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Friedensappell der Naturwissenschaftlerinnen und Naturwissenschaftler

Unabhängig davon, dass die Putin-Regierung durch den Krieg in der Ukraine unendliche Schuld gegen sämtliche Völkerrechtsverträge auf sich geladen hat, möchte ich intensiv den Friedensapell der Naturwissenschaftler auch persönlich unterstützen, so wie ich das bei Facebook mit größter Resonanz und 1.400 Kommentaren meiner Abonnenten getan habe.

Hier geht’s zum Facebook-Beitrag

(NatWiss) – Als deutsche Reaktion auf den Krieg in der Ukraine hat die Bundesregierung eine kriegsorientierte Umkehr vorgeschlagen. Das Rüstungsforschungsinstitut SIPRI hält dazu fest: „Der deutsche Bundeskanzler Olaf Scholz (…) beendete innerhalb einer halben Stunde die jahrzehntelange politische Zurückhaltung und leitete eine neue Ära der deutschen Außen- und Sicherheitspolitik ein. (…) Sollte Scholz‘ Vorschlag umgesetzt werden, würde dies den größten absoluten Anstieg der deutschen Militärausgaben seit mindestens dem Zweiten Weltkrieg bedeuten.“

Im Raum stehen Milliarden für die internationale und deutsche Waffenindustrie. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler liefern das Wissen und die Technik. Wir brauchen jetzt eine Festlegung der Selbstverwaltung von Wissenschaft und Forschung auf Friedensförderung. Denn unsere Forschung zeigt auch, dass Aufrüstung jedes Ringen um die Minderung der Folgen der Vielfachkrise, insbesondere des Klimas konterkariert: Waffenproduktion verschwendet wertvolle Ressourcen, die für die globale Energiewende benötigt werden; das Militär ist einer der größten Schadstoffemittenten; Waffeneinsätze verseuchen die Umwelt unwiederbringlich, auch in Friedenszeiten; Aufrüstung und Krieg verschärfen den Hunger in der Welt.

  • Wir brauchen jetzt eine gesellschaftliche Debatte, wie wir in Deutschland zum Ende des Krieges in der Ukraine beitragen können, statt ihn zu verlängern.
  • Wir brauchen eine Debatte und konkrete Entscheidungen, wie ein friedliches Europa nach dem Krieg aussehen kann – mit den Menschen aus der Ukraine, aus Russland und dem Rest der Welt.
  • Wir brauchen eine Debatte, wie wir aus der militaristischen Spirale von Konfrontation und Konkurrenz herauskommen.
  • Wir brauchen konkrete Entscheidungen und politisches Handeln, um Kooperation und gerechte Ressourcenverteilung für alle zu erreichen.

Diese Überlegungen spielen bisher keine Rolle für das Regierungshandeln. Grund genug für uns als Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler unser aller Recht auf öffentliche Debatte und Mitbestimmung einzufordern. Generationen von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern haben an Lösungen für diese Probleme gearbeitet. Lösungen sind da. Es wird Zeit, sie umzusetzen. Diese Petition ist ein erster Schritt. Ich baue auf Ihre Unterstützung und Ihre Stimme.

Malte Albrecht (Vorsitzender NatWiss)

Petition: Die Waffen nieder! Friedenslogik statt Kriegslogik!

Wir bitten den Bundestag zu beschließen:

1)     Die Kürzung des Rüstungsetats und die Verwendung dieser Ressourcen für die Energiewende hin zu den erneuerbaren Energien und für nachhaltige Entwicklung auch im sozialen Bereich.

2)     Keine Grundgesetzänderung, weder zur Schaffung des Sondervermögens von 100 Mrd. Euro für Aufrüstung noch zu einer Verpflichtung dazu.

3)     Direkte Beteiligung der Zivilgesellschaft bei Fragen der Friedens- und Sicherheitspolitik.

Begründung

Die NaturwissenschaftlerInnen-Initiative „Verantwortung für Frieden und Zukunftsfähigkeit“ (NatWiss) verurteilt den Angriff Russlands gegen die Ukraine, der nicht zu rechtfertigen ist und die Regeln des Völkerrechts verletzt, mit unabsehbaren Opfern und Schäden. Gleichzeitig vergessen wir nicht, dass im Vorfeld des Krieges Warnungen und Vorschläge ignoriert, Prinzipien von Kriegsvermeidung und Friedenssicherung missachtet wurden. Das Wissen über Kriegsursachen und Friedenslösungen muss genutzt werden, um die Kriegshandlungen zu beenden und weitere Eskalationsspiralen zu vermeiden. Daher setzen wir uns für Frieden ein und gegen jeden Militarismus!

