Stromverbrauch von Bitcoin: wie stark belastet eine Transaktion das Klima?

Fakten zum aktuellen Stromverbrauch – bei einer Bitcoin-Transaktion aktualisieren alle Rechner des Bitcoin-Netzwerkes ihre Blochchain. Das braucht natürlich Strom. Mittlerweile so viel, dass sich Sorgen breit machen, wie nachhaltig der Stromverbrauch dieser Kryptowährung ist und wie sich dies auf den Klimawandel auswirkt.

Wie viel Strom kostet eine Bitcoin-Transaktion?

Nach den geschätzten Daten des Bitcoin Energy Consumption Index verbraucht eine Transaktion derzeit 819 kWh. Im Vergleich mit einem Kühlschrank mit 150 Watt, könnte dieser damit 8 Monate lang betrieben werden. Dabei ist es unerheblich, ob nur 0,004 oder 20 Bitcoins überwiesen werden – der Stromverbrauch bleibt der Gleiche. Verantwortlich für den Strom sind die vielen Rechner des Bitcoin-Netzwerks. Jede Transaktion muss auf jedem Server-Knoten in der Blockchain vermerkt werden und danach mit allen Servern abgeglichen werden, ob alle dieselbe Blockchain nach der Transaktion haben.

Stromvergleich bei Transaktion: Bitcoin vs. Visa

Im Vergleich mit einer Bitcoin-Transaktion von 819 kWh, braucht eine Transaktion im Visa-System nur lächerliche 0,0082 kWh. Damit verbraucht Bitcoin die 100.000-fache der Strommenge wie eine Visa-Transaktion. Müssten die Leute selbst die Stromkosten für eine Überweisung zahlen, würde ein Bitcoin-Transaktion bei einem Strompreis von 0,25 Euro pro kWh dann circa 200 Euro kosten. Diese Stromkosten werden aber ausgelagert in Gegenden, wo Strom viel günstiger als in Deutschland ist.

Gesamt-Stromverbrauch von Bitcoin

Transaktionen sind aber nicht das Hauptproblem. Bitcoin-Mining stellt hohe Anforderungen an die Rechner, die neue Bitcoins durch das Erzeugen von Zufallszahlen generieren. Diese müssen dann wieder mit der Blockchain abgeglichen werden, ob sie die Anforderungen für einen neuen Bitcoin erfüllen. Der Algorithmus dahinter heißt Proof of Work. Früher wurden Bitcoin auf normalen PC’s und deren Grafikkarten generiert. Diese erwiesen sich mit ansteigender Komplexität der Berechnungen als nicht mehr effizient genug. Deswegen wird Bitcoin-Mining heute auf speziell entwickelter Hardware betrieben, den auch entsprechend gekühlt werden muss. Der gesamte Stromverbrauch von Bitcoin wird für 2018 auf insgesamt 56,2 TWh geschätzt. Das sind 56.200.000 Kilo-Watt-Stunden, was knapp dem jährliche Stromverbrauch von Israel entspricht.

Miner verwandeln Kohle und Öl zu Bitcoins und CO2

Die immense Stromkosten zeigen, dass die Rechner nur dort lukrativ eingesetzt werden können, wo Strom fast nichts kostet. Die Firmen, die die meisten Bitcoins generiert haben, sitzen alle in China. Diese Industrie-Miner wie F2Pool, AntPool, BTC.com und BW sind für circa 60% der Bitcoins verantwortlich. Mit 15% der errechneten Bitcoins gehen auf das Konto von BitFury in Georgien. Von den Energiekosten gesehen, würde sich Bitcoin-Mining besonders in Venezuela „lohnen“ da dort durch das billige Erdöl die Strompreise besonders niedrig sind. China und Georgien profitieren von dem billigen Kohlestrom in ihren Ländern.

Bitcoin und der Klimawandel

Da der Aufwand für das Bitcoin-Mining exponentiell steigt, steigt auch auch der Energiebedarf exponentiell. Theoretisch könnten die Bitcoin-Mining Hardware und die Server mit Ökostrom betrieben werden. Genaue Daten, aus welcher der Strom für das Bitcoin-Netzwerk kommt, gibt es nicht. Durch den hohen Energiebedarf ist es aber wahrscheinlich, dass billiger Strom genutzt wird. China hat zwar einen hohen Zuwachs an Windkraftanlagen, aber 65% der gesamten Stromproduktion in China wird immer noch durch die Verbrennung von Kohle und Erdöl gewährleistet.

Nachhaltigere Kryptowährungen – welche Coins brauchen weniger Strom?

Das Stromintensive Bitcoin-Mining wird durch das Prof-of-Work Verfahren verursacht. Auch die Kryptowährung Ethereum setzt auf dieses aufwändige Verfahren. Es gibt aber auch stromsparende Verfahren für das Coin-Mining wie z.B. das Proof-of-Stake Verfahren. Hier werden auf Grundlage schon vorhandener Coins weitere Coins errechnet. Dies kann auf kleinen, stromsparenden Computern passieren. Dieses Verfahren wird zum Beispiel bei den Kryptowährungen NEO, Dash oder Lisk eingesetzt.


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Pilze auf Kaffeesatz züchten: Mein erster Shiitake Pilz

Selber Pilze züchten ist einfacher als gedacht. Mit altem Kaffeesatz, Sägespäne und einfachen Küchenutensilien lassen sich aus Biomüll eigene Shiitake Pilze züchten. Diese Anleitung zeigt dir meinen Weg zum ersten Shiitake-Pilz.

Shiitake, der König der Pilze

Shiitake ist einer der begehrtesten Speisepilze, besonders in Ostasien. In China wird er aufgrund seiner Inhaltsstoffe in der traditionellen chinesischen Medizin gegen Tumore, Entzündungen oder Arteriosklerose als wirksamster Heilpilz eingesetzt. Er enthält Vitamine und Proteine. Besonders Vitamin B12, was für die vegane Ernährung wichtig ist. Als holzzersetzender Baumpilz besiedelt er das Holz toter oder geschwächter Bäume. So wurde er ursprünglich auf Stammstücken von Hartholzbäume gezüchtet, aber auch auf anderen Nährmedien wie Stroh, Kaffee oder Sägespänen wächst der Pilz.

Körnerbrut zum Pilze züchten

Zu Anfang braucht es natürlich Shiitake-Pilze. Aus gekauften Pilzen lassen sich Stücke herausschneiden und auf einem Nährmedium vermehren. Dies ist jedoch recht kompliziert, weil es ein sehr sauberes Arbeiten erfordert. Eine gute Beschreibung liefert Wikibooks über Pilzanbau. Viel einfacher ist es fertige Pilzbrut als Körnerbrut oder Impfdübel zu kaufen.

Da ich Holzstämme beimpfen wollte, habe ich mir Impfdübel bestellt, die mit Shiitake-Mycel bewachsen waren. Meine kamen von Mushroomvalley aus Portugal, sehr netter Verkäufer! In den Tütchen befand sich noch ein wenig Körnerbrut, mit dem damals die Holzdübel besiedelt wurden. Diese wollte ich nicht ungenutzt wegwerfen, deshalb startete ich das Experiment mit Kaffeesatz. Die eigentlichen Impdübel habe ich für meine Holzstämme aus Linde und Walnuss benutzt.

Update: nach diesem Experiment habe ich die Methode verbessert und hier in einer genaueren Anleitung beschrieben.

