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Energieautobahn

A. Umsetzung einer regenerativen Energieerzeugung

Mit der Umsetzung dieses Konzeptes kann die Energieversorgung in Deutschland, in spätestens 15 Jahren, komplett CO2-frei hergestellt werden.

Kosten entstehen dabei nur kurzfristig während der Umstellung. Nach Fertigstellung der regenerativen Erzeuger, sowie der Hochspannungsnetze, ist der finanzielle Gesamt-Ertrag 250 Milliarden Euro für die Bundesrepublik Deutschland (BRD), sowie deren Bundesländer.

250 Milliarden Euro -jedes Jahr- für die Menschen in Deutschland.

Es werden Millionen neue Arbeitsplätze entstehen.

Aus diesem Grund dürften wenig Widersprüche aus der Bevölkerung zu erwarten sein.

Schema: Energieautobahn
Schema: Energieautobahn

B. Energie-Übertragung von Nord nach Süd und Ost nach West

Mit der Umsetzung dieses Konzeptes sind die Hochspannung-Gleichstrom-Übertragungsnetze (HGÜ) als Nord-Süd und Ost-West Stromautobahn in wenigen Jahren sehr kostengünstig fertiggestellt.

Gebaut wird auf Grundstücken, welche sich bereits im Eigentum der BRD befinden. Somit sind bei dieser HGÜ-Verlegung keine Widersprüche seitens Anwohner zu erwarten und die Energietrassen sind da, wo sie auch in Zukunft vermehrt gebraucht werden.

Ein Aufforstungsprogramm entlang und an den Energietrassen, mit 30 Millionen Bäumen, begleiten den Bau der Energie-Trassen. So entstehen zusätzlich auf und an der Trassenkonstruktion riesige Pflanzflächen. Obst, Gemüse und auch viele Blumen für Insektennahrung. Die wenigen Flächen, die versiegelt werden, werden durch vertikal bepflanzte Flächen mehr als ausgeglichen.

C. Die Idee einer Energie-Autobahn

Die bestehenden Autobahnstrecken als Energieverteiler und Energieerzeuger zu benutzen.

Dazu werden Photovoltaik-Anlagen (PV) über den Autobahnen installiert.

Schema: Photovoltaik-Anlage über der Autobahn
Schema: Photovoltaik-Anlage über der Autobahn

Windkraftanlagen werden entlang den Autobahnen installiert.

Schema: Windkraftanlage mit vertikaler Bepflanzung
Schema: Windkraftanlage mit vertikaler Bepflanzung (Vorbild: Supertrees aus “Gardens by the Bay” in Singapur)

Die HGÜ-Übertragungskabel werden über den Bundesautobahnen bzw. über den Bundesbahnstrecken verlegt. Die dazu nötige Konstruktion (T-Konstruktion) trägt sowohl die PV-Anlagen als auch die HGÜ-Übertragungskabel.

Schema: 2 Paare HGÜ-Kabel unter begrünter Decke mit Photovoltaik-Anlage
Schema: 2 Paare HGÜ-Kabel unter begrünter Decke mit Photovoltaik-Anlage

Die HGÜ-Kabel können 2-paarig oder auch mehr-paarig verlegt werden.

Schema: Darstellung exemplarischer Verlegung der HGÜ-Kabel auf T-Konstruktion
Schema: Darstellung exemplarischer Verlegung der HGÜ-Kabel auf T-Konstruktion

Die T-Konstruktion trägt auch HGÜ-Verteilstationen sowie Mittelspannungsstationen.

Schema: Trafostation auf T-Konstruktion
Schema: Trafostation auf T-Konstruktion

Die T-Konstruktion trägt eine kleine elektrische Versorgungsbahn für Menschen und Material.

Lasten- und Personenaufzüge als Zubringer auf die T-Konstruktion zur E-Bahn.

Ebenfalls trägt die T-Konstruktion Pflanzenstrecken für Insektennahrung und Wasserleitungen zur Bewässerung.

