Morgenstadt - wie wir morgen leben

dass das Potenzial der Windenergie an Land bei weitem noch nicht ausgeschöpft ist; aktuell sind gerade 28 Gigawatt Windenergieleistung aufgebaut. 23
    Niemand soll durch Windräder gestört werden. Dazu tragen vor allem zwei Neuentwicklungen bei: „Die Masten für Windkraftanlagen werden immer höher“, sagt Schmid. „Das ist vorteilhaft, weil der Wind in höheren Luftschichten stärker bläst, und man kann die hohen Windräder auch in Wäldern aufstellen. Die Rotoren bewegen sich über die Baumwipfel hinweg und stören kaum.“ Die zweite Entwicklung betrifft Offshore-Windkraftwerke: „Wir werden uns die Techniken der Öl- und Gasbohrinseln zunutzemachen, damit wir Windräder auch weiter draußen auf dem Meer verankern können, dort, wo das Wasser tiefer ist als 50 Meter“, so Schmid. „Über dem Meer bläst der Wind wesentlich gleichmäßiger. Dort läuft eine Anlage rund 4000 Stunden im Jahr mit voller Kraft; an Land bringt sie nur etwa die Hälfte davon.“ Gerade für Großstädte, die an der Küste liegen, könnte Windstrom aus solchen Kraftwerken die Energieversorgung zu großen Teilen übernehmen. „Man muss sich immer den Gegebenheiten anpassen; Windenergie aus Offshore-Anlagen ist jedenfalls eine großartige Option für viele Megastädte in den Tropen oder in Fernost, die direkt am Meer liegen.“
    Für manche Anwendungen braucht man nur sehr wenig Energie. Da lohnt es kaum, extra Leitungen zu verlegen. Wie man Kleinstgeräte oder Sensoren mit Strom versorgt, damit beschäftigt sich das noch junge Gebiet des Micro Energy Harvesting, also das Ernten von Energie, wo immer sie auftritt. Für die Morgenstadt tun sich hier interessante Aspekte auf, denn gerade dort sollen ja viele Dinge automatisch von Sensoren gesteuert werden.
    Winzige Energiebeträge kann man an vielen Stellen ernten, vor allem mit thermoelektrischer und piezoelektrischer Energiewandlung. Erstere setzt einen Temperaturunterschied, beispielsweise den zwischen dem menschlichen Körper und seiner Umgebung, in elektrische Energie um, beispielsweise, um eine Armbanduhr zu betreiben. Die piezoelektrische Energiewandlung beruht auf der Erzeugung elektrischer Spannungen durch Druck oder Vibrationen. Forscher der Fraunhofer-Allianz Energie entwickeln Systeme, die zum Beispiel mobile oder abgelegene Anlagen überwachen. Energy Harvesting liefert hier die Energie für die Funkübermittlung von Sensorsignalen.
SYSTEME, DIE PERFEKT INEINANDERGREIFEN
    Für die Stromerzeugung gibt es also unterschiedliche Optionen. Wie aber wird in der Morgenstadt geheizt? Vielleicht ebenfalls mit Strom, so wie es derzeit in Frankreich üblich ist und wo im Winter schnell die Kernkraftwerke überlastet sind? „Nein“, sagt Jürgen Schmid, „dort wird der aufwendig erzeugte Strom direkt in Radiatoren verbraten. Doch es geht auch anders.“ Er zeichnet ein faszinierendes Bild, in dem viele Details intelligent zusammenspielen und künftig unsere Städte mit Wärme und Strom versorgen. Zusammen mit den meisten seiner Fachkollegen setzt er für die Wärmeversorgung vor allem auf zwei Systeme, die sich künftig perfekt ergänzen: auf elektrische Wärmepumpen und Blockheizkraftwerke.
    Eine elektrische Wärmepumpe, die beispielsweise dem Grundwasser Wärme entzieht, kann – grob gesagt – aus einem Teil Strom drei Teile Wärme erzeugen. „Solange diesen Strom Kohlekraftwerke liefern, die bei der Produktion von einem Teil Strom zwei Teile Wärme in die Umwelt ablassen, ist das natürlich nicht sinnvoll“, rechnet Schmid vor. „Da kann man genauso gut gleich die Kohle verheizen.“ Alles ändert sich aber, „wenn man neu denkt“: Regenerativ erzeugter Strom entsteht ohne Abwärme, so ergeben sich dann auch in der Endabrechnung der Wärmepumpe für einen Teil Strom drei Teile Wärme.
    Im Sommer, wenn Gebäude gekühlt werden müssen, lässt man die Wärmepumpen einfach umgekehrt laufen. Sie funktionieren dann wie ein Kühlschrank, kühlen die Räume und leiten die entstehende Wärme ins Erdreich ab. So könnte man sich gerade in heißen Gegenden die vielen kleinen Klimageräte sparen, die heute in den Fenstern hängen und zusätzlich heiße Luft auf die Straßen pusten. „Ich stelle mir die Morgenstadt wesentlich kühler vor als heutige Metropolen“, sagt Schmid. „Die Elektroautos, die dann in den Straßen fahren werden, erzeugen kaum Wärme, außerdem sind nicht mehr so viele Klimaanlagen nötig. All das trägt zu einem angenehmeren Stadtklima bei.“
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