Pilzzucht auf Kaffeesatz und Sägespänen

Schon früher hatte ich Kaffeesatz gesammelt, der mir aber immer nach ein paar Tagen verschimmelt ist. Das zeigt, wie viele Nährstoffe noch in dem Kaffesatz stecken. Um die wenige Körnerbrut nicht an den Schimmel zu verlieren, muss der Kaffeesatz frei von jeglichen Sporen anderer Pilze sein. Da ich Espresso liebe, habe ich mehrere Espressokannen. Wenn in ihnen Espresso zubereitet wird, wird heißes Wasser mit hohem Druck durch den Kaffee gepresst. Das Resultat ist Kaffesatz, wo garantiert nichts mehr drin lebt. Nach dem Abkühlen habe ich eine dieser Kannen aufgeschraubt und ein wenig Körnerbrut auf den Kaffeesatz gelegt, zugeschraubt und den Kocher in einer Tüte auf die Heizung gestellt.

Shiitake-Myzel auf Kaffeesatz in einem Espressokocher
Shiitake-Myzel auf Kaffeesatz in einem Espressokocher

Nach circa zwei Wochen war der Kaffeesatz gut durchwachsen. Die Getreidekörner aus der Körnerbrut sind noch gut zu erkennen. Für die weitere Vermehrung, habe ich ein Gemisch aus Sägespänen und Kaffeesatz hergestellt. Als Mischungsverhältnis habe ich zu zwei Teilen Sägespäne einen Teil Kaffeesatz reingemischt. Zum Sterilisieren habe ich es in einer Schale in einem Schnellkochtopf für circa 45 Minuten gekocht.

Substrat mit Körnerbrut und Kaffeesatz impfen

Nach dem langsamen Abkühlen habe ich den mit Shiitake-Myzel durchwachsenen Kaffeesatz unter das Substrat gemischt.

Substrat mit Kaffeesatz-Myzel impfen
Substrat mit Kaffeesatz-Myzel impfen

Das ganze dann in eine Tüte gegeben und an einem warmen, dunklen Ort stehenlassen. Die Tüte nicht luftdicht verschließen – Pilze brauchen Sauerstoff zum wachsen. Einfach mit einem Watte-Stopfen das Luftloch verschließen. So ist für den Luftaustausch gesorgt, ohne dass andere Pilze oder Bakterien das Substrat besiedeln können – das habe ich leider erst später gelernt, nach dem lange Zeit der Pilz nicht wachsen wollte.

Der erste Shiitake auf Kaffeesatz wird geerntet

Ein paar Wochen später die Überraschung: der erste Shiitake-Pilz drückt beult die Abdeckfolie aus.

der erste Pilz wächst im Kaffeesatz-Sägespäne Substrat
der erste Pilz wächst im Kaffeesatz-Sägespäne Substrat

Die weißen Stellen sind das Myzel – ebenso die tief braunen. Was nicht appetitlich ausschaut ist in Wahrheit der eigentliche Shiitake-Pilz. Das was wir essen und als Pilz betrachten sind nur seine „Fortpflanzungsorgane“.


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Benjeshecke bauen – ökologischer Zaun aus Schnittgut

Eine Benjeshecke aus Schnittgut ist ein Multitalent: Zaun, Sichtschutz, Artenvielfalt und ideal zur Entsorgung von Schnittgut. Sie kostet fast nichts und besteht nur aus Zweigen und Ästen aus dem Garten. Sie zu bauen ist leichter, als gedacht.

Benjeshecke als lebender Zaun

Zwar besteht die Hecke aus Schnittgut, also alten Zweigen und Ästen, dennoch bildet sie eine ökologisch Nische für viele Tiere und Pflanzen. In ihrem Schutz wachsen Sträucher, die das sich zersetzende Schnittgut ersetzen. Gleichzeitig ist es Lebensraum für Vögel, Eidechsen, Igel und Insekten.

Der Bau einer Benjeshecke

Bei der Pflege einer Kopfweiden ist jede Menge Schnittgut angefallen. Die langen Ruten der Weide waren ideal für den Start der Benjeshecke: dicke Zweige bilden die Stützen, alles andere dient als Füllmaterial. Die Original Benjeshecke von Hermann Benjes  war zwar als mehrere Meter tiefe und ca. 1,5m hohe Wallhecke gedacht, sie findet aber auch als kleine Version in jedem Garten Platz. Die hier gezeigte Hecke ist ca. 50cm tief, 60cm hoch und erstreckt sich über 15 Meter. Sie deckt genau den Bereich ab, wo sich vorher Rehe durch die Maschen von dem Wildschutzzaun gekrochen sind.

Benjeshecke aus Zweigen und Ästen einer einzigen Weide
Benjeshecke aus Zweigen und Ästen einer einzigen Weide

1. Weidenstecklinge als Seitenpfähle

Die stärksten Äste von der Weide habe ich als gerade Pfähle angespitzt und in den Boden gerammt. Zwischen 6 – 10cm Durchmesser sind sie stark genug um das Schnittgut zu halten und klein genug, um vielleicht noch anwachsen zu können. Ein Paar haben ich mit 50cm Abstand zueinander und mit ca. 1,5m zum nächsten Paar.

Da die Steckling zu instabil zum Einschlagen waren, habe ich sie mit einer Trittschlinge und meinem Körpergewicht in den Boden gedrückt. Dies beschädigt kaum den Steckling und vielleicht hat er damit noch die Chance in den kommenden Monaten anzuwachsen und damit zu einem lebenden Weidenzaun zu werden. Wie dieser aus überkreuzten Weidenstecklingen gebaut wird, habe ich in einem anderen Artikel beschrieben. Die Trittschlinge wird mit einem Prussikknoten um den Steckling gelegt.

Ein angespitzter frischer Weidensteckling wird als seitliche Einfassung einer Benjeshecke mit einer Trittschlinge in den Boden gedrückt
Ein angespitzter frischer Weidensteckling wird als seitliche Einfassung einer Benjeshecke mit einer Trittschlinge in den Boden gedrückt

2. Schnittgut als Füllmaterial in die Benjeshecke einflechten

Alles was zu klein, zu groß oder zu krumm für einen Steckling ist, wird als Füllmaterial in die Hecke eingebracht. Auch Blätter und Gräser eignen sich dazu – halt alles, was zu groß für den Komposthaufen ist. Hier obliegt es dem eigenen Geschmack, wie ordentlich die Hecke aussehen soll: können Zweige aus dem Verbund hervor ragen – dann geht es schneller! Soll es eine einheitliche Wand werden, müssen einzelne Zweige ineinander gesteckt werden.

Die ersten zwei Lagen von Zweigen und Ästen beim Bau einer Benjeshecke
Die ersten zwei Lagen von Zweigen und Ästen beim Bau einer Benjeshecke

3. Zusammenbinden der Stecklingspaare

Damit die Stecklinge nicht durch die Masse der Zweige auseinander gedrückt werden, werden sie mit Schnur oder Draht zusammengebunden. Dafür habe ich mich zwischen die Stecklingspaare auf die Hecke gesetzt und dann die beiden Stecklinge mit Schnur verbunden. Dies komprimiert die Hecke, sie wird dadurch dichter und es kann mehr Material in ihr verarbeitet werden. Dieser Schritt wird alle 40cm nach oben wiederholt. So bildet sich stufenweise immer wieder eine neue Schicht. Die Hecke wächst über die Zeit mit dem anfallendem Schnittgut mit.

Totholzhecke als Ersatz für Häcksler

Sympathisch ist, dass Schnittgut nicht mehr gehäckselt oder verbrannt werden muss. Ist es zu groß für den Kompost, kommt es auf die Benjeshecke. Das spart Zeit und Nerven. Damit lassen sich viele Probleme auf einen Schlag lösen: Schnittgut-Entsorgung und Schutz der Artenvielfalt! Über die Vorteile von Hecken im Garten aus einheimischen Gehölzen informiert ausgiebig dieser Nabu-Artikel. Eine Benjeshecke ist gibt es fast kostenlos und bildet eine ideale Grundlage für andere einheimische Gehölze und Tiere, sich in ihrem Schutz anzusiedeln.