Schema: Elektrische Versorgungsbahn und Pflanzstreifen für Insekten
Schema: Elektrische Versorgungsbahn und Pflanzstreifen für Insekten

Dies sind nur einige Beispiele. Weiter könnte die T-Konstruktion Datenübertragungskabel, Sendemasten (z.B. 5G) und Vieles mehr tragen.




Klassische Autobahnen werden zu

Energie-Autobahnen




Zu A. Umsetzung einer regenerativen Energieerzeugung

Bundesautobahnen und Energieträger

Durch die PV-Elektroenergie werden über und an den Autobahnen circa 50 Milliarden Kilowattstunden (kWh) erzeugt. Direkt auf und an der T-Konstruktion.

Links und rechts an den Autobahnen werden circa 100 Milliarden kWh auf landwirtschaftlichen Flächen erzeugt. Als AGRO-Energieerzeugung 5-6 m über der Erde, mit Photovoltaik.

Die teilweise Verschattung darunter wird oftmals den landwirtschaftlichen Pflanzertrag steigern.


Zusätzlich werden circa 600 Milliarden kWh links und rechts an den Autobahnen durch Windkraftanlagen (WKA) erzeugt.

Schema: Moderne AGRI-Fläche (Vorbild: Fraunhofer ISE)
Schema: Moderne AGRO-Fläche (Vorbild: Fraunhofer ISE)

Durch Anreizprogramme werden noch zusätzlich circa 150 Milliarden kWh PV-Energie auf oder an Gebäuden überall in Deutschland erzeugt.

Circa 250 Milliarden kWh erzeugen wir heutzutage schon regenerativ.


900 Milliarden kWh werden wir zusätzlich CO2-neutral erzeugen !!

Bundesbahn

Natürlich kann die Idee auch auf Strecken der Bundesbahn angewandt werden. Hier werden circa 100 Milliarden kWh PV-Energie erzeugt.

Circa 100 Milliarden kWh PV-Energie werden über Agrar-Flächen links und rechts neben den Bundesbahnstrecken installiert.

Ebenfalls werden neben den Strecken der Bundesbahn circa 150 Milliarden kWh Wind-Energie erzeugt.

350 Milliarden kWh an den Bundesbahnstrecken CO2-neutral.

Bundes-Autobahn und-Bundesbahn

Sehr wahrscheinlich reicht der erzeugte Ertrag an den Bundesautobahnen schon, um die komplette Energieversorgung in Deutschland CO2-neutral herzustellen.

Die Bundesbahn dient hier als Rückfallebene, falls an den Autobahnen, aus was für Gründen auch immer, nicht die mögliche Leistung installiert werden kann. Aufgrund des wesentlich längeren Bundesbahnnetzes ist es im Prinzip auch möglich, deutlich mehr Leistung an den vorhandenen Strecken der Bundesbahn zu installieren.

Kosten und Erträge, berechnet auf die Autobahnen und Bundesbahn zusammen

Erzeugt werden die eventuell benötigten Gesamtenergie-Erträge ausgewogen mit 500 Milliarden kWh PV-Energie und 750 Milliarden kWh Windenergie.

Für die PV-Anlagen werden ca. 500 Millionen kWp Leistung benötigt. Für die Windkraftanlagen werden, je nach Größe, zwischen 70.000-100.000 Stück benötigt. Wobei sich die Kosten für die PV-Energie auf ca. 500 Milliarden Euro und die Kosten für die Windenergie auf ca. 500 Milliarden Euro belaufen.

(Momentan wurden die Kosten großzügig ermittelt.)

Das Umstellen auf CO2 neutrale Energieproduktion kostet bei momentan 0 % Finanzierungskosten:

Nur circa 1000 Milliarden Euro.

Refinanzierung von 1000 Milliarden Euro

Eine Refinanzierung der vorherigen Kosten ist mit einem Verkauf der erzeugten Energie bei ca. 0,20 Euro/kWh inkl. Netzentgelte möglich. Wartungs-Verwaltungs- und Instandhaltungskosten betrachte ich jetzt aus Einfachheitsgründen nicht. Diese sind auch so gering, dass sie hier in der Gesamtbetrachtung keine sonderlichen Änderungen bewirken.

