Zumindest behauptet das die Universal MACH-Website von NBC News. Einem Artikel von Barbara Booth zufolge „haben Ingenieure an der University von Washington bekannt gegeben, dass sie mit einer Energiequelle aufwarten können, die sowohl leicht als auch stark genug ist, um eine ,Drohne‘ ununterbrochen sieben Stunden lang in der Luft zu halten“. Das folgt einer Miniatur-Drohne mit der Bezeichnung RoboFly auf dem Fuße, eine durch und durch vom Menschen hergestellte Flugmaschine, konstruiert von der gleichen Arbeitsgruppe.
Nun kann man sich fragen: Wer wird das Rennen um „dronemanship“ gewinnen?
Überlegenheit der Natur
Die Hummel-Drohnen-Version demonstriert die Überlegenheit der Natur. Im Gegensatz zu der Roboterfliege, welche eine Batterie benötigt, kann die Hummel stundenlang fliegen und dabei noch Energie ansammeln und sich sogar daran erinnern, wo sie eben war. Man beobachte einfach eine Gruppe blühender Blaubeerpflanzen im Frühjahr und beobachte die Hummeln, wie sie von Blüte zu Blüte fliegen und diese dabei bestäuben. Zwar kann es schwierig sein, das zu beobachten, aber man wird kaum ein Individuum die gleiche Blüte anfliegen sehen, an der sie gerade erst gewesen ist.
Natürlich sind die Hummeln derzeit nicht zu sehen. Sie versuchen, einen langen und harten Winter zu überleben. Wie andere Organismen mit Winterschlaf sowohl bei Pflanzen als auch bei Tieren überleben sie durch Winterschlaf. Dazu gehört, dass sie ihre Aktivitäten und ihren Stoffwechsel herunterfahren bis fast zum Stillstand. Auf diese Weise können sie mit Energiereserven überleben, welche sie in wärmeren Zeiten des Jahres angesammelt haben, als Nahrung reichlich zur Verfügung stand.
Winterschlaf ist KEINE Option
Für uns Menschen ist Winterschlaf keine Option. Unser Herzschlag und unser Stoffwechsel können auf diese Weise nicht reguliert werden. Das bedeutet, dass wir Nahrung konsumieren und uns warm halten müssen, unabhängig vom Wetter. Tobt draußen ein Blizzard, ist es überlebenswichtig, unseren Körper warm zu halten, und das erfordert externe Energie. Darum bauen wir Häuser mit thermischer Isolierung und Heizungen. Heizen, das heißt Verbrauch von Energiequellen wie Holz, Kohle, Öl, Erdgas oder Strom. Während die ersten vier Energieträger mehr oder weniger unbegrenzt auf Lager gehalten werden können, ist jede Stromspeicherung extrem begrenzt und sehr kostspielig. Schauen wir uns diese Alternativen mal etwas näher an.
Alternative Energie-Speichermöglichkeiten
Die folgende Tabelle zeigt eine Übersicht der Energiedichte gegenwärtiger Energie-Speicheralternativen. Alle Werte sind grobe Schätzungen:
Schon ein flüchtiger Blick auf die Tabelle zeigt, „wo die Energie“ wirklich steckt. Kein Energie-Speichermedium erreicht auch nur annähernd die Energiedichte von Kohlenstoff und auf demselben basierender Treibstoffe (gespeicherte Energie-Einheit pro Gewichts-Einheit). Letztere weisen eine sogar noch höhere Energiedichte auf als reiner Kohlenstoff, und zwar wegen der zusätzlichen Energie im gebundenen Anteil des Kohlenwasserstoff-Materials (Öl, Benzin oder Erdgas). Natürlich hat reiner Kohlenstoff (Anthrazit) einen höheren Energiegehalt als weniger dichte Braunkohle. Aber immer gilt, dass jede Art Kohle jedwede Batterie-Speicherdichte um ein Vielfaches übersteigt.
Keiner der derzeit verfügbaren Batterie-Typen kommt auch nur annähernd der Energiedichte von auf Kohlenstoff basierenden Medien nahe. Das gilt auch für die jüngst laut angepriesenen „1-1-8“ und andere Feststoff-Batterien. Das führt zu der Frage:
Werden die so laut angepriesenen Elektrofahrzeuge diese Batterie-Einschränkungen jemals überwinden?
NEIN!
Weder jetzt noch in absehbarer Zukunft!
Dr. Klaus L.E. Kaiser is author of CONVENIENT MYTHS, the green revolution – perceptions, politics, and facts Convenient Myths
Energiespeicher sind noch nicht verfügbar, für einen Einsatz im Stromsystem
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Das beste Beispiel ist der scheinbar erfolgreiche Einsatz eines TESLA Lithium-Ionen-Akkuspeichersystems in Südaustralien im November 2017. Bereits einen Monat später sprachen die Medien bereits von großem Erfolg:
„Mindestens zwei größere Energieausfälle konnten entschärft werden, die Batterien reagieren schneller als kohlebefeuerte Backup-Kraftwerke. Die Batterie von Tesla (Hornsdale Power Reserve) lieferte bereits nach nur 0,14 Sekunden nach einer der größten Braunkohle Kraftwerke Australiens, dem Loy Yang-Kraftwerk, das einen plötzlichen, unerklärlichen Produktionsrückgang erlitt.“
Ende 2017 und auch heute noch in Australien gibt es ein großes Problem – Wenn das Batteriespeichersystem von Tesla so effektiv ist -, warum hat die Financial Times Ende August 2018 festgestellt [Bezahlsperre]: „Die politische Krise in Australien hat seine Wurzel in der Energiefrage.“
Die derzeit eingesetzten Energiespeichersysteme sind nicht skalierbar, erschwinglich oder flexibel wie Erdgas, so sind viele Länder wie die Australier zu höheren Strompreisen verdammt, wie auch Deutschland und Dänemark beweisen. Stromausfälle und höhere Emissionen durch verstärkten Einsatz von backup-Kraftwerken; insbesondere Kohlekraftwerke sind unabwendbar. Wenn China behauptet, sie seien führend in grüner Energie, so täuscht es die politischen Führer der Welt und die Umweltschützer, die auf erneuerbare Energien und Energiespeicher abzielen, die jedoch nicht als Ersatz zuverlässiger Energieversorgung eingesetzt werden können.
China baut weitere Kohlekraftwerke in rasantem Tempo, während Australien, das auch das Pariser Klimaabkommen unterzeichnet hat, Kohle nach Asien exportiert.
Nach Auswertung vom Juni 2018 , wird Australien im Zeitraum 2017-2018 voraussichtlich 60,2 Milliarden US-Dollar mit Kohleexporten verdienen – das ist das höchste jemals erreichte Niveau -, darunter 182 Millionen Tonnen oder 37,5 Milliarden US-Dollar an metallurgischer Kohle und 200,5 Mio. Tonnen oder 22,7 Milliarden US-Dollar an thermischer Kohle.
Wenn die Energiespeicherung funktionieren würde, würden auch erneuerbare Energien funktionieren, da sich jede Technologie gegenseitig ergänzt. Erneuerbare Energien kommen ungeplant und nur zeitweilig und benötigen Energiespeicherkapazität und / oder die Sicherung durch zuverlässige Kraftwerke. Energiespeicherung ist derzeit oder in naher Zukunft nicht 24 Stunden an 365 Tagen bedarfsgerecht verfügbar [und bezahlbar].
Weitere Beispiele für einen fehlgeschlagenen Einsatz erneuerbarer Energien gibt es viele. Über Deutschland und Frau Dr. Merkels gescheiterte Klimaziele berichtete Bloomberg Mitte August
„Deutschland, die Nation, die mehr als jedes andere Land erneuerbare Energien zum Einsatz gebracht hat, wird ihre Ziele zur Reduzierung der „schädlichen“ Kohlendioxidemissionen wahrscheinlich sogar dann verfehlen, wenn bis 2025 weitere 500 Milliarden Euro für den Umbau des Energiesystems aufgewendet werden. Deutschland ist eine der Top-Volkswirtschaften der Welt, seine Ingenieurskunst ist seit über einem Jahrhundert legendär und sie haben einen politischen Konsens für grüne Energie, aber sie können erneuerbare Energien nicht mit den Emissionszielen in Übereinstimmung bringen. Der Grund dafür liegt in der launischen Natur der erneuerbaren Energien und es gibt keine ausreichenden Energiespeicher. Selbst in dem technologisch fortgeschrittenen Deutschland, das nach dem Tsunami und Ausfall von Fukushima Daiichi in Japan versucht, seine Atomkraftwerke stillzulegen, hat seine nicht gelösten Probleme:
„Durch die Schließung von Kernkraftwerken bleiben in Deutschland keine Erzeugungsanlagen, die an den dunklen Tagen im Winter arbeiten können, wenn Windparks und Solaranlagen nicht viel zum Netz beitragen – und die Nachfrage auf dem Höhepunkt ist.“
Zusätzliche Probleme treten für Benutzer und Netzbetreiber ohne ausreichende Energiespeicher in Deutschland auf: „Das Netz ist so stark mit Strom überschwemmt, dass die Preise auf dem Großhandelsmarkt oft unter null fallen.“
Was die politischen Entscheider in Deutschland, der EU, in China und der industrialisierten Welt zusätzlich beeinflusst ist, dass die deutsche Wirtschaft mehr dienstleistungsorientiert ist und weniger Energie verbraucht und weniger CO2 emittiert, im Gegensatz zu China und zunehmend den USA, deren Industrie und Fabriken einen größeren Anteil am BIP haben. Die Nutzung erneuerbarer Energien ist ohne skalierbare, erschwingliche und zuverlässige Energiespeichersysteme nicht zu erreichen.
Auch die Vereinigten Staaten (USA) sind ein Beispiel, wo die Preise ohne ausreichende Energiespeicherung gestiegen sind, Kalifornien hat darüber hinaus noch höhere Großhandelspreise und Einzelhandelspreise, da in diesem Bundesstaat überhaupt keine Energiespeicherung verfügbar ist. Minnesota lag in der Vergangenheit um 18,2% unter dem nationalen US-Durchschnitt der Energiepreise. Minnesota investierte in 2009 10 Milliarden US-Dollar für Windparks, modernisierte die Übertragungsleitungen und erließ eine Vorschrift des zu erreichenden Anteil der Stromversorgung aus erneuerbarer Energien:
„Die Energieversorger müssen 25-30% des Stroms aus erneuerbaren Quellen verkaufen, hauptsächlich aus Wind.“
All dies sollte ohne ein Speichersystem erreicht werden. Das Ergebnis: Die Energiepreise von Minnesota liegen seit Februar 2017 über dem nationalen Durchschnitt und sie haben die Treibhausgasemissionen im Vergleich zum US-Durchschnitt und die Umweltverschmutzung nicht verringert.
Hätte Minnesota keine nicht so sehr auf „erneuerbare Energie“ gesetzt und dann noch ohne Energiespeicher und wäre stattdessen bei seinem traditionellen Energiemix geblieben, wären den Strombeziehern von 1990 bis 2017 4,4 Milliarden Dollar erspart geblieben. Energiespeicherung ist unabdingbar neben zufälliger Lieferung von Energie aus Wind und Sonne.
Befürworter von erneuerbaren Energien, Batteriespeicherung, intelligenten Netzen [d.h., Verbraucher abschalten zu können] werden jedoch weiter daran glauben, dass die Technologie verfügbar, skalierbar, erschwinglich ist und die flexible Zusatzleistung wie Erdgas bietet. „Die heute verfügbaren handelsüblichen Großbatterien speichern jedoch nur zwischen zwei Minuten und maximal zehn Stunden lang Energie, d.h. Strom.“ Energiespeicher , die tatsächlich Stromausfälle von Tagen, besser zwei Wochen überbrücken könnten, sind weder in naher oder langfristiger Zukunft absehbar noch finanzierbar – obwohl Befürworter, Politiker und Teile der profitierenden Privatwirtschaft weiterhin auf erneuerbaren Energien und einer kohlenstofffreien Lebensweise bestehen.
Jede Art von lokalem, landesweitem, landesweitem, nationalem oder internationalem Ansatz für Energiespeichersysteme erfordert eine Strategie und Technologie, die Flexibilität, allgemein akzeptierte Planungsmethoden, bedarfsorientierte Verbraucherverwendung, national und international angeschlossene Übertragungsleitungen, Umfasst die Handhabung der variablen, intermittierenden Natur der erneuerbaren Erzeugung. Teil 2 der Reports des Energieministeriums vom Nov. 2016, noch Obama Regierung. Berücksichtigt werden muss auch die IT-Sicherheit einer Netzmodernisierung, damit die Energiespeicherung einen Beitrag dafür liefert, dass erneuerbare Energien und die CO2-freie Gesellschaft Realität werden.
Empfehlung 3.2: Festlegung eines Rahmens und einer Strategie für Energiespeicherung und Flexibilität. Es gibt bislang nur wenig Informationen zu den Vorteilen und Kosten eines Energiespeichers und zur Bereitstellung flexibler Ressourcen unterhalb des „bulk system level“, [Sinngemäß: … unterhalb des Speichervermögens / der Speicherkapazität, müssen back-up Energiequellen zuverlässig einspringen]. Der Report ergab, dass das Energieministerium Analysen der Speicherkapazität auf regionaler und Bundesland Ebene durchführen sollte. Die im März 2016 durchgeführte Studie „Bedarf und Reaktion integrierter Energiespeicher“ wurde in Zusammenarbeit zwischen dem Ministerium und den Nationalen Forschungslabors erstellt. Für das Geschäftsjahr 2017 wird vorgeschlagen, 2,6 Millionen US-Dollar im Rahmen der Netz Erneuerungs-Initiative (GMI )für die Zusammenarbeit mit Regulierungsbehörden für die Entwicklung von Analysen einzusetzen
Einheitliche Modellstandards für die Energiespeicherung werden regionale Vielfalt berücksichtigen. Die Modelle enthalten Risikoattribute der Energiespeicherung sowie der primären, sekundären und tertiären Energieflüsse.
Die Projekte werden auch mit Normungsgremien zusammenarbeiten, um die Definition von Energiespeichercodes und Standards in Bezug auf Sicherheit und Leistung zu erleichtern.
Bericht erschienen auf CFact vom 06.11.2018
Übersetzung und Interpretation durch Andreas Demmig
GRÜNE Energieexpertin: Das Netz fungiert als Speicher
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Nun hat die Fachperson der Grünen für Klima und Energie (Anmerkung: Studium: Politikwissenschaft und Öffentliches Recht) in diesen See einen Stein geworfen, in der festen Überzeugung, dass dieser ganaz tief sinken möge.
Können sich solche Experten irren?
Deutschlandfunk, Sendung vom 21.01.2018: [2] Annalena Baerbock im Gespräch mit Barbara Schmidt-Mattern Titel:Kandidatin für den Parteivorsitz der Grünen“ Ich bin leidenschaftliche Europäerin“
Schmidt-Mattern: Ein beliebtes Argument der Gegner eines schnellen Kohleausstiegs lautet ja immer wieder, dass man sagt, wenn Deutschland allzu schnell aus der Kohle aussteigt, sind wir im Zweifel an Tagen, wo nicht genug Sonne und Wind herrscht, angewiesen auf Stromimporte aus dem Ausland, sprich Atomstrom zum Beispiel aus Frankreich. Wie wollen Sie dieses Argument entkräften? A. Baerbock: Das ist ein Dreiklang. Und es ist aber so – und das ist einfach Fakt, da kommt man nicht drum herum – wir haben massiv Stromexporte. Wir exportieren ein Zehntel unseres Stroms ins Ausland, in andere Länder. Die osteuropäischen Staaten haben schon gesagt: ‚So geht das nicht weiter, ihr verstopft unsere Netze.‘ Deswegen haben wir gesagt, diese zehn Prozent Export die können wir an Kohle vom Netz nehmen. Und natürlich gibt es Schwankungen. Das ist vollkommen klar. An Tagen wie diesen, wo es grau ist, da haben wir natürlich viel weniger erneuerbare Energien. Deswegen haben wir Speicher. Deswegen fungiert das Netz als Speicher. Und das ist alles ausgerechnet. Ich habe irgendwie keine wirkliche Lust, mir gerade mit den politischen Akteuren, die das besser wissen, zu sagen, das kann nicht funktionieren. Die Bundesnetzagentur, das Bundeswirtschaftsministerium war mit dabei in den Sondierungsgesprächen, als Experten geladen, haben das durchgerechnet. Das ist machbar.
Frage an Frau Baerbock: Hätten Sie nicht doch Lust, wenigstens für EIKE diese erklärte Machbarkeit zu belegen?
Sehr geehrte Fachfrau für Klima und Energiefragen einer Oppositionspartei. Der Autor (und nicht nur er) hat schon mehrmals Aussagen der GRÜNEN und die Auswahl der „Experten“, welche von den GRÜNEN gerne gehört werden, kritisiert – man darf ruhig sagen: Auch schon öfter „durch den Kakau gezogen“ [3] [4] [5]. Nun wäre eine gute Gelegenheit für Sie, Paroli zu bieten und ihre im Interview als GRÜNE Fachperson getätigten Aussagen: „ … Deswegen haben wir Speicher. Deswegen fungiert das Netz als Speicher … „ zu belegen, ergänzend mit den Daten der Experten, welche es für die damaligen Sondierungsgespräche bereits so positiv durchgerechnet hatten.
Mailen Sie einfach die Informationen an EIKE, und sie werden veröffentlicht. Da EIKE das weltweit meistgeklickte, deutschsprachige Informationsportal ist, ergäbe sich damit gleichzeitig die Möglichkeit einer Werbungstat für GRÜNE Fach-Kompetenz, welche durch ein etwas unglücklich verlaufenes Interview von Herrn Özdemir: [5] EIKE 15.08.2017: Cem Özdemir versucht sich in Energie man darf es doch sagen, mehr als gelitten hat.
Wer erinnert sich noch an die hoch-innovativen – aber fast nirgends einsetzbaren und zudem extrem teuren – Speicherkugeln des IWES? Einfach unter EIKE 14.11.2016: Hurra, wir haben das EEG-Speicherproblem in Lösung – mit Beton-Pumpspeichern! nachlesen, oder bei klimaretter.info: Das Ei im Meer.
Mag ein EEG-Unsinn noch so groß und vor allem teuer sein; da er von unserem Staat immer gefördert wird, verspricht es immer einen Erfolg und sei es nur, dass die vielen Institutsmitarbeiter eine Zeit lang bezahlt sind und man auf die fast sichere Folgeförderung für die unisono notwendigen, „tiefer gehenden Untersuchungen und weiteren Versuche“ bauen kann.
Und jemand, der dies bejubelt, findet sich ebenfalls immer:
Speicherkugeln erfolgreich getestet
Klimaretter.Info: Speicher-Kugeln erfolgreich getestet … Nun haben Wissenschaftler vom Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik in Kassel gezeigt, dass auch Unterwasser-Pumpspeicherkraftwerke funktionieren können.
Nach dem Piloteinsatz im Bodensee und der Auswertung der dort erhobenen Daten soll das System in drei bis fünf Jahren auf dem Meeresgrund getestet werden. Dann sollen Kugeln mit einem Durchmesser von 30 Metern zum Einsatz kommen. Wirtschaftlich anwendbar ist das Prinzip erst ab Wassertiefen von etwa 600 bis 800 Metern. Eine Speicherkugel in 700 Metern Tiefe kann rund 20.000 Kilowattstunden Strom speichern. Als Standorte kommen küstennahe Regionen infrage, in deren Nähe sich bevölkerungsreiche Ballungszentren befinden. Die Forscher wollen beispielsweise Standorte vor Norwegen und vor Spanien untersuchen.
Hoffen wir, dass die Mitarbeiter des IWES um Deutschland herum viele küstennahe Regionen in der Nähe bevölkerungsreicher Ballungszentren mit mindestens 600 m Wassertiefe finden, um mit dieser Innovation Deutschlands Speicherprobleme lösen zu helfen. Ein bisschen googeln zeigt, dass es solche Regionen nicht gibt. Aber die Erfindung ist ja für den EEG-Hoch-Technologie-Export in fernere Länder gedacht. Betonieren kann man schließlich überall.
(1) Georg-Salvamoser-Preis: Die Auslobung erfolgt für Bewerber, die sich mit innovativen Projekten für eine hundertprozentig erneuerbare Energieversorgung einsetzen. Vergeben wird erstmals ein Jugendpreis in der neuen Kategorie „Junge Energie“. Quelle: Klimaretter.Info
Speicher für elektrische Energie, Vision vs Realität! „Um den deutschlandweiten Ausgleich einer typischen sechstägigen Windflaute zu überbrücken, müsste man zuvor den Starnberger See (3 km3 Volumen) auf das Niveau der Zugspitze pumpen“
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Aufgrund des EEG geförderten massiven Ausbaus der Wind- und Sonnenstromerzeugung deren Nennleistung bereits in den Mindestlastbereich der E.on Regelzone hinein wächst, ergeben sich einerseits erheblich höhere Stromerzeugungskosten durch schlechtere effektive Ausnutzung dieser Erzeugungseinheiten und andererseits als infolge dessen immer öfter negative Stromhandelspreise an der Strombörse.
Die für die Netzregelung eingesetzten Pumpspeicherkraftwerke reichen bereits heute nicht mehr aus, so dass vermehrt fossil befeuerte Kraftwerke als Regelkraftwerke eingesetzt werden müssen: „Um den deutschlandweiten Ausgleich einer typischen sechstägigen Windflaute zu überbrücken, müsste man zuvor den Starnberger See (3 km3 Volumen) auf das Niveau der Zugspitze pumpen (20 TWh).“
Von den technisch möglichen großen Stromspeichern, die da sind: Druckluft-, Pump- oder Wasserstoffspeicher könnte aus heutiger Sicht nur die chemische Energiespeicherung durch Wasserelektrolyse auf indirektem Weg ausreichende Kapazität bieten. Hierbei müsste überschüssiger Wind- oder Sonnenstrom benutzt werden, um Wasser elektrolytisch in seine Hauptbestandteile Sauerstoff und Wasserstoff zu zerlegen. Ohne EEG – Förderung würden Energieversorger ihren Kapitalgebern gegenüber betriebswirtschaftlich begründet keine Windkraft- oder Photovoltaikanlagen zur Stromerzeugung einsetzen können, sondern den vorhandenen Kraftwerkspark optimieren und durch neue Kraftwerke, auch Kernkraftwerke ergänzen. Auch Regelenergie ist mit konventionellen Kraftwerken – etwa Gasturbinen – günstiger bereitzustellen, als mit Wasserstoff als Basis für die Spitzenstrombereitstellung über Brennstoffzellen.
Zum Verhalten in der Öffentlichkeit zum Zeitgeist, oder wie man auch sagt, zum Mainstream, hatte sich schon vor über 125 Jahren der damalige Reichskanzler Otto von Bismarck sehr trefflich geäußert:
„Die Wahrheit hat es gegen die Lüge immer schwer, wenn die Öffentlichkeit die Lüge glauben will.“
Das ist wohl auch heute noch so, denn:
Ingenieure suchen Wahrheiten, Politiker suchen Mehrheiten.
Prof. Dr. Alt Aachen
Siehe auch pdf Anhang
Anmerkung der Redaktion: Zur Kapazität von Pumpspeicherwerken – hier Goldisthal (Zitat aus (1)):
Allerdings sind die Verluste bei diesem Verfahren groß (ca. 20 %), die Kosten entsprechend hoch und die Anforderungen an die Topologie dieser Pumpspeicherwerke nur in sehr wenigen Fällen erfüllbar. Das größte deutsche Pumpspeicherwerk Goldisthal in Thüringen, eines der größten in Europa, hat eine Leistung von stattlichen 1060 MW und liefert seine Energie über maximale 8 h von 8480 MWh. Dann ist das Speicherbecken leer, und muß wieder über viele lange Stunden vollgepumpt werden. Die Planungszeit betrug 30 Jahre, die Bauzeit 11 Jahre. Es kostete ca. 600 Mio €. Wollte man nur den Leistungsausfall von vier windstillenTagen überbrücken, die in Deutschland – lt. Dr. Roland Hamelmann von der FH Lübeck – recht typisch sind, dann benötigte man dafür 257 solcher Speicherkraftwerke. Die Investition allein dafür betrüge dann ca. 144 Mrd €. Vielleicht ginge es auch mit etwas weniger Pumpspeicherwerken, je nach dem wie schnell das Wasser wieder hochgepumpt werden kann. Wie auch immer es bleibt eine wahrhaft teure, extrem kostspielige Lösung. Vom erheblichen Flächenverbrauch ganz zu schweigen. Als Standardlösung scheidet dieses Verfahren also aus.
