Fahrverbot?? Dann arbeite ich zuhause…

Im Rahmen der Debatte über Fahrverbote schrieb ein Journalist, dass man im Zeitalter des Internets ja nicht jeden Tag im Büro sein müsse. Das hört sich im ersten Moment gut an.
Was passiert heute, wenn jemand schneller arbeitet als seine Kollegen? Wenn die Kollegen das mitbekommen, könnte er ein Problem haben. In der Regel wird er einfach mehr Arbeit erledigen. Wenn er mittags bereits mit seinem Arbeitspensum fertig ist, wird der Chef ihm einfach neue Arbeit zuteilen oder er fragt Kollegen, ob er ihnen etwas abnehmen kann. Den Nachmittag im Büro sitzen ohne Arbeit ist schlimmer als Arbeiten.
Wenn die Leute aber zuhause arbeiten, wird jedem die gleiche Menge Arbeit zugeteilt. Der eine braucht bis spät in den Abend (2-Finger-Tipper), der andere (10-Finger-Tipper) ist um 14 Uhr fertig und geht mit seinen Kindern ins Schwimmbad.
Eines Tages fragt die Tochter des ersten: »Papi, warum arbeitest du immer solange? Hansis Vater ist immer schon um halb drei mit uns im Schwimmbad.»
Sind wir eine Leistungsgesellschaft, in der jeder nach seiner Leistung bezahlt wird? Sollte es überhaupt so sein?

Emission oder Immission?

Emission bedeutet Ausstoß, hier von Schadstoffen wie NOx oder Feinstaub. Emissionsvorschriften legen fest, wieviel Schadstoff ein Gerät etc. ausstossen darf. Man misst den Ausstoß direkt an der Quelle, also am Kamin eines Kraftwerkes oder am Auspuff eines Autos. Mit dieser Methode lassen sich Geräte einfach überprüfen.
Jetzt wohnt aber niemand auf einem Kraftwerkskamin und es saugt keiner an einem Autoauspuff.
Daher gibt es auch Immissionsgrenzwerte. Immission bedeutet Eintrag. Wieviel Schadstoff wird in eine menschliche Lunge eingetragen, ist hier z. B. die Frage.
Im Idealfall passen die Emissionsgrenzwerte zu den Immissionsgrenzwerten. Das ist aber schwierig.
In den USA sind die NOx-Emissionsgrenzwerte für Autos etwas niedriger als in der EU, aber die Immissionsgrenzwerte 2.5mal höher.
Ob ein Auto am Verkehr teilnehmen darf, bestimmen die Emissionsgrenzwerte. Ob es aber überall fahren darf, bestimmen (eventuell) die Immissionsgrenzwerte.

Inversionschneelage?

Die deutschen alpinen Sportler (Abfahrt, Slalom, etc.) haben bei den olympischen Spielen diesmal keine Medaille geholt. Nach einer Meldung der Süddeutschen Zeitung ist daran auch der Klimawandel schuld.
Die erfolgreichste Sportart für die Deutschen war Biathlon.
Jetzt halten sich die Alpinen, zu mindestens beim Start, eher weiter oben auf. Die Biathleten sind eher weiter unten tätig.
Wie sollen wir das jetzt verstehen? Eine Erklärungsmöglichkeit wäre eine durch den Klimawandel verursachte Inversionsschneelage. Durch den Klimawandel gibt es oben auf den Bergen weniger Schnee, dafür aber unten im Tal mehr.

Wirkt NO2 homöopathisch?

In den Technischen Regeln für Gefahrstoffe heißt es:
«Nach der Gefahrstoffverordnung (GefStoffV)ist der Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) der Grenzwert für die zeitlich gewichtete durchschnittliche Konzentration eines Stoffes in der Luft am Arbeitsplatz (sic) in Bezug auf einen gegebenen Referenzzeitraum. Er gibt an, bei welcher Konzentration eines Stoffes akute oder chronische schädliche Auswirkungen auf die Gesundheit im Allgemeinen nicht zu erwarten sind.»
Danach kann ein Mensch 50 Jahre lang 40 Stunden in der Woche 950 Mikrogramm NO2 pro Kubikmeter einatmen und er merkt keine gesundheitlichen Einschränkungen.
Dieses ist die Vorschrift für Arbeitsplätze. Es gibt andere Vorschriften für Büroarbeitsplätze und Vorschriften für alles andere d.h. die Umwelt.
In der Umwelt dürfen es nur 40 Mikrogramm sein und dass ist der Grenzwert in den Straßen.
In der Diskussion um die Fahrverbote für Diesel, wird immer wieder gesagt, dass die Überschreitung der 40 Mikrogramm zu Gesundheitsschäden führt.
Wenn ein Mensch aber in der Straße (7*24=) 176 Stunden pro Woche 41 Mikrogramm pro Kubikmeter einatmet, dann atmet er mehr als mal fünfmal weniger ein ((176 * 41) / (40 * 950)) als am Arbeitsplatz unschädlich ist, hat aber mit gesundheitlichen Schäden zu rechnen. Er stirbt vielleicht sogar daran. Das NO2 in der Umwelt ist also mindestens fünfmal schädlicher als das am Arbeitsplatz.
Das kann ich mir nur so erklären, dass NO2 homöopathisch wirkt. Je geringer die Menge, desto größer die Wirkung. In der Öko-Szene erfreut sich die Homöopathie ja einer gewissen Beliebtheit. Aber dann wäre bei weiterem Absenken der NO2-Werte mit noch mehr Toten zu rechnen.
Jetzt heißt es, dass am Arbeitsplatz gesunde Menschen seien, aber am Straßenrand auch Kranke und Kinder. Wer setzt Kranke Tag und Nacht an eine vielbefahrene Straße oder lässt Kinder dort spielen?
Langsam glaube ich wirklich, dass die Beschäftigung mit NO2 schädlich ist (für die geistige Gesundheit).
Etwas Hintergrundwissen kam man hier finden.

