Wasserstoff als Paste speichern
Forschende am Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Materialforschung in Dresden haben eine Paste zur Wasserstoff-Speicherung entwickelt. Normalerweise muss Wasserstoff (H2) unter hohen Druck gesetzt oder sehr tief abgekühlt werden, damit sich nennenswerte Mengen Energie in dem sehr leichten Gas speichern lassen. Die Paste aus Dresden soll das Energiespeichern bald auch bei Normaldruck und Raumtemperatur möglich machen.
Das Ausgangsmaterial für die Speicher-Paste ist pulverförmiges Magnesium. Bei 350 Grad Celsius und fünffachem Atmosphärendruck wird das Element, das häufig vorkommt und billig ist, mit Wasserstoff zu Magnesiumhydrid fusioniert. Dazu komme noch etwas Ester und Metallsalz, fertig ist die Powerpaste, so die Dresdner Forscher.
Als Anwendungsgebiete haben die Sachsen alle möglichen Transportmittel im Visier, vom Roller bis zum Kleinflugzeug. Eine Kartusche mit Wasserstoffpaste wird gewechselt, etwas Leitungswasser in einen Tank gefüllt. Im Fahr- oder Flugzeug wird die Paste aus der Kartusche gedrückt, und mit der richtigen Menge Wasser vermischt. Bei dieser Reaktion entsteht gasförmiger Wasserstoff, der dann in einer Brennstoffzelle zu Strom für den E-Motor umgewandelt werden kann. Die Technologiereife der Paste bewerten die Entwickler mit Reifegrad TRL 6, das sind „Prototypen bereits in Einsatzumgebung“. Bis zur Markteinführung dauert es bei solchen Technologien in der Regel nur noch 1 bis 3 Jahre.
Alte Ölpipeline als Grünstromleitung
Man sieht sie nicht, aber früher roch man sie an manchen Tagen. Nur einige kleine, unscheinbare Gussplaketten an den Revisionsklappen erinnern in den Graubündner Alpen noch an die unterirdische Rohölpipeline, die bis Mitte der 1990er den Rohstoff aus den Ölhäfen von Genua quer durch die Alpen bis zu den Raffinerien im bayerischen Ingolstadt brachten.
Mit den gut 60 Zentimeter dicken und 464 Kilometer langen Rohren müsste sich doch noch etwas anfangen lassen, dachte sich Claudio Gianotti, Chef des Energiehändlers Worldenergy im Schweizer Ort Soazza. Er will darin zwei Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungskabel (HGÜ) installieren, die Strom zwischen der Schweiz und Italien transportieren. Das Projekt ist noch nicht in die Tat umgesetzt, hat es aber unter dem Namen Greenconnector auf die Liste der Stromleitungsprojekte mit der höchsten Prioritätsstufe in Europa geschafft.
Die Übertragungskapazität im europäischen Stromleitungsverbundnetz über dem Alpenhauptkamm zwischen Italien und der Schweiz ist in den letzten Jahren viel zu klein geworden. Künftig wird im Sommer noch mehr Solarstrom aus dem Süden nach Nordeuropa transportiert werden. Doch neue überirdische Hochspannungsleitungen zu bauen, ist wegen der vielen Einsprüche und den hunderten dafür nötigen Durchleitungsrechten fast nicht mehr möglich.
So könnte die Ölpipeline bald ein zweites Leben bekommen, dabei wäre ihr erstes beinahe schon zwei Jahre nach der Eröffnung vorbei gewesen: Während der Niederschlagung des Prager Frühlings 1968 plante der sowjetische Geheimdienst KGB einen Anschlag auf die Pipeline, um mit der dann eintretenden Umweltkatastrophe vom Geschehen in der damaligen Tschechoslowakei abzulenken. Soweit kam es nicht, ein Spion mit Decknamen Igor Mürner war nach dem mutmaßlichen Auskundschaften der Örtlichkeit in den Büdner Alpen verhaftet worden.
Neue Flächen für Fotovoltaik
Ein Baggersee in Gauting bei München bietet seit dem 21.12. eine neue Attraktion: Eine schwimmende Fotovoltaik-Anlage. Die stromproduzierende Insel hört auf den poetischen Namen Water Lily (Seerose). Sie ist nur eine von vielen Ideen, den zunehmenden Flächenbedarf von Fotovoltaik zu minimieren, der in manchen Regionen zunehmend zu Konflikten um das Land führt, etwa mit der Landwirtschaft.
Water Lily liegt auf Plastikschwimmern, die von Aluprofilen zusammengehalten werden. Auf den selben Alustreben werden auch die PV-Module montiert. Zunächst soll Water Lily 15 Kilowatt (kW) in der Spitze leisten, kaum mehr als die Dachanlage eines Einfamilienhauses. Modular soll es sich aber leicht „in den Bereich mehrerer Megawatt erweitern lassen“, teilt der Hersteller Sinn Power mit.