In diesem Krieg drohen alle zu verlieren, egal wer sich auf den Trümmern und Gräbern zum „Sieger“ erklärt. Hauptopfer sind die Menschen in der Ukraine, die Toten, Verwundeten und Flüchtenden. Die Folgen treffen auch die Bevölkerung Russlands und Menschen in der ganzen Welt. Es verliert das Völkerrecht, die europäische Friedensordnung und die Zivilgesellschaft. Die Schäden und Kosten des Krieges zerstören die Bedingungen für nachhaltigen Frieden und die Lösung globaler Probleme: Armut und Hunger, Vertreibung und Flucht, Umweltzerstörung und Klimawandel. Ein Atomkrieg wäre das Ende der Menschheit: No Future!

Opfer ist auch die Wahrheit. Kriegspropaganda dominiert auf allen Seiten. Die überhitzte Echokammer der Kriegsempörung löscht früheres Wissen, das für die Zukunft gebraucht wird. Kaum gefragt wird, wie es zur Katastrophe kam, wer über Jahrzehnte die Eskalationsspirale angetrieben hat. Ist es bloß der zum Dämon erklärte Putin oder auch die NATO, die nach dem Sieg im Kalten Krieg über alle Grenzen expandierte, bis zur Schwelle des Krieges? Wer Frieden mit Aufrüstung und Militärinterventionen untergraben und selbst das Völkerrecht gebrochen hat, ist ein schlechter Ratgeber für friedliche Lösungen. Getrieben durch die am Krieg verdienende Rüstungsindustrie drängen diese Kräfte schon lange auf eine „Zeitenwende“ geopolitischer Machtkämpfe und eine weitere Aufrüstung der NATO, wodurch die Welt unsicherer wird. Mit Kriegsbeginn verdoppelte die Bundesregierung die in den letzten Jahren stark gestiegenen Militärausgaben und übertrifft nun alleine schon die Russlands vor dem Krieg. Rüstung mit noch mehr Rüstung zu bekämpfen ist so wenig zukunftsfähig wie dem Klimawandel mit Klimaanlagen zu begegnen.

Gegen das Vergessen ist es die Pflicht der Wissenschaft, das Wissen über Krieg und Frieden für die Beendigung des Ukraine-Krieges und die Verhinderung weiterer Kriege zu aktivieren:

1. Wir sagen Nein zu Wirtschaftskriegen, Waffenlieferungen oder Militäraktionen, die die Eskalationsspirale vor und in diesem Krieg angeheizt haben, und lehnen Sanktionen ab, die die Bevölkerung weltweit treffen.

2. Wir unterstützen humanitäre Hilfe für Flüchtlinge und Opfer von Gewalt, ebenso den Ausbau der Verbindungen zur Zivilgesellschaft und Friedensbewegung in Russland und der Ukraine, um Bewegungen zur Beendigung des Krieges zu mobilisieren.

3. Den Versuchen, einen totalen Krieg in allen Bereichen der Gesellschaft zu forcieren und autoritäre Strukturen von Militarismus, Kriegsgehorsam und Denkverboten zu unterstützen, stellen wir die Zivilgesellschaft und ihre zivilen Prinzipien für menschliches Zusammenleben und Konfliktlösung entgegen.

4. Auf die Anklagebank gehören die zum Krieg drängenden Kräfte, nicht die Friedenskräfte, die seit Bertha von Suttner „Die Waffen nieder!“ rufen und vor Krieg warnen, dringlicher denn je.

5. Die Kriegslogik gegeneinander muss ersetzt werden durch die Friedenslogik miteinander: Deeskalation, Diplomatie, sofortige Einstellung der Kriegshandlungen, Rückzug der Waffen, Verhandlung und Vermittlung zwischen den Konfliktparteien, Schutz und Stärkung des Völkerrechts, Schaffung einer europäischen und globalen Friedensarchitektur unter Einschluss Russlands und Chinas.

6. Statt einer Zeitenwende für Aufrüstung und Krieg braucht die Welt eine Zeitenwende für Abrüstung und Frieden, für gemeinsame Sicherheit im Haus Europa, für Nachhaltigkeit und die Lösung der globalen Probleme auf unserem Planeten.

MIT zeigt mobile Wasseraufbereitungsanlage

Die Elektrodialyse ist ein elektrochemisch getriebener Membranprozess in dem Ionenaustauschermembranen in Kombination mit einer elektrischen Potentialdifferenz benutzt werden, um ionische Spezies von ungeladenen Lösungsmitteln oder Verunreinigungen abzutrennen. 