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Buch-Rezension: Imperiale Lebensweise von Ulrich Brand und Markus Wissen

Oekom Verlag, München 2017, 224 Seiten, ISBN-13: 978-3-86581-843-0

Das Buch: Imperiale Lebensweise – Zur Ausbeutung von Mensch und Natur im globalen Kapitalismus analysiert die Ursachen der multiplen Krise. Probleme der kapitalistische Produktionsweise und unser Konsumanspruch verdichten sich zu dem neuen Konzept, welches die Autoren als imperiale Lebensweise beschreiben.

Kernthese: die Probleme werden verleugnet

Im Mittelpunkt des Buches steht der Umgang mit den vielfältigen Krisen wie z.B. Klimawandel, Umweltverschmutzung oder Ressourcenverknappung. Die Wissenschaft und das linksliberale politische Spektrum reagiert nur mit einer ökologischen Modernisierung der Volkswirtschaften, ohne das Problem damit zu lösen. Dieser Ansatz greift nach Ulrich Brand und Markus Wissen zu kurz, da er den eigentlichen Kern des Problems nicht aufgreift. Grund dafür ist die Blindheit gegenüber kapitalistischen Prozessen, welche sie mit dem Konzept der „Imperialen Lebensweise“ beschreiben.

 Imperiale Lebensweise (Ulrich Brand und Markus Wissen)

Was ist die imperiale Lebensweise?

Die imperiale Lebensweise verweist auf die Zusammenhänge zwischen den reichen Industriestaaten und dem ‚globalen Süden‚. Die hohe Lebensqualität der Industriestaaten ist nur deshalb möglich, weil kontinuierlich ein Transfer von Arbeit und Naturressourcen dorthin geleistet werden. Die Industriestaaten sorgen mit der Macht ihrer Wirtschaft dafür, dass die armen Länder weiterhin ihre Arbeitskraft und ihre Ressourcen für den Lebensstil im Norden zur Verfügung stellen. Dabei ist die imperiale Lebensweise tief in den kulturellen, politischen und ökonomischen Alltagspraxen verankert. Wie selbstverständlich kaufen wir Autos, deren Rohstoffe für die Herstellung aus der ganzen Welt kommen ohne dadurch mit den Problemen der Menschen in Kontakt zu kommen, die an der Produktion beteiligt sind. Wir fliegen in den Urlaub und pusten ahnungslos Tonnen von Kohlendioxid in die Atmosphäre ohne dass wir von den schlimmsten Auswirkungen des Klimawandels (Überschwemmungen, Dürren, Stürme) betroffen sind.

Ausbeutung der „dritten Welt“ durch die Industrienationen

Die Autoren zeigen, wie durch das kapitalistische Wirtschaftssystem die Natur und die Arbeitskraft im globalen Maßstab auch in nicht kapitalistischen Gesellschaften verwertet werden. Dies erfolgt teilweise sehr gewaltätig durch Landnahme (Land grabbing) oder durch Markmechanismen, die für die Betroffenen auch den Anschein von Möglichkeitserweiterungen haben können. Dies ist eng verknüpft mit Neokolonialismus, Rassismus und einer „hegemonialen Männlichkeit“. Ulrich Brand und Markus Wissen zeigen, dass die imperiale Lebensweise sich von allen gesellschaftlichen Schichten angeeignet wird und damit hegemoniell wird. Sie schafft es trotz der sozialen Ungleichheiten, die sie produziert, sich selbst zu stabilisieren. Dies allerdings nur solange, wie die Armen weiterhin an das Versprechen glauben, irgendwann auch zu den Reichen gehören zu können.

Verknüpfung von Kapitalimus und imperialer Lebensweise

Interessant ist das Kapitel über die Entstehung der imperialen Lebensweise, welche eng an die Entstehung des Kapitalismus angelehnt ist. Es zeigt, wie das Feudalsystem schrittweise eine produktivere Landwirtschaft entwickelte, welche eine bessere gesellschaftlich Arbeitsteilung ermöglichte. Die darauf aufbauenden technischen Innovation (Dampfschiffahrt, Eisenbahn, Telegrafie) ermöglichte eine Ausdehnung der Produktions- und Konsumtionsketten über Kontinentalgrenzen hinweg. Zudem beflügelte sie auch die Produktivität der Volkswirtschaften in Europa und später in Nordamerika, die sich immer mehr in einem gegenseitigen Innovationswettlauf befanden, um nicht von einer anderen Nation aus dem Markt gedrängt zu werden.

Green Economy als Irrweg

Die Autoren kritisieren oft die aktuelle Transformationsdebatte. insbesondere in dem Abschnitt zur Kritik an der Green Economy. Immer noch ist der Glaube weit verbreitet, dass die Zunahme der globalen Krise durch den Markt „beherrschbar“ seien. Die Aufgabe des Staates sei es nur, das Funktionieren des Marktes zu gewährleisten. Die Natur muss nur mit einem angemessenen Preis versehen werden und schon wird der Markt die Natur schützen. Ulrich Brand und Markus Wissen weisen jedoch darauf hin, dass es nicht der fehlende Wert der Natur sei, der zu ihrer Zerstörung führt. Mit Marktmechanismen lassen sich nicht die Probleme lösen, die durch den Markt verursacht werden. Oft kann die Natur nur deshalb ausgebeutet werden, weil die Rechte derjenigen, die auf dem betreffenden Land wohnen systematisch missachtet werden. Dieses Land Grabbing hat viele Gesichter, führt aber immer zu demselben Ergebnis: die Natur in einem Teil der Welt wird für die Konsumwünsche von reicheren Menschen verwertet (z.B. Bodenschätze, Land für Futtermittel, Holz). Dieser Mechanismus funktioniert aber nur so lange, wie es noch unberührte Natur oder billige Arbeitskräfte gibt, die ausgebeutet werden können. Dies zeigt, dass es ein soziales Problem ist, dass nicht durch den Markt gelöst werden kann.

Alternativen zu einer imperialen Lebensweise

Der Großteil des Buches widmet sich der Beschreibung des Problems der multiplen Krise, die durch kapitalistische Produktionsweise und der eng verknüpften imperiale Lebensweise sich immer schneller auf die Zerstörung der Natur und damit unserer Existenzgrundlage zu bewegt. Die Alternative zur imperialen Lebensweise kann nur ein solidarische Lebensweise sein. Wie die genau aussehen kann, wird von den Autoren nur unscharf angerissen. Klar ist jedoch, dass dies mit einer

„Umverteilung von Macht, Einkommen und Vermögen [..] und die Frage nach der Verfügung über das Eigentum an den Produktionsmitteln und der Kontrolle darüber, in welche Bereiche einer Gesellschaft investiert werden kann und soll“ (S. 176)

zusammenhängt. Der Kern ist also eine Herrschaftskritik, wie sie auch Christoph Spehr in seinem Buch Die Ökofalle. Nachhaltigkeit und Krise vorschlägt. Einen Plan, wie dieses erreicht werden kann, gibt es nicht. Stichworte, wie eine solidarische Lebensweise aussehen kann, kommen von verschiedenen sozialen Bewegungen. Dies sind zum Beispiele Initiativen für ein bedingungsloses Grundeinkommen, Arbeitszeitverkürzung oder die Ideen der Degrowth / Postwachstumsbewegung.

Fazit: lesenswert!