Irgendwo ist immer Wind?

Vor Jahren hiess es, dass es in Europa immer irgendwo Wind gäbe. Wenn man genügend lange Leitungen baut, gleicht sich die Windstromproduktion aus. Im folgenden Diagramm sind die Werte für den Windstrom in Deutschland und Spanien aufgetragen. Für jede Stunde wurde aus dem Windstrom aus Spanien und aus dem deutschen Windstrom ein XY-Paar gebildet. Wenn immer Wind weht, entweder in Spanien oder in Deutschland, dann sollten in der linken unteren Ecke wenig Punkte sein. Wie man dem Diagramm entnehmen kann, kommt es häufig vor, dass sowohl in Spanien als auch in Deutschland wenig Wind weht.

Um die vermutete Korrelation auch mathematisch nachzuweisen, habe ich nach entsprechender Mathematik gesucht. Man kann kaum erwarten, dass ein liniearer Zusammenhang zwischen der Stromproduktion in Deutschland und Spanien herrscht. Allein der örtliche Abstand sollte das verhindern. Ich bin dann auf Spearmans Rangkorrelationskoeffizienten gestossen. Man ordnet die Windproduktion nach ihrer Grösse. Dann schaut man welchen Rang die Stromproduktion in Spanien hatte und vergleicht sie mit dem Rang zur selben Zeit in Deutschland. Der berechnete Koeffizient liegt zwischen -1 und +1. Bei -1 ist die Stromproduktion in Spanien immer anders als in Deutschland. Ist in Deutschland wenig Wind, ist in Spanien viel Wind und umgekehrt. Dies ist eigentlich der gewünschte und manchmal behauptete Zusammenhang. Für +1 ist in Deutschland wenig Wind, wenn auch in Spanien wenig Wind ist.
Die Auswertung für 2017 führt auf einen Rankkoeffizienten von 0.84.

Mehr Speicher…

Die Webseite der europäischen Übertragungsnetzbetreiber ENTSO-E (https://transparency.entsoe.eu) liefert eine Fülle von Daten zum download. Jede Viertelstunde erhält für jedes Land die Stromproduktion nach Energieträgern, den Stromverbrauch und für Deutschland die Börsenstrompreise.
Es bietet sich an die Daten ein wenig auszuwerten.
Wind- und Solarenergie liefert in der Bieterzone Deutschland-Österreich-Luxemburg etwa 25% des Stroms. In Studien wird der massive Ausbau gefordert. Man kann jetzt mit den Daten einfach mal ausrechnen, was passiert, wenn man die Anlagen um den Faktor 2,3,4,,,,10 ausbaut. Bereits bei Verdopplung treten Fälle ein, bei denen mehr Strom erzeugt wird, als verbraucht werden kann.
In der ersten Betrachtung soll man angenommen werden, dass die Anlagen einfach abgeregelt werden, weil es keine Speicher gibt.
Das folgende Diagramm zeigt das Ergebnis:

Auf der x-Achse ist aufgetragen, wieviel % der Strom aus Wind und Solar kommt. Die y-Achse gibt an, wieviel % des erzeugten Stroms verbraucht werden kann. Der erste rote Punkt zeigt den Zustand 2017. 26% des Stroms kommen aus Wind und Sonne und können zu 100% verbraucht werden. Die anderen Punkte ergeben sich, wenn man die Wind- und Sonnenstromproduktion vervielfacht. Wenn man 7mal so viele Anlagen installiert wie jetzt, kann man den Bedarf zu 90% decken. Aber nur 50% des erzeugten Stromes kann auch genutzt werden.
Die nächste Betrachtung nimmt einfach an, dass Überschussstrom einfach gespeichert wird. Der gespeicherte Strom kann ohne Einbusse wieder entnommen werden. Wenn man die Anlagen um den Faktor 3.8 (=1 / 0.26) erhöht, wird gerade so viel Strom produziert wie verbraucht wird. Der Energieinhalt des Speicher würde dann so aussehen:

Am Beginn des Jahres ist der Speicher so voll wie am Ende des Jahres. Im Anfang des Jahres 2017 hatten wir eine dreiwöchige Flaute auf Grund einer Hochdruckwetterlage. In dieser Zeit wird nicht genug produziert und man lebt vom Speicher. Im Sommer füllt die Sonnenenergie am Tag den Speicher und er wird nachts wieder entleert. Am Ende des Jahres gab es einige Stürme, die den Speicher wieder gefüllt haben. Das Arbeitsvolumen des Speichers müsste ca. 28 TWh betragen.
Die Speichergröße wird bestimmt durch die Flaute. Wenn man die Flaute mal weglässt, dann bleibt aber immer noch ein Speicher von 10-15 TWh. Die Pumpspeicherkapazität in Europa beträgt ca. 0.3 TWh und lässt sich aus geologischen Gründen maximal auf 2.6 TWh ausbauen.
Aber es gibt ja in Zukunft noch die Autobatterien. Nehmen wir mal 12 TWh und 30 kWh für eine Batterie, dann bräuchten wir 400 Millionen Batterien nur für Deutschland und Österreich.
Auch das scheint nicht realistisch.
Das Arbeitsvolumen deutscher Erdgasspeicher betragen mehr als 200 TWh. Speicherung in Form von Gas scheint die einzig sinnvolle Variante zu sein. Dummerweise geht bei der Umwandlung Strom zu Gas und zurück das meiste verloren. Was das für Konsequenzen ein andermal.

Weibull?

Weibull ist keine texanische Sorte von Bullen sondern eine Verteilungsfunktion, die nach einem Herrn Weibull benannt ist.
Die Häufigkeit von Windgeschwindigkeiten folgt normalerweise einer Weibull-Funktion.
Auch die Leistung von Windparks sollte einen ähnlichen Verlauf haben.
Auf der Webseite der europäischen Übertragungsnetzbetreiber kann man sich die eingespeiste Windenergie in Viertelstundenschritten herunterladen. Mit Excel lassen sich dann leicht Histogramme erstellen.
Hier das Histogramm für den onshore Windstrom 2017:

Das Diagramm sieht aus, wie man es erwartet. Totale Flaute ist selten, aber am häufigsten gibt es kleine Windstärken. Grosse Windstärken kommen eher selten vor.
Wenn man jedoch das Diagramm für offshore Wind erstellt. Erlebt man eine Uberschraschung:

Die Verteilung sieht ganz anders aus.
Das kann verschiedene Ursachen haben.
1. die Daten sind falsch.
2. es wurden zusätzliche Windparks im Laufe des Jahres hinzugebaut. Das Diagramm wäre also eine Überlagerung verschiedener Häufigkeiten.
3. bei niedriegen Windstärken werden Windparks abgestellt z. B. für Wartungsarbeiten.
4. die Windverhältnisse sind auf See anders als auf Land und zwar nicht nur in der Windstärke.

Dieselabgase erniedrigen Krebsrisiko!

Das hört sich erstmal verrückt an. Aber alle Menschen sterben irgendwann. Die Wahrscheinlichkeit an Krebs zu sterben, steigt mit dem Alter. Wer bereits früh an etwas anderem gestorben ist, kann keinen Krebs mehr bekommen.
Wenn man Statistiken liest über Todesursachen, sollte man lieber zweimal nachdenken, was die Aussage eigentlich wirklich bedeutet.

Warum nimmt der CO2-Ausstoss nicht ab?

Trotz des Ausbaus der Windenergie und der Solarenergie nimmt der CO2-Ausstoss nicht wie gewünscht ab. Es wird immer auf den Export von elektrischer Energie hingewiesen. Es gibt aber noch einen anderen, in meinen Augen wichtigeren Grund.
Die folgende Grafik (zum Vergrösseren auf das Bild klicken) zeigt die Stromerzeugung der öffentlichen Netze für Kernenergie, Wind- und Sonnenenergie.

Wie man sieht, konnten Wind und Solar erst in den letzten Jahren den Ausfall der Kernenergie kompensieren. Die Erzeugung aus Kernenergie wird in den nächsten Jahren verschwinden. Der Ausbau der Solarenergie ist stark reduziert. Es scheint zweifelhaft, dass die Windenergie in den nächsten Jahren so weit ausgebaut wird, dass der Ausfall der Kernenergie kompensiert werden kann.