(pte) – Salzhaltiges und verkeimtes Wasser lässt sich mit einer tragbaren Aufbereitungsanlage, die kaum zehn Kilogramm wiegt, in zertifiziertes Trinkwasser verwandeln. Hochdruckpumpen, wie sie bei der Umkehrosmose eingesetzt werden müssen und die viel Energie verbrauchen, benötigen die Entwickler vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) http://mit.edu nicht. Ebenso wenig Filter, die von Zeit zu Zeit ausgetauscht werden müssen. Jongyoon Han und sein Team setzen eine Technik ein, die extrem wenig Strom verbraucht. Ein kleines Solarpanel liefert bereits genug. Der Prototyp begnügt sich mit 20 Watt. Pro Stunde erzeugt er so 0,3 Liter bestes Trinkwasser.

Spannung mit Reinigungswirkung

Das Rohwasser, das es zu reinigen gilt, fließt zwischen zwei Membranen hindurch, zwischen denen eine elektrische Spannung herrscht. Sie ziehen elektrisch positiv und negativ geladene Partikel an sich, sodass das Wasser im Zentrum davon befreit wird. Die Chlor- und Natriumionen sowie die negativ geladenen Viren und Bakterien sammeln sich in der Nähe der Membranen an, werden von Wasserstrahlen abgespült und in die Umwelt entlassen, im Normalfall ins Meer oder ein kontaminiertes Gewässer, aus denen sich die Anlage bedient.

Mit dieser Technik verbleiben im Hauptstrahl normalerweise noch Salzreste, die in einer zweiten Komponente, der Elektrodialyse, entfernt werden. Um die beiden Verfahren optimal aufeinander abzustimmen, haben Han und seine Kollegen ein maschinelles Lernverfahren eingesetzt. Das Gerät ist so konstruiert, dass jeder Laie damit zurechtkommt. Er muss lediglich auf den Startknopf drücken und warten, bis das Ende des Prozesses signalisiert wird. Dann kann das Trinkwasser entnommen werden.

Tests am Bostoner Carson Beach

Nachdem Laborexperimente mit Wasser mit unterschiedlichem Salzgehalt und Trübungsgrad erfolgreich waren, haben die Forscher das Gerät am Bostoner Carson Beach getestet. Die Entwickler stellten es in der Nähe des Ufers auf und legten einen Ansaugschlauch ins Wasser. „Es war schon in seinem ersten Lauf erfolgreich, was ziemlich aufregend und überraschend war“, so Han. Das resultierende Wasser übertraf die Qualitätsrichtlinien der Weltgesundheitsorganisation. Das Gerät könne im Katastrophenfall und in abgelegenen Regionen die Trinkwasserversorgung sichern.

Frieden nachhaltig, einmal nachgedacht

(Robert Bosch Stiftung) – Das bestehende System der internationalen Gemeinschaft zur Konfliktlösung und Friedensförderung funktioniert nicht: Oft flammen Konflikte schon wenige Jahre nach einem Friedensschluss wieder auf. Die Anzahl gewaltsamer Krisen nimmt weltweit zu – auch weil einige der Betroffenen von Friedensprozessen ausgeschlossen sind.

Die international besetzte Kommission der Initiative „Principles for Peace“ sucht zeitgemäße Wege, Friedensprozesse in Krisenregionen neu zu gestalten. Die Initiative wird von der Robert Bosch Stiftung und den Außenministerien Schwedens, Dänemarks, Deutschlands, der Schweiz und der Niederlande unterstützt. In Berlin trafen sich die Mitglieder der Kommission im März zum Austausch mit der neuen Bundesregierung und zogen eine erste Zwischenbilanz ihrer Arbeit. Bisher führte die Kommission Gespräche mit rund 400 lokalen Akteur:innen, Friedensaktivist:innen und NGOs aus mehr als 60 Ländern.

In unserem Gesprächsformat #aufgenommen erklären drei Kommissionsmitglieder, wie sie einen praktischen Handlungsrahmen schaffen wollen, der Frieden in einer Gesellschaft fest verankert und den Menschen in Krisengebieten neue Hoffnung gibt.

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Erdgas aus Russland? Gibt es Alternativen, und wie nachhaltig ist das?

