Desertec - Strom aus den Wüstenregionen
Desertec eine Zukunftsvision, die unbedingt kurzfristig der Realisierung zugeführt werden sollte, damit die Energieprobleme Europas und der Welt für die Zukunft  wenigstens annähernd gelöst werden können.
Die teilweise berechtigte Frage nach den Kosten für die Realisierung wird sich bald erübrigt haben, wenn solche Projekte zu weit hinausgezögert werden.   Wir tun so, als ob die fossilen Energieträger noch in unbegrenzten Mengen verfügbar sind und leiten daraus ab, dass es noch längst nicht an der Zeit ist, mit der  Realisierung  aller Möglichkeiten der alternativen Energieerzeugung zur Deckung des stetig steigenden Weltbedarfes zu beginnen.
Selbstverständlich sind gewaltige Summen zu investieren, um zukunftsträchtige und elegante technische Einrichtungen zu schaffen, die die Ausnutzung der Sonnenenergie für die nächsten Jahre und Jahrtausende gewährleisten können. Aber es wurden auch keine Mühen und Investitionen gescheut, die fossilen Energieträger zu fördern und nutzbar zu machen. Letztendlich sind die fossilen Energieträger auch nur gespeicherte Sonnenenergie, ebenso auch   die Windenergie.
Klar, Energie muss bezahlbar bleiben aber wenn die fossilen Reserven immer knapper werden, werden die Preise sich überschlagen, falls nicht Vorsorge     für die  Erzeugung aus der nahezu unbegrenzten Sonneneinstrahlung getroffen wird.
Das Für und Wider der Energiekonzerne für die Inangriffnahme solcher Vorhaben resultiert eben aus den hohen Investitionskosten und der immer wieder entscheidenden Frage, ob und wann sich endlich ein zu erwartender respektabler Gewinn ableiten lässt.  
Diese Einstellung zu diesem wichtigen Thema ist für die Realisierung solcher Projekte kontraproduktiv.  

Sinnvoll wäre, wenn die Politik solche Projekte zur Chefsache erklären würde.

Denn wenn ein Rettungsschirm für die Banken aufgespannt werden kann, sollte das auch für solche wichtigen Projekte möglich sein. Der Steuerzahler würde bestimmt  genau so wenig dagegen haben wie bei der Rettung der Banken.
Eventuelle politische Barrieren der an diesem Projekt beteiligten Länder  sind selbstverständlich auch aus der Welt zu schaffen.
Es soll einmal betrachtet werden, ob die Sonne mit ihrer Strahlungsleistung überhaupt ausreicht, den Weltenergiebedarf zu decken, der ja immerhin exponentiell wächst.
Ausgangspunkt der Betrachtung ist eine bereits seit langem ermittelte Naturkonstante: die Solarkonstante. Sie gibt die Strahlungsleistung der Sonne an, die die Erde empfängt und wird technisch gemessen bei senkrechter Einstrahlung in den oberen Atmosphärenschichten bezogen auf eine Flächeneinheit    von 1m2.

Die Strahlungsleistung beträgt 1,36 kW / m2 . In einer Stunde werden damit 1,36 kWh Energie auf einem m2  umgesetzt. Jährlich ergeben sich damit

1,36 kWh ·  (24 · 365 )  = 11.914 kWh.                                       

Dieser ununterbrochene Energieumsatz / m2 durch die Sonneneinstrahlung würde theoretisch den durchschnittlichen jährlichen Strombedarf von 3 Haushalten   in Deutschland decken (ca. 3.500 kWh /a und Haushalt).

Jeweils die Hälfte der Erdkugeloberfläche wird    ständig  von der Sonne bestrahlt, unabhängig von der Erdrotation und dem Wechsel der Jahreszeiten. Die Strahlungsdichte nimmt bei der gewölbten Erdoberfläche zu den Polen mit dem Kosinus der Breitengrade  je Flächeneinheit ständig ab.

