Der menschengemachte Klimawandel

Alles abseits der Seychellen...
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Der menschengemachte Klimawandel

Beitrag von foto-k10 »

Der menschengemachte Klimawandel
von Dr. plagiatus Jürgen III Dry
- abgeschrieben aus dem Internet -


WARNUNG: Der nachfolgene Text kann beim Lesen zu vielfältigen Problemen wie Müdigkeit oder gesteigerte Aggressivität führen.
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Re: Der menschengemachte Klimawandel

Beitrag von foto-k10 »

1. Geologische Einflüsse

Pangaea war der letzte Superkontinent, der sämtliche Landmassen vereinte (aus Laurussia und Gondwana) und von 325 Mio. bis 150 Mio. Jahren exitierte, also spätes Karbon bis zum Jura.

Davor - also 1,1 Mrd. bis 800 Mio Jahre - soll es einen Superkontinent Rodinia gegeben haben, zu dem ebenfalls Godwana gehört hat. Ansonsten streiten sich die Wissenschaftler über die Lage der einzelnen Bestandteile. Und noch weiter davor - 1,8 bis 1,6 Mrd Jahre - wird über einen hypothetischen Superkontinent Columbia spekuliert.

Als gesichert gilt die Existenz von Gondwana. Die zeitweilige Lage über dem Südpol führte zur Vergletscherung und Absinken des Meeresspiegels. Am Ende des Karbons starke Klimaschwankung mit CO2-Werten in der Luft zwischen 150 und 700/800 ppm (in der Spitze also doppelt so viel wie heute).

Durch den Zerfall und das Driften der indischen Landmasse an Asien hat sich der Himalaya aufgefaltet. Die entstehende Drakestraße zwischen Südamerika und der Antarktis führte zur Bildung des antarktische Zirkumpolarstroms und Abkühlung der Antarktis. Die Schließung der Lücke zwischen Nord- und Südamerika bei Panama führte zur Bildung des Golfstromes. Umstritten ist, inwiweit dies zur arktischen Vergletscherung führte.

Der Kontinentaldrift hat deutlichen Einfluß auf Meeresströmungen und Windrichtungen. Hinzu kommen Vulkanausbrüche und Impaktereignisse. Am bekanntesten dürfte das Aussterben der Dinosaurier am Ende der Kreidezeit bedingt durch eines Asteroiden sein. Die Wissenschaft benennt weitere Massenausterben oder Faunenwechsel.

Der Kontinentaldrift ist nicht zum Stillstand gekommen: die Eurasische Kontinentalplatte und die Nordamerikanischen Platte bewegen sich derzeit 2 cm pro Jahr auseinander. An anderen Stellen beträgt der Kontinentaldrift bis zu 10 cm pro Jahr. Es ist also möglich, dass in 60 Mio Jahren Australien an Asien anstößt und sich in 300 Mio wieder ein neuer Superkontinent bildet. Das Klima der Erde wird dann anders sein als heute.
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Re: Der menschengemachte Klimawandel

Beitrag von foto-k10 »

2. Astronomische Effekte

Die Erdachse ist gegenüber der Bahnebene geneigt, dadurch enstehen die Jahreszeiten. Allerdings eiert die Erde um diese Achse, das ist die Präzession mit einem Zyklus von ca. 25.800 Jahren. Dieser Kreisbahn sind weitere Schwankungen überlagert (Nutation).

Weitere astronomische Effekte sind die Apsidendrehung der elliptischen Umlaufbahn mit einem Zyklus von 112.000 Jahren, die Variation des Neigungswinkel der Erdachse mit einem Zyklus von 41.000 Jahren und die Änderung der Exzentrizität mit einem Zyklus von 100.000 Jahren. Wer sich dafür interessiert, möge bei Wikipedia suchen. Eine Grafik kann die Sachverhalte besser darstellen als viele Worte.

Diese Effekte werden unter dem Begriff Milanković-Zyklen zusammengefasst. Insbesondere durch die Präzession kommt es zu deutlichen Schwankungen der Strahlungsbilanz der Erde. Mit den Milanković-Zyklen kann man zu einem großen Anteil die abwechselnden Kalt- und Warmzeiten des Pleistozän (2,5 Mio bis 11.000 Jahre) erklären.