Die Energiesituation Deutschland ist extrem prekär. Die Wolkenkuckucksheime der Politik platzen wie Seifenblasen. Okay: „was brauchen wir Kraftwerke, bei uns kommt der Strom aus der Steckdose.“ Dieser spöttische Spruch aus den 60er Jahren feiert fröhliche Auferstehung. Spaß beiseite, aber die wichtige Stabilität unseres elektrischen Versorgungsnetzes isr in großer Gefahr, ohne Kraftwerke geht eben nicht, aber womit sollen die betrieben werden.
Eine mittelfristige hatte dative wären kleinere lokale und dezentrale Kraftwerke in Kraft-Wärme-Kopplung.
Die ökologischen Strategien haben bisher die Wärmeversorgung, die fast genauso wichtig für Gebäude und Industrie ist, fast völlig vergessen. Die sogenannte elektrische Wärmepumpe ist zwar eine Alternative, aber auf lange Sicht überfordert sie völlig die Stabilität unseres elektrischen Netzes. Schon jetzt, das beweisen Fachleute, stand Deutschland vor einem elektrischen Blackout, mit viel Glück wurde das bisher verhindert. Nur das Europa übergreifende Hochspannungsnetz, vor allen Dingen der Kernenergie Strom aus Frankreich, hat das verhindert. Aber auf die Dauer benötigen die Franzosen ihren Strom selbst, insbesondere Weiden sie bisher ihre zusätzlichen mit Erdgas betriebenen Kraftwerke reduzieren wollen, reduzieren wollen.
Die direkte Versorgung Deutschland mit Rennrad ebay Energie aus der Photovoltaik und aus Windkraftwerken funktioniert deswegen nur bedingt, weil die wirtschaftliche Speicherung von elektrischer Energie derzeit unmöglich ist. Es fehlen z.b. die Pumpspeicherwerke und vergleichbare Einrichtungen.
Die weltweite Energiegewinnung mit Hilfe des grünen Wasserstoffs bietet den einzigen Ausweg, aber Wasserstoff hat als sehr flüchtiges Gas physikalische Eigenschaften, die einen Transport und Einsatz für Industrie und im Alltag nur mit extrem hohen Investitionen möglich macht. Das wird leider in der heutigen Diskussion immer wieder vergessen, aber auch hier gibt es eine einfache Alternative, dort wo der Wasserstoff mit Hilfe von Photovoltaik oder Windenergie gewonnen wird, sollte er unmittelbar in flüssiges Methanol verwandelt werden, dafür ist nur wenig Energie erforderlich, jedenfalls viel weniger als wenn er bei -252 Grad verflüssigt würde. Dieses regenerative Methanol alle bisher eingesetzten fossilen Energien ersetzen, ohne dass die vorhandenen Einrichtungen erheblich verändert werden müssten. Alles ist schon in der heutigen Infrastruktur vorhanden, sowohl der Transport über Meere, über Land und die Verteilung zu den eigentlichen Verbrauchern. Z.b. um die angesprochenen dezentralen Kraftwerke in Kraft-Wärme-Kopplung zu versorgen.
Es wird sich auch mit wenig Aufwand wieder in Wasserstoff zurückgewinnen, z.b. um es in der Eisen und Stahlproduktion einzusetzen.
Der einzige Nachteil, es benötigt institutionell ein Recycling von Kohlendioxyd in Form von Kohlensäure. So wird aus Methanol auch ein perfekter regenerative Treibstoff für alle Fälle.
Hier einige Links die meine Thesen unterstützen, es geht halt nur mit Vernunft.
Interessantes zum Thema
Ein Brief an das EU-Parlament bzw die EU, die meinen Vorschlag zum Thema Methanol unterstützt. Bisher habe ich noch keine Antwort. Hier der Link

Folge 255: der Vernunft eine Chance.

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Wärmepumpen, KWK-Anlagen und Pufferspeicher ergänzen sich: eine Studie der RWTH-Aachen

(bkwk) – Rund die Hälfte aller Wohnungen in Deutschland werden aktuell mit Gas beheizt. Die Pläne der Bundesregierung, dass ab dem Jahr 2024 möglichst jede neu installierte Heizung mit mindestens 65 Prozent erneuerbarer Energie betrieben werden soll, sorgt in den nächsten Jahren aller Voraussicht nach für einem massiven Wärmepumpenausbau. Vor dem Hintergrund, dass die Elektrifizierung auch in anderen Sektoren, insbesondere bei der E-Mobilität, weiter zunehmen wird, stellen sich für die örtlichen Stromverteilnetze, aber auch für das übergeordnete Stromsystem insgesamt, enorme Herausforderungen, die solche Vorhaben schnell ausbremsen könnten.

Kraft-Wärme-Kopplung

Die im Auftrag des Deutschen Vereins des Gas- und Wasserfachs e. V. (DVGW) durchgeführte Studie “Ein nachhaltiger Wärmemarkt” von Frontier Economics und der RWTH Aachen zeigt, welche Möglichkeiten die gasbasierte Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) als stabilisierendes Systemelement bietet.

„Heizen in Deutschland muss auch in Zukunft zuverlässig und sozialverträglich sein. Ausschließlich auf Elektrifizierung zu setzen würde die Systemstabilität gefährden. Ein 80-prozentiger Wärmepumpenausbau erfordert alleine für den Wegfall der gasbasierten Heizungen eine zusätzliche Leistung von 65 Gigawatt. Zudem sichern heute noch etwa 48 Gigawatt Kohle und Kernkraft die steuerbaren Leistungen in Deutschland ab. In Summe ergibt dies eine Lücke von 113 Gigawatt. Der Ersatz der fünf Millionen Ölheizungen ist hier noch nicht inkludiert”, so Prof. Dr. Gerald Linke, Vorstandsvorsitzender des DVGW.