Es kann aber mit guter Näherung gesagt werden, dass effektiv gleichmäßig  senkrecht   eine                Kreisfläche  bestrahlt wird,  die sich  aus dem Quadrat des Erdradius        multipliziert mit p ergibt.

Fläche in m2 :   pR2  = 3,14 ·  (6,370  ·  106 m)2  = 3,14 ·  4,058 ·  1013 m2
                                    = 1,274 ·  1014  m2 
                                    = 127,4 Billionen  m2 ständig senkrecht bestrahlte Fläche!
Zur Erinnerung:
Jährlich werden auf 1 m2  Fläche 11.914 kWh Energie eingestrahlt! Dabei muss natürlich beachtet werden, dass dieser Wert nur unter Idealbedingungen erreicht werden kann (senkrechte Einstrahlung und Vernachlässigung des Einflusses der Atmosphäre)
Die Gesamtenergie ergibt sich damit zu 11.914 kWh / m2  ·1,274 · 1014 m2
     = 1,1914 ·104 kWh / m2 · 1,274 · 1014 m2  = 1,52 · 1018  kWh  
     = 1,52 Trillionen kWh
Nach Wikipedia  lag der Weltenergiebedarf 2010 bei 130,246 Billionen kWh.
Setzt man die gesamte eingestrahlte Sonnenenergie ins Verhältnis zum Jahresweltenergiebedarf  2010, dann stellt man fest, dass die Sonne uns mit einem riesigen Energieüberschuss bedenkt.

Das ist   =   11.692  mal so viel wie zur Zeit weltweit verbraucht wird! Oder anders ausgedrückt: Innerhalb von 45 min strahlt die Sonne soviel Energie auf die Erde, dass der gegenwärtige jährliche   Weltenergiebedarf gedeckt wäre.
Dabei ist natürlich zu beachten, dass eine effektive technische Nutzbarkeit sich auf die äquatornahen nördlichen und südlichen Bereiche der  Erdoberfläche beschränkt, also hauptsächlich in dünn besiedelten Wüstenregionen.  
In diesen Bereichen ist eine Energieerzeugung sehr wohl im Sinne von Desertec möglich. In weit höheren Breiten der Erdoberfläche ist die Stromerzeugung direkt über Solarzellen noch ausreichend effektiv.   
Die Erde empfängt aber nur einen winzigen Bruchteil der Gesamtstrahlung der Sonne, denn die Sonne strahlt rundum in den Raum.  
Um das verständlich zu machen, ist ein Modell unseres Sonnensystems in milliardenfacher Verkleinerung sinnvoll, denn die Vorstellungskraft über Entfernungen und Größen in kosmologischen Maßstäben ist für den Menschen begrenzt.
In diesem Modell würde die Distanz 1 Million km auf 1 m verkleinert werden.  
So betrachtet, wäre die Sonne eine ca.1,40 m große strahlende Kugel. Die Erde befände sich im Abstand von ca. 150 m von der Sonne und hätte einen Durchmesser von  12,74 mm. Der Mond mit der Größe eines Stecknadelkopfes  befände sich etwa 38 cm von der Erde entfernt. Er besitzt nur 1,2 % der Erdmasse.  
Die von der Modellsonne bestrahlte effektive Modellerdfläche ergibt sich zu  
pr2   =  p ·  (0,637 cm)2  = 3,14 ·  0,4058 cm2  = 1,274 cm2
Diese 1,274 cm2 werden nun in ein reziprokes Verhältnis gesetzt zur Oberfläche einer die Modellsonne umspannenden gedachten Kugel, deren Radius   gleich dem  unseres Modellabstandes Erdmodell vom Sonnenmodell ist, nämlich 150 m. Denn die Strahlungsdichte ist auf jeder Flächeneinheit der gesamten Kugelinnenfläche  genau so groß wie auf den genannten 1,274 cm2
Die Kugelfläche errechnet sich zu 
4pr2   =  12,56 ·  (15.000 cm)2  =  12,56 ·  225 ·  106 cm2   =  2,83 ·  109 cm2
    