Das Buch in einem wissenschaftlichen Sprachstil geschrieben. Die zahlreichen Verweise sind leider als Endnoten im Anhang des Buches zu finden. Dies führt zu umständlichem Blättern, was bei Fußnoten so nicht der Fall wäre. Dennoch ein kleines Büchlein für unterwegs, was die Grundzüge des Problems der multiplen Krise beschreibt und das Konzept der imperialen Lebensweise vorstellt. Die Idee ist zwar nicht ganz neu, aber unter diesem Begriff werden die bisher diffusen Ansätze für die gesellschaftliche Debatte begrifflich zusammengefasst, um die wichtigen Konsequenzen daraus mehrheitsfähig zu machen.


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Müllproblem Coffee-to-go: Warum lassen sich Einweg-Kaffeebecher nicht recyceln?

Auch wenn sie zum größten Teil aus Pappe bestehen, sind sie ein Problem für die Recycling-Anlagen. Was ist am Wegwerf-Kaffeebecher so problematisch und welche umweltfreundlichen Alternativen gibt es? An vielen S-Bahnstationen lassen sie die Mülleimer überquellen. Massen von Pappbechern für den Kaffeedurst für unterwegs. Doch was nach einem Haufen nachwachsender Rohstoffe aussieht, ist ein handfestes Recycling-Problem.

Coffee-to-go Becher – außen Pappe, innen Kunststoff

Damit der Kaffeebecher seine Form behält, ist er an der Innenseite mit einer Kunststoff-Beschichtung geschützt. Als Kunststoff kommt häufig Polyethylen (PE) zum Einsatz. Die Beschichtung verhindert, dass sich die Pappe mit dem Kaffee voll saugt und aufweicht. Der Deckel besteht meist aus dem Kunststoff Polystyrol (PS). Dieser Kunststoff kommt auch bei den braunen Einwegbechern aus Kaffeeautomaten oder aufgeschäumt, als weißer Einweg-Thermobecher zum Einsatz.

Kunststoffe im Coffee-to-go Becher

Anteile von diversen Kunststoffe im Coffee-to-go Becher nach Gewicht (Daten: DUH)

Recycling von Coffee-to-go Bechern

Bestehen die Kaffeebecher aus einem Verbundwerkstoff, müssen die Materialien erst getrennt werden. Erst dann können sie für eine Wiederverwendung vorbereitet werden. Kaffeebecher, die nur aus Kunststoff bestehen, können recycelt werden. Bei den Papp-Bechern sieht dies anders aus. Wie bei Tetra-Packs auch, sind hier Papier und Kunststoff fest zusammengefügt. Beim Recycling von Papier werden die Papierfasern in Wasser aufgeweicht und anschließend von Fremdstoffen abgetrennt. Die Papierfasern von Kaffeebechern lassen sich aber nicht von der Kunststoffbeschichtung ablösen. Deswegen werden sie als Störstoffe abgefiltert und in einer Müllverbrennungsanlage verbrannt.

Nur mit Biokunststoff sind Kaffeebecher biologisch abbaubar

Einige Bäckereien und Coffee-Shops bieten mittlerweile auch Becher aus Biokunststoff an. Diese Becher können kompostiert werden – verrotten also unter optimalen Bedingungen. Statt Erdöl, werden dafür jedoch extra Nutzpflanzen angebaut, um daraus den Biokunststoff herzustellen. Häufig wird hier PLA (Polylactide) genutzt. Dieser wird aus Zucker oder Stärke hergestellt, der aus Zuckerrüben, Zuckerrohr bzw. Mais gewonnen wird. Der Verwendung von Papp-Bechern mit einer Beschichtung aus Biokunststoff löst zwar die Recycling-Probleme, ist aber ähnlich energieintensiv in der Herstellung, wie die konventionellen Coffee-to-go Becher.

Mehrweg-Themobecher, statt Einweg-Becher

Wer das Müllproblem an der Wurzel angehen will, sollte auf Mehrweg-Becher oder Isolierkannen umsteigen. Da diese bis zu 1000 mal genutzt werden können, relativiert sich der höhere Herstellungsaufwand für einen Mehrwegbecher gegenüber einem Einwegbecher. Becher aus Edelstahl bieten den Vorteil, dass hier weniger Chemikalien aus Kunststoffen in den Kaffee übertreten können. Sie sind auch robuster als Mehrwegbecher aus Kunststoff.

Edelstahl-Themobecher mit Teesieb mit Bambus als Außenmaterial 

Ökobilanz: wie umweltfreundlich sind Mehrwegbecher?

Bei der Ökobilanz wird die Reinigung eines Mehrwegbechers mit der Herstellung eines Einwegbechers verglichen. Der Energieaufwand für die Herstellung eines Einwegbechers verursacht ein Treibhausgasausstoß von 30g CO2. Dem gegeüber erzeugt die Reinigung eines Mehrwegbechers dagegen nur 9g CO2. Würden alle Mensch in Deutschland konsequent auf Mehrweg-Becher umsteigen, könnten 64.000 Tonnen Holz, 9.400 Tonnen Polystyrol und 1.500 Tonnen Polyethylen eingespart werden (Quelle: DUH).


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Buch-Rezension: Adieu, Wachstum! Vom Ende einer Erfolgsgeschichte (Norbert Nicoll)



Mit dem Sachbuch „Adieu, Wachstum! Das Ende einer Erfolgsgeschichte“ legt Norbert Nicoll eine Abhandlung über die Ursachen der sich verschärfenden Krisen, die wir durch unseren westlichen, auf Besitz ausgerichteten Lebensstil verursachen, vor. Das 432 Seiten starke Buch wurde 2016 im Tectum-Verlag (ISBN 978-3-8288-3736-2) veröffentlicht.

Wirtschaftswachstum spielte in 99% der Menschheitsgeschichte keine Rolle

In sieben Kapiteln erläutert Nicoll die Hintergründe der bevorstehenden multiplen Krise aus Klimawandel, Energiekrise und sich erschöpfenden Rohstoffen und beschreibt, wie diese entstanden sind. Er widmet sich kulturellen Mustern und wichtigen Wendepunkten in der Menschheitsgeschichte, ausgehend vom Übergang der Jagd-Gesellschaften hin zur sesshaften Lebensweise (neolithische Wende) und der Intensivierung von Landnutzung und Spezialisierung auf Handwerk und Handel. Über die Entwicklung des Feudalismus zeichnet Norbert Nicoll den Weg bis zu unserem heutigen globalisierten Finanzmarktkapitalismus nach.

Adieu Wachstum von Norbert Nicoll, 432 Seiten, Softcover

Nachhaltigkeits-Problem: Die Diskrepanz von Denken und Handeln

Der große Rückgriff auf die Menschheitsentwicklung ermöglicht Erkenntnisse über kulturelle Muster und Änderungen in unserem Naturverhältnis, die schon lange vor der Industrialisierung die Pfade für die heutige Entwicklung legten. Besonders aufschlussreich ist das zweite Kapitel über die Software in unseren Köpfen: Denk- und Handlungsweisen, die auch heute noch dazu führen, dass wir die kommenden Probleme verleugnen und trotz besseren Wissens am gegenwärtigen Lebens- und Konsumstil festhalten. Durch unsere Mentalen Infrastrukturen (ein Begriff, den der Sozialpsychologe Harald Welzer prägte) erleben wir, d.h. Menschen aus den Industriegesellschaften, die Umwelt als intakt: Flugzeuge fliegen, die Supermärkte sind voll und die Straßen sind sauber. Diese scheinbar heile Außenwelt übersetzt sich auf unser Denken, dass uns eine insgesamt heile Welt vortäuscht: Die externalisierten Probleme wie Dürren, Überschwemmungen, vergiftete Gewässer und fruchtlose Böden im globalen Süden sind zu weit weg, um sie mit unserem Tun in Verbindung zu setzen.