„Große EE-Stromkapazitäten werden die erforderliche Leistung in Zeiten einer Dunkelflaute nicht vollständig hergeben, und auch Flexibilisierungsoptionen der Verbraucher reichen nicht aus, um das Problem zu lösen. Auch die finanziellen Belastungen für die Verbraucherinnen und Verbraucher können zunehmen, wenn ihnen heute subventionierte Wärmepumpen versprochen werden und man sie später mit extrem hohen Folgekosten strombasierter Wärmebereitstellung allein lässt“, so Linke weiter.

Resiliente Wärmeversorgung braucht einen funktionierenden, technologieoffenen Heizungsmarkt

Anhand eines für Deutschland repräsentativen Vorstadt-Netzes mit 144 Ein- und Mehrfamilienhäusern wurden in der Studie die Herausforderungen für die Verteilnetze errechnet und auf das Stromübertragungsnetz bzw. auf das gesamte Bundesgebiet abstrahiert. Um erneuerbaren Strom vom Norden in den Süden zu transportieren, wären zusätzlich 27 Gigawatt Übertragungsleistung erforderlich. Derartige Investitionen in das Stromsystem können die Strompreise um bis zu 53 Prozent ansteigen lassen.

Um eine resiliente Wärmeversorgung zu gewährleisten, ist daher ein funktionierender, technologieoffener Heizungsmarkt unerlässlich, der dem heterogenen Gebäudebestand gerecht wird, dauerhaft sozialverträgliches Heizen sicherstellt und die perspektivische Einbindung klimaneutraler Gase wie Wasserstoff ermöglicht.

Die KWK-Technologie erzeugt dezentral neben Wärme auch Strom für den Betrieb der neuen elektrischen Verbraucher und kann somit die wegfallenden zentralen und gesicherten Stromerzeugungsleistungen durch Kohle und Kernkraft zumindest teilweise ersetzen. Je nach Ausbaustufe der Wärmepumpen können KWK-Anlagen die Stromnachfrage aus dem Verteilnetz um fast zwei Drittel reduzieren. “Bei geschickter Auslegung der Wärmepumpen, KWK-Anlagen und Pufferspeicher kann die Gleichzeitigkeit der Wärmeanforderung in einem Quartier optimal zu Reduktion der Spitzenlasten in einem Verteilnetz genutzt werden. Es bietet sich an, Gebäude mit höherem Wärmebedarf, wie beispielsweise Mehrfamilienhäuser, mit KWK-Anlagen auszustatten, die dann Strom für die Wärmepumpen in Einfamilienhäusern liefern“, resümiert Prof. Dr.-Ing. Dirk Müller, Lehrstuhl für Gebäude- und Raumklimatechnik, RWTH Aachen, Direktor des Instituts für die Modellierung von Energiesystemen, Forschungszentrum Jülich sowie Prodekan der Fakultät für Maschinenwesen an der RWTH Aachen.

Die DVGW-Studie kommt in der Gesamtbetrachtung der untersuchten Aspekte zu dem Ergebnis, dass die KWK-Technologie die Erreichung der aktuellen energiepolitischen Ziele der Bundesregierung dabei unterstützt, die Anwendungssektoren zu großen Teilen zu elektrifizieren. Gasbasierte Kraft-Wärme-Kopplung sollte somit Bestandteil jeder zukünftigen kommunalen Wärmeplanung sein.

Ausreichende H2-Mengen ab 2030

Ein weiterer Untersuchungsgegenstand der DVGW-Studie „Ein nachhaltiger Wärmemarkt“ war, die Verfügbarkeit klimaneutraler Gase zu ermitteln. Hier konnte der Nachweis erbracht werden, dass es ausreichend Wasserstoffmengen für den Bedarf in Deutschland ab dem Jahr 2030 geben wird. Über diesen Aspekt hatte der DVGW in einer Presseinformation am 2. März 2022 informiert. Dr. Christoph Gatzen von Frontier Economics stellt die Ergebnisse am 5. April 2022 in einem öffentlichen Online-Vortrag vor.