Die kompletten Anlagen für die Energieproduktion finanzieren und bauen Bund und Länder. Nur so bleiben im Nachgang die Einnahmen aus dem Energieverkauf bei Bund und Länder, also der Bevölkerung.

1250 Milliarden kWh zu 0,20 Euro/kWh verkaufen ergibt einen

jährlichen Ertrag von 250 Milliarden Euro.

Für Bund und Land.

An dieser Stelle weise ich dringlich darauf hin, dass die Energiegewinnung und deren Verkauf stets bei Bund und Länder bleiben muss.

In 20 Jahren mal soeben 5000 Milliarden Euro -oder auch mehr- einzunehmen, ist doch für die Allgemeinheit ein wunderbares Argument, um nahezu die ganze Bevölkerung von der Nützlichkeit der Projekte zu überzeugen.

Diese Zahlen wecken auch Begehrlichkeiten bei Großinvestoren. Diese brauchen und wollen wir nicht für dieses Modell. Die Allgemeinheit soll den Großteil der Energie erzeugen und auch verkaufen.

Modelle, wie die Zustimmung der betreffenden Eigentümer (Grundstücke, Gebäude) schnell erfolgen soll.

Modell 1

PV-Anlagen an und auf den Trassen sind Bundessache.

Er stimmt sich selbst zu.

Er stimmt selbst schnell zu.

Die Einnahmen sind Bundeseinnahmen.

Modell 2

150 Milliarden kWh werden erzeugt über Anreizprogramme an Gebäuden. Die Anlagen sollen 10 kWp oder größer sein.

Die Länder oder der Bund bezahlen die Anlagen.

Fertigstellungstermine sind zwingend einzuhalten.

Die Gebäudeeigentümer erhalten den selbst verbrauchten Strom zum Vorzugspreis. Der Stromüberschuss wird ins allgemeine Strom-Netz eingespeist und verkauft.

Nach ca. 15 Jahren werden die Anlagen den jeweiligen Grundstückseigentümern geschenkt. Da werden die Eigentümer nicht nein sagen und das Modell kräftig nutzen.

Dieses Modell dürften Bund und Länder in etwa den doppelten Ertrag zurückbringen, der ursprünglich eingesetzt wurde. Die Steuereinnahmen nach der Laufzeit sind nicht unerheblich.

Modell 3

Die WKA und AGRO-Energieanlagen bauen Bund oder Land.

Diese Anlagen gehören dann auch Bund und Land, obwohl die Anlagen auf fremdem Grund montiert sind. Auch heute schon sind PV-Anlagen auf fremden Dächern möglich und bleiben nach Montage im Besitz des Errichters und Investors. Die rechtliche Grundlage könnte hier schon geschaffen sein. Eine Prüfung ist notwendig.

Um hier Zustimmung seitens der Eigentümer zu erhalten wird Pacht bezahlt; und zwar für jeden eingespeisten Betrag aus den Anlagen in % von X.

Auf jeden Fall für alle Teilnehmer der gleiche Betrag in % von X.

„Ertrags-Pokerer“ werden ignoriert und übergangen. Flächen sind genug da. Der Pachtbetrag % von X muss natürlich interessant sein. Aber ich denke das wird günstig.

Bei WKA wird sich der Betrag für die Pacht in etwa zwischen 0,3% – 0,7% bewegen.

Bei PV-Anlagen bewegt sich der Betrag im Bereich von 1% – 2% des Ertrages.

Wichtig: Für alle Verpächter (PV oder WKA) gilt der gleiche Prozentsatz.

Energiespeicherung

Kurzzeitige Speicherung

Die erzeugte Energie wird an oder auf den Energieautobahnen mit Hilfe von Trockenakkus gespeichert. Es ist davon auszugehen, dass genau diese Akkus in Zukunft massenhaft produziert und dann sehr günstig zu haben sein werden. Zudem können diese Akkus sauber produziert werden. Toyota möchte zum Beispiel schon in den Jahren 2020 – 2021 ihre E-Autos damit ausstatten.