Peak Oil und der Streit um die Reichweite

Wichtige Erkenntnisse liefern die Kapitel Peak Oil und Peak Everything durch Daten zur Endlichkeit der Ressourcen wie Sand, Phosphor, Trinkwasser, fruchtbare Böden und Seltene Erden. Auch für eine globale Energiewende brauchen wir endliche Ressourcen, um z.B. die Neodym-Magnete der Generatoren für Windkraftanlagen zu bauen. Diese als Seltenen Erden bezeichneten Elemente sind schon jetzt selten, aber für viele High-Tech-Geräte, wie sie auch in Wind- und Photovoltaik-Anlagen vorkommen, unverzichtbar. Wie können also nicht warten, bis sämtliche fossilen Energieträger wie Erdas, Erdöl, Kohle und auch Uran verbraucht sind, um uns dann auf erneuerbare Energien und Agrartreibstoffe zu konzentrieren. Der Umbau unserer Infrastruktur braucht selbst große Mengen an fossiler Energie. Je länger wir mit dem Umbau warten, desto leidvoller und krisenhafter wird der Umbau gehen.

Klimawandel und Rohstoff-Krise trifft besonders die Armen

Daran geknüpft ist auch die soziale Frage: für wen wird es in Zukunft noch bezahlbare Energie geben? Der Energiebedarf durch die globale steigende Nachfrage wird auch im reichen Norden irgendwann nicht mehr befriedigt werden können. Zudem ist die Energiekrise nicht nur eine Krise mangelnder Energieversorgung: Peak Oil verknappt auch Erdöl für die Herstellung von Treibstoff, der für den Transport von Gütern und Menschen benötigt wird. Erdöl ist aber auch Ausgangsstoff für viele Pflanzenschutzmittel. Auch mineralischer Kunstdünger wird knapper und damit teurer werden. Die sich verknappenden Rohstoffe werden sich im Preis der Produkte niederschlagen.  Steigende Lebensmittelpreise und Transportkosten für sämtliche Güter, die nicht regional erzeugt werden können, wird für viele Menschen einen Einbruch an Lebensqualität darstellen.

Für wen ist das Buch geeignet?

Das Buch ist sowohl für EinsteigerInnen wie auch für Leute, die sich schon länger für das Thema Postwachstum und nachhaltige Lebensweise interessieren, geeignet. Es zeigt die grundlegenden Probleme des Wachstums auf und damit, dass auch ein „grünes Wachstum“ zu kurz gegriffen ist, um die Grundlage des menschlichen Lebens zu schützen. Der große Bogen, den das Buch schlägt, bietet einen umfassenden Zugang zu den geschilderten Problemen. Fakten und Konzepte werden durch Norbert Nicoll gut durch Quellen belegt, wie es für wissenschaftliche Publikationen üblich ist, ohne aber jedoch deren abstrakten bzw. Fremdwort gespickten Schreibstil zu übernehmen. Dies ermöglicht einen einfachen Zugang für Interessierte. Zugleich bietet Adieu, Wachstum! viele weiterführende Textbelege für Fachkundige, welche dadurch das Buch als Nachschlagewerk nutzen können, um Statistiken, AutorInnen und Konzepte zu prüfen und für die eigene Arbeit zu erschließen.

Wie weiter zur Postwachstumsökonomie?

Was das Buch nicht leistet, ist ein Wegweiser aus den Krisen zu sein, die durch das ungehemmte Wirtschaftswachstum verursacht werden. Schwerpunkt des Buches ist die Analyse, wie es zur Krise gekommen ist. Für deren Lösung diskutiert er kurz einige Möglichkeiten an, wie zum Beispiel:

Wahrscheinlich bräuchte es in einem Folgebuch „Wachstumsrücknahme, willkommen!“, in welchem, ebenso ausführlich wie die Entstehung der Krise, die Lösung für eine Postwachstumsökonomie beschrieben wird. Denn wie Norbert Nicoll richtig feststellt, mangelt es nicht an Wissen darüber, dass die kapitalistische Wachstumslogik die Ursache für die ökologische und soziale Krise ist. Was für den Ausweg aus der Krise fehlt, ist ein positiver Zukunftsentwurf einer Welt, in der wir mehr Zeit für soziale Beziehungen und weniger Lohnarbeit bei gleichzeitiger Befriedigung der Grundbedürfnisse und eine intakte Natur haben, die wir genießen können und die auch für zukünftige Generationen die Ressourcen bereitstellt, die sie für ein „gutes Leben“ brauchen.


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3D-Drucker: Druckt sinnvolle Sachen! Plastikmüll vermeiden oder recyceln

3D-Drucker können als wertvolles Werkzeug Probleme lösen. Oft drucken sie nur Plastikmüll. Die Andwendung bestimmt, ob ein 3D-Drucker nur ein weiteres Gadget der Überflussgesellschaft ist oder Teil einer nachhaltigen Produktionskette sein kann. 4 Beispiele für einen sinnvollen Einsatz von 3D-Druckern.

1. Plastik-Recycling

Ob Reprap oder Ultimaker, viele Drucker müssen immer wieder neu eingestellt werden. Das Filament und die Druckeigenschaften müssen zum Druck-Objekt passen. Fehldrucke sind dabei die logische Konsequenz. Doch was machen mit den missglückten 3D-Drucken? Um die Fehldrucke wieder zu neuem Ausgangsmaterial zu verarbeiten braucht es einen Plasik-Schredder und einen Filament-Drucker. Erst wird der 3D-Druck zu kleinen Plastik-Stückchen zerkleinert, die dann in einem Extruder aufgeschmolzen und zu einem Endlosfaden ausgedruckt werden. Das Filament wird auf einer Spule aufgerollt und steht für den nächsten Druck zur Verfügung. Hier ein Video von Precious Plastics mit einem Prototyp eines Filament-Extruders.

2. Reparatur von Haushaltsgegenständen

Hier liegt meiner Meinung nach die eigentliche Stärke eine 3D-Druckers. Viele Dinge in unserem Haushalt bestehen aus Plastik und gehen im mit der Zeit kaputt. Eine Reparatur ist oft aufwändig oder teuer. Hier kann ein kleines Plastik-Teil den Unterschied machen, ob ein Gerät neu gekauft werden muss. Schon Dinge wie eine neue Akku-Abdeckung für die Fernbedienung oder ein abgenutztes Plastikteil im Küchenmixer – beides Cent-Artikel, aber entscheidend für die Nutzung des Produktes.

  • Anleitung wie mit 3D-Druckern kaputte Kleinteile erstezt werden können
  • RCLifeOn zeigt auf Youtube, was er mit seinem Drucker in seinem Haushalt alles reparieren konnte
3d-gedruckter Adapter macht aus einem Multitool eine Oberfräse
3d-gedruckter Adapter macht aus einem Multitool eine Oberfräse

3. Den eigenen 3D-Drucker verbessern

Es ist fast obligatorisch, dass die ersten Drucke der Verbesserung des Druckers dienen. Auf  Thingiverse, einer Datenbank für 3D-Objekte, finden sich nicht nur viele Alltagsgegenstände zum Drucken, sondern auch ganze 3D-Drucker in ihren Einzelteilen. Da auch die Drucker selbst zum großen Teil aus Kunststoff bestehen, gibt es auch hier Bedarf kaputte Teile zu ersetzen. Mit verschiedenen Erweiterungen zum Selberdrucken (z.B. Lüfter, Klammern, Kabelführungen) kann die Druckqualität verbessert werden.