Um Missverständnissen vorzubeugen: das Ende einer Kaltzeit wird durch geänderte Bahnparameter der Erdumlaufbahn eingeleitet. Die Erwärmung der Ozeane führt zu einer Abgabe von CO2, was den Effekt verstärkt.
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Re: Der menschengemachte Klimawandel

Beitrag von foto-k10 »

3. Nacheiszeitalter

Mit dem Ende der Weichsel- oder Würm-Kaltzeit vor etw 11.000 Jahren beginnt das Holozän. Man geht davon aus, dass das Atlantikum (7200 - 3700 v. Chr.) die höchsten Temperaturen in der aktuellen Warmzeit hatte, seitdem sollte die Erde sich eigentlich wieder auf die nächste Kaltzeit zubewegen.

Die Existenz einer mittelalterliche Klimaanomalie gilt nicht als gesichert, wohl aber eine kleine Eiszeit ab 1600 (Ausbruch u.a. des Laki) und das "Jahr ohne Sommer" 1816, dass auf den Ausbruch des Tambora zurückgeführt wird.

Die CO2-Konzentration der Atmosphäre in den letzten 400.000 Jahren schwankte zwischen 190 ppm und 290 ppm und korrespondiert mit den Temperaturen der abwechselten Kalt- und Warmzeiten. 2015 betrug die Konzentration bereits 400 ppm. Das klingt wenig im Vergleich zu den 1700 ppm in der Kreidezeit und Trias bzw. 4500 ppm im Kambrium und Silur. Manch einem dürfte eine Verschiebung der nächsten Eiszeit ganz Recht sein.
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Re: Der menschengemachte Klimawandel

Beitrag von foto-k10 »

4. Fazit

Hat überhaupt jemand alles gelesen und verstanden?

Zum Ende der letzten Kaltzeit waren die Menschen noch Nomaden und folgten den Tierherden oder verließen Gebiete, in denen die Lebensbedingungen zu schlecht wurden. Dann wurden Menschen sesshaft und Ackerbau und Viehzucht begannen. Heute hat allein Deutschland 83 Mio. Einwohner, die mit Lebensmitteln versorgt werden müssen. Wenn Kartoffeln und Getreide auf den Feldern verdorren, können wir nicht einfach auswandern.

An einer Diskussion um die Klimasensivität bzw. den Effekt von Rückkopplungen beteilige ich mich nicht. Anscheinend können Wissenschaftler nur mit einfachen plakativen Zahlen in die Köpfe von Politikern vordringen. Klar ist aber: die Menscheit erhöht den CO2-Anteil der Luft deutlich über das, was innerhalb des Erdneuzeitalters üblich war. Oder gibt es eine nachvollziehbare Erklräung dafür, wieso dieser Anstieg nicht durch das "Verheizen" fossiler Brennstoffe, das Abholzen von Wäldern usw. ensteht? Ist es wirklich klug, abzuwarten, welche Folgen tatsächlich eintreten werden?

Der Erde macht auch das 10fache der heutigen CO2-Menge in der Atmosphäre nichts aus. Die Evolution wird dann sicher andere Pflanzen und Tiere hervorbringen. Die Menschheit gibt es dann nicht mehr.
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Anubis
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Re: Der menschengemachte Klimawandel

Beitrag von Anubis »

Das wusste ich noch nicht: Grundschleppnetzfischerei erzeugt größere Klimaschäden als die Fliegerei: https://www.spiegel.de/wissenschaft/nat ... 405fb15a19
Mahé. Praslin. Silhouette. La Digue. Bird. Cerf. Sea Shell. Maya's Dugong. Life is a journey and experience is more valuable than money.
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Re: Der menschengemachte Klimawandel

Beitrag von foto-k10 »

Auch auf den Seychellen gibt es Leute, die den Klimawandel leugnen: https://www.nation.sc/articles/8923/cli ... t-man-made
Sogar mit Nachschlag über Aliens, Dinosaurier und den ganzen Rest: https://www.nation.sc/articles/9070/que ... -answered-
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Re: Der menschengemachte Klimawandel

Beitrag von foto-k10 »