Langzeitige Speicherung

Überschüssige erzeugte Elektroenergie wird im Power-to-Gas Verfahren in Wasserstoffgas bzw. Methangas umgewandelt und in das vorhandene Gasnetz eingespeist. Am Besten an Kreuzungspunkten der Energietrassen mit den Gastrassen und bei Wasserentnahmestellen.

Das Gas wird dann in die deutschen Erdgasspeicher eingebracht. Es stehen 24 Milliarden Kubikmeter Naturspeichervolumen zur Verfügung.

Genügend für eine monatelange Energieentnahme.

Sollte Strom benötigt werden, wird Gas wieder zu Strom. Natürlich Alles mit Verlusten; manchmal ist das notwendig.

Schema: Anbindung HGÜ an Power-to-Gas
Schema: Anbindung HGÜ an Power-to-Gas
Schema: Verteilung Power-to-Gas in Hochspannungsnetze
Schema: Verteilung Power-to-Gas in Hochspannungsnetze

Gas wird in Zukunft in Deutschland immer weniger benötigt. Sämtliche Energieträger, egal ob Öl oder Gas, werden in ca. 10 Jahren nicht mehr aus dem Ausland dazu gekauft werden müssen. Wir werden dann unsere Pipelines in umgekehrte Richtung betreiben. Russland oder andere Länder bekommen zukünftig die Energie CO2-frei geliefert. Somit machen die Pipelines eventuell doch noch mal Sinn.

Analyse zukünftig benötigter Energiemengen

Zur Zeit werden jährlich ca. 3600 Milliarden Kilowattstunden Primärenergie benötigt. Bis alleine diese Energie als Endenergie beim Kunden ankommt, gehen 1100 Milliarden Kilowattstunden CO2- belastet verloren.

Die Endenergie, also die Energie die bei den Kunden gezählt wird, beläuft sich somit auf 2500 Milliarden Kilowattstunden.

Diese Energie wird seitens der Erzeuger und Transporteure verrechnet.

Die Industrie lasse ich in der Betrachtung der Energieeinsparung außen vor.

Aber trotzdem sollte auch mal versucht werden (gegen den massiven Lobbyismusbetrieb der Industrie und deren Einfluss auf die Politik) wenigstens etwas ihrer CO2 belasteten 750 Milliarden Kilowattstunden einzusparen.

Bei kompletter Umstellung der Mobilität auf Elektro-Mobilität werden jährlich ca. 600 Milliarden Kilowattstunden eingespart.

Bei Gebäuden (Privat, Handel, Gewerbe) (P,H,G) werden jährlich ca. 700 Milliarden Kilowattstunden eingespart. Diese Einsparungen werden dadurch erreicht, indem die Gebäude energetisch saniert werden. Isolieren und Wärmepumpen einbauen. Dazu müssen unbedingt Wärmepumpen auf Elektrobasis eingebaut werden, vorzugsweise Luft-Wärmepumpen.

Das Umsteigen auf E-Mobilität und CO2-reduzierende Heizungen, sowie Sanierungen, erfolgt durch politische Steuerung. Dazu wird als Grundlage ein einfaches Prinzip benutzt:

Öl und Gas werden teurer. (CO2 belastet)

Strom wird günstiger. (nicht CO2 belastet)

Der Strompreis wurde bei den Berechnungen bereits auf 0,20 Euro/kWh angesetzt. Also wesentlich günstiger für Privatleute als dies bereits heute der Fall ist.

Zusammengefasst bedeutet dies:

aktuell benötigte Endenergie2500 Milliarden kWh
Einsparung durch Umstellung auf Elektromobilität600 Milliarden kWh
Einsparung an und in Gebäuden (P,H,G)700 Milliarden kWh
zukünftig benötigte Endenergie =1200 Milliarden kWh

In Zukunft brauchen wir an Stelle von 2500 Milliarden Kilowattstunden Endenergie nur noch circa 1200 Milliarden Kilowattstunden Endenergie pro Jahr.

