ERDGAS AUS SONNE UND WASSER: WELTWEIT EINZIGARTIGER CO2-NEUTRALER PROZESS IN 1000 METERN TIEFE

Österreich produziert sein Erdgas künftig selbst. Ausgangsmaterialien sind Wasserstoff und Kohlendioxid. Dieses Gasgemisch pressen sie in teilweise bereits entleerte Erdgaslagerstätten. Dort leben von Natur aus Mikroorganismen, die sich von den beiden Gasen ernähren. Stoffwechselprodukt ist Methan, also synthetisches Erdgas.

Biogasanlagen liefern CO2

In Pilsbach in Oberösterreich wird dazu ein Elektrolyseur installiert. Er spaltet Wasser in Wasser- und Sauerstoff. Seinen Strom bezieht die Anlage aus erneuerbaren Quellen, also aus Wind- und Solargeneratoren und vermutlich aus Wasserkraft, die in Österreich reichlich vorhanden ist. Bei diesem Prozess werden keine Schadstoffe frei. Das Kohlendioxid (CO2) liefern Biogasanlagen, die es aus dem Produktstrom abtrennen. Übrig bleibt reines Methan, das ins Netz eingespeist werden kann.

Konkurrenten produzieren oberirdisch

So geschieht es in allen Power-to-Gas-Anlagen, in denen aus erneuerbarer Energie und Kohlendioxid Methan gewonnen wird. Die meisten Betreiber setzen allerdings auf eine chemische Reaktion. Damit die trägen Gase verschmelzen sind Wärme und ein Katalysator nötig. Diesen relativ energieaufwändigen Prozess ersparen sich die Entwickler, die Mikroorganismen die Arbeit machen lassen, etwa Electrochaea aus Planegg bei München und MicrobEnergy, ein Tochterunternehmen des Heizungsbauers Vissmann. Beide betreiben bereits Anlagen, allerdings oberirdisch. Die Methanproduktion findet in Fermentern statt.

„Underground Sun Conversion“ (etwa unterirdische Umwandlung von Sonnenenergie) nennen die österreichische Explorationsgesellschaft RAG (Rohöl-Aufsuchungs AG) das spektakuläre Projekt. „Es ist CO2-neutral, löst unser großes Problem der Speicherbarkeit von erneuerbaren Energien und wir können bereits vorhandene Infrastruktur nutzen“, sagt RAG-Generaldirektor Markus Mitteregger. Das Methan, das im Untergrund entsteht, wird dort in einer Tiefe von etwa 1000 Metern gleich gespeichert und erst bei Bedarf gefördert. Dass Methan aus erneuerbaren Quellen in den Untergrund gepumpt werden kann, ist bereits im Forschungsprogramm„Underground Sun Storage“ beweisen worden.

Einige Wochen statt Millionen Jahre

Das Projekt ahmt einen natürlichen Prozess nach. Natürliches Erdgas ist von Mikroorganismen aus den Umwandlungsprodukten von unterirdisch eingeschlossenen Pflanzen und Tieren produziert worden. Während der natürliche Prozess Jahrmillionen dauerte, sind es jetzt nur ein paar Wochen.

Dem Konsortium unter Leitung der RAG gehören die Montanuniversität Leoben, die Universität für Bodenkultur Wien, das Austrian Centre of Industrial Biotechnology, das Energieinstitut der Johannes Kepler Universität Linz und die Axiom Angewandte Prozesstechnik GmbH an. Das Vorhaben kostet rund acht Millionen Euro.

NACH 25 JAHREN: DIE WELTWEIT ERSTE OFFSHORE-WINDFARM WIRD VOM NETZ GENOMMEN

Offshore-Windparks sind technisch deutlich schwieriger zu realisieren, als Windräder auf dem Land. Erst 1991 gelang in Dänemark der Durchbruch: Vor der Küste von Vindeby in der Nähe von Lollard gingen die ersten Windkraftanlagen auf dem Meer in Betrieb. Ihre Leistung war allerdings noch vergleichsweise bescheiden. So wurden elf Turbinen mit einer Kapazität von jeweils 450 Kilowatt installiert. Gemeinsam reichte dies, um rund 2.200 Haushalte mit sauberem Strom zu versorgen. Zum Vergleich: Der Betreiber Dong Energy plant aktuell einen Windpark namens „Hornsea Project One“. Dieser wird nachhaltigen Strom für rund eine Millionen Haushalte produzieren. Die Technologie hat in den letzten 25 Jahren also enorme Fortschritte gemacht.

Vindeby gilt als Wiege der Offshore-Windindustrie

„Die Vindeby Offshore Windfarm wirkt beinahe wie ein Miniaturmodell im Vergleich zu den riesigen Projekten, die inzwischen in Nordeuropa realisiert werden“, erklärt Leif Winther, bei Dong Energy für die Windparks in Dänemark zuständig. „Aber ohne die Erfahrung, die wir bei der weltweit ersten Offshore-Windfarm gesammelt haben, wären wir nicht dort, wo wir heute sind. Man kann durchaus sagen, dass Vindeby die Wiege der Offshore-Windindustrie ist und dass dies der Ort ist, wo sie geboren wurde“, so der Manager weiter. Nach 25 Jahren im Einsatz sind die Windturbinen nun aber nicht nur leistungstechnisch überholt, sondern auch langsam am Ende ihrer Lebensdauer. Der Betreiber hat sich daher für den Rückbau des Windparks entschieden.

Der Rückbau soll möglichst umweltschonend vonstattengehen

Auch auf diesem Gebiet wird die weltweit erste Offshore-Windfarm wieder wichtige Erkenntnisse liefern. Denn logischerweise ist es nicht nur kompliziert, im Meer einen Windpark zu errichten – ebenso aufwendig ist es auch, diesen wieder abzubauen. „In Zukunft müssen noch andere und deutlich größere Offshore-Windfarmen abgebaut werden. Wie dies am effizientesten und unter größtmöglicher Berücksichtigung der Umwelt geschehen kann, ist noch immer unerforschtes Gebiet“, erklärt Winther. Die nun abgebauten Turbinen werden teilweise für Forschungszwecke genutzt, teilweise ausgeschlachtet und auf noch brauchbare Komponenten untersucht und teilweise im Rahmen eines Lärmschutzprojektes verwendet.

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QUELLE: Cleantechnica

MITARBEITERSUCHE

DIE NASA MÖCHTE ZUKÜNFTIGE ENERGIEPROBLEME MIT SOLARZELLEN IM ALL LÖSEN

Nach Schätzungen der U.S. Energy Information Administration wird die Energie-Konsumption zwischen 2012 und 2040 um 50 Prozent steigen wird. In Zeiten, in denen die Menschheit versucht, sich vermehrt sauberen Energieformen zuzuwenden, wird dies zu einer besonders großen Herausforderung werden. Schon seit Jahren arbeitet die NASA in Zusammenarbeit mit dem Pentagon an Möglichkeiten, im All gesammelte Sonnenenergie auf der Erde nutzen zu können. Dabei sind einige interessante Ansätze herausgekommen.

Solarenergie aus dem All könnte eine Menge Probleme lösen

Solarenergie aus dem All hatte einen langsamen Start, aber in den kommenden Jahrzehnten könnte die NASA Technologien etablieren, die dazu führen, dass ein Teil des weltweiten Energieverbrauchs mit Solarpanels im All gedeckt werden kann. Damit wäre einer der wesentlichen Nachteile eliminert, den Solartechnik auf der Erde hat: Sie funktioniert nur, wenn die Sonne scheint. Wirklich effizient sind Solarzellen deshalb nur, wenn sie in trockenen Gegenden mit viel Sonnenlicht aufgestellt werden. Aber auch dort ist das Problem, dass die Atmosphäre der Erde einen Teil der Energie des Sonnenlichts absorbiert und reflektiert, was sich negativ auf die Effizienz der Solarzellen auswirkt. Und zuletzt sollte nicht vergessen werden ,dass Solarzellen auf der Erde die Hälfte des Tages im Dunkeln liegen.

Für inzwischen mehr als fünf Jahre arbeiten Forscher der NASA und des Pentagon daran, diese Probleme zu umgehen, indem Solarpanels einfach von der Erde gelöst und ins All verbracht werden. Daraus resultierten mehrere Vorschläge, um extraterrestrische Solarpanels zu realisieren. Viele davon drehen sich um Raumschiffe, die mit Hilfe von Spiegeln Sonnenlicht zu einer Art großen Satellit mit Solarpanels reflektieren. Von dort soll die Energie mit einem Laser oder mit Mikrowellen auf die Erde gesendet werden. Es gäbe auch Möglichkeiten, um die Energiewellen so zu manipulieren, dass Vögel und auch Flugzeuge sie unbeschadet durchfliegen können.

Im Weltall gibt es weder Wolken noch eine Atmosphäre oder einen Tag-Nacht-Zyklus, die die Effizienz der Solarzellen einschränken können. Da die Energieproduktion 24 Stunden am Tag gewährleistet wäre, müsste die Energie auch nicht wie bisher gespeichert werden – ein Prozess, bei dem bis zu 50 Prozent der produzierten Energie wieder verloren gehen können.

Befürworter solcher Pläne argumentieren, dass die notwendige Technologie zur Umsetzung bereits existieren. Gegner, zu denen auch Teslas CEO Elon Musk zählt, halten dagegen, dass die Kosten schlicht zu hoch seien und Alternativen gesucht werden müssten.

Energiekosten können nicht lediglich in Dollar gemessen werden

Bei der Produktion von elektrischer Energie muss stets bedacht werden, dass mehr Kosten entstehen als der bloße monetäre Aufwand. Ein Weg zur Produktion von sauberer, erneuerbarer Energie mit einem relativ kleinen CO²-Fußabdruck und nahezu keinen Verlusten ist für viele Befürworter schlicht zu attraktiv, um nur an dem finanziell nötigen Aufwand gemessen zu werden. Zu den Befürwortern gehört auch Paul Jaffe, ein Raumfahrt-Ingenieur des U.S. Naval Research Laboratory. Mit seinem Plan für die Implementierung von Solarpanel-Technologien im All gewann Jaffe letzten März vier von sieben Awards der ersten Diplomacy, Development, and Defense (D3) Innovation Summit Pitch Challenge des US-Verteidigungsministeriums. Sein Plan sieht Raumstationen vor, von denen jeweils eine bis zu 15.000 Eigenheime mit Strom versorgen kann.

„Over time, things become more efficient. Wind and solar literally took decades to get competitive with carbon-based alternatives. I see similar potential here. In many ways, the future of space solar rests less on scientists and engineers, and more on people who decide what they want to pay for„, so Jaffe in einem Interview.

Die NASA ist mit ihren Plänen nicht alleine. Auch Japan und China eruieren die Möglichkeit stromproduzierender Raumstationen. Am California Institute of Technology forscht Ali Hajimiri an Technologien, die bei den Plänen der NASA zum Einsatz kommen könnten.

Keines der Projekte, die in diese Richtung forschen und auf Solarenergie aus dem All hinarbeiten, werden in den nächsten 10 Jahren erfolgreich umgesetzt werden können. Es handelt sich dennoch um interessante Pläne, deren erfolgreiche Umsetzung einen wesentlichen Anteil an der Lösung kommender Energieprobleme haben könnten.

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