4. Kleine Windkraftanlagen drucken

Für wen der 3D-Drucker nur ein Mittel zum Zweck ist, kann ihn als Werkzeugmaschine einsetzen. Für viele Anwendungen ist Kunststoff die bessere Wahl. Windkraftanlagen sind nur ein Beispiel. Die Energiewende ist eines der drängenden Fragen der Menschheit. Auch hier kann 3D-Druck helfen. Viele Leute experimentieren schon mit selbstgeduckten Windkraftanlagen. Schnell lassen sich Prototypen für Rotorblätter erzeugen, denen Regen und Wind nichts anhaben kann.

Wozu der Aufruf?

Dieser Artikel soll dazu anregen, den Drucker als Werkzeug zur Lösung von Problemen zu begreifen. Die Welt hat schon genug Fidget-Spinner, Star-Wars-Skulpturen oder Smartphone-Halter auf ihren Mülldeponien zu liegen. 3D-Drucker können nur dann einen sinnvollen Beitrag für eine nachhaltige Gesellschaft leisten, wenn sie helfen Müll zu vermeiden. Das Kunststoff-Filament der Drucker muss energieaufwändig hersestellt werden (z.B. ABS aus Erdöl, PLA aus der Melasse und Glukose).

3D-Drucker an sich macht die Gesellschaft nicht nachhaltiger – richtig eingesetzt dagegen schon.


ähnliche Artikel zu 3D-Drucker und Plastik-Recycling:


 

Wie funktioniert DIY Plastik-Recycling @home?

Dave Hakkens zeigt mit seinen Open-Source Maschinen, wie Plastikmüll aus dem Haushalt recycelt werden kann. Mit selbst gebauten DIY Geräten zeigt er, wie Verpackungsabfall zerkleinert, geschmolzen und wieder zu neuen Gegenständen gepresst werden kann. Hier findest du Informationen, wie du selbst Plastikmüll recyceln kannst und welche Geräte du dafür brauchst.

Plastik-Recycling Fabrik in der Garage

Das Grundprinzip ist einfach: die Kunststoffart vom Plastikmüll anhand des Recycling-Symbols erkennen, in kleine Stücke zerschneiden und anschließend erhitzen. Der heiße Kunststoff ist wie Knete formbar und kann in jede erdenkliche Form gebracht werden. Nach dem Abkühlen ist er wieder genauso fest, wie davor. Dies lässt sich mit haushaltsüblichen Materialien wie Schere und Backofen auf dem Küchentisch selber machen. Dave Hakkens hat mit seinem Projekt Precious Plastics die Sache aber weiter professionalisiert: er hat Open-Source Selbstau-Anleitungen ins Netz gestellt, damit Menschen überall auf der Welt ihren Plastikmüll zu neuen Geräten oder Baumaterialien recyceln können.

Precious Plastics – Bauanleitungen für das Plastik-Recycling

Getrieben wurde er von der Idee, eine Lösung für die Probleme durch den weltweiten Plastikmüll zu finden und den Leuten die Fähigkeiten in die Hand zu geben, selbst nützliche Dinge daraus herzustellen. Das Resultat sind vier Maschinen, den den Grundstock für eine Recycling-Anlage bilden: Plastik-Schredder, Extrusionsmaschine, Spritzgussmaschine, Ofenpresse. Als Erweiterung von der Extrusionsmaschine gibt es noch ein Gerät, welches das Filament für 3D-Drucker auf die richtige Stärke reduziert und auf Spulen aufrollt. Zum Einsatz kommt meist der Kunststoff High Density Polyethylen (HDPE), dieser besitzt genau wie Polypropylen einen relativ niedrigen Schmelzpunkt und wird in vielen Plastik-Produkten eingesetzt. Dieser kann anhand seines Recycling-Symbols erkannt werden.

Plastik-Shredder

Wie der Name schon sagt, zerkleinert der Schredder Plastik-Flaschen, Yoghurt-Becher oder Schraubdeckel zu gleichmäßigen Spänen. Diese lassen sich leichter schmelzen und die Objekte haben weniger Lufteinschlüsse. Der Plastik-Schredder besteht aus einem Malwerk und einem Elektromotor. Die Baukosten belaufen sich auf ca. 180€. Die Bauanleitung gibt es hier.

Shredder für Plastik-Recycling (Quelle: davehakkens CC-BY)
Shredder für Plastik-Recycling (Quelle: davehakkens CC-BY)

Extrusionsmaschine – Endlosstrang aus Kunststoff

Die Extrusionsmaschine verarbeitet die Plastik-Späne zu einem endlosen Strang aus Plastik. Ein Schneckengewinde presst den Kunststoff in ein heißes Rohr mit einer Düse. Aus der tritt der heiße Kunststoff als endloser Plastik-Strang aus. Diese kann dazu genutzt werden, ihn um Formen zu wickeln oder zu Granulat zu hacken, welches als Rohstoff für weitere Projekte genutzt werden kann.

Messergriff aus Plastik-Filament (Quelle: davehakkens CC-BY)
Messergriff aus Plastik-Filament (Quelle: davehakkens CC-BY)

Ofenpresse – Thermoformen aus dem Küchen-Backofen

Die Kunststoff-Späne aus dem Shredder lassen sich im erhitztem Zustand in eine Form pressen. Dazu reicht ein normaler Backofen in welchem das Plastik in eine Metallform gepresst wird. Die Form wird im Backofen fixiert, mit dem Kunststoff erhitzt und durch ein Loch im Boden mittels Wagenheber und einer Stange langsam zusammengedrückt. Daraus lassen sich z.B. Schüsseln oder Kunststoff-Platten pressen.

heißer Kunststoff lässt sich in unterschiedlichste Formen pressen (Quelle: davehakkens CC-BY)
heißer Kunststoff lässt sich in unterschiedlichste Formen pressen (Quelle: davehakkens CC-BY)

Spritzgussmaschine

Die meisten kleine Plasik-Gadgets in unserem Alltag wurden mit dem Spritzgussverfahren hergestellt. Dabei wird wieder heißer Kunststoff unter Druck in eine Form gepresst. Auch für dieses  Verfahren gibt es eine einfache Maschine zum selberbauen. Die Formen, die an die Düse geschraubt werden, lassen sich mit unterschiedlichen Methoden herstellen: axensymmetrische Objekte lassen sich an einer Drehbank bauen, die Form für rechtwinklige Objekte lässt sich leicht zusammenschweißen und wer es komplizierter mag, kann sie mit einer CNC-Fräse herstellen.

Recycling-Griffe für Möbel aus der Spritzgussmaschine (Quelle: davehakkens CC-BY)
Recycling-Griffe für Möbel aus der Spritzgussmaschine (Quelle: davehakkens CC-BY)

Um das Projekt Precious Plastic hat sich mittlerweile eine Community herum aufgebaut, die an verschiedenen Orten der Welt selbst die Maschinen nachbauen und verbessern. Die Maschinen lassen sich mit einem Material-Aufwand zwischen 120€ bis 190€ – setzen aber eine gut ausgestattete Metallbau-Werkstatt mit Schweißgerät, Winkelschleifer und Tischbohrmaschine voraus. Wer es erst einmal daheim in der Küche versuchen möchte, kann auch mit der Schere Plastik-Müll zerschneiden und im Ofen erhitzen. Ein Form aus zusammengeschraubten Holzlatten reicht für den Anfang auch schon aus, um schöne Ergebnisse zu produzieren. Wer es professioneller machen möchte, kommt mit der zeit nicht um einen Shredder drum herum – das Schneiden mit der Schere führt schon bald zu Blasen an den Fingern.