Nehmen wir noch für Verluste auf den HGÜ-Leitungen und AC-Hochspannungsstrecken dazu. Sehr großzügig bemessen erzeugen wir dann 1500 Milliarden Kilowattstunden. Der Überschuss kann ja dann, wie bereits beschrieben, als Gas oder Strom an andere Länder weiterverkauft werden. Zusätzliche Energie zu erzeugen, entweder an Autobahnen oder Bahntrassen, ist kein Problem. Die grundsätzliche wirtschaftliche Amortisation, bei mehr benötigter Leistung, bleibt gleich. Verluste bei der Übertragung machen die Amortisationszeit unwesentlich länger.

Zu B. Energie-Übertragung von Nord nach Süd & Ost nach West

Energieübertragung bzw. Verteilung

Die HGÜ-Übertragungskabel werden über oder an den Autobahnen verlegt. Die leidige Diskussion über Verlegestrecken oder Verlegearten entfällt. Die Bevölkerung wird großteils zustimmen. Die Kosten dieser Art der Verlegung belaufen sich auf einen Bruchteil heutiger Verlegekosten. Große technische Herausforderungen sehe ich da momentan nicht.

Elektrotechnische Vorschriften werden eingehalten. Die bestehenden Autobahntrassen laufen an den Hauptverbrauchern wie Städten und Industriezentren vorbei. (Nahe Wege)

Es werden die heutigen AC-Hochspannungstrassen an den Kreuzungspunkten in das HGÜ-Netz eingebunden. Die vorhanden AC-Hochspannungstrassen (Wechselstromhochspannungstrassen) können bei Bedarf dann entlastet, bzw. wenn möglich, auch stärker belastet werden.

Die Einbindung des Gasnetzes wurde schon bei Kapitel „Langzeitige Energiespeicherung“ beschrieben.

Zum besseren Verständnis für die Trassenstrecke ist Bildmaterial beigelegt. (Das Bildmaterial wurde in 3D von uns gezeichnet. Es sind aber noch keine endgültigen Konstruktionszeichnungen)

Zu C. Die Idee einer Energie-Autobahn

Beschreibung der Träger-Konstruktion sowie des Street-Carriers

Die Trägerkonstruktion für HGÜ-sowie PV werden mit Hilfe des Street-Carriers (S-Carrier) gebaut. Dieser S-Carrier ermöglicht es bei normalem Verkehr auf der Autobahn die Trägerkonstruktion zu bauen.

Egal in welche Richtung. Der S-Carrier trägt Mensch und Material.

Kantine, Toiletten, Arbeitsplattform und andere notwendigen Einrichtungen sind auf dem S-Carrier verbaut. Materialien werden über den S-Carrier-Kran meist vom Seitenstreifen der Autobahn auf den S-Carrier gehoben.

Mensch und auch Material können zusätzlich über die kleine E-Versorgungsbahn auf der Träger-Konstruktion an den S-Carrier gebracht werden. Der S-Carrier kann z.B. in Baden-Württemberg von der Firma Liebherr gefertigt werden. Arbeitsplätze!

Schema: Baumaßnahme während Fahrbetrieb
Schema: Baumaßnahme während Fahrbetrieb
Schema: Baumaßnahme während Fahrbetrieb
Schema: Baumaßnahme während Fahrbetrieb

In der Regel wird der S-Carrier die Autobahnen über Jahrzehnte nicht verlassen. Er kann in Zukunft für Autobahnreparaturen usw. benutzt werden. Die T-Konstruktion wird mit Schnellbau-Fundamenten an den Autobahnrändern befestigt. Die Trägerkonstruktion wird aus Stahl, Stahlbeton oder aus Holz hergestellt. Bei dieser Art der Bauweise werden also mehrere Industriezweige beschäftigt. Grobe Statikbetrachtungen sind schon durchgeführt. Die benötigte Tragfähigkeit stellt für diese Art der Konstruktion kein Problem dar. Da die Träger nur über jeweils eine Richtungsfahrbahn der Autobahn gespannt werden, sind nur Tragweiten von ca. 15-20 Meter zu überbrücken.

Bebaut werden natürlich beide Richtungen.