Methanol, flüssige Wasserstoffspeicherung

Die Wasserstoffspeicherung ist die umkehrbare Aufbewahrung von Wasserstoff, mit dem Ziel, dessen chemische und physikalische Eigenschaften für eine weitere Verwendung zu erhalten. Die Speicherung umfasst die Vorgänge der Einspeicherung oder Speicherbeladung, der zeitlich befristeten Lagerung und der Ausspeicherung oder Speicherentladung. Konventionelle Methoden der Speicherung von Wasserstoff sind:

Die Wasserstoffspeicherung ist die umkehrbare Aufbewahrung von Wasserstoff, mit dem Ziel, dessen chemische und physikalische Eigenschaften für eine weitere Verwendung zu erhalten. Die Speicherung umfasst die Vorgänge der Einspeicherung oder Speicherbeladung, der zeitlich befristeten Lagerung und der Ausspeicherung oder Speicherentladung. Konventionelle Methoden der Speicherung von Wasserstoff sind:

Wie kann Wasserstoff gespeichert werden und Aufwand und Energiebedarf
Kompressoren)

Flüssiggasspeicherung (Speicherung in verflüssigter Form durch Kühlung und Verdichten)

Alternative Formen der Speicherung von Wasserstoff nutzen die physikalische oder chemische Bindung an einen anderen Stoff:

Absorption im Metallhydridspeicher (Speicherung als chemische Verbindung zwischen Wasserstoff und einem Metall bzw. einer Legierung)

Adsorptionsspeicherung (adsorptive Speicherung von Wasserstoff in hochporösen Materialien)

chemische Bindung, bei der der Wasserstoff durch eine chemische Reaktion in einen anderen Stoff überführt wird, der z. B. drucklos und bei Raumtemperatur gelagert und transportiert werden kann („Chemisch gebundener Wasserstoff“). Bei der Ausspeicherung erfolgt dann die Umkehrreaktion. Beispiele sind Hydrierung organischer Substanzen oder Bildung von Alkoholen mit CO.

Problemstellung

Wegen seiner chemischen und physikalischen Eigenschaften unterscheidet sich der Umgang mit Wasserstoff von den bisher genutzten Energieträgern.

Wasserstoff bildet beim Austreten ein entzündliches Gemisch mit der Umgebungsluft, bei einem Anteil von 4 % bis 75 %. Ein explosives Gemisch (Knallgas) bildet Wasserstoff erst bei einem Anteil von 18 %. Weil Wasserstoff eine hohe Diffusionsneigung hat und Gemischwolken aus Wasserstoff und Luft eine geringere Dichte als gewöhnliche Luft haben, verflüchtigt es sich in offener Umgebung in der Regel, bevor es ein explosives Gemisch bilden kann, oder es brennt in heißen Umgebungen bereits bei der Konzentration von 4 % ab.

Wasserstoff hat im Vergleich zu vielen Kohlenwasserstoffen eine niedrige Verbrennungsenthalpie und damit eine niedrige volumenbezogene Energiedichte (ca. 1/3 von Erdgas). Das erfordert zum Speichern äquivalenter Energiemengen einen dreimal so großen Tank oder einen dreimal so hohen Druck wie für Erdgas. Auf Grund der geringen molaren Masse ergibt sich jedoch eine vergleichsweise hohe massenbezogene Energiedichte (z. B. mehr als die doppelte massenbezogene Energiedichte von Erdgas).

Durch seine geringe Molekülgröße diffundiert Wasserstoff relativ gut durch eine Vielzahl von Materialien, sodass viele Materialien für die Tankhülle ungeeignet sind. Durch hohe Temperaturen und hohen Innendruck wird der Diffusionsprozess verstärkt. Durch Wasserstoffversprödung werden metallische Tankhüllen zusätzlich belastet. Bei Hüllen aus Kunststoff tritt dieser Effekt nicht auf.

Bei der kryogenen Wasserstoffverflüssigung kommt es durch unvermeidbare thermische Isolationsverluste zum Verdampfen/Ausgasen. Damit der Druck in den Behältern nicht zu hoch steigt, wird das Wasserstoffgas mittels eines Überdruckventils abgelassen. Kann dieses entstehende Wasserstoffgas nicht genutzt werden, entstehen erhebliche Verluste. Beispielsweise leert sich der halbvolle Flüssigwasserstofftank des BMW Hydrogen7 bei Nichtbenutzung in 9 Tagen.[1]

Nicht nur zur Herstellung von Wasserstoff, sondern auch zur Speicherung werden große Energiemengen benötigt (Kompression ca. 12 %, Verflüssigung ca. 20 %). Daher ist die Wasserstoffspeicherung trotz vieler Vorteile derzeit (2021) oftmals unwirtschaftlich.

Arten der Wasserstoffspeicherung

Die unterschiedlichen Einsatzbereiche von sauberem Wasserstoff nach ihrer Wirtschaftlichkeit zugeordnet.

Bei den Verfahren zur technischen Speicherung von Wasserstoff in elementarer Form sind Druckbehälter erforderlich, wofür oft eine metallische Außenhülle verwendet wird. Das gilt auch für Flüssiggasspeicher und Metallhydridspeicher, die einen temperaturabhängigen Innendruck aufweisen. Für die Hochdruckspeicherung bei 700 bar finden auch kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe Verwendung, um das Gewicht des Tanks niedrig zu halten.

