter und Jahr. Nehmen wir der Einfachheit halber 100. Die Lebensdauer eines Panels ist, konservativ geschätzt, 25 Jahre. Ein Quadratmeter Panel produziert also in seinem “Leben” 25 mal 100 kWh = 2’500 kWh. Vorhin haben wir gesagt, der Quadratmeter Zelle koste etwa 300 kg CO2 in der Herstellung. Jetzt rechnen wir CO2 durch kWh: 300 kg durch 2’500 kWh = 120 Gramm. Nehmen wir die optimistische Obergrenze der Lebensdauer von 40 Jahren, kommen wir auf 75 Gramm. Das ist schon fast die PSI-Zahl. Und wir haben das hier freihändig, nur mit Google ausgerüstet, durchgerechnet...

GROSSER VORBEHALT: Die Zahlen gelten nur und ausschliesslich, wenn für die Herstellung der Solarzellen - worst case! - nur und ausschliesslich Prozesse eingesetzt werden, die nicht CO2-neutral sind. Also wenn die Panelfabrik letztlich mit Erdgas, Erdöl o.ä. betrieben wird. Anderenfalls ist die Zahl natürlich massiv kleiner. Für ein mit CO2-neutralen Energien hergestelltes Solarstompanel wär die Zahl, die laut PSI, 60 Gramm / kWh beträgt: fast Null! Und schlüge damit jedes Dir möglicherweise um die Ohren fliegende AKW um Längen!


das erinnert mich...

... an die diskussionen um das Greenpeace-velo vor ungefähr zwanzig jahren. dessen herstellung war wohl tatsächlich (nach dem damaligen wissensstand) umweltschonender als diejeniges eines gewöhnliches rads. dass dies während der anwendung des rades keine rolle spielt, ging unter. streng genommen, müssten wir alle uralte, unter energie-aspekten längstens amortisierte militärvelos fahren, um ein richtig ruhiges gewissen zu haben.

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Interessant ...

... bei der PSI-Übersicht auch, dass keine Zahlen zu Flusskraftwerken erscheinen, sondern nur zu Pumpspeicherkraftwerken.

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