Der S-Carrier selbst wird jeweils mit 6-8 oder mehr Beinen bestückt, welche am Ende auf Rädern stehen. Er versorgt sich mit Energie aus der Trasse. Hydraulisch kann er sich auf die gewünschten Höhen ausfahren oder auch klein machen und durch Autobahntunnels kriechen.

Von 5 Meter bis in etwa 20 Meter hochfahren wird er können. Ebenso muss er seine Breite im Bereich von 7- 20 Meter verändern können. Der S-Carrier wird sowohl Bundesstraßenbrücken, sowie auch Eisenbahnbrücken, übersteigen können. Die T-Konstruktion muß somit in diesen Bereichen nicht unterbrochen werden.

In diesen Bereichen ändern sich natürlich die statischen Anforderungen. Die Lösungen sind auch hierfür schon vorhanden.

Um eine flächendeckende Umsetzung innerhalb der vorgeschlagenen 10-15 Jahren zu erreichen, müssten laut meiner Planung zwischen 70 und 100 S-Carrier gebaut werden. Wie die funktionieren und gebaut werden müssen, teile ich den Erbauern dann gerne mit.

Alleine die Einsparungen aus zwei HGÜ-Nord-Süd-Trassen ermöglichen es nahezu die komplette T-Konstruktion deutschlandweit zu bauen.

Die Trassenkosten habe ich deshalb nicht angesetzt. Betrachtet habe ich die Kosten aber schon. Auch werden die Autobahnen durch die Trassen vor Witterungseinflüssen geschützt. Diese Einsparungen aus weniger Reparaturen, längeren Teerintervallen oder Einsparungen im Winterdienst habe ich noch nicht in den Kosten der T-Konstruktion berücksichtigt.

Unabhängig von den Kosten bietet die Überdachung bei einigen Umweltereignissen (z.B. Starkregen, Hagelschauer, etc.) einen Schutz für die Verkehrsteilnehmer.

Im Verhältnis zum Gesamtprojekt bewegen sich die Trassenkosten im einstelligen Prozentbereich.

Es gibt noch viel mehr über das Projekt Energie-Autobahn zu erzählen.

Bei einem Treffen in unserem Haus in der

Riedstrasse 7

88410 Bad Wurzach-Unterschwarzach

werde ich sehr gerne Ihre Fragen beantworten.

Zum besseren Verständnis fügen wir Bilder bei und hoffen doch, dass Ihr Interesse an diesem Projekt geweckt wurde.

Bitte beachten Sie, dies ist nur ein erster Entwurf, welcher in vielen Facetten wie z.B.:

  • Neigung der Überdachung
  • Ableitung von Regenwasser, Schnee- und Tauwasser
  • Neigung und Ausrichtung der PV-Module
  • Verlegung der HGÜ-Kabel in der Mitte/am Rand/oder gar neben der Autobahn
  • Verlegung der HGÜ-Kabel
  • Energiespeicherung mit P2G oder anderen Techniken
  • Andere Bepflanzung bei AGRO-PV-Fläche wie z.B. mit Kartoffeln oder Getreide.

abgewandelt werden kann.

Selbstverständlich können einzelne Teile aus dem Vorschlag wie z.B.:

  • Vertikale Begrünung von Windkraftanlagen
  • Photovoltaik über Straßen (es müssen nicht zwingend Autobahnen sein)
  • Verlegung von HGÜ-Kabel auf bereits vorhandenen, bundeseigenen Grundstücken
  • PV-AGRO-Kulturen auf bereits vorhandenen, eigenen Grundstücken

kurzfristig umgesetzt werden.

Dieses Projekt funktioniert natürlich in ganz Europa oder weltweit !!!

Ich bin der Überzeugung, dass wir so die Energiewende innerhalb kürzester Zeit schaffen können. Um noch mehr Akzeptanz bei der Bevölkerung zu erreichen, könnte die Energie-Autobahn mit Attraktionen wie z.B. Aussichtspunkte, Hochseilgärten, etc. angereichert werden.

Ich danke Ihnen für Ihre Zeit und freue mich auf eine Rückmeldung.

Siegfried Neff

Schauen Sie sich weitere Bilder an.