Für große Mengen in stationären Systemen sind derzeit Flüssiggasspeicher in Verwendung. Für kleine Mengen werden Druckspeicher bis 700 bar eingesetzt. Metallhydridspeicher werden dort verwendet wo das Speichergewicht keine große Rolle spielt, etwa auf Schiffen. Für Fahrzeuge und Flugzeuge werden wegen des geringen Gewichtes heute ausschließlich Drucktanks verwendet:

Toyota setzt ihn in seinem Brennstoffzellen-Fahrzeug FCHV-adv ein und erreicht damit eine Reichweite von 830 km.[26][27] Das Fahrzeug befindet sich bereits im kommerziellen Einsatz und kann geleast werden.[28]

Volkswagen baut einen 700-bar-Wasserstofftank im Tiguan HyMotion ein,[29] Mercedes im A-Klasse F-Cell „plus“ und Opel im HydroGen4.[30]

Bei Bussen werden inzwischen auch Drucktanks verwendet, wie z. B. im Citaro Fuel Cell Hybrid von Mercedes.[31]

Firmen, die in die Forschung und Produktion von Wasserstoffspeichern involviert sind, sind z. B. in Deutschland die Linde AG, in Norwegen und Island StatoilHydro[32] und in den USA Quantum Fuel Technologies Worldwide.[33]
Brennstoffzellen-SchienenfahrzeugeBearbeiten

 

Unfallgefahr

Die heute industriell eingesetzte Technik berücksichtigt die Hochentzündlichkeit des Wasserstoffes sowie seine Eigenschaft, explosives Knallgas zu bilden. Leitungen und Tanks sind entsprechend ausgelegt,[4][5] so dass im täglichen Gebrauch keine größeren Risiken entstehen als z. B. durch die Verwendung von Benzin.[34][35][36]

Wasserstofffahrzeuge mit Drucktanks können problemlos in Parkhäusern und Tiefgaragen geparkt werden. Es existiert keine gesetzliche Bestimmung, die das einschränkt. Fahrzeuge mit Flüssigwasserstoffspeichern dürfen wegen der unvermeidlichen Ausgasung nicht in geschlossenen Räumen abgestellt werden.

 

Direkt-Methanol-Brennstoffzelle verbessert

(pte) – Eine aus dem Gewürz Kurkuma gewonnene Substanz könnte bei Direktethanol-Brennstoffzellen den Durchbruch bringen, wie Forscher des Clemson Nanomaterials Institute (CNI) http://scienceweb.clemson.edu/cni und des Sri Sathya Sai Institute of Higher Learning http://sssihl.edu.in sagen. Die von ihnen entwickelte Elektrode ist eigenen Angaben nach 100 Mal effektiver als bisher eingesetzte. Die Experten haben Curcumin, Hauptbestandteil von Kurkuma, und Nanopartikel aus Gold kombiniert. „Von allen Katalysatoren für die Alkoholoxidation ist derjenige, den wir entwickelt haben, der bisher beste“, sagt CNI-Gründungsdirektor Apparao Rao.

Spiel der Elektronen

Konzentration auf Anode

„Um die Direktethanol-Brennstoffzelle zu einem kommerziellen Produkt zu machen, müssen die Elektroden hocheffizient sein. Wir wollten auch keine sehr teuren Elektroden oder synthetischen Polymersubstrate einsetzen, die nicht umweltfreundlich sind“, erklärtCNI-Forschungsassistent Lakshman Ventrapragada. So kamen die Fachleute auf die goldbeschichteten Curcumin-Partikel, die die Aktivität an der Anode deutlich verbessern. Dort wird das Ethanol oxidiert. Elektronen werden abgegeben, die als elektrischer Strom genutzt werden. Da Gold in Form von Nanopartikeln verwendet wird, ist die Menge äußerst gering, sodass dieser Katalysator deutlich billiger ist als Platin, das bisher bevorzugt erprobt wurde.

Der neue Katalysator ist auch deutlich haltbarer, die Lebensdauer steigt also massiv an. Daran ist im Wesentlichen das Curcumin beteiligt. Es verhindert, dass die Goldteilchen miteinander verklumpen, sodass sich die wirksame Oberfläche verringert und weniger Ethanol oxidiert, was den Stromfluss schwächt. Das Gewürzextrakt sorgt dafür, dass die Partikel ein stabiles Netzwerk auf der Oberfläche der Anode bilden. „Im nächsten Schritt wollen wir den Prozess skalieren und mit einem industriellen Partner zusammenarbeiten, der die Brennstoffzellen tatsächlich herstellen kann“, verdeutlicht Rao abschließend.

Wunschdenken erfasst Wissenschaft – Utopie der zukünftigen Energieversorgung Deutschlands

Die Wissenschaftler sind zuversichtlich, dass der Kohleausstieg auch im Falle eines Gas-Exportstopps aus Russland möglich bleibt. Erneuerbare Energien sollen die fehlende Leistung kompensieren.

Sollte bald kein russisches Gas mehr nach Deutschland fließen, müssten laut DIW im extremsten Szenario rund 43 Terawattstunden ersetzt werden.

Selbst im Falle eines russischen Gas-Exportstopps bleibt der in Deutschland angestrebte Kohleausstieg bis 2030 laut einer Studie des Deutschen Instituts für Wirtschaftsforschung (DIW) möglich.

Zwar müssten Kohlekraftwerke ohne russisches Gas kurzfristig länger am Netz oder in Bereitschaft bleiben. „Aufgrund des zu erwartenden starken Zubaus an Erneuerbaren kann jedoch die Stein- und Braunkohleverstromung bereits ab dem Jahr 2024 wieder deutlich absinken“, schreiben die Forscherinnen und Forscher des DIW.

Sollte bald kein russisches Gas mehr nach Deutschland fließen, müssten laut DIW im extremsten Szenario rund 43 Terawattstunden ersetzt werden. Hinzu käme der Wegfall der noch aktiven Atomkraftwerke Isar 2, Emsland und Neckarwestheim 2, die Ende des Jahres endgültig vom Netz gehen sollen. Dadurch fehlen den Angaben nach im kommenden Jahr im Vergleich zu 2020 weitere 64 Terawattstunden Stromerzeugung.

Ein Teil dieser fehlenden Leistungen könne zwar durch erneuerbare Energien kompensiert werden. „Zur Absicherung der Stromversorgung im Jahr 2023 sollten jedoch die in diesem Jahr zur Stilllegung vorgesehenen Steinkohlekraftwerke vorübergehend als Reserve vorgehalten werden sowie die sich schon in der Reserve befindlichen Steinkohleblöcke in dieser verbleiben“, schreiben die Autorinnen und Autoren des DIW.

Die zu erwartende zusätzliche Erzeugung aus Kohlekraftwerken bei maximalen Einsparungen von Erdgas liege im Jahr 2023 demnach ungefähr zwischen 41 Terawattstunden und 73 Terawattstunden.

Dennoch sind die Wissenschaftler zuversichtlich, dass der Kohleausstieg bis 2030 trotz der kurzfristig benötigten zusätzlichen Reserven machbar bleibt. „Mittelfristig ersetzen erneuerbare Energien einen Großteil der fossilen Stromerzeugung“, schreiben sie.

Bissiger Kommentar zur Ausladung des deutschen Bundespräsidenten durch die ukrainische Regierung

(Wirtschaftswoche) – Mit der Ausladung des Bundespräsidenten schadet Staatschef Selenskyj nur den Ukrainern. Der Unmut trifft Steinmeier aber nicht zufällig. Anlass für die SPD, ihre historischen Verklärungen zu überprüfen. Ein Kommenta

Kommentar aus Wirtschaftswoche:
Man kann und muss nicht jede Aktion der ukrainischen Regierung mit dem Hinweis entschuldigen, dass der Krieg im eigenen Land die Grenzen der Diplomatie und manchmal auch die des guten Benehmens verschiebt. Die deutsche Politik sieht sowohl dem ukrainischen Botschafter in Berlin als auch dem Präsidenten Wolodymyr Selenskyj oft genug Äußerungen nach, die in Friedenszeiten einen Eklat ausgelöst hätten. Das beginnt mit historisch schrägen Vergleichen und endet nicht bei Forderungen, die die zahlreichen Versäumnisse der Regierung in Kiew aus der Vergangenheit völlig außer Acht lassen.

Obwohl in der Ukraine vor dem Krieg hunderte Millionen Euro an EU-Mitteln verschwunden sind, weil Korruption und Intransparenz an der Tagesordnung waren, tritt Deutschland immer noch als größter Geldgeber auf. Unterstützung besteht eben nicht nur aus Panzern und Raketen, sondern zeigt sich auch in beachtlichen Zuschüssen. Wenn Selenskyj jetzt glaubt, er müsse den deutschen Bundespräsidenten öffentlich mit der Begründung ausladen, Steinmeier habe ein „Spinnennetz“ an Kontakten zur russischen Politik gewoben, dann schadet er letztlich nur sich und seinen Landsleuten.
Die Ukraine ist auf jeden Staat angewiesen, der ihr hilft, ob mit Waffen, mit Geld oder mit der (ebenfalls sehr teuren) Bereitschaft, hunderttausende Flüchtlinge aufzunehmen und zu versorgen. Ein kluger Präsident spuckt nicht einfach auf eine ausgestreckte Hand. Dass Selenskyj dann auch noch glaubt, nach der Ausladung Steinmeiers den Bundeskanzler als Ersatzspieler einladen zu können, zeigt seine durch Krieg und verständliche Angst getrübte Wahrnehmung.