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4 Gründe, warum Leitungswasser nachhaltiger ist, als Mineralwasser aus der Flasche

Mineralwasser in Flaschen ist circa 450-mal umweltschädlicher als Leitungswasser. Studien belegen, dass Leitungswasser in vielen Fällen gesünder ist, als abgefülltes Trinkwasser in Flaschen. Fakten zur Nachhaltigkeit von Mineralwasser und Leitungswasser aus dem Hahn.

1. Ökobilanz: Leitungswasser und Mineralwasser aus der Flasche im Vergleich

Eine Studie aus der Schweiz hat versucht, die Ökobilanz beider Produkte zu vergleichen. Dazu wurden die Prozesse der Trinkwassergewinnung von Leitungswasser, wie auch von Mineralwasser, bezogen auf ihren gesamten Produktlebenszyklus verglichen. Dies beinhaltet beim Leitungswasser die Trinkwassergewinnung, Aufbereitung und Transport durch das Trinkwassernetz. Beim Mineralwasser die Flaschenherstellung, Abfüllung und den Transport. Hier zeigte sich, dass stilles, ungekühltes Mineralwasser durchschnittlich etwa 450-mal mehr die Umwelt belastet, als Trinkwasser aus dem Hahn. Wichtige Einflussfaktoren auf das Ergebnis waren:

Herkunft des Mineralwassers (Transportdistanz Quelle-Supermarkt)
Kühlung von Wasserflaschen (Supermarkt und heimische Küche)
Transport der Wasserflaschen vom Supermarkt bis in die Wohnung
Beim Trinkwasser aus der Leitung kann die Ökobilanz deutlich verbessert werden, wenn es vor dem Trinken nicht gekühlt oder in einem Wassersprudler (Soda-Gerät) mit Kohlensäure versetzt. Wer nicht auf einen Wassersprudler verzichten möchte, kann die Ökobilanz durch seinen konsequenten Einsatz verbessern. Er sollte mindestens für einen Liter pro Tag über fünf Jahre hinweg genutzt werden. Dann lohnt sich die Anschaffung eines Sprudlers finanziell und auch ökologisch.

2. Transportwege: LKW-Transporte von Wasserflaschen belasten die Umwelt

Trinkwasser in Flaschen werden meist per LKW von den Abfüllanlagen über Umwege bis in die Supermärkte gebracht. Die zurückgelegte Transportstrecke einer Wasserflasche hängt damit von deren Abfüllort ab. Regionale Wasserquellen sind also zu bevorzugen, wenn es um Nachhaltigkeit geht. Greenpeace Stuttgart hat exemplarisch die unterschiedlichen Trinkwasserflaschen in Stuttgarts Supermärkten untersucht. Ergebnis: die Trinkwasserflaschen aus der Region, hatte nur 37 Kilometer bis zum Supermarkt zurückgelegt. Das am weitesten gereiste Wasser stammt aus dem französischen Zentralmassiv. Es hatte ein Transportstrecke von 769 Kilometern. Im Durchschnitt wurden die Wasserflaschen ca. 256 Kilometer weit transportiert. Mit dem Wasser muss natürlich auch die Verpackung – also Glas- oder Plastikflaschen – mittransportiert werden, einmal zur Abfüllanlage, zuammen mit dem Mineralwasser in den Supermarkt und dann nach Hause. Ausgetrunken wird die Flasche im Recyclingsystem entweder gespült und wieder befüllt (Mehrweg: Glas- und robuste Plastikflaschen) oder zerkleinert und zu anderen Plastikprodukten weiterverarbeitet (Einweg: dünne PET-Plastikflaschen).

3. Qualität: Leitungswasser wird strenger kontrolliert als Mineral- und Tafelwasser

Leitungswasser ist wohl eines, der am strengsten kontrolliertesten Lebensmittel in Deutschland. Laut der Trinkwasserverordnung, wird Leitungswasser auf insgesamt 36 Stoffe untersucht, die in hohen Mengen für die Gesundheit bedenklich sind. Die Mineral- und Tafelwasserverordnung schreiben nur die Untersuchung auf 23 Stoffe vor. Trinkwasser wird beispielsweise auf Pestizide bzw. Pflanzenschutzmittel untersucht, Tafel- und Mineralwasser nicht. Durch diese Untersuchungen, die in allen Trinkwasseraufbereitungswerken durchgeführt werden, ergibt sich ein flächendeckendes Bild von der Belastung von Grundwasser oder Oberflächenwasser von Flüssen und Seen durch Dünger und Pestizide.

4. Weichmacher, BPA und andere hormonell wirkende Substanzen in PET-Plastikflaschen

Ein besonderer Aspekt kommt noch bei Mineralwasser in Plastikflaschen zum Tragen. Viele Substanzen, die aus der Plastikflasche in das Mineralwasser übergehen, wirken auf das Hormonsystem des Menschen. In einer Studie von Toxikologen wurden Glas- und Mineralwasserflaschen auf hormonell wirkende Substanzen untersucht. Im Experiment wurden Schnecken in den Flaschen gehalten und deren Vermehrungsraten miteinander verglichen. Schnecken sind dafür bekannt, dass sie sensibel auf Östrogen-artige Substanzen reagieren. Östrogen gehört zu den weiblichen Sexualhormonen. Die Schnecken in PET-Plastikflaschen verdoppelten ihre Fortpflanzung. Die Forscher führen dies auf Chemikalien zurück, die aus dem Plastik der PET-Flaschen heraustreten und das Hormonsystem der Schnecken verändern. Deswegen wird auch empfohlen, BPA-freie Trinflaschen zu benutzen.

Leitungswasser: nachhaltiger als sein Ruf!

Aus diesen Gründen empfehlen die Toxikologen zum Trinken Leitungswasser aus dem Wasserhahn zu nehmen. Dies ist nicht nur streng kontrolliert, sondern auch frei von Umwelthormonen. Es muss nicht aufwändig transportiert werden, kommt aus der Region und es fällt kein Plastikmüll an. Im Vergleich zu Trinkwasser aus dem Supermarkt kostet es fast nichts und lästiges Schleppen der Flaschen ist nicht notwendig. Der Geschmack von Leitungswasser ist abhängig von der Herkunft und der Qualität der Wasserleitungen. Wer es nicht mag, kann es durch Wasser-Sprudler mit Kohlensäure versetzen oder mit Zitronensaft oder Gurkenscheiben verbessern.


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Widerstandsläufer: von den Anfängen der Windkraft bis zu modernen Windkraftanlagen

Als das erste Segel an einem Schiff zur Fortbewegung angebracht wurde, war die Nutzung der Windkraft geboren. Die ersten Windkraftanlagen der Menschheit waren Widerstandsläufer. Was unterscheidet sie von den modernen Auftriebsläufern ?

Ihre Einfachkeit kompensiert den geringen Wirkungsgrad – dadurch leisten sie auch heute noch einen wichtigen Beitrag zur Energiewende. Technikgeschichte von der Persischen Windmühle bis zum modernen Savonius-Rotor.

Kleinwindkraftanlage: Widerstandsläufer als Western-Windrad auf Malta

Auf einer Reise durch das Hinterland von Malta sind sie nicht zu übersehen: Kleinwindkraftanlagen. Doch anders als meisten heutigen Windkraftanlagen, dienen sie nicht der Stromerzeugung. Die Windkraft wird zum Antrieb von Wasserpumpen genutzt. Durch die wenigen Niederschläge ist die Landwirtschaft auf zusätzliches Grundwasser zur Bewässerung angewiesen. Die vielblättrigen Horizontalachsanlagen vom Typ Western-Windrad treiben mechanisch eine Kolbenpumpe an. Diese Art des Windenergiekonverters wurden 1854 von Daniel Hallada in den USA entwickelt, weshalb sie auch Amerikanische Windräder genannt werden.

