Großraumkugelkonzepte

Die von den 2014 verstorbenen Freunden Aloisius (Allo) Aßmann (Architekt) und Josef (Sepp) Rottmayr (Statiker) entwickelte Ideenskizze eines doppelschaligen, großvolumigen Stahlbeton-Kugelbehälters ist wie jedes Ingenieurbauwerk, das zum ersten Mal gebaut werden soll, eine Herausforderung. Dieser haben sich unsere Vorfahren überall auf der Welt schon immer gestellt. Sonst gäbe es keine Pyramiden, keine gotischen Kathedralen, keine Wolkenkratzer und keine Hängebrücken. Die bautechnische Machbarkeit der doppelschaligen Stahlbetonkugel ist durch eine von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt in Osnabrück (DBU) finanzierte Studie in den Abmessungen 60, 100, 125 und 150 Meter Durchmesser nachgewiesen.

Gebaut werden soll der Großraumkugelbehälter nach dem Vorbild eines abgestuften Ikosaeders (Zwanzigflächner). Als Fußball ist dieser archimedische Körper allgemein bekannt.

Die Kugel wird aus Stahlbetonfertigteilen zusammengesetzt. Diese Elemente haben zwei fünf- oder sechseckige Platten, die durch eine mittige Säule jeweils miteinander verbunden sind. Die für die tragende Innenschale bestimmte Platte ist geringfügig kleiner als die andere. So könnte die Großraumkugel ohne Leergerüst gebaut werden. Es trifft sicherlich zu, dass aus vordergründigen wirtschaftlichen Überlegungen der Bau eines Zylinders, eines Würfels oder eines Quaders der Kugel vorzuziehen wäre.

Bio-Reaktor (alternative Kläranlage)

Andererseits erfordert das von den Ideengebern entwickelte Konzept des großvolumigen „Bio-Reaktors“ einen doppelschaligen Behälter für das Verfahren, um die Vergärungstemperatur, im Gegensatz zu konventionellen Zylinder-Biogasanlagen, ohne Rührstäbe konstant zu halten.

Es gibt massive Umweltprobleme, die zu einem hohen Anteil dadurch verursacht werden, dass z.B. die Gülle aus der Massentierhaltung unbehandelt über Äcker und Wiesen verteilt wird. Ein weiteres Problem ist, dass der für Mensch und Tier lebensnotwendige Phosphor ein endlicher Rohstoff ist. Ca. 90 % des mit der Nahrung aufgenommenen Phosphors wird von Mensch und Tier über den Urin wieder ausgeschieden. Wir benötigen daher dringend eine biologisch-ökonomische „Kreislaufwirtschaft“, die u.a. Lösungen vorsieht, auch Phosphor recyceln zu können. Dies sieht das Konzept des Bio-Reaktors vor. Hinzu kommt, dass neben der Gewinnung von Bio-Gas eine Stromerzeugung durch ein im Zenit der Kugel installiertes Aufwindkraftwerk, angetrieben durch die vom Vergärungsprozess erwärmte Luft, möglich ist. Weiter kommt hinzu die Stromerzeugung durch PV-Elemente, die auf die Außenfläche der Kugel montiert werden könnten, sobald die Weiterentwicklung dieser Technologie dies ermöglicht.

Im Grunde brauchen wir eine alternative Kläranlagen-Konzeption, die insbesondere in Ländern mit schnell wachsender Bevölkerung dringend benötigt wird. Aktuelle Entwicklungen in der Forschung und der großtechnologischen Anwendung zeigen, dass zukünftig verstärkt Rohstoffe aus nachwachsenden Pflanzen gewonnen werden. So soll z.B. Kerosin aus der Mikroalge oder Naturkautschuk aus der Wurzel des Löwenzahns gewonnen werden. Da Kerosin oder Naturkautschuk perspektivisch in großen Mengen benötigt werden, fällt künftig auch noch mehr Bio-Abfall an. Durch die Verwertung des anfallenden Bio-Abfalls in großvolumigen Vergärungsanlagen wie dem Kugel-Bio-Reaktor, wird gleichzeitig Energie z.B. für die Reifenherstellung erzeugt.

Weitere Informationen auf der Seite Bio-Reaktor.

Pumpspeicherkraftwerk

Die Pumpspeichertechnologie hat sich seit Jahrzehnten bewährt. Deren Potenzial gilt allerdings als relativ begrenzt, da stets der Raum von oder für zwei unterschiedlich hoch gelegene Seen benötigt wird. Wenn diese Reservoire künstlich angelegt würden, könnten weltweit an hunderttausenden Standorten künstliche Pumpspeicherkraftwerke errichtet werden, so die Ermittlungen der „Australian National University“ in 2020.

Wirtschaftliche Gründe sprechen zwar zunächst gegen den Kugelbehälter. Doch wie sieht es mit der Lagerung von Redox-Flow-Batteriespeicherflüssigkeiten aus? Fakt ist, dass die doppelschalige Stahlbeton-Kugel-Konstruktion sich als geschlossener und skalierbarer Behälter anbietet, da im Falle einer Leckage die Umwelt geschützt ist und die Batterieflüssigkeit zur Weiterverwendung aufgefangen werden kann. Die dafür geplante Nutzung von Kavernen (in denen derzeit große Mengen Erdgas gespeichert sind) zeigt, in welchen Dimensionen Behälter zur Speicherung von Energie benötigt werden.

Das Tiefsee-Pumpspeicher-Kraftwerk sieht vor, hohle Stahlbetonkugeln mit einem Durchmesser von ca. 30 Metern und einer Wandstärke von 3 Metern einzusetzen, deren Eigengewicht ein Aufsteigen vom Meeresboden verhindern soll. Diese Kugelbehälter können nur direkt am Einsatzort extrem aufwändig in der Tiefsee gegossen werden. Einfacher wäre es sicherlich, die doppelschalige Kugelkonstruktion als Schalung zu nutzen und die hohle Wandung mit „Wüstensand-Beton“ zu verfüllen. Würde man den Innendurchmesser nur um 8 Meter vergrößern, erhöht sich das Volumen von gut 14.000 m3 auf fast 29.000 m3, der Bedarf an Behältern halbiert sich, die Kosten reduzieren sich deutlich.

Weitere Informationen auf der Seite Kugel-Pumpspeicher.

Bio-Ökonomie

Die Bio-Ökonomie gilt als treibende Kraft für die Transformation von einem erdölbasierten hin zu einem nachhaltigen und klimaneutralen Wirtschaftssystem. Die Idee, immer mehr fossile durch nachwachsende Rohstoffe zu ersetzen, erfordert auch, sich analog mit dem Konzept des „Bio-Reaktors“ zu beschäftigen. Das wäre ein notwendiger Strukturwandel, der es ermöglicht, auf die Verbrennung fossiler Rohstoffe zu verzichten. Dieser ist wiederum dringend notwendig, möglichst bis 2030, um die Erderwärmung entsprechend der Pariser Klimaschutzziele noch eingrenzen zu können.

Fuller

Pavillon Expo 1967 Architekt: Buckminster Fuller

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