Anubis hat geschrieben: 21 Mär 2021 19:32 Das wusste ich noch nicht: Grundschleppnetzfischerei erzeugt größere Klimaschäden als die Fliegerei: https://www.spiegel.de/wissenschaft/nat ... 405fb15a19
Und der Reisanbau verursacht Methanabgabe in die Umwelt: https://www.fr.de/zukunft/storys/ernaeh ... 57699.html
Von allen Nutzpflanzen hat Reis eine der schlechtesten Klimabilanzen. Für den Anbau ist sehr viel Wasser nötig und es entsteht eine Menge Methan: 100 Millionen Tonnen weltweit pro Jahr. Das Treibhausgas ist 25-mal schädlicher als CO2 und trägt somit erheblich dazu bei, dass die Erde wärmer wird.
...
Der meiste Reis wird auf gefluteten Feldern angebaut. Das Problem: Das Wasser unterbindet den Zustrom von Sauerstoff in den Boden, wodurch Methan entsteht.
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Re: Der menschengemachte Klimawandel

Beitrag von foto-k10 »

Für die meisten Touristen ist Seegras ein Ärgernis, wenn es an den Strand gespült wird. :wink:
Die Bedeutung für den CO2-Haushalt der Erde wurde bisher vermutlich unterschätzt.

Zwischen Mauritius und den Seychellen gibt es eine 40000 m³ große Seegraswiese namens Saya de Malha.
https://de.wikipedia.org/wiki/Saya_de_Malha
https://story.greenpeace.at/seegraswies ... anned2119b
http://www.seychellesnewsagency.com/art ... Seychelles
https://www.nation.sc/articles/8558/say ... s-interest
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Re: Der menschengemachte Klimawandel

Beitrag von foto-k10 »

Vor einigen Wochen ging folgende Meldung durch die Nachrichten:
Öl- und Gasheizungen stehen ein Jahr früher als bisher geplant vor dem Aus. Im Zuge des Entlastungspakets hat sich die Ampelkoalition darauf verständigt, dass ab dem 1. Januar 2024 möglichst jede neu eingebaute Heizung zu 65 Prozent mit erneuerbaren Energien betrieben werden soll.

Für bestehende Heizungen ist kein Verbot geplant, allerdings sollen Verbraucherinnen und Verbraucher Anreize erhalten, diese auszutauschen. Künftig setzt die Regierung darauf, dass verstärkt Wärmepumpen eingesetzt werden.
Und was ist, wenn eine ältere, defekte Gastherme ausgetauscht werden muss?

Immerhin gab es wohl noch einen Rest gesunden Menschenverstand im Bauministerium und die Idee ist wieder gekippt. Das Ganze war ja ein "Nachsitzen", weil das Bauministerium (zusammen mit dem Verkehrs- und Wortschaftsministerium) ihre Energieeinsparziele nicht erreicht hatten. Dann müsste das Bauministerium doch mit einer anderen Idee sein Sparziel erreichen? Alles nur heiße Luft???


Wärmepumpe? Lohnt sich nicht!

Mal ganz von vorne:
Ursprünglich galt die Wärmeschutzverordnung. Die wurde durch die Energieeinsparverordnung (EnEV) abgelöst, davon gab es die Versionen EnEV2002, 2004, 2007, 2009, 2014. Und seit 2020 gibt es das Gebäudeenergiegesetz (GEG). Spötter sagen auch: "Wer heute einen Kaufvetrag für ein Einfamilienhaus unterschreibt, bekommt in einigen Monaten die Schlüssel zu einem bautechnisch überholten Gebäude."

Für bestimmte sparsame Häuser gibt es Förderungen (wenn Robert Habeck nicht wieder das Kleingeld ausgeht). Ein Begriff lautet "KfW-Effizienzhaus 40" - die 40 bedeutet dabei 40% Energiebedarf gegenüber einem ominösen Referenzgebäude. Man findet zwar auch jede Menge Details dazu, wie gut Wände, Decken, Fenster, Türen usw. dämmen müssen, aber das ist eher etwas für Bauingenieure.