=   2,221 · 109

Die Sonne strahlt also 2,221 Milliarden mal soviel Energie ab wie die Erde empfängt!
Die absolute Strahlung kann aus dieser Proportionalität berechnet werden:
1,52  · 1018  kWh ·  2,221 ·  109   =  3,376 ·  1027 kWh/a !
Diese gewaltigen Energiemengen können nur durch atomare Kernprozesse in der Sonne erzeugt werden. Im Gegensatz zur Kernspaltung  wie sie beispielsweise in Atomkraftwerken und atomaren Waffen angewendet wird, erfolgt die Energieerzeugung durch Kernfusion im Inneren der Sonne und aller Sterne. Auch die Wasserstoffbombe entfaltet ihre gewaltige Kraft durch Kernfusion. Allerdings benötigt sie für ihre Zündung eine Atombombe, welche zur Erzeugung der hohen Temperaturen notwendig ist, ohne die eine Kernfusion nicht möglich ist.
Wenn es in absehbarer Zeit technisch gelingt, Fusionsreaktoren zur Energieerzeugung einzusetzen, hätte die Menschheit eine saubere und billige Quelle      zur Deckung des Weltenergiebedarfes. Die technischen Voraussetzungen hierfür, Bedingungen zur Einleitung des Fusionsvorganges zu schaffen wie sie im Inneren der Sonne herrschen (Druck und Temperatur), sind leider noch sehr beschränkt.
Gemäß Einstein muss die Sonne wegen der gewaltigen Energiestrahlung auch einen Masseverlust erleiden nach der bekannten Beziehung:

E  = mc2
Daraus folgt:               
Bekanntlich sind die Energieformen (potentielle, kinetische, Wärme- Energie) über feste Zahlenverhältnisse (Äquivalente) umwandelbar, z.B.

1 kWh = 860 kcal

1 kcal  = 427 kpm

1 kWh = 860 · 427 kpm  =  3,67 ·105 kpm

1 kpm = 9,81 Nm = 9,81 kg m2 s-2  

1 kWh = 3,67 · 105  kpm = 3,67 · 105 · 9,81 kg m2 s-2  = 36,003 · 105  kg m2 s-2
 Daraus ergibt sich die jährliche Gesamtstrahlung der Sonne in Nm:
3,376 · 1027 kWh  =  3,376 ·1027 · 36,003 · 105  kg m2 s-2 = 1,215 · 1034 kg m2s-2      
Der jährliche Masseverlust: 
m =  135 · 1015 kg  = 135 Billionen Tonnen

Das ist der jährliche Masseverlust der Sonne auf Grund ihrer Energiestrahlung entsprechend der Einsteinschen Relativitätstheorie.

Daraus ergibt sich der Massedefekt pro Sekunde:
  
     = 4,28  Milliarden kg  = 4,28 Millionen Tonnen !
Da die Erde nur den oben erwähnten winzigen Bruchteil der Gesamtstrahlung der Sonne empfängt, nämlich nur 2,221 ·10-9 , ist der Anteil des  Masseverlustes  der Sonne für die Erde nur etwa 2 Gramm je Sekunde.

Falls es einmal technisch möglich ist, mit Hilfe von Fusionsreaktoren den Weltenergiebedarf zu decken, ist an diesem Rechenbeispiel ersichtlich, mit  welch geringem Materieeinsatz unsere Energieprobleme zu meistern sind, zumal ein wesentlicher Vorteil darin besteht, dass kein radioaktiver Müll anfällt,    der für Jahrtausende unsere Umwelt verseucht.

Eine hervorragende Zwischenlösung  bis zu technisch ausgereiften Möglichkeiten zur Nutzung der Kernfusion stellt die Realisierung des Projektes Desertec dar.

Mit der Realisierung kann jetzt schon begonnen werden. Worauf warten wir noch und warum?
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 Peter Krause