Kleinwindkraftanlage auf Malta als Wasserpumpe zur Bewässerung
Kleinwindkraftanlage auf Malta als Wasserpumpe zur Bewässerung

Die einfache Bauweise komplett aus Stahlblechteilen und die robuste Mechanik zur Windnachführung und Sturmsicherung machen einen vollautomatischen Betrieb, ohne jegliche Elektrotechnik möglich.

Was ist der Unterschied zwischen Widerstandsläufern und Auftriebsläufern?

Widerstandsläufer:

Weht der Wind gegen ein Hindernis, wird ein Teil der Energie des Windes in Kraft umgewandelt, die das Hindernis vor dem Wind herschiebt. Das ist das Prinzip, welches Segelboote nutzen, um die Windenergie für die Antrieb des Schiffes zu nutzen. In Windkraftanlagen wird die Bewegungsenergie der Luftmassen in Bewegungsenergie des Rotors umgewandelt. Bei einem Western-Windrad wird der Winddruck gegen die schräg gestellten Rotorblätter in Rotationsenergie des Rades übertragen.

Widerstansläufer an einem Savonius-Halbschalen-Rotor
Widerstansläufer an einem Savonius-Halbschalen-Rotor

Die Graphik zeigt die Wirkungsweise eines Savonius-Rotors. Im Gegensatz zum Western-Windrad mit horizontaler Achse (HAWT), kann die vertikale Achse (VAWT) vom Savonius von allen Richtungen her angeströmt werden, ohne dass es eine Windnachführung braucht.

Auftriebsläufer:

Auftriebsläufer nutzen stattdessen den aerodynamischen Auftrieb, um den Rotor in Drehung zu versetzen. Das Prinzip was bei Flugzeugen für Auftrieb sorgt, wurde auf Windkraftanlagen übertragen. Ihr Wirkungsgrad ist gegenüber Widerstandsläufern deutlich größer. Sie können mit relative kleinen, profilierten Rotorblättern eine größere Fläche im Windquerschnitt „ernten“. Dies spart Material, erfordert aber auch eine komplexe Steuerung und Sturmsicherung.

 

Auftrieb eines aerodynamischen Flügelprofiles einer HAWT / Windkraftanlage mit horizontaler Achse
Auftrieb eines aerodynamischen Flügelprofiles einer HAWT / Windkraftanlage mit horizontaler Achse

 

Wenn der Wind das Rotor-Profil trifft, strömt die Luft an dessen Unterseite ungebremst entlang, während sie an dessen Oberseite durch die Krümmung einen Umweg nehmen muss. Durch den längeren Weg strömt sie schneller, wodurch sich ein Unterdruck aufbaut. Dieser Unterdruck saugt das Rotor-Profil nach oben. Bei einer Windkraftanlage mit horizentaler Achse (HAWT) wird der Auftrieb der Rotorblätter durch die sternförmige Anordnung in Rotationsenergie umgewandelt.

Bei beiden Rotortypen kann die Achse entweder in horizontaler oder in vertikaler Ausrichtung angeordnet sein. Die typischen Windkraftanlagen zur Stromerzeugung sind Auftriebsläufer mit horizontaler Rotorachse. Sie haben den besten Wirkungsgrad, sind aber im Aufbau kompliziert und störungsanfällig. Das Western-Windrad ist auch eine Windkraftanlage mit horizontaler Achse, nutzt aber das Widerstandsprinzip. Der Savonius-Rotor hingegen ist ein Vertikalachser, ist aber ebenso ein Widerstandsläufer.

Widerstandsläufer: die Mutter aller Windkraftanlagen

Die erste Windkraftanlage wurde vermutlich in China gebaut. Die chinesische Windmühle war wie ein Karussell gebaut. Sie war mit mehreren Segeln ausgestattet, die sich selbstständig nach dem Wind ausrichteten. Die Windkraft wurde dazu genutzt, Wasser für die Bewässerung von Feldern zu pumpen. Bis zurück in das 7. Jahrhundert ist die Existenz der Persischen Windmühle nachgewiesen. Sie ähnelt stark dem Savonius-Rotor. Die Halbschalen waren jedoch als flächige Schaufeln aus einem Holzgerippe, welches mit Zweigen oder Matten bespannt wurde, gebaut. Mit ihrer Hilfe wurden Mahlsteine angetrieben.

Querschnitt einer Persischen Windmühle
Querschnitt einer Persischen Windmühle

Da bei der Persischen Windmühle die Schaufeln von beiden Seiten die gleiche Form hat, muss eine Hälfte des Rotors von dem Wind geschützt werden. Ansonsten würde der Rotor genauso stark gebremst werden, wie er auf der anderen Seite beschleunigt würde. Beim Savonius-Rotor ist dies durch die Halbschalen realisiert: die Halbschale hat einen größeren Luftwiderstand, wenn der Wind in die offene Seite bläst, als andersherum. Der Trichter auf der Windseite des Gebäudes hatte den Effekt, dass mehr Wind auf die Schaufeln gelenkt wird. Da der Trichter jedoch fest in das Gebäude integriert war, konnte nur Wind einer bestimmten Richtung optimal genutzt werden.

Kleinwindkraftanlagen: Der Savonius-Rotor als moderner Widerstandsläufer

Obwohl Widerstandsläufer die ersten von Menschen gebauten Maschinen zur Nutzung der Windkraft darstellen, sind sie keine Relikte aus einer vergangenen Era. Moderne Widerstandsläufer setzen zwar auf das gleiche Prinzip, wurde aber über die Zeit hinweg stetig optimiert. Der Savonius-Rotor hat den Vorteil, dass auch böige Winde aus unterschiedlichen Richtungen ihm nichts ausmachen. Windkraftanlagen mit horizontaler Achse (HAWT) müssen immer in den Wind gedreht werden. Aus diesem Grund werden sie meist auf großen Türmen gebaut, weil in der Höhe der Wind konstanter weht und weniger oft die Richtung wechselt. Savonius-Windkraftanlagen eignen sich besonders in Bodennähe als Kleinwindkraftanlagen, wo der Wind durch Bäume und Häuser turbulenten Verwirbelungen unterworfen ist.

Verdrillter Savonius-Rotor als Kleinwindkraftanlage in der Stadt (Quelle: Popolon CC BY-SA 4.0)
Verdrillter Savonius-Rotor als Kleinwindkraftanlage in der Stadt (Quelle: Popolon CC BY-SA 4.0)

Auf dem Foto ist ein verdrillter Savonius-Rotor mit zwei Halbschalen-Ringen mit je drei Halbschalen zu sehen. Die verdrehte Form sorgt für einen vibrationsarmen Lauf des Rotors, da in jeder Position des Rotors der Wind auf das gleiche Profil vom Rotor trifft. So erfährt der Rotor bei der Rotation immer ein konstante Beschleunigung. Die Halbschalen sind zum Zentrum hin offen und versetzt angeordnet. Strömt der Wind in eine Halbschale, so wird dieser in die entgegengesetzte Halbschale umgeleitet und überträgt damit auch auf diese einen Teil der Strömungsenergie. Damit kann der Wirkungsgrad im Vergleich zur Persischen Windmühle noch einmal deutlich gesteigert werden. Diese Merkmale des Savonius-Rotors machen ihn besonders interessant für Kleinwindkraftanlagen im urbanen Raum. Auf Dachkanten oder Flachdächern können sie einen wichtigen Beitrag für die Energiewende leisten.


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