Wikipedia meint, dass der Heizwärmebedarf für ein KfW-Effizienzhaus 40(+) weniger als 25 kWh/m² im Jahr betragen muss.
Und wenn man von z.B. 120 m² Wohnfläche ausgeht, hat man mit 3000 kWh im Jahr eine Basis für Berechungen.

Energiepreise:
Mein Versorger berechnet bei Neukunden aktuell 10,84 Cent/kWh für Erdgas und 47,72 Cent/kWh bei Strom. Für Wärmepumpen gibt es einen
speziellen Tarif mit 30,74 Cent/kWh.

Wärmepumpen:
Die gibt es in verschiedenen Varianten: Luft-Wasser, Sole-Wasser und Wasser-Wasser. Luft-Wasserwärmepumpen sind die großen Kisten mit einem Monsterventilator, die man seit kurzem vor vielen Neubauten sieht. Für eine Sole-Wasser-Wärmepumpe muss man mehrere Hundert Meter Rohre im Garten unterhalb der Frostgrenze verlegen und bei Wasser-Wasser-Wärmepumpen nutzt man die Wärme aus tiefen Schichten, d.h. Tiefbohrungen incl. notwendiger Genehmigungen.

Bei den technischen Daten findet man haufenweise Abkürzungen wie A-7/W35, A10/W35 oder B0/W35.
Der Buchstabe A steht für Luft (air) und die Ziffern dahinter für die Außentemperaturen, also -7°C bzw. +10°C. Es handelt sich also um eine Luft-Wasserwärmepumpe. Bei einer Fußbodenheizung fließt das warme Wasser i.a. mit +35°C in die Rohre (Vorlauftemperatur), dafür steht die Abkürzung W35. Bei einer Sole-Wasserwärmepumpe steht der Buchstabe B für Sole (brine), also Sole mit 0°C und wieder eine Vorlauftemperatur von +35°C.

Eine wichtige Kennzahl von Wärmepumpen ist die Leistungszahl oder neudeutsch COP (Coefficient of Performance). Eine Wärmepunpe benötigt elektr. Strom für den Kompressor und den Ventilator. Wenn die elektrische Leistung 1 kW beträgt und die Wärmepumpe daraus 4 kW Warmwasser für die Heizung erzeugt, dann ist die Leistungszahl ɛ = 4kW / 1kW = 4.

Die Leistungszahl wird für mehrere "Arbeitspunkte" wie A-7/W35 oder A10/W35 angegeben. Je kälter die Außenluft ist, desto länger muss der Kompressor laufen, um die notwendige Menge an Heizungswasser zu erzeugen. Die Leistungszahl wird bei tiefen Temperaturen also schlechter. Und genau dann benötigt man auch noch mehr Heizenergie.

Bei vorhandenen Wohnungen hat man eher Heizkörper, die bei einer Vorlauftemperatur von +35°C zu wenig Wärme abgeben würden, man arbeitet hier eher mit Vorlauftemperatur von +55°C oder mehr. Die Hersteller geben an, dass ihre Wärmepumpen auch solche Vorlauftemperaturen schaffen, aber die meisten verschweigen die dann deutlich geringen Leistungszahlen.

Armortisation:
Nachdem nun die Voraussetzungen geklärt sind, geht es an's Rechnen. Ich habe dazu die Daten einer Luft-Wasser-Wärmepumpe eines deutschen Herstellers herausgesucht:
- Leistungszahl 5,2 bei A10/W35
- Leistungszahl 2,8 bei A-7/W35

Wenn man die 3000 kWh/Jahr mit einer Gastherme erzeugt, kostet dies 3000 * 0,1084 = 325,20 €.

Die Wärmepumpe benötigt bei der höchsten Leistungszahl von 5,2 3000 / 5,2 = 576,9 kWh Strom, also 576,9 * 0,3074 = 155,34 €.

Die jährliche Ersparnis gegenüber einer Gastherme beträg demnach 169,86 €.

Nun kostet die Wärmepumpe ca. 5500 € - fast ein Schnäppchen, Sole-Wasser-Wärmepumpen gehen häufig über die 10000€-Grenze. Ein Gasbrennwerttherme kostet ca. 2500 €. Mit der Differenz lässt sich ausrechnen, in welchem Zeitraum sich die Mehrkosten für eine Wärmepumpe amortisieren:
3000 / 169,86 = 17 Jahre ... ob eine Wärmepumpe solange funktionieren wird?

Natürlich gibt es für manche Wärmepumpen eine Förderung. Aber das Gerät muss auch montiert werden. Bei einem Gewicht von 120 bis 200 kg braucht man allein zum Aufstellen mehrere starke Personen. Für den speziellen Stromtarif für Wärmepunmpen muss der Zähler erweitert werden, die EVUs nehmen für jeden Handgriff gern über 100 €.
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Re: Der menschengemachte Klimawandel

Beitrag von foto-k10 »

Nun will er auch. Unser Insolvenz-Erklärer Robert Habeck will CCS (carbon dioxide capture and storage) nutzen, um den CO2-Gehalt der Atmosphäre zu senken.

Der erste Schritt dabei ist "direct air capture", also das CO2 der Luft entziehen. Formulierungen wie "nahezu perfekte Lösung" oder "Luft ist eine fast unerschöpfliche Quelle für Kohlendioxid, die an jedem Ort ... genutzt werden kann" (stammt aus Bayern) sind natürlich Humbug! Auch wenn wir die CO2-Konzentration auf 420 ppm hochgetrieben haben, sind das lediglich 0,04%. Für eine wirtschaftliche Rückgewinnung ist das lächerlich wenig. Die Luft, die wir Menschen ausatmen, enthält mit 4% die hundertfache Konzentration an CO2.

Die Beschreibungen sind schwammig: Luft wird über ein Material geführt, das CO2 absorbiert und wenn dieses gesättigt ist, wird das CO2 durch Erhitzen wieder herausgelöst. Es dürfte sich um Methyldiethanolamin C5H13NO2 handeln. Der Stoff wird bereits für die sog. "Amin-Wäsche" genutzt, um Erdgas Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff zu entziehen, bevor es durch Pipelines fließt.

https://www.scinexx.de/service/dossier_ ... rID=245857
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Lars
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Re: Der menschengemachte Klimawandel

Beitrag von Lars »

Erst wegen dem letzen neuen Beitrag, sehe ich diesen älteren Beitrag...
foto-k10 hat geschrieben: 21 Jul 2022 11:57 Wärmepumpe? Lohnt sich nicht!
Ich glaube das Thema ist zu komplex um das so zu verallgemeinern! Es kommt auf die jeweiligen Umstände, Situationen und Gegebenheiten an. Ebenso ist da derzeit viel in Forschung & Entwicklung - Gasthermen würde ich als ausentwickelt ansehen, da ist keine große Entwikclung mehr zu erwarten.
foto-k10 hat geschrieben: 21 Jul 2022 11:57 Wenn man die 3000 kWh/Jahr mit einer Gastherme erzeugt, kostet dies 3000 * 0,1084 = 325,20 €.

Die Wärmepumpe benötigt bei der höchsten Leistungszahl von 5,2 3000 / 5,2 = 576,9 kWh Strom, also 576,9 * 0,3074 = 155,34 €.

Die jährliche Ersparnis gegenüber einer Gastherme beträg demnach 169,86 €.
Hier wird die Effizienz der unterschiedlichen Thermen nicht berücksichtigt. Aber es ist eh schwer das pauschal zu berechnen, neben den individuell vorhandenen Geräten und in Frage kommenden neuen Geräten gibt es andere Themen wie z.B. eine PV Anlage. Wir haben für Warmwasser eine Luft-Luft Wärmepumpe und haben letztes Jahr 60% des Warmwassers mit eigenen Strom erzeugt.Natürlich wird man das bei dem viel höheren Bedarf bei einer Heizung nie so erreichen, an sonnigen Wintertagen aber trotzdem einiges.

Aber das Thema ist nicht nur ein rein monetäres. Denn es geht auch um den Primärenergiebedarf. Und da kannst Du Gas (oder Öl) und Erneuerbare Energieen eben nicht vergleichen, ich glaube da liegt so der Faktor 3 dazwischen. Sprich es braucht nur 1/3 an Primärenergie für den gleichen Endenergievrbrauch. Natürlich gibt es keine 100% erneuerbare, macht eine Rechnung daher nicht einfacher, aber man kann wohl davon ausgehen das dies steigt. Und somit sehen Rechnungen abseits vom monetären ganz anders aus.

Individuell ist das eh ein "Luxusthema" mit dem Blick, dass es vor allem Menschen in Einfamilienhäuser direkt steuern können. In Mietobjekten oder größeren Gebäude hat das der Einzelne eh nicht in der Hand. Da kommen bei monetären Aspekte ganz andere Themen in Fokus wie Abschreibungen, Förderungen etc. welche ein Vermieter nutzen bzw. umlegen kann.

Ciao Lars

PS: Wir haben eine Gastherme für die Heizung und die ist erst 7 Jahre alt. Die jetzt auszutauschen ergibt wenig Sinn, da sollten viele weniger effiziente vorgezogen werden. Wie das in x Jahren aussieht - schauen wir mal...
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Re: Der menschengemachte Klimawandel

Beitrag von foto-k10 »

Hallo Lars,

dann fange ich mal damit an:
In den meisten europäischen Ländern stehen große Kraftwerke in der Nähe von großen Flüssen, denn sie alle benötigen jede Menge Kühlwasser. Kühlwasser, das in heißen Sommern, wenn unsere Flüsse zu kleinen Rinnsaalen werden, nicht ausreichend zur Verfügung steht. Noch schlimmer ist die Tatsache, dass sehr viel Abwärme ungenutzt bleibt.
- Kernkarftwerk max. 38% elektr. Leistung
- Kohlekrafwerk max. 47% elektr. Leistung
- Gas-und-Dampf-Kombikraftwerk max. 62% elektr. Leistung (aber Gas sollen/wollen wir ja nicht mehr dafür nutzen)
lt Wikipedia

An der Stelle erlaube ich mir auch einen Seitenhieb auf jene Politiker, die sich einen Weiterbetrieb der vorhandenen Kernkraftwerke bis 2024 wünschen. Sie ignorieren dabei, dass dann neue Brennstäbe notwendig wären, die einen Nutzungsdauer von ca. 4 Jahren haben. Kein Kraftwerkbetreiber wird sie kaufen, wenn das AKW nur ein weiteres Jahr laufen soll. Und wenn mangels Kühlwasser Kraftwerke gedrosselt werden, dann liefert ein AKW genauso wenig Strom wie ein Kohle- oder Gaskraftwerk. Unabhängig von Kühlwasser sind nur Solaranlagen und Windkraftwerke, wobei die Speicherfrage seit über einem Jahrzehnt ungeklärt ist!

Lars hat geschrieben: 15 Jan 2023 14:07 Ebenso ist da derzeit viel in Forschung & Entwicklung - Gasthermen würde ich als ausentwickelt ansehen, da ist keine große Entwikclung mehr zu erwarten.
Kühlschrank, Klimaanlage, Wärmepumpe ... die Technik ist immer gleich und daher seit Jahrzehnten bekannt. Die theoretischen Grundlagen hat Nicolas Carnot bereits 1824 mit dem Carnot-Prozess gelegt. Ich musste mich nur 2 Semester durch das Gebiet der Thermodynamik quälen und habe das meiste erfolgreich verdrängt :lol:

Es handelt sich immer um einen Kreisprozess, bei dem ein Gas auf der einen Seite komprimiert wird, wodurch Wärme entsteht, und auf der anderen enspannt wird, wodurch der Umgebung Wärme entzogen wird. Der Carnotprozess soll das theoretische Maximum sein, das in Sachen Wirkungsgrad erreicht werden kann - soweit erinnere ich mich noch.

Wenn ich dann im Internet suche, finde ich die Formel η = 1- Tk/Th ... bei Tk = 273 K (0°C) und Th = 308 K (35°C) ist der Wirkungsgrad 11%. Ich bin mir nicht sicher, ob man das so rechnen kann. Doch man kann! Die Leistungszahl einer Wärmepumpe ε ist der Kehrwert, bei η = 0,11 ist ε = 8,8. Eine Leistungszahl von 8,8 erreichen Wärmepumpen in einem Arbeitspunkt A0/W35 bei weitem nicht. Die Formel ist erstmal verwirrend, aber bei einem Carnotprozess will man aus einer Wärmedifferenz mechanische Arbeit verrichten und z.B. eine Turbine antreiben, die dann einen Generator antreibt. Je mehr mechanische Leistung die Turbine erzeugt, desto besser ist es. Bei einer Wärmepumpe ist es genau anders herum, man will mit möglichst wenig elektrischer/mechanischer Leistung (Pumpe, Kompressor) eine bestimmte Wärmedifferenz erzeugen.


Um 1kg Wasser um 1 Grad zu erwärmen, benötigt man 1 kcal Energie - in heutigen SI-Einheiten sind das 4,18 kJ.
Erheblich mehr steckt in der Schmelzenthalpie bzw. Kristallisationsenthalpie: 334 kJ, um ein 1 kg Eis aufzutauen, damit daraus flüssiges Wasser von 0°C wird. Das nutzt man bei einer Wärmepumpe mit Eisspeicher aus. Für ein Einfamilienhaus verwendet man Eisspeicher mit ca. 10 m³ ... das ergibt einen Betonkörper mit ca. 2 m Durchmesser und 4 m Höhe. Kosten > 10.000 €.

Lars hat geschrieben: 15 Jan 2023 14:07 Hier wird die Effizienz der unterschiedlichen Thermen nicht berücksichtigt.
Eine Gasbrennwerttherme hat 111% Wirkungsgrad :mrgreen:
(weil die Berechnungsmethode von einem aus heutiger Sicht falschen Bezugswert ausging)

Eine Brennwerttherme nutzt auch die im Abgas enthaltene Wärme, wodurch Wasserdampf und andere Stoffe kondensieren. Von der Rücklauftemperatur des Heizungswassers hängt es ab, wieviel Dampf am Wärmetauscher kondensieren kann. Somit kann man einen Wirkungsgrad nur unter Laborbedingungen messen, in der Praxis wird er sich ständig ändern.


Als Ingenieur der Elektrotecknik kennt man die Berechnung von Kühlkörpern für Leistungstransitoren usw. : PTOT = (TJ - TA) / Rth

In der Heizungsanlage hat man diese Formel ebenfalls, an die Stelle der Verlustleistung tritt der Wärmestrom, statt einer konstanten Sperrschichttemperatur hat man am Ein- und Ausgang des Hiezkörpers im Idealfall die Vor- und Rücklauftemperatur. Und anstelle des Wärmewiderstandes des Kühlkörpers die des Heizkörpers.

Konstant ist dabei nur der Wärmewiderstand des Heizkörpers und vielleicht die gewünschte Raumtemperatur, wenn man jeden Tag das gleiche Wärmebedürfnis hat (also z.B. nicht erkältet ist). Der notwendige Wärmestrom ändert sich aber durch die Außentemperatur, denn die durch die Wände verlustig gehende Wärmemenge muss ersetzt werden. Also ändert sich auch bei einer Heizung mit Wärmepumpe ständig der Arbeitspunkt und damit der Wirkungsgrad.


Lars hat geschrieben: 15 Jan 2023 14:07 Aber das Thema ist nicht nur ein rein monetäres.
Für die meisten Leute, die sich die Frage stellen, wie sie ihre Energiekosten in Zukunft bezahlen können, ist es in erster Linie ein monetäres Problem.
Lars hat geschrieben: 15 Jan 2023 14:07 Denn es geht auch um den Primärenergiebedarf. Und da kannst Du Gas (oder Öl) und Erneuerbare Energieen eben nicht vergleichen, ich glaube da liegt so der Faktor 3 dazwischen. Sprich es braucht nur 1/3 an Primärenergie für den gleichen Endenergievrbrauch.
Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe hat eine Arbeitszahl von ca. 3 ... bei +10°C auch 5, bei -10°C nur 2,5 und alles bei 35°C Vorlauftemepratur für eine Fußbodenheizung. In einem Altbau wird aber niemand den Betonestrich herausstemmen, um nachträglich eine Fußbodenheizung einzubauen. Also benötigt man eine höhere Vorlauftemperatur für herkömmliche Heizkörper. Damit wird die Arbeitszahl der Wärmepumpe geringer. Wenn irgendwelche Experten behaupten, man müsse einen Altbau nur besser dämmen, dann würde sich eine Wärmepumpe rechnen, dann ist das Unfug!

Eine Wärmepumpe hat zunächst nichts mit erneuerbarer Energie zu tun.
Wie Du schon richtig sagst, braucht sie durchschnittlich 1/3 an Primärenergie oder anders gesagt, die Arbeitszahl ist ca. 3.

1. Dumm nur, wenn die elektrische Energie 300% so teuer ist wie Erdgas. Und da ist es auch egal, ob eine Gastherme 80% oder 99% Wirkungsgrad hinsichtlich der Verbrennungsenthalpie hat. Schon eine Luft-Wasser-Wärmepumpe ist deutlich teurer als eine Gastherme. Hinzu kommen die Installationskosten. Auch wenn man einen Teil erstattet bekommt, ist eine Amortisiation duch den laufenden Betrieb mehr als fraglich.

2. Wenn man berücksichtigt, dass bei der Stromgewinnung 50% der möglichen Energie ungenutzt bleiben, wird es auch in ökologischer Sicht fragwürdig.
Sinnvoll wäre es gewesen, kleine Kraftwerke für einen Stadtteil zu bauen und neben dem Strom auch die Abwärme für Heizung und Warmwasser für die Wohnungen zu nutzen. Das ist aber nicht im Interesse der großen Ernergieunternehmen. Und niemand möchte ein Mini-AKW neben seiner Wohnung.

3. Kann man eine Wärmepumpe mit Solarstrom betreiben?
Ich nehme mal die Daten einer Lufwärmepumpe eines deutschen Herstellers:
- A-7/W35 Heizleistung 5,4 kW / elektr. Leistung 2,08 kW / Arbeitszahl 2,6
- A2/W35   Heizleistung 2,0 kW / elektr. Leistung 0,51 kW / Arbeitszahl 3,9

A-7/W35 ist der Arbeitspunkt mit -7°C Außen/Lufttemperatur und +35°C Heizungswassertemperatur
Das Gerät kommt mit 230 V aus, benötigt also keinen Drehstrom. UVP kanpp 8000 €, bei manchen Anbieter im Angebot für kanpp 5000 €, weil Auslaufmodell. Bei anderen Herstellern muss man in diesem Leistungsbreich zwischen 6000 und 10.000 € rechnen.

Angenommen 12 Stunden am Tag scheint die Sonne, dann wird für die Nacht und den Arbeitspunkt A2/W35 ein Energiespeicher von 0,5kW * 12 h benötigt, also 6 kWh. Als Lithiumakku kostet das zwischen 3000 - 5000 €.

Eine Solarpanel liefert max 200 Wp pro m² - das ist die "Peak"leistung, die im Labor ermittelt wird. Durch die Erwärmung des Panels - im Hochsommer über 50°C - sinkt die Leistungsabgabe. Und von Herbst bis Frühling ist die Sonnenstrahlung selbst bei schönstem Wetter deutlich geringer. Im Dezember kann man mit ca. 12% der Maximalleistung rechnen. Eine Solaranlage müsste 1 KW liefern, um tagsüber gleichzeitig die Wärmepumpe zu betreiben und gleichzeitig den Akku zu laden. Wenn man von 20 W/m² ausgeht, braucht man 50 m² Solarpanelen, das sind etwas mehr als 8x6 m. Auf einem Einfamilienhaus ist das machbar, im Sommer liefert so eine Anlage 10 kWp. Entspricht also der magischen Grenze gegenüber dem Finanzamt. Kosten ca. 20.000 €


P.S.:
Lars hat geschrieben: 15 Jan 2023 14:07 Wir haben für Warmwasser eine Luft-Luft Wärmepumpe und haben letztes Jahr 60% des Warmwassers mit eigenen Strom erzeugt.
Das glaube ich nicht, das müsste eine Luft-Wasser-Wärmepumpe sein, da ihr ja Brauchwasser erwärmt. Eine Luft-Luft-Wärmepumpe wäre eine Klimaanlage, die man "umgekehrt" betreibt.
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