Der selbe bayerische Inselbauer hat auch eine hochseetaugliche Version des schwimmenden Sonnenkraftwerks im Programm. In der meerestauglichen Version wollen die Bayern neben der Fotovoltaik zugleich auch Wind und Wellenenergie nutzen. Im November ließ Sinn Power das 80-KW-System nahe der Insel Kreta zu Wasser. In Asien denkt man das bereits etwas größer: Der chinesische Hersteller Sungrow hat in Vietnam eine schwimmende PV-Anlage mit einer Leistung von über 600 kW zu Wasser gelassen.
Solarstrom oben, Ackerbau unten
Auch für den Einsatz an Land gibt es Ideen, die den Flächenkonflikt zwischen erneuerbarer Energieerzeugung und Landwirtschaft entschärfen können.
In Donaueschingen hat der Landwirt Rainer Hall seine PV-Module mitten auf insgesamt 14 Hektar Grünland aufgestellt, auf dem er dennoch weiterhin Nahrung produziert: und zwar senkrecht. 5.800 Gestellelemente beherbergen in Donaueschingen 11.000 so genannte bifaciale Solarmodule. Das heißt: Anders als herkömmliche Module produzieren sie auf zwei Seiten Strom. Sie sind nach Osten und Westen ausgerichtet.
Immerhin 4,1 Megawatt leistet die Senkrechtanlage in der Spitze; im Jahr produziert sie etwa 4850 Megawattstunden Strom (4,85 Millionen Kilowattstunden) – der Strombedarf von etwa 1500 Haushalten. Durch die Ost/West-Ausrichtung liefert Rainer Hall vor allem in den Morgen- und Abendstunden Strom ins Netz; das ist gut für die Netzstabilität im Süden Deutschlands, wo herkömmliche PV-Anlagen in den Mittagsstunden bereits örtlich mehr einspeisen, als die Netze vertragen.
Nah am Perpetuum Mobile
Die Idee ist nicht ganz neu, scheiterte aber bisher an der Physik: Was, wenn ein Elektroauto so leistungsfähige Solarmodule auf der Karosserie hätte, dass es den Strom selbst produzieren kann, den es zum Fahren benötigt?
Bisher reichte es nur zu extrem leichten und langsamen Prototypen mit riesigen Dächern oder Fotovoltaikmodulen auf einem eigens mitgeschleppten Anhänger. Das Münchner Startup Sono Motors will PV-Module nun an einem Serienauto verbauen; allerdings reichen die 400 Watt daraus nur für Bordcomputer und Klimaanlage, nicht zum Fahren.
Einen Schritt weiter ist das niederländische Startup Lightyear: Die Module auf Dach und Motorhaube des Lightyear One liefern an sonnigen Tagen immerhin genügend Strom für bis zu 70 km Autofahren. Kleiner Nachteil: Das Preisschild weist happige 149.000 Euro aus. Nun wollen die Niederländer mit dem Lightyear Two ein massentaugliches Solarauto für nur rund 30.000 Euro auf den Markt bringen. Das von Maschinenbauern der Technischen Universität Eindhoven gegründete Unternehmen will das erschwingliche Solarauto 2024 in den USA und Europa auf den Markt bringen.
Wechseln statt Warten
Lange Wartezeiten an der Ladesäule nerven viele E-Auto-Fahrer. Zwar müht sich die Industrie nach Kräften: dank besserer Zellchemie in den Batterien und 800-Volt-Technik soll das Laden mehrerer hundert Kilometer Reichweite bald nur noch wenige Minuten dauern. Vorausgesetzt, man kann sich eines der zunächst kostspieligen Autos leisten, in denen diese aufwendige Technik als erstes verbaut werden wird.
Eine echte Alternative will das deutsch-chinesische Unternehmen Infra-Dianba aus Berlin anbieten. Der chinesische Partner Aulton Dianba hält zahlreiche Patente zu einer Batteriewechsel-Technik. In China gibt es in einigen Metropolen bereits ein dichtes Netz an Batteriewechselstationen.
Eilige E-Autofahrer, etwa Taxifahrer oder Pflegedienste, fahren dort in eine von rund 4000 Wechselstationen, die nicht größer als ein handelsüblicher Container sind. Ein Roboter zieht in weniger als 50 Sekunden den leeren Akku aus einem genormten Schubfach, ein zweiter Roboter setzt den vollen Tauschakku hinein. Chinas Parteitechnokraten finden die Idee so gut, dass sie sie in den aktuellen Fünfjahresplan geschrieben haben. Bis 2026 sollen 10.000 Stationen entstehen, bis 2030 sogar 40.000.
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