In Teil 1 des Artikels über die Zukunft der Energie ging es um die grünen Technologien, fossil sowie erneuerbar, es ging um die Vorreiter China und USA mit deren Rohöl- und Schieferöl-Verbrauch, und ebenfalls waren elektronisch betriebene Fahrzeuge sowie die noch recht unbekannte Energiequelle Gashydrat ein Thema. Der zweite Teil zeigt nun, was weiterhin zukünftig in Sachen Energie noch auf uns zukommt.
Solarenergie ist Spitzenreiter
Den Durchbruch im Bereich der Solarenergie machen neuartige Photovoltaik-Zellen aus organischen Stoffen, die billig gedruckt und an nahezu allen Flächen wie zum Beispiel als Fassaden angebracht werden können. Der Wirkungsgrad ist zwar noch gering, aber die Menge, die sie produzieren gleicht dies wieder aus. Die üblichen Solaranlagen sollen sich den Erwartungen nach im Wirkungsgrad noch steigern.
Solarthermische Kraftwerke
Bekanntlich profitiert man am meisten von der Sonne am Äquator, an welchem solarthermische Kraftwerke zum Einsatz kommen. Riesige Spiegel lassen Sonnenlicht zu Wasser verdampfen und der Wasserdampf treibt Turbinen an. Gespeichert wird die Wärme teilweise in Flüssigsalztanks und nach Sonnenuntergang, sobald es sich abkühlt, wird Wärme freigesetzt durch das vorerst flüssige Salz, das dann durch die Kälte erstarrt. Diese Methode macht es möglich bis in den Morgen hinein Strom zu erzeugen. Solarthermische Anlagen stehen bereits in Spanien und Kalifornien. Auch das „Problem“-Projekt „Desertec“ in Nordafrika und im Nahen Osten gehört dazu, dessen Planung derzeit stark diskutiert wird.
Möglichkeiten der Speicherung
Es sind viele Entwicklungen bezüglich der Speicherung von Solar- und Windenergie bei weniger sonnenreichen Zeiten am Laufen. So könnten zukünftig dezentrale Batterien als nötige Speicher dienen. Man entwickelt derzeit Lithium-Ionen-Batterien zu diesem Zweck, die dennoch für die Versorgung eines Landes nicht ausreichen würden. Ein anderes Konzept zur Speicherung sieht beispielsweise der Ingenieur Matthias Popp vor. Er konstruiert und baut sogenannte Ringwallspeicher. Es handelt sich dabei um künstlich angelegte Seen mit zwei Speicherbecken. Bei starkem Wind soll damit überschüssiger Strom von tausenden Rotoren dazu genutzt werden, Wasser vom unteren Becken ins Obere zu pumpen. Sollte kein Wind wehen, fließt das Wasser wieder zurück und treibt so die Turbinen an. So nutzt man dieses Prinzip auch in Nordrhein-Westfalen bei alten Bergbauschächten als Untertage-Energiespeicher.
Elektrolyse als fossilen Kraftstoff-Ersatz
Obwohl sich Experten einig sind, dass künftig Elektromotoren die Schwächen der Elektroautos lösen werden, könnte es durchaus günstiger sein aus überschüssigen Wind- und Solarstrom anhand Elektrolyse Wasser in seine Bestandteile Sauer- und Wasserstoff zu spalten. BMW zeigte bereits, dass man mit Wasserstoff fossile Kraftstoffe ersetzen könnte, da dieser direkt im Motor verbrennt. Ein anderes alternatives Konzept, das Autohersteller wie Mercedes Benz favorisieren, ist die Befeuerung einer Brennstoffzelle mit Wasserstoff.
Einbindung von Wasserstoff ins Erdgasnetz
Auch die Speicherung des Gases als Primärenergieträger im deutschen Erdgasnetz ist schon möglich. Zusätzlich lässt sich Wasserstoff durch die Beigabe von Kohlendioxid in Erdgas verwandeln. So stellt Audi beispielsweise aus CO2 und regenerativem Strom von überschüssiger Windenergie e-gas für Erdgas-Tankstellen her. Elektrolyseanlagen zur Herstellung von synthetischen Erdgas finden sich auch schon in einigen Windparks wieder. Nachteilig ist allerdings, dass die Speicherung in Tanks sehr aufwändig ist. So sind entweder 700 Bar Druck notwendig oder das Gas muss auf -260 Grad Celsius heruntergekühlt werden, damit eine ausreichende Menge für ein Auto entsteht.
Carbazol-Forschung
Forscher der Universität Erlangen, darunter auch Verfahrenstechniker Wolfgang Arlt, haben zur verbesserten Speicherung von Wasserstoff eine Trägerflüssigkeit entwickelt, die ganz einfach in einen Tank gefüllt werden kann. Man nutzt dazu eine Kohlenwasserstoff-Verbindung namens N-Ethylcarbazol, die vergleichbar mit Diesel ist und leicht zu handhaben sein soll. Carbazol wird in einem Tank gesammelt, später an der Tankstelle abgesaugt und anschließend kann man neu mit Wasserstoff aufladen. Die Forschung von Carbazol steht allerdings